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Fluidoterapia personalizzata nel paziente cardiopatico critico: solo fluid responsiveness?
La fluidoterapia rappresenta uno dei trattamenti cardine per il ripristino della volemia e della perfusione tissutale nei pazienti in stato di shock e non solo. I fluidi devono essere considerati come dei veri e propri farmaci, che hanno una propria farmacodinamica e farmacocinetica dalle quali dipendono tempi e modalità di somministrazione.
Se da un lato la fluidoterapia rappresenta una terapia salvavita, dall’altro sono sempre maggiori le evidenze di come un suo utilizzo improprio, ad esempio una somministrazione eccessiva di liquidi, si associ al rischio di sviluppare congestione e danno d’organo, con esiti deleteri per il paziente.
L’intento dello studio è quello di indagare se l’analisi dei flussi venosi secondo lo schema VExUS possa essere di aiuto al clinico nel guidare le strategie di rianimazione del paziente con instabilità emodinamica. Sappiamo infatti che il paziente cardiopatico critico, per via della alterata funzionalità cardiovascolare, risulta particolarmente soggetto al rischio di sovraccarico di liquidi e le sue conseguenze. Per tanto, riuscire a sviluppare una strategia di personalizzazione della fluidoterapia, che prenda in analisi sia la fluid responsiveness che la fluid tolerance, potrebbe limitare tali rischi.
Sono stati esaminati 17 pazienti ricoverati nell’unità di terapia intensiva cardio-toraco-vascolare dell’AOUP, valutando, al momento della comparsa dell’instabilità emodinamica, la presenza di segni di fluid responsivensess e fluid intolerance (VExUS). Dopo l’inizio della fluidoterapia, una seconda valutazione è stata fatta a distanza di circa 24 ore per verificare se si fossero sviluppati, o fossero peggiorati, segni ecografici di accumulo di liquidi. L’obiettivo, in futuro, è quello di sviluppare una terapia personalizzata in base alle caratteristiche emodinamiche valutate con le tecniche di monitoraggio descritte, al fine di evitare o minimizzare gli effetti avversi di un uso improprio dei fluidi.
Fluid therapy is one of the cornerstone treatments for restoring blood volume and tissue perfusion in patients in shock and beyond. Fluids must be considered as drugs, which have their own pharmacodynamics and pharmacokinetics on which the timing and method of administration depend on.
While on the one hand fluid therapy is a life-saving therapy, on the other hand there is increasing evidence of how its improper use, such as an excessive administration of fluids, is associated with the risk of developing venous congestion and organ damage, with deleterious outcomes for the patient.
The aim of the study is to investigate whether the analysis of venous flow patterns according to the VExUS scheme can be of help to the clinician in guiding the resuscitation strategies of patients with hemodynamic instability. In fact, we know that the critically ill patient who has undergone cardiac surgery, due to the altered cardiovascular function, is particularly prone to the risk of fluid overload and its consequences. Therefore, developing a strategy for personalising fluid therapy, which takes into account both fluid responsiveness and fluid tolerance, could limit these risks.
We examined seventeen patients admitted to the AOUP cardio-thoracic-vascular intensive care unit, evaluating, at the time of the onset of hemodynamic instability, the presence of signs of fluid responsiveness and fluid intolerance (VExUS). After the administration of fluids, a second assessment was performed approximately 24 hours later to verify whether signs of fluid accumulation had developed or had worsened . The goal is to develop in the future a personalised therapy based on the hemodynamic characteristics assessed with the monitoring techniques described in this paper, in order to avoid or minimize the adverse effects of an improper use of fluids
Chirurgia di salvataggio nel tumore polmonare localmente avanzato non resecabile dopo chemio-immunoterapia
Abbiamo selezionato i pazienti in cura presso il reparto di Chirurgia Toracica dell'Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana affetti da tumore del polmone non a piccole cellule e giudicati inizialmente inoperabili per estensione locale, metastasi linfonodali e metastasi a distanza. Sono stati inclusi quei pazienti sottoposti a trattamento chemio-immunoterapico esclusivo che, dopo rivalutazione multidisciplinare, sono stati avviati a chirurgia di salvataggio per le seguenti ragioni: mancata risposta al trattamento e complicanze tali per cui un approccio chirurgico si è reso indispensabile; risposta clinica sostanziale che ha reso il tumore primitivo suscettibile di resezione; buon controllo delle metastasi a distanza con malattia intratoracica residua. Abbiamo dunque valutato la fattibilità, la sicurezza e l'efficacia oncologica della chirurgia di salvataggio dopo chemio-immunoterapia
Danno d’organo cardiaco valutato mediante ecocardiografia nell’ipertensione arteriosa: confronto tra ipertensione essenziale e iperaldosteronismo primario
Introduzione. L’alterazione del sistema renina-angiotensina-aldosterone contribuisce allo sviluppo del danno d'organo ipertensivo, in particolar modo di quello cardiaco.
