cv Vanessa Guadagnin

Vanessa Guadagnin
Curriculum Vitae et Studiorum
PERCORSO FORMATIVO E TITOLI DI STUDIO
Dicembre 2013
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica (Orientamento BTE –
Tecnologie Elettroniche) conseguita il 18/12/2013 presso il Politecnico di
Milano con la votazione di 110/110.
Titolo della tesi: “Stimolazione magnetica profonda: stima dei campi
elettrici indotti da diverse configurazioni di bobine in un modello umano
realistico”
Relatore: Prof. Paolo Ravazzani, Correlatore: Dr. Marta Parazzini
A.A. 2012-2013
Febbraio 2012 –
Luglio 2012
vincitrice di una borsa di studio nell’ambito del programma Erasmus
presso l’Universidad Politecnica de Valencia, Spagna.
Elenco degli esami sostenuti all’estero:
- Biomedical Signals and Image
- Biomedical Signals and Image Applications
- Modelling and Simulation of Physiological Systems
- Ergonomics and Disability
- Biomechanics of Ortho-prosthetic Techniques and Technical Assistance
for People with Functional Limitations
Settembre 2011
Laurea di Primo Livello in Ingegneria Biomedica conseguita il 27/09/2011
presso il Politecnico di Milano con la votazione di 107/110.
Titolo della tesi: “Studio del segnale di variabilità cardiaca e respiratoria
durante le diverse fasi del sonno”
Relatore: Prof. Sergio Cerutti, Correlatore: Ing. Ramona Cabiddu
A.A. 2010-2011
Luglio 2008
Diploma di Maturità Classica conseguito presso il Liceo Classico G. Pascoli,
Gallarate (Va), con la votazione di 100/100.
APPROFONDIMENTI DELLE TEMATICHE TRATTATE NEI LAVORI DI TESI
SPECIALISTICA E DI PRIMO LIVELLO
L’attività di ricerca svolta durante il lavoro di tesi di Laurea Magistrale verte sulla Stimolazione
Magnetica Profonda (deep TMS). Nello specifico, ho stimato, mediante tecniche di calcolo
elettromagnetico computazionale, le distribuzioni dei campi elettrici indotti a livello cerebrale,
distinguendo le singole strutture del cervello, da 16 differenti configurazioni di bobine
precedentemente modellizzate e validate. Le metriche di valutazione e di comparazione delle
configurazioni di bobine riguardavano la profondità di penetrazione del campo elettrico indotto
e la focalità della stimolazione in superficie e nei tessuti cerebrali profondi. Ho utilizzato due
tipologie di modelli: una sfera omogenea con conduttività elettrica isotropica e un modello
umano realistico caratterizzato da un’alta definizione e specificità delle strutture cerebrali. Il
lavoro svolto ha messo in evidenza che bobine con geometrie diverse inducono distribuzioni di
campo elettrico molto differenti e, di conseguenza, che la scelta della bobina ha una notevole
influenza sulle modulazioni dei potenziali transmembrana delle cellule nervose e sull’attività
neurale. Pertanto, la conoscenza delle mappe di attivazione neurale e la quantificazione delle
distribuzioni del campo elettrico indotto dalle diverse bobine mediante parametri quantitativi e
comparativi sono necessarie al fine di aiutare, da una parte i ricercatori nella progettazione e
nello sviluppo di nuove configurazioni, dall’altra i clinici nella scelta del coil più adatto ad uno
specifico trattamento e nell’interpretazione dei risultati terapeutici. Inoltre, le analisi che ho
condotto hanno mostrato la difficoltà nel raggiungere le strutture cerebrali profonde: infatti,
per ogni configurazione di bobina, l’abilità di stimolare in profondità è ottenuta a spese di
un’estensione dell’area esposta al campo elettrico in superficie e, quindi, con un peggioramento
della focalità della stimolazione. Tuttavia, sulla base della quantificazione del trade-off tra la
profondità e la focalità mediante metriche comparative e delle caratteristiche del campo
elettrico indotto, ho identificato le configurazioni di bobine più adatte a specifici scopi
terapeutici.
Tramite lo studio condotto ho quindi realizzato un confronto esaustivo, mediante un set
uniforme di metriche, delle bobine sotto analisi utilizzando un modello umano realistico.
Quest’ultimo mi ha consentito di differenziare le caratteristiche del campo elettrico indotto nelle
singole strutture cerebrali superando i limiti dei modelli di testa geometrici e semplificati
utilizzati nella letteratura di riferimento. Di conseguenza, ho colmato le lacune presenti in
letteratura in relazione alla modellizzazione numerica dei campi elettrici indotti, alla
modellizzazione delle bobine ed alla caratterizzazione tramite metriche uniformi delle
distribuzioni del campo elettrico indotto.
