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Dipartimento di Ricerca Bioingegneria

Laboratorio di Medical Imaging

Il Laboratorio di Medical Imaging si occupa dell’elaborazione di immagini radio-diagnostiche, che rendono possibili analisi quantitative di strutture e processi biologici in vivo, nell’ambito di studi clinici e preclinici.

Le aree di interesse riguardano:

  • Sviluppo di tecniche di segmentazione e quantificazione di strutture anatomiche e lesioni patologiche su immagini diagnostiche in risposta a specifiche esigenze cliniche
  • Validazione clinica di nuove tecniche di imaging non invasive per lo studio della fisiologia e patofisiologia degli organi di interesse
  • Identificazione e validazione di nuovi biomarcatori di imaging
  • Studio delle alterazioni morfologiche ed emodinamiche nei diversi distretti vascolari e studio del ruolo dell’emodinamica nell’insorgenza delle malattie vascolari
Linee di ricerca

Imaging nella malattia policistica renale

La linea di ricerca è focalizzata sullo sviluppo e l’applicazione di tecniche per la quantificazione volumetrica e la caratterizzazione morfologica e funzionale dei reni policistici a partire da immagini diagnostiche acquisite mediante tomografia computerizzata (TAC) o risonanza magnetica (RM). Il Laboratorio di Medical Imaging è coinvolto in numerosi studi clinici volti a studiare l’efficacia di nuove terapie farmacologiche per la malattia policistica renale, studiando l’effetto del farmaco sulla progressione dei volumi renali ed epatici e delle cisti renali ed epatiche. Sono stati sviluppati algoritmi semi-automatici di quantificazione sia del volume totale che delle cisti. A partire da immagini TAC è stata identificata una nuova componente tissutale di natura fibrotica, associata alla perdita di funzione renale. Ci proponiamo ora di utilizzare la risonanza magnetica senza contrasto per caratterizzare in modo completamente non invasivo la componente non cistica del tessuto renale e identificare nuovi biomarcatori di progressione della malattia che siano sensibili fin dagli stadi precoci di malattia.

Imaging a risonanza magnetica per lo studio della fisiopatologia renale

La linea di ricerca è focalizzata sulla standardizzazione e la validazione clinica di nuove tecniche di imaging a risonanza magnetica senza contrasto per lo studio della fisiologia e patofisiologia renale. L’avvento di nuove tecniche di risonanza magnetica ha reso possibile ottenere informazioni dettagliate sulla struttura e la funzione renale nel corso di un’unica acquisizione di risonanza magnetica, senza la necessità di somministrare alcun mezzo di contrasto. Tuttavia, i protocolli di acquisizione ed elaborazione delle immagini variano a seconda del centro di acquisizione, rendendo difficile il confronto dei risultati e la determinazione di parametri di normalità. Nell’ambito di una collaborazione internazionale, il Laboratorio di Medical Imaging partecipa alla standardizzazione delle nuove tecniche di risonanza magnetica, con l’obiettivo di renderle utilizzabili nella gestione clinica dei pazienti con malattie renali. Il Laboratorio è inoltre impegnato nell’identificazione di nuovi marcatori di risonanza magnetica sensibili alla progressione di malattia fin dagli stadi precoci e in grado di monitorare la risposta a nuove terapie, e nella validazione degli stessi nell’ambito di studi clinici, con l’obiettivo di favorirne l’ingresso nella pratica clinica.

Imaging nelle fistole artero-venose per emodialisi

La linea di ricerca è focalizzata sullo studio del moto del sangue nelle fistole arterovenose per emodialisi. Le nuove tecnologie nell'ambito dell’imaging medicale e le moderne tecniche di fluidodinamica computazionale ci hanno permesso di riprodurre accuratamente la distribuzione e la variazione delle sollecitazioni emodinamiche a livello del singolo paziente, partendo dalle sue indagini ecografiche e di risonanza magnetica. Inoltre, l’analisi morfologica su modelli tridimensionali paziente-specifici ci ha permesso di evidenziare le variazioni morfologiche che avvengono nel tempo all’interno dei vasi in seguito alla creazione dell’accesso vascolare per emodialisi. Ci proponiamo di identificare la relazione tra cambiamenti nelle sollecitazioni emodinamiche e variazioni morfologiche che portano alla chiusura della fistola arterovenosa.

Imaging nella biforcazione carotidea

La linea di ricerca è focalizzata sullo studio del moto del sangue in modelli di carotidi sane e stenotiche. La nuova tecnica di imaging Vector Flow permette uno studio approfondito dell’emodinamica nella biforcazione carotidea con una semplice ecografia, ma questa tecnica potrà essere applicata nella routine clinica solo in seguito ad una accurata validazione. Un confronto con le nostre tecniche di fluidodinamica computazionale in modelli di carotidi ci ha permesso di mostrare che il Vector Flow Imaging fornisce una corretta e dettagliata visualizzazione delle porzioni vascolari caratterizzate da flusso sanguigno instabile. Ci proponiamo di contribuire all’ottimizzazione e validazione della nuova tecnica ecografica per favorirne l’ingresso nella pratica clinica.

Imaging toracico e cerebrale nella patologia COVID-19

La linea di ricerca è focalizzata sullo studio degli effetti della patologia COVID-19 a livello toracico e cerebrale, a breve e lungo termine. Il Laboratorio di Medical Imaging ha messo a punto una tecnica per la quantificazione della compromissione polmonare su immagini TAC, che consente di valutare in modo oggettivo il danno polmonare e la relativa evoluzione nel tempo nei pazienti sopravvissuti alla patologia COVID-19. In ambito cerebrale, il Laboratorio di Medical Imaging è coinvolto nell’elaborazione di diversi tipi di immagini a risonanza magnetica, con l’obiettivo di valutare i danni cerebrali conseguenti all’infezione e studiarne l’evoluzione nel tempo.

Responsabili
Anna
Caroli
Capo Laboratorio
Capo Laboratorio
anna.caroli@marionegri.it
Senior Advisor
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Capi Unità
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Personale
Mattia
Previtali
Ricercatore
mattia.previtali@marionegri.it
Luca
Soliveri
Ricercatore
luca.soliveri@guest.marionegri.it
Alberto
Arrigoni
Ricercatore
alberto.arrigoni@marionegri.it
Sofia
Poloni
Ricercatore
sofia.poloni@marionegri.it
Giulia
Villa
Ricercatore
giulia.villa@marionegri.it
Michela
Bozzetto
Ricercatore
michela.bozzetto@marionegri.it
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Codice:

International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation.

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