Scopo: Valutare i parametri ecocardiografici che caratterizzano il danno d’organo cardiaco in due gruppi di pazienti ipertesi, uno con iperaldosteronismo primario ed uno con ipertensione arteriosa essenziale.
Metodi: Sono stati arruolati 200 pazienti affetti da ipertensione arteriosa: 144 con ipertensione essenziale e 56 con iperaldosteronismo primario. I pazienti sono stati sottoposti a valutazione clinica ed ecocardiografica.
Risultati: Vi era una differenza statisticamente significativa tra i due gruppi in termini di pressione arteriosa sistolica e diastolica, con valori di pressione arteriosa più elevati nei pazienti con iperaldosteronismo primario. Per quanto riguarda i parametri ecocardiografici, nei due gruppi i parametri di funzione diastolica non risultavano significativamente differenti; al contrario, i valori di massa ventricolare sinistra indicizzata risultavano invece significativamente differenti, con maggiore prevalenza di ipertrofia ventricolare sinistra nel gruppo con iperaldosteronismo primario.
Conclusioni: Il presente studio dimostra come, nonostante differenze significative dei valori della pressione arteriosa in due gruppi di pazienti con ipertensione arteriosa essenziale e secondaria, i parametri ecocardiografici non evidenzino differenze univoche per in termini di rimodellamento cardiaco morfo-funzionale. Studi che arruolino popolazioni più numerose sarebbero quindi necessari per confermare questi rilievi e permettere analisi di correlazione più specifiche
Molecular Dynamics study of Single-chain Nanoparticles
This thesis investigates single-chain nanoparticles (SCNPs), soft nanomaterials formed via self-folding of amphiphilic copolymers, with applications in catalysis, nanomedicine, and environmental remediation. SCNPs exhibit unique properties due to their controlled morphology and dynamic behavior, making them ideal for molecular encapsulation and selective ion capture. By combining computational chemistry, molecular dynamics (MD) simulations, and statistical mechanics, this work examines the folding mechanisms, thermodynamic properties, and structural dynamics of SCNPs in aqueous environments. The study uses enhanced sampling techniques, such as Metadynamics, to overcome free-energy barriers and explore folding pathways, employing the radius of gyration as a key collective variable. Simulations on PEGMA-co-FA copolymers reveal the formation of nanopockets critical for host-guest interactions. Markov State Models (MSMs) provide insights into the kinetics of folding. Key results highlight SCNPs’ potential for sustainable metal-ion sequestration, leveraging reversible aggregation at temperatures above the cloud point for efficient recovery and reuse. This thesis establishes a computational framework for designing functional SCNPs, offering pathways for future experimental validation and novel applications in green chemistry and biocompatible materials
Analisi comparativa di siti industriali basati su un approccio di “sicurezza intrinseca”
A livello europeo, da più di quattro decenni, è in vigore la normativa “Seveso”, che regola il controllo del rischio di incidenti rilevanti (PIR) associati alla presenza di sostanze pericolose, stabilendo soglie ben definite. L'obiettivo della normativa “Seveso” è prevenire gli incidenti rilevanti legati a determinate sostanze pericolose e limitare le loro conseguenze sulla salute umana e sull'ambiente, garantendo così un elevato livello di protezione in tutta l'Unione Europea in modo coerente ed efficace.
L’obiettivo di questo elaborato è quello di porre l’attenzione sul criterio di assoggettabilità al D.Lgs. 105/2015 (Seveso III), ultima versione della normativa, basato esclusivamente sulle quantità di determinate sostanze pericolose presenti in qualsiasi momento all’interno di uno stabilimento.
Presentando un caso in cui si evidenzia, attraverso un metodo di valutazione quantitativa della sicurezza intrinseca dei processi industriali, che con tale criterio di assoggettabilità potrebbero non essere conservativamente compresi casi in cui le condizioni operative del processo stesso implicano una maggior pericolosità in termini di incidenti rilevanti.
