ldb valecoricerca_denunzio_adam

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Giorgio De [email protected]

[email protected]

L’esperienza in ADAM

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Parlerò di….

Cos’è ADAM? Di cosa si occupa?

Come nasce l’idea di impresa? Problemi, soluzioni, strategie.

Innovazione tecnologica e SLA.

... e poi parlerete Voi!

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Cos’è ADAM srl?

Advanced Data Analysis in Medicine

Società spin off dell’Università del Salento

Ricerca e Sviluppo di soluzioni software (o hardware/software) per la Medicina

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Siamo (per lo più) fisici: cosa c’entra

la Fisica con la Medicina?

Applicazioni della Fisica alla Medicina:

Diagnostica

Encefalografia (EEG: segnali elettrici)

Ecografia (onde sonore)

Radiografia (raggi X)

Computed Tomography (CT o TAC: Raggi X)

Scintigrafia (raggi g)

Positron Emission Tomography (positroni e raggi g)

Magnetic Resonance Imaging (MRI o RM: onde radio)Terapia

Radioterapia

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L’IDEA D’IMPRESA

PARTE DA UN PROBLEMA!

Com’è nata ADAM…?

Ogni anno in Italia…

365.000 diagnosi di tumore, 4.400 tumori all'encefalo

NEURORADIOLOGO, RADIOTERAPISTA:

Individuazione, misura volumetrica, contornamento manuale diaree tumorali in immagini diagnostiche

procedura lenta e soggettiva

(esperienza!)

errori per stanchezza e ripetitività

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IDEA! AUTOMATIZZARE…?

CERCARE UNA SOLUZIONE!

ISOLARSI, NON DISTRARSI, SBAGLIARE,RICOMINCIARE…REALIZZARE IL PRODOTTO!

GlioCAD

Un sistema di Computer-Assisted Detection (CAD) per la segmentazione automatica(contornamento) e la misura del volume deigliomi (tumori cerebrali primitivi)

• Segmentazioni oggettive e

riproducibili per la diagnosi, la

radioterapia e il follow-up.

• La doppia lettura indipendente delle

immagini diagnostiche favorisce la

qualità della diagnosi

“Few human resources?

Use GlioCAD!”

Già in uso (sperimentale) al Dipartimento di Neuroradiologia dell’Ospedale San Raffaele di Milano

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10OUTPUT: lista di strutture candidate patologiche (possibili noduli)

Come funziona un sistema CAD? Esempio di un CAD per noduli polmonari pleurici

Estrazione (calcolo) delle caratteristiche discriminanti

(features)

Individuazione di regioni di

interesse

CLASSIFICAZIONE

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Inizialmente sviluppato in DTI(S. Raffaele University/Hospital)

Supervised classifier

Sliding window (una piccola regionequadrata che esplora l’immagine) in cui sono localmente calcolate le features

Texture features

Qualità: ROC curves e Jaccard/Dice indexes

pixel that receives calculation result

imagewindow

ROC CURVE:

“P” ISOTROPY MAPAUC=0.95 Jaccard Coefficient

( , )A

BJB

AA

B

GlioCAD

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client/server approach

System Supervisor Workstation

Radiologist Workstation

benefits: • ease of maintenance• no need of large local computational power

GlioCAD

START UPNON SIGNIFICA SOLOSVILUPPARE UN PRODOTTO,

MA UN SACCO DI ALTRE COSE…

INDAGINE DI MERCATO

Clienti Target

• Aziende Sanitarie

• Cliniche Ospedaliere

• Laboratori di Diagnostica per Immagini

• Aziende del Settore Biomedicale

Mercato geografico di riferimento

• I anno, Italia

• II-III anno, Europa

• IV anno, paesi extraeuropei

800

850

900

950

1000

1050

1100

2009 2010 2011

Apparecchiature RM total-body in Italia

Fonte: http://www.ispesl.it/

ANALISI DEI COMPETITORS

GlioCAD

RICERCA DI PARTNER

FARE RETE!