Il lavoro di tesi svolto mi ha permesso di sviluppare delle competenze relativamente
all’elettromagnetismo computazionale, all’interazione dei campi elettromagnetici con i sistemi
biologici ed alla caratterizzazione e quantificazione delle distribuzioni dei campi elettrici indotti
nel cervello mediante deep TMS. Inoltre, mi ha consentito di approfondire le conoscenze legate
alla determinazione delle proprietà dielettriche degli organi e dei tessuti e alla scelta della griglia
di calcolo e delle condizioni al contorno.
L’attività di ricerca svolta durante il lavoro di tesi di Laurea di Primo Livello verte sullo studio
del segnale di variabilità cardiaca e respiratoria durante le diverse fasi del sonno. Nello specifico,
ho preso in considerazione il sistema nervoso autonomo, il sistema cardiaco e quello
respiratorio durante il sonno elaborando e analizzando segnali di origine cardiaca e respiratoria
acquisiti su un gruppo di soggetti sani durante una notte di sonno. L’obiettivo consisteva
nell’analizzare la variabilità cardiaca (HRV) e respiratoria durante le diverse fasi di sonno a
partire dai tacogrammi e dai respirogrammi ricavati dai segnali elettrocardiografici e respiratori
dei soggetti. Ho condotto delle analisi monovariate, bivariate e statistiche sui segnali di HRV e
di variabilità respiratoria al fine di evidenziare le variazioni del ritmo cardiaco e respiratorio
durante le diversi fasi di sonno e la correlazione presente tra i due segnali. I risultati ottenuti
con il lavoro di tesi svolto mostrano che passando dalla veglia alla fase NREM di sonno profondo
diminuisce progressivamente il valore della bilancia simpato-vagale, esplicativo della
regolazione che il sistema nervoso autonomo realizza sia sul sistema cardiaco che su quello
respiratorio, e si verifica un aumento della regolazione parasimpatica, la quale determina una
riduzione della frequenza e della gittata cardiache e un rallentamento del ritmo respiratorio. A
ciò si aggiunge un progressivo aumento della sincronia registrabile tra il segnale cardiaco e
quello respiratorio. Passando dalla fase di sonno profondo alla fase REM, è invece emerso un
aumento del valore di bilancia simpato-vagale. Quest’ultimo aspetto implica che il sistema
nervoso simpatico assume un ruolo dominante rispetto a quello parasimpatico e assimilabile a
quanto avviene in fase di veglia: il ritmo cardiaco e quello respiratorio divengono più irregolari
e frequenza e gittata cardiache aumentano. In questa fase la sincronia tra il segnale cardiaco
e quello respirato diminuisce, ristabilendo una situazione assimilabile alla veglia e alle prime
fasi del sonno.
Il progetto di tesi in questione mi ha permesso di approfondire la conoscenza dell’analisi
dei segnali tramite lo sviluppo e l’implementazione di metodi di elaborazione, dei dati fisiologici
e diagnostici, l’estrazione dei parametri, la classificazione, il trattamento delle informazioni
biologiche e mediche e gli aspetti organizzativi relativi all’implementazione dell’attività clinicosperimentale.
COMPETENZE TECNICHE ACQUISITE
Nell’ambito del percorso formativo, ho acquisito competenze tecniche relative ai seguenti
settori scientifici:
-
Elettromagnetismo: leggi elettrostatiche. Campi elettromagnetici statici e dinamici.
Teoria delle onde elettromagnetiche. Ottica.
-
Bioelettromagnetismo: modelli e metodi di analisi dei potenziali di membrana.
Propagazione del potenziale d'azione ed analisi della conduzione lungo le fibre. Modelli
di neurone e reti neuroniche. Potenziali extracellulari. Metodi di stima di campi e
potenziali elettrici generati da/in tessuti biologici alle basse e alte frequenze.
Stimolazione elettrica di sistemi biologici. Stimolazione magnetica del sistema nervoso.
Studio degli effetti biologici dei campi elettromagnetici e dosimetria. Proprietà
dielettriche dei tessuti. Metodi di calcolo elettromagnetico computazionale. Interazione
dei campi elettromagnetici con i sistemi biologici.
-
Neuroingegneria: modelli e approcci computazionali della cognizione e del controllo
neurosensorimotorio. Reti neurali. Algoritmi genetici. Soluzioni modellistiche e
tecnologiche al servizio della comprensione delle problematiche cliniche del sistema
neuromotorio e neurosensoriale, con particolare attenzione alle tecnologie delle
neuroprotesi in riabilitazione, alla modellistica del sistema e della percezione visiva e allo
studio di interfacce optoelettroniche per la comunicazione con neuroni in vitro e in vivo.
