Ldb valecoricerca_denunzio_adam

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Giorgio De Nunzio
giorgio.denunzio@adamgroup.it
giorgio.denunzio@unisalento.it
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 di
aree tumorali in immagini diagnostiche
 procedura lenta e soggettiva
(esperienza!)
 errori per stanchezza e ripetitività

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 dei
gliomi (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 regione
quadrata 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
image
window
ROC CURVE:
“P” ISOTROPY MAP
AUC=0.95 Jaccard Coefficient
( , )
A
BJ
B
A
A
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 UP
NON SIGNIFICA SOLO
SVILUPPARE 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

giorgio.denunzio@unisalento.it 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/)

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

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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

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Comunicare…
non sempre occorre una tecnologia sofisticata… occorrono idee!

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Comunicare…
E ora la tecnologia sofisticata… Brain-Computer Interface
http://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’immaginazione
articolatoria (“pensare di articolare”) delle vocali presenti nell’alfabeto
italiano, più un segnale di controllo (“no vocale”).
Delay  (ms)
Dopplerf
d
(Hz)
Ambiguity Function
-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
-50
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-30
-20
-10
0
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0.4
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0.8
0.9
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Delay  (ms)
Dopplerf
d
(Hz) Ambiguity Function
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Ambiguity Function
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Dopplerf
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Ambiguity Function
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Dopplerf
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(Hz)
Ambiguity Function
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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=13937
http://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.aspx
http://youmedia.fanpage.it/video/ag/USd_LOSwC_osIx3e
http://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 individuals
http://www.brindisys.it/ita---progetto-brindisys
http://www.consulenti-ict.it/brindisys-un-sistema-portatile-che-aiutera-i-malati-di-sla-a-comunicare/
Brainew, p300 etc
http://brainewtrieste.blogspot.it/2013/12/comunicazione-malati-sla.html
http://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 Vector
Machines…)
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…

info@adamgroup.it
http://www.adamgroup.it
Grazie
per
l’attenzione!

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