• Ricerca/marketing in comune

• Completarsi a vicenda

• Supportarsi l’un l’altroo

[email protected] 17

Fisica Applicata alla

Diagnostica per Immagini

(FDI)

Laboratorio Diffuso di

Ricerca

Interdisciplinare Applicata

alla Medicina

(DReAM)

nextMR

Il Bollettino (n. 29, 30 luglio 2010)

Medical (Imaging) Applications

Analysis of Digital Images

Mammography (breast cancer, 2002 -> 2006)

Lung CTs (nodules, 2004 ->)

Brain MRIs (Alzheimer’s Disease, 2006 ->)

CAD

GRID

DReAM

MAGIC-5

M5l

TESLA

nextMR

STRATEGIA DI COMUNICAZIONE

E DISTRIBUZIONE

Seminari presso strutture sanitarie

Direct Marketing

Stand in congressi nazionali e internazionali

STRATEGIA

UN SOLO PRODOTTO NON BASTA!

PROGRAMMARE IL FUTURO!

ADAM’s RIBs

Research in informatics for Biomedicine

RIB: “ambiente” in cui svolgere attività di studio e Ricerca, elaborare tesi di laurea o dottorato, o progetti specifici in risposta a bandi regionali, nazionali, comunitari, verificare la fattibilità di un’idea di impresa, ricevendo da ADAM il supporto necessario.

Prodotti/servizi in fase di sviluppo

Prodotti/software CAD, derivati da GlioCAD, per distretti corporei, patologie, e applicazioni radiologiche differenti (MS, Fegato….)

servizi di supporto a distanza per la formazione, basati sull’uso dei software (fruibili contemporaneamente all’immissione sul mercato dei singoli software)

servizi di erogazione corsi/seminari FAD o in aula su argomenti di cui il team di ADAM srl è esperto

SVILUPPO “ON DEMAND”! (http://www.adamgroup.it/quest/)

FARE SQUADRA!

THE TEAM!

Antonella Castellano

Technical Expert

Neuroradiologist,

PhD Student

Matteo Rucco

Technical Expert

Physicist / Computer

Scientist. Data analysis in

Medicine. PhD Student

Maria Delluzio Ph.D. (CFO)

Business Administr.,

financial planning,

management control

Marina Donativi Ph.D. (CTO)

Physicist, Ph.D, expert in

biomedical image analysis

Gabriella Pastore

Technical Expert

Medical physicist

Giorgio De Nunzio Ph.D. (CEO)

Adjunct Professor

Physics and Informatics

applied to Medicine

26

L’ Innovazione Tecnologica contro la SLA

Assistive technology:

Comunicare (simulatori vocali, sistemi di scrittura), muoversi e operare sul mondo (neuroprotesi, domotica, telepresenza ) (Brain Computer Interface)

Monitoraggio non invasivo o mini-invasivo (della malattia e della sicurezza del paziente)

Diagnosi e terapia

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Da quali basi scientifiche e tecnologiche

partire?

Assistive technology:

programmazione informatica, elettronica, analisi di segnali, meccatronica,

intelligenza artificiale, robotica (arduino, internet of things…)

Monitoraggio non invasivo o mini-invasivo (della malattia e della sicurezza del paziente), e Diagnosi/Terapia:

molto di quanto già detto sopra, più… sensori, chimica, fisica, biologia,

medicina…

Tenere d’occhio il web e le pubblicazioni scientifiche

28

Comunicare…

non sempre occorre una tecnologia sofisticata… occorrono idee!

30

Comunicare…

E ora la tecnologia sofisticata… Brain-Computer Interface

http://htlab.psy.unipd.it/uploads/Pdf/posthuman/posthuman_BCI_26_04_2012.pdf

31http://htlab.psy.unipd.it/uploads/Pdf/posthuman/posthuman_BCI_26_04_2012.pdf

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Confronto tra

- BCI-P300, basata su ERP (potenziali evento relati) e

- BCI basata su SMR (ritmi sensori-motori)

I processi misurati tramite EEG possono essere:

Uno speller P300 sfrutta processi dipendenti; al contrario, un BCI-SMR può sfruttare processi non dipendenti

Interfaccia Cervello-Computer per Unspoken Speech

(collaborazione con il CRIL, Prof. Mirko Grimaldi)

Analisi di segnali elettroencefalografici raccolti durante l’immaginazionearticolatoria (“pensare di articolare”) delle vocali presenti nell’alfabetoitaliano, più un segnale di controllo (“no vocale”).