Grazie a tale metodo è stato possibile confrontare due processi molto diversi da un punto di vista delle condizioni operative, ma simili da un punto di vista di quantità di sostanze pericolose e di produttività, mettendo in risalto la notevole differenza in termini di aree di danno e di credibilità degli scenari attesi
Sviluppo di un modello psicofisiologico per il riconoscimento del livello di ansia sociale
La tesi riguarda la realizzazione di un modello per predire il livello di ansia nei soggetti con ansia sociale. I soggetti che si sottopongono all'esperimento indossano un visore e vengono immersi in due ambiente di realtà virtuale, uno successivo all'altro. Il primo scenario è lo scenario ""waiting room" in cui i soggetti sono immersi in un ambiente che rappresenta una sala d'attesa, il secondo è il "public speaking" in cui i soggetti devono intrattenere una platea con un discorso di 5 minuti. Durante gli esperimenti i soggetti devono registrare, abbassando o alzando la levetta di un joystick, il livello di ansia sociale percepita istante per istante. Inoltre, sul soggetto vengono registrati i segnali fisiologici: EDA, ECG, PPG (segnali grezzi). Dal segnale EDA vengono estratte la componente tonica, la componente fasica e l'attività del nervo sudomotorio mentre dal segnale ECG viene estratto il segnale HRV. Su tali segnali estratti vengono poi calcolate sia caratteristiche temporali che frequenziali. Gli esperimenti vengono proposti sia a soggetti ansiosi che a soggetti controlli e, infatti, nella tesi viene addestrato un classificatore SVM con il quale si vogliono classificatore i soggetti con o senza il disturbo di ansia sociale sulla base delle caratteristiche temporali estratte dai segnali grezzi. Inoltre, utilizzando il modello NARX si addestra una rete neurale che riesca a predire il livello di ansia sociale percepito dal soggetto istante per istante
Valutazione della risposta allo stress idrico di diverse cultivar di olivo italiane e internazionali
L'olivo si distingue nel panorama agricolo mondiale per la sua straordinaria biodiversità genetica e la capacità di adattarsi agli stress idrici, caratteristiche che lo rendono particolarmente interessante nel contesto dei cambiamenti climatici. La ricerca condotta presso il campo sperimentale di Colignola ha esaminato 16 diverse cultivar di olivo, sia italiane che internazionali, per valutare la loro risposta allo stress idrico. Sono stati effettuati due cicli di stress idrico, il primo di 5 giorni (8-13 luglio 2024) e il secondo di 7 giorni (24-31 luglio 2024), durante i quali sono stati misurati diversi parametri fisiologici come la conduttanza stomatica, il potenziale idrico del fusto, il contenuto idrico volumetrico del suolo e il Relative Water Content (RWC). I dati sono stati poi analizzati mediante ANOVA utilizzando il software JMP (Statistical Discovery Software). Lo studio ha rivelato differenze nei parametri fisiologici tra le diverse cultivar di olivo in risposta allo stress idrico, evidenziando strategie differenti di adattamento alla carenza d'acqua. L'analisi comparativa tra cultivar di olivo italiane e spagnole tendono a mantenere gli stomi aperti anche in condizioni di stress idrico severo. Questa caratteristica potrebbe rivelarsi problematica in futuro, quando le condizioni climatiche saranno caratterizzate da periodi prolungati di siccità
Monitoraggio di Posidonia oceanica tramite un veicolo subacqueo autonomo: pianificazione e percezione
La tesi propone una strategia di monitoraggio per praterie di Posidonia oceanica, basandosi su veicoli subacquei autonomi (AUV) dotati di sensori ottici e su una rete neurale. Il sistema formato da un AUV dotato di stereo-camera down-looking sfrutta un framework di apprendimento automatico basato su un modello YOLOv5 e la visione artificiale. Quest’ultimi forniscono l’input per la pianificazione del moto al fine di ispezionare in autonomia il confine della pianta. La strategia proposta fornisce acquisizioni visive della prateria e una stima iniziale della sua dimensione. Il quadro di ispezione generale è stato testato in un ambiente di simulazione realistico, utilizzando mosaici ottenuti da immagini reali per replicare gli scenari di monitoraggio reali.