-
Malattie del Sistema Nervoso (insegnamento della Facoltà di Medicina e Chirurgia
dell’Università degli Studi di Milano, Policlinico): epilessia. Lesioni dei nervi cranici.
Tumori cerebrali. Coma. Infezioni acute. Sclerosi multipla. Malattia di Creutzfeldt-Jacob.
Cefalee. Malattie cerebrovascolari. Emorragie subaracnoidee. Malattia di Alzheimer.
Malattia di Parkinson. Malattie del sistema nervoso periferico. Malattie prioniche. Atassie.
Traumi cranio-spinali. Ipertensione endocranica. Neuropatie. Miopatie e distrofie
muscolari. Miastenia gravis. Sclerosi laterale amiotrofica. Sindrome di Tourette.
Neurologia d’urgenza. Neurogenetica. Neurofisiologia clinica. Neuroriabilitazione postictus. Reazioni posturali e integrazione sensori-motoria nella progettazione di programmi
riabilitativi. Stimolazione cerebrale: DBS, tDCS, TMS.
-
Elettronica e Elettronica Biomedica: dispositivi elettronici passivi e attivi,
caratteristiche ed applicazioni. Analisi e progetto di circuiti e sistemi elettronici.
Elettronica analogica e digitale. Caratteristiche e architetture della strumentazione
elettronica nell'Ingegneria Biomedica. Tecniche avanzate per il front-end analogico.
Elaborazione di segnali analogici. Sistemi di elaborazione digitale. Architetture e
protocolli di rete. Studio dei sistemi di comunicazione dati più diffusi in ambito biomedico.
Telemetria e comunicazioni wireless. Studio e progettazione di alcuni dispositivi
biomedici di esempio: monitor delle funzioni vitali nella terapia intensiva, ventilatore
meccanico, ecografo, elettrobisturi e termoablazione.
-
Elettrotecnica: circuiti elettrici in regime continuo e sinusoidale. Scambi energetici
all'interno dei componenti elettrici e magnetici. Elementi resistivi e reattivi. Circuiti
magnetici. Conversione elettromeccanica.
-
Strumentazione Biomedica: significato clinico e caratteristiche dei segnali di interesse
biomedico. Definizioni, caratteristiche e classificazione della strumentazione biomedica.
Interfaccia biologico-tecnologico e problemi connessi: affidabilità, sicurezza, rapporto
segnale-rumore, interferenze. Trasduzione e condizionamento dei segnali:
amplificazione, filtraggio e conversione analogico-digitale. Sensori biomedici:
classificazione e principi di trasduzione. Sensori di forza e posizione, di pressione e flussi.
Sensori piezoelettrici e ultrasuoni. Sensori di temperatura e termometria. Misure ottiche
e strumentazione relativa.
-
Elaborazione di Segnali e Immagini Biomediche: aspetti generali dell'elaborazione
dei segnali e delle immagini biomediche. Metodi di trattamento del segnale, principali
sistemi di diagnostica per immagini ed esame di vari settori applicativi di interesse clinico
e di ricerca. Analisi e classificazione del segnale elettrocardiografico (ECG). Sistema
Nervoso Autonomo: segnali di variabilità cardiovascolare e interazioni col respiro.
Sistema Nervoso Centrale: elaborazione del segnale elettroencefalografico (EEG) e dei
potenziali evocati sensoriali. Principi base di elaborazione e ricostruzione di immagini.
Immagini a raggi X, tomografia trasmissiva. Immagini emissive con radiotraccianti:
scintigrafia, gamma camera, SPECT e PET. Immagini di Risonanza Magnetica. MRI
funzionale. Ultrasuoni: ecografia e Doppler.
COMPETENZE INFORMATICHE
Piattaforma di calcolo elettromagnetico computazionale: SEMCAD X
Sistemi operativi: Windows
Linguaggi di programmazione: Matlab, C
Applicativi di elaborazione testi: Microsoft Office Word
Fogli elettronici: Microsoft Office Excel
Sistemi di gestione di database: Microsoft Office Access
CORSI DI FORMAZIONE
Giugno 2011 –
Luglio 2011
corso di Spagnolo livello A1 presso Dart Services di Milano
Settembre 2010 – corso English Active Post-Intermedio FCE presso British Institutes di
Maggio 2011
Busto Arsizio (Va)
Giugno 2006 –
Dicembre 2006
ECDL Certificate presso Liceo Classico G. Pascoli di Gallarate (Va)
CONOSCENZA DELLE LINGUE STRANIERE
Inglese:
buona conoscenza della lingua scritta e parlata, certificata dall’attestato TOEIC
Certificate C1 conseguito in data 02/05/2011.
Spagnolo:
buona conoscenza della lingua scritta e parlata.
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