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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • HUMAN NECESSITIES
    • MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
      • DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION (analysing biological material G01N, e.g. G01N33/48; obtaining records using waves other than optical waves, in general G03B42/00)
  • PHYSICS
    • MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
      • SOUND-PRODUCING DEVICES (sound-producing toys A63H5/00; musical instruments or parts thereof, see the relevant subclass, e.g. G10D); ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (systems using the reflection or reradiation of acoustic waves G01S15/00; generating seismic energy G01V1/02; signalling or calling arrangements, alarm arrangements G08B; piezo-electric electrostrictive or magnetostrictive elements in general H01L41/00; transmission systems using infrasonic, sonic, or ultrasonic waves H04B11/00; loudspeakers, microphones, gramophone pick-ups or like acoustic electromechanical transducers H04R) [C9511]
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “Real time processing of the radiofrequency echo signal for on-line spectral maps,” in Proc. of the 24th International Symposium Acoustical Imaging, vol. 24, New York: Kluwer Academic / Plenum Press, 1998, pp. 95-100.
[2] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “Ultrasonic broadband fiber optic source for non destructive evaluation and clinical diagnosis,” in Proc. of the 24th International Symposium Acoustical Imaging, vol. 24, New York: Kluwer Academic / Plenum Press , 1998, pp. 393-399.
[3] L. Masotti, et alii, “A 3-D PW ultrasonic Doppler flowmeter: theory and experimental characterization,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr., vol. 46, no. 1, pp. 108-113, 1999.
[4] L. Masotti, E. Biagi, et alii, “FEMMINA: a Fast Echographic Multiparametric Multi Imaging Novel Apparatus,” in Proc. of IEEE Ultrason. Symp., vol. 1, 1999, pp. 739-748.
[5] L. Masotti,et alii, “Analysis of factors influencing the accuracy of a 3D PW Doppler technique: simulations and experimental results,” in Proc. of IEEE Ultrason. Symp., vol. 2, 1999, pp. 1245–1248.
[6] L. Masotti, et alii, “A Real-Time two-dimensional pulsed wave Doppler system,” Ultrason. Med. Biol.,vol. 26, pp. 121-131, 2000.
[7] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “Radiofrequency real time processing: ultrasonic spectral images and vector Doppler investigation,” in Proc. of the 25th International Symposium Acoustical Imaging, vol. 25, New York: Kluwer Academic / Plenum Press, 2000, pp. 419-426.
[8] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “Virtual biopsy by means of ultrasound: is it worthwhile to think about it?,” in Proc. of the 9th Congress of the World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology, Florence, Italy, May 6-10, 2000.
[9] E. Biagi, F. Margheri, and D. Menichelli, “Efficient laser-ultrasound generation by using heavily absorbing films as targets,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr., vol. 48, no. 6, pp. 1669-1680, 2001.
[10] D. Menichelli, E. Biagi, “Optoacustic sources: a particular Green function-based model for thin film laser-ultrasound generation,” J. Opt. A: Pure Appl. Opt., vol. 3, pp. S23-S31, 2001.
[11] E. Biagi, L. Masotti, A. Acquafresca, F. Margheri, and D. Menichelli, “Virtual biopsy by means of miniaturized fiber optics ultrasonic transducers,” in Proc. of the 26th International Symposium Acoustical Imaging, vol. 26, New York: Kluwer Academic / Plenum Press, 2001, pp. 389-396.