Delay (ms)

Dopple

r f d

(H

z)

Ambiguity Function

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400-50

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Vocale A Vocale E

Vocale IVocale O

Vocale U Controllo

Ricerca e produzione industriale nel mondo

BrainControl

http://www.quotidianosanita.it/scienza-e-farmaci/articolo.php?articolo_id=13937http://www.liquidweb.it/it/bci

Dipartimento di Psicologia generale dell’Università di Padova,Prof. Konstantinos Priftis, in collaborazione con l’IRCCS San Camillo(Lido-Venezia) e con il Politecnico di Milano. La ricerca è stata pubblicata sulle riviste “PLoS One” e“Neurorehabilitation & Neural Repair”.http://www.avvenire.it/Cronaca/Pagine/sla-nuovo-sistema-per-parlare-con-malati-sclerosi.aspxhttp://youmedia.fanpage.it/video/ag/USd_LOSwC_osIx3ehttp://dailystorm.it/2013/02/21/comunicare-con-il-pensiero-la-ricerca-italiana-per-aiutare-i-malati-di-sla/http://www.fondazionesancamillo.org/chi-siamo/ricordiamo-insieme/

ComuniCare (app per tablet)http://codesnippet.biz/comunicare-lapp-che-consente-ai-malati-di-sla-di-interagire/

Brindisys

Brain-computer interface to support individual autonomy in locked-in individualshttp://www.brindisys.it/ita---progetto-brindisyshttp://www.consulenti-ict.it/brindisys-un-sistema-portatile-che-aiutera-i-malati-di-sla-a-comunicare/

Brainew, p300 etchttp://brainewtrieste.blogspot.it/2013/12/comunicazione-malati-sla.htmlhttp://www.leportedellasperanza.it/slatecnology06.php

Progetto Mundus (Politecnico di Milano)http://www.tgcom24.mediaset.it/salute/articoli/1088298/neuro-protesi-per-malati-di-sla.shtml

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Cosa occorre per lavorare sul BCI?

Acquisizione di biosegnali

Analisi di segnali EEG

ICA (Independent Component Analysis) e altre tecniche di calcolo

Reiezione di artefatti

Calcolo di feature

Tecniche di classificazione (e.g. reti neurali artificiali, Support VectorMachines…)

Hardware.

Low cost?

MindWave Mobile

OCZ NIA CONTROLLO NEURALE

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Sintetizzatori vocali con imitazione della voce

http://www.modeltalker.org/

Individuazione dei fonemi della voce, misura dei parametri caratteristici, uso di un sintetizzatore vocale parametrico

Simile alla “voice conversion”: http://www.busim.ee.boun.edu.tr/~speech/projects/Voice_Conversion.htm

Problemi: rumore nelle registrazione delle voci (target speech); segmentazione delle frasi.

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Puntatori oculari

Sistema che permette di individuare un punto sullo schermo in base alla direzione in cui l’utente punta lo sguardo.

E’ composto da un modulo di tracciamento oculare e un modulo software applicativo.

Telecamera ad alta risoluzione, led IR (880 nm) e software di lettura.

L’utilizzatore dirige lo sguardo verso un punto dello schermo e la telecamera segue i movimenti dello sguardo e individua tale punto leggendo il riflesso pupillare della luce IR. Il click si può ottenere con una pausa, o con un battito delle palpebre.

Possibilità di integrare con un sistema BCI?

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Acquisizione in remoto dei suoni della deglutizione

Telehomecare: “pratica assistenziale erogata da una sede remota e fruita in una sede domiciliare attraverso l’impiego e l’utilizzo di tecnologie telematiche. Il telehomecare sfrutta le tecnologie della comunicazione (Internet, gsm, gprs, ecc.) e lo si trova applicato nei sistemi di monitoraggio di parametri vitali (ECG, respiro, mobilità, etc), che possano essere acquisiti ed inviati ad uno specialista in grado di analizzarli e fornire assistenza a distanza”.

Microfono, scheda acquisizione (ADC), elaborazione dati, probabilmente sistemi di pattern recognition e machine learning, gestione dati via Internet…

[email protected]://www.adamgroup.it

Grazie

per

l’attenzione!

ldb valecoricerca_denunzio_adam

Presentations & Public Speaking

europaiv anno

iii anno

cos adam srl

diagnosi di tumore

use gliocad

roc curves

salento ricerca

applicata alladiagnostica