The thesis proposes a monitoring strategy for Posidonia oceanica meadows, based on autonomous underwater vehicles (AUVs) equipped with optical sensors and a neural network. The system consisting of an AUV equipped with a down-looking stereo-camera uses a machine learning framework based on a YOLOv5 model and computer vision. The latter provide input for motion planning in order to independently inspect the plant boundary. The proposed strategy provides visual acquisitions of the plant and an initial estimate of its size. The general inspection framework was tested in a realistic simulation environment, using mosaics obtained from real images to replicate real monitoring scenarios
Simulazione di scenari di sviluppo di una Rete Energetica Integrata in un Campus Universitario
L’obiettivo della tesi è simulare diverse architetture e scenari di sviluppo di un sistema energetico integrato (dotato di micro-rete termica ed elettrica) alimentato da tecnologie rinnovabili e tradizionali per il soddisfacimento dei consumi energetici del campus universitario di Parma, composto da 9 edifici.
L’analisi dei consumi di gas naturale ed energia elettrica parte da un caso base, in cui sono presenti cinque caldaie centralizzate che alimentano la rete termica di teleriscaldamento degli edifici, con 5 caldaie totali. Per quanto riguarda la micro-rete elettrica del campus, è presente un impianto fotovoltaico a servizio di tutti gli edifici.
Successivamente allo scenario “base”, saranno analizzati scenari caratterizzati da:
-Aumento incrementale della penetrazione della tecnologia a pompe di calore, attraverso la sostituzione di una e successivamente due caldaie con pompe di calore, modificando la generazione termica. Le taglie della pompa di calore sono state scelte in modo da fornire una potenza termica comparabile a quella delle caldaie sostituite, così da mantenere invariata la potenza nominale complessiva del sistema di riscaldamento.
-Espansione dell’impianto fotovoltaico, considerando una potenza doppia e quadrupla
-Introduzione di carichi elettrici aggiuntivi simulando l’installazione di stazioni di ricarica per veicoli elettrici secondo 3 possibili scenari.
Sono state analizzate simulazioni considerando la penetrazione combinata delle pompe di calore e l'aumento della capacità degli impianti fotovoltaici. Successivamente, è stato analizzato anche il carico elettrico delle colonnine di ricarica per le auto elettriche, tenendo conto della penetrazione delle pompe di calore e del fotovoltaico, al fine di valutare l'effetto combinato di tutti e tre i fattori. Questo ha portato ad un totale di 36 scenari complessivi analizzati.
Lo studio è stato realizzato mediante un codice home-made sviluppato in MATLAB, costituito da una libreria di funzioni che rappresentano i componenti energetici del caso studio (es. pompe di calore, impianti fotovoltaici, caldaie, sistemi di accumulo, edifici…) e da una routine di aggregazione nelle micro-reti termica ed elettrica, basata su un ordine di priorità definito dall’utente. Per la rete termica è quindi presente una sezione di generazione “centralizzata”, mentre per la rete elettrica è previsto l’acquisto e/o la cessione in rete.
Tutte le configurazioni sono state analizzate utilizzando indicatori di prestazione energetici ed economici, con l’obiettivo di massimizzare l’efficienza energetica del campus e individuare le migliori soluzioni sostenibili per il suo sviluppo.
Tra gli indicatori considerati per il servizio di riscaldamento figurano il costo energetico del servizio CES (cost per energy supplied, €/MWh), le ore di funzionamento e l’efficienza dei singoli generatori , la frazione di carico soddisfatta dalle varie tecnologie di generazione , caldaia o PdC). Per il settore elettrico sono stati analizzati il costo energetico espresso del servizio (€/MWh); la percentuale di autoconsumo dell’impianto fotovoltaico e l’energia venduta e acquistata dalla rete.
Dall'analisi degli scenari emerge che quadruplicare la taglia dell’impianto fotovoltaico è una scelta efficace, poiché il sistema riesce a ridurre l’acquisto di energia dalla rete di circa il 20% rispetto al caso base. Un ulteriore beneficio si osserva considerando uno scenario in cui, oltre a quadruplicare la taglia dell’impianto fotovoltaico, sono presenti due pompe di calore: in questo caso, l’indice CES si riduce significativamente, passando da 150 €/MWh nel caso base a 64 €/MWh
Virtual Machine Load Forecasting with Transformer-based Foundation Models
Cloud computing enables efficient resource sharing across physical machines. Predicting virtual machine (VM) workloads is crucial for optimizing resource allocation but remains challenging due to complex temporal patterns and long-term dependencies. Traditional models like Recurrent Neural Network (RNN) and Long Short-Term Memory (LSTM) struggle with scalability. This thesis explores foundation models, particularly transformer-based architectures, for VM workload forecasting. Results show that these models are comparable to LSTMs in performance while being more efficient and adaptable. Their scalability makes them a promising alternative for dynamic cloud environments by simplifying resource management and improving resource exploitation