[12] L. Masotti, E. Biagi, et alii, “Ultrasonic images of tissue local power spectrum by means of wavelet packets for prostate cancer detection,” in Proc. of the 26th International Symposium Acoustical Imaging, vol. 26, New York: Kluwer Academic / Plenum Press, 2001, pp. 97-104.
[13] A. Acquafresca, E. Biagi, L. Masotti, and D. Menichelli, “Fiber optic sensors for ultrasonic virtual biopsy,” in Proc. of IEEE Sensors, vol. 1, June 12-14, 2002, pp. 261-265.
[14] E. Biagi, L. Breschi, S. Granchi, and L. Masotti, “Comments on “Frequency Decomposition and Computing of Ultrasound Medical Images with Wavelet Packets”,” IEEE Transaction of Medical Imaging, vol. 21, no. 7, pp. 834-836, July 2002.
[15] M. Scabia, E. Biagi, and L. Masotti, “Hardware and software platform for real-time processing and visualization of echographic radiofrequency signals,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr., vol. 49, no. 10, pp. 1444-1452, Oct. 2002.
[16] A. Acquafresca, E. Biagi, S. Cerbai, and L. Masotti, “Towards virtual biopsy through an all fiber optic ultrasonic miniaturized transducer: a proposal,” in Proc. of 2002 IEEE International Ultrasonics Symposium, vol. 2, Oct. 8-11, pp.1403-1406, 2002,
[17] L.Masotti, E. Biagi, et alii, "Real time images of local ultrasonic spectral parameters for tissue differentation through Wavelet Transform,” in Proc. of the 27th International Symposium Acoustical Imaging,Saarbrücken, Germany, March 24-27, 2003, In press.
[18] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “Harmonic and subharmonic acoustic response of microbubbles,” in Proc. of the 27th International Symposium Acoustical Imaging, Saarbrücken, Germany, March 24-27, 2003, to be published.
[19] A. Acquafresca, E. Biagi, R. Facchini, H. Fonfara, C. Guenther, M. H. Hoss, R. M. Lemor, L. Masotti, S. Mazzanti, A. Ricci, M. Scabia, P. K. Weber, and H. J. Welsch, “A new combined open research platform for ultrasound radio frequency signal processing,” in Proc. of 2003 IEEE International Ultrasonics Symposium, pp.33-37
[20] L. Masotti, E. Biagi et alii, “Tissue differentation based on radiofrequency echographic signal local spectral content (RULES: Radiofrequency Ultrasonic Local Estimator),” in Proc. of 2003 IEEE International Ultrasonics Symposium, pp1030-1033.
[21] A. Acquafresca, E. Biagi, L. Masotti, and D. Menichelli, “Towards virtual biopsy through an all fiber optic ultrasonic miniaturized transducer: a proposal,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr., vol. 50, no. 10, pp. 1325-1335, Oct. 2003.
[22] L. Masotti, E. Biagi, et alii, “Nuovi parametri ultrasonici spettrali per la caratterizzazione tissutale delle placche carotidee,” Congresso Nazionale della Società Italiana di Diagnostica Vascolare S.I.D.V.–G.I.U.V. Montecatini Terme, 6-8 Novembre 2003, Minerva Cardioangiologica Vol. 51 Suppl. 1 N. 5
[23] E. Biagi, L. Masotti and M. Scabia, “RF data acquisition systems”, Workshop in SPIE’s International Symposium, Medical Imaging 2004 Febr.04.
[24] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “ICARUS: Imaging pulse Compression Algorithm through Remapping of Ultrasound,” submitted for publishing on IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr..
[25] E. Biagi, L. Masotti, et alii, “Synthetic aperture focusing of echographic images by means of pulse compression,” submitted for publishing on IEEE Medical Imaging Correspondence

BREVETTI

[B1] L.Masotti, E. Biagi, F. Margheri, and D. Menichelli, “Generatore optoacustico di ultrasuoni da energia laser alimentata tramite fibra ottica,” Italian Patent ITFI20000176, Aug. 2, 2000 (International Extension Requested July 9, 2001).
[B2] L.Masotti, E. Biagi, M. Cerofolini, A. Bertini, M. Calzolai, A. Bigagli, L. Galardi, and C. Giovannucci, “Metodo per aumentare le potenzialitá diagnostiche dei sistemi ecografici mediante l’uso di mappe spettrali in tempo reale e dispositivo operante con detto metodo”, Italian Patent FI 97 A 141, June 13, 1997 (international extension Jan. 2002).
[B3] L. Masotti, E. Biagi, S. Granchi, L. Breschi, “Metodo e dispositivo per l’analisi spettrale di un segnale ecografico” Italian Patent No. FI2002A000034, February 27th 2002.
[B4] E. Biagi, L. Masotti, M. Scabia, I. Rossi, N. Dreoni, “ICARUS. Metodo di focalizzazione di un’immagine ecografica e relativo sistema ecografico”, Italian Patent n° FI2002A000228.
[B5] L. Masotti, E.Biagi, M. Scabia, S. Granchi, and L. Breschi, “Metodi per l’indagine ecografica tramite mezzi di contrasto,” Italian Patent No. FI2002A000077, March 26, 2003.
[B6] L. Masotti, E.Biagi, S. Granchi, L. Breschi, “ Method and device for spectral analysis of an echographic signal,” European Patent No03425118.1 Pub. Date: Sep. 3, 2003. US Pub. No.: US 2003/0167003 A1, Pub. Date: Sep. 4, 2003.
[B7] E.Biagi, L.Breschi, S.Granchi, L. Masotti,” Metodo e dispositivo perfezionati per l’analisi spettrale locale di un segnale ecografico,” Italian Patent FI2003A000254, Oct.8, 2003.
Parole Chiave
ULTRASUONI; ELABORAZIONE DI SEGNALE; SENSORI MINIATURIZZATI IN FIBRA OTTICA; BIOPSIA VIRTUALE; DOPPLER 3-D; UROLOGIA; TUMORI DELLA MAMMELLA; PERFUSIONE CARDIACA; CARATTERIZZAZIONE DELLA CAROTIDE

UN NUOVO ECOGRAFO CHE IMPIEGA UN METODO ORIGINALE PER RILEVARE LE PATOLOGIE NEI TESSUTI BIOLOGICI MOLLI

Università degli Studi di Firenze
Abstract
La ricerca riguarda originali vie di potenziamento di metodiche e di strumenti per l'ausilio diagnostico in medicina fornito dagli ultrasuoni.
Come si articola la ricerca:
- è multidisciplinare
- si basa sulla collaborazione di ingegneri, medici, biologi e si avvale dell'apporto di matematici , fisici e chimici.

I ricercatori di estrazione scientifico-tecnica propongono vie di indagine sulla interazione ultrasuoni-tessuti biologici e propongono metodiche, dispositivi e strumenti che, attraverso esperimenti eseguiti assieme ai ricercatori di cultura medico-biologica vengono discussi, criticati, modificati per raggiungere risultati applicativamente validi.
Ricercatori più giovani partecipano attivamente e vengono formati, come i progettisti per l'industria e gli addetti specialisti alla organizzazione e alla gestione della validazione clinica e alla divulgazione dei risultati. Il trasferimento tecnologico alle aziende italiane è continuo.


Si tratta di una ricerca applicata nel settore biomedico che punta allo sviluppo di nuovi metodi diagnostici e di tecnologie per nuove apparecchiature.
Negli anni precedenti, il gruppo di ricerca proponente ha sviluppato un nuovo metodo per differenziare i tessuti biologici molli mediante ultrasuoni ed una originale apparecchiatura elettronica per attuare tale metodo in tempo reale e aiutare i medici nella formulazione di diagnosi. Inoltre costituisce uno strumento >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Leonardo MASOTTI Università degli Studi di FIRENZE
Obiettivo del Programma di Ricerca
2.1 OBIETTIVI DEL PROGRAMMA

In sintesi l'obiettivo del progetto è far diventare il nuovo metodo sviluppato un ausilio diagnostico routinario per i medici specialistici.

Questo può essere raggiunto se si:

1) SVOLGE LA VALIDAZIONE CLINICA iniziando dagli organi più sperimentati

2) SI COSTRUISCONO LE PREMESSE per una immissione sul mercato della strumentazione necessaria (trasferimento tecnologico)

3) SI DIVULGANO I RISULTATI negli ambienti medici che potranno applicare il metodo

4) SI FORMANO I MEDICI OPERATORI, i ricercatori ingegneri, medici e biologi, e gli ingegneri progettisti industriali.


Parallelamente, spinti dalla validità dei risultati finora ottenuti, e dalla loro rilevanza sociale per il potenziamento che risulta dalle indagini diagnostiche non invasive o mininvasive e a basso costo, occorre continuare e potenziare l'attività di ricerca ovvero:

a) CONTINUARE L'ATTIVITÀ DI APPROFONDIMENTO sul significato delle informazioni raccolte
b) AFFINARE I METODI di estrazione delle informazioni
c) POTENZIARE LA STRUMENTAZIONE che permetta in tempo reale la fruizione delle informazioni da parte dei medici
d) SVILUPPARE MIGLIORAMENTI DELLA INTERFACCIA ULTRASONICA in termini di sviluppo di:
- nuove cortine di elementi gestibili per scansione composita
- nuove cortine non planari per rilevazione del Doppler >>>

Risultati parziali attesi
La ricerca è mirata ad ottenere metodi e strumenti. In particolare i risultati sono di due tipi: da un lato sviluppo e verifiche di procedure e algoritmi di elaborazione su modello animale e in sperimentazione clinica, dall'altro studio e realizzazione di sottoinsiemi elettronici e segnali e dispositivi. Il programma è organizzato secondo blocchi di attività.
La ricerca prevista in questo biennio è fondata su POSITIVI e SOLIDI risultati ottenuti dalle attività precedenti e dovrebbe ottenere, pur nella incertezza derivante dalle difficoltà connaturate ad ogni attività innovativa, risultati in linea con il livello di impegno, delle competenze e degli investimenti dedicati .
Per il blocco A) la collaborazione tra i gruppi di ingegneri e di medici dovrà portare al risultato atteso consistente nel raggiungere le condizioni della attuabilità di esecuzione di biopsie mirate sulla prostata e parallelamente sulla mammella.
Per il blocco B) il risultato atteso dallo svolgimento delle attività interdisciplinari è il raggiungimento di positività di differenziazione di tessuti applicando procedure derivate dal concetto generale che sta alla base di RULES, in nuovi distretti del corpo umano.
Il blocco C) sarà concluso con successo se, dalla azione coordinata di biologi, medici e ingegneri, si potranno ottenere modelli descrittivi ed interpretativi delle caratteristiche meccaniche locali dei tessuti biologici studiati mediante procedure del tipo RULES da noi >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il segnale retrodiffuso dai tessuti molli è il frutto di una stretta interazione tra l'energia meccanica dell'onda e la struttura che viene attraversata la quale, in parte assorbe tale energia e in parte la riflette o in generale la diffonde, a noi in particolare interessa l'energia che viene riflessa e retrodiffusa nella direzione di propagazione degli ultrasuoni inviati. Le onde ultrasoniche interagiscono strettamente con i tessuti perché la loro propagazione si basa sull'effetto e sulla reazione che con pressioni e rarefazioni esercitano sulle strutture incontrate. Il segnale ultrasonico retrodiffuso viene a colpire la faccia del trasduttore ricevente e i diversi istanti di arrivo e le diverse ampiezze danno luogo ad un andamento nel tempo che presenta una forma frastagliata. L'interferenza delle onde che colpiscono la faccia ricevente del trasduttore può essere costruttiva o distruttiva e da questo nasce rispettivamente un aumento dell'ampiezza o una riduzione dell'ampiezza del segnale elettrico rivelato dal trasduttore. Negli ecografi in commercio le immagini tomografiche, chiamate B-mode, vengono ottenute presentando in livelli di grigio le variazioni dell'ampiezza risultanti dalle interferenze che prima si sono menzionate. Le variazioni di ampiezza sono ottenute ricavando quello che si chiama inviluppo del segnale di ritorno. Il segnale a radiofrequenza è invece il segnale "grezzo" direttamente rivelato dal trasduttore. Il processo di rivelazione dell'inviluppo >>>