PING

Titolo del progetto: Pillole Intelligenti per le Neuroscienze e la Gastroenterologia Acronym PING

Bando: POR FERS LAZIO 2014/2020, “Gruppi di Ricerca 2020” Regione Lazio

 

Inizio Progetto
23/07/2021
Fine Progetto
22/04/2024

Descrizione del progetto: L’endoscopia rappresenta una procedura ampiamente impiegata nella pratica medica per la diagnosi di numerose patologie che colpiscono il tratto gastrointestinale (GI). Questo esame coinvolge l'utilizzo di un sottile e flessibile tubo munito di fibre ottiche, che viene inserito all'interno del corpo attraverso le cavità naturali. Nonostante gli avanzamenti tecnologici nel campo dell'endoscopia tradizionale, i pazienti possono ancora avvertire un certo disagio nell'affrontare questa procedura. Infatti, il protocollo prevede un periodo di digiuno nelle ore precedenti all'esame e, a causa del carattere invasivo della procedura, è anche necessaria l'induzione di un'anestesia totale durante l'endoscopia e la somministrazione di antidolorifici nelle ore successive. Negli ultimi decenni, un'innovativa applicazione biomedica ha suscitato un crescente interesse all'interno della comunità scientifica: la Wireless Capsule Endoscopy (WCE). Questa tecnologia rivoluzionaria fa uso di una piccola capsula miniaturizzata, che può essere ingerita, ed è caratterizzata da una biocompatibilità eccezionale e una resistenza agli acidi. La WCE si presta per la ricerca, la terapia e la diagnosi non invasiva del tratto gastrointestinale, offrendo un'alternativa all'endoscopia tradizionale. Generalmente all’interno delle pillole per WCE, di dimensioni medie 26 mm x 11 mm, sono integrati componenti elettronici, tra cui una batteria, sensori per misurare i parametri biologici (come pH, pressione, temperatura, gas intestinali, livelli di emoglobina), una o più telecamere, un microprocessore e un sistema di trasmissione dati. I dati raccolti vengono inviati a un ricevitore esterno, posto sulla vita del paziente tramite una cintura, e poi scaricati sulla workstation per l'analisi da parte del personale sanitario. Tra i vantaggi dell’utilizzo della WCE, oltre alla non invasività, si può menzionare la sua capacità di raggiungere anche l’intestino tenue, in maniera indolore e ben tollerata dai pazienti, che dopo aver ingerito la pillola possono tornare a casa senza necessità di sostenere una cura farmacologica.

Pertanto, nel presente progetto, condotto dal Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni (DIET) unitamente al Dipartimento di Psicologia della Sapienza, all’Istituto Italiano di Tecnologia e a RISE Technology S.R.L, si propone di apportare un ulteriore contributo scientifico su tale tematica. Nello specifico, il laboratorio di bioelettromagnetismo afferente al DIET approfondirà gli aspetti di seguito elencati:

  1. L’ottimizzazione del link di trasmissione wireless dei dati collezionati dalla pillola, da inviare al ricevitore esterno, anch’esso oggetto di analisi;
  2. Il design e l’integrazione nella pillola di elettrodi per stimolazione e misura dell’attività neuronale enterica, al fine di correlarla con la sensazione di disgusto.

Nel contesto di questo progetto, verranno ampiamente utilizzati sofisticati modelli numerici e software specializzati di analisi computazionale per raggiungere gli obiettivi precedentemente citati. In particolare, mireremo all’ottimizzazione del trasferimento dei dati dalla pillola in-body al ricevitore on-body, sfruttando un ambiente simulativo che includerà l’utilizzo di un modello antropomorfo umano rappresentante il paziente. Questo ci consentirà di studiare in dettaglio l'antenna miniaturizzata in trasmissione, durante la sua movimentazione lungo il tratto GI, e di ottimizzare l'unità di ricezione dati, cercando di superare le attuali conoscenze scientifiche. Il progetto si ripropone di riprodurre anche tali strutture neuronali tenendo conto della reale fisiologia interna intestinale. Tale lavoro è necessario per gettare le basi per il design e l’ottimizzazione di elettrodi in grado di rilevare l’attività neuronale enterica. Per tale scopo, verrà implementato uno studio numerico in cui verrà impiegato un modello di tessuto intestinale multistrato.  

 

Sostegno complessivo del progetto:

- Sovvenzione concessa: 61.179,09 €

 

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