Obiettivi formativi
Il corso si basa su un approccio multidisciplinare (fisico, elettrofisiologico, tecnologico e clinico) finalizzato ad una effettiva comprensione del razionale dell’applicazione delle tecniche di Biomagnetismo in campo clinico.
È volto a formare, anche praticamente, un nuovo tipo di professionista con competenze interdisciplinari, capace di interagire con figure professionali diverse, tanto in ambito di ricerca scientifica che clinico, quindi con significative prospettive di impiego lavorativo postlaurea data l’attuale incremento di investimenti industriali per lo sviluppo e l’introduzione di tali nuove tecnologie non-invasive nella pratica clinica.
In particolare, verrà curata la formazione dello studente nel settore delle applicazioni del Biomagnetismo in ambito cardiologico, come metodica di screening rapido e non-invasivo con elevato valore predittivo negativo, e per la diagnostica mirata ed il “risk assessment” di pazienti con cardiopatia ischemica, cardiomiopatie, aritmie cardiache.
Per ogni argomento trattato saranno presentati casi clinici reali, sotto forma di “problema da risolvere”, utilizzando le informazioni e le metodiche apprese (vedi metodi didattici).
Prerequisiti
- - -
Contenuti dell'insegnamento
Il corso è finalizzato a formare lo studente nella disciplina del Biomagnetismo e delle principali applicazioni in campo clinico, con particolare approfondimento delle tecniche di registrazione ed elaborazione dei segnali biomagnetici cardiaci e cerebrali.
Il corso focalizzerà poi sulle modalità necessarie alla traslazione della Magnetocardiografia (MCG) in ambiente clinico e all’integrazione con le attuali metodologie standardizzate di studio elettro-cardiologico sperimentale e clinico, per ottenere informazioni diagnostiche innovative esclusive e/o complementari a quelle desumibili dalle registrazioni elettrocardiografiche (ECG) tradizionali, dal mappaggio del potenziale di superficie (BSPM) e/o endocavitarie.
Tra queste, di particolare interesse la maggior accuratezza delle registrazioni biomagnetiche nel localizzare tridimensionalmente la sede di eventi elettrofisiologici normali e patologici, utile per lo sviluppo di sistemi innovativi e semplificati d’imaging elettroanatomico non-invasivo dei substrati aritmogeni suscettibili di trattamento ablativo e per l’identificazione preventiva dei pazienti nei quali tale trattamento possa essere realmente efficace.
Programma esteso
Elettrogenesi cellulare, campo elettrico e campo magnetico.
Intensità del campo magnetico generato da cuore, dal cervello, da nervi periferici, dal muscolo striato, dal sistema gastro-enterico
Tecnologia e metodiche di registrazione del segnale tradizionali e di più recente sviluppo: (sistemi criogenici/SQUID, sensori non criogenici/magneto-ottici)
Rapporto Segnale/Rumore nelle registrazioni magnetiche
Metodiche di riduzione/sottrazione del rumore elettro-magnetico ambientale (cabina schermata, sistemi gradiometrici)
Magnetocardiografia (MCG) e Magnetoencefalografia (MEG).
Metodiche di elaborazione del segnale
Applicazioni cliniche di MCG e MEG
Nozioni di lettura “pratica e rapida” dell’ECG
Concetto di “Heart Rate Variability” e modalità di studio
Concetto di imaging elettroanatomico multimodale integrato (3D EAI).
Applicazioni cliniche del 3D EAI in cardiologia
Stress MCG
La Magnetocardiografia fetale (FMCG)
Applicazioni cliniche del 3D EAI in neurologia
MCG dell’animale da esperimento.
Bibliografia
Materiale didattico caricato in Elly.
Malmivuo J & Plonsey R. Bioelectromagnetism http://www.bem.fi/book/
Fenici R, Brisinda D, Sorbo AR, Venuti A. MCG Instrumentation and Applications. In: Rogalla H, Kes PH. Superconductivity Centennial Book 2011 Taylor and Francis Group. Chapter 10.3:24-44
Biomagnetism, Applications and Theory. Ed. by H. Weinberg, G. Stroink, T. Katila - Pergamon Press pp. 106-114, N.Y, 1985
J Nenonen, R Iimoniemi and T. Katila Proceedings of the 12th International Conference on Biomagnetism: ISBN 951-22-5402-6, 530-533, 2001. http://biomag2000.hut.fi/papers_all.html
Metodi didattici
Sia le lezioni frontali che le esercitazioni verranno svolte in modo interattivo, secondo il principio del “Problem-based learning”, metodo di insegnamento centrato sull'allievo. Ogni problema presentato è "autentico", cioè simile ad un problema che gli allievi potrebbero realmente affrontare in futuro.
Devono esserci diverse soluzioni possibili e diversi modi di arrivare a tali soluzioni.
Gli allievi non devono essere già in grado di risolverlo, ma sono stimolati a definire il problema, descrivere le conoscenze iniziali già in loro possesso, identificare le nuove conoscenze da apprendere per risolvere il problema, stabilire i prossimi passi da compiere.
Durante le lezioni frontali verranno discussi i concetti di base di elettromagnetismo. L’evoluzione tecnologica in campo di sviluppo strumentale per la misura del campo magnetico prodotto dall’attività elettrogenetica di vari tessuti e organi. Le metodiche di riduzione/sottrazione del rumore ambientale atte a rendere possibili misure biomagnetiche in ambito clinico e a rendere il mappaggio magnetocardiografico (MCG) e l’imaging elettroanatomico non invasivo basato sull’MCG fruibile in ambito ambulatoriale e al letto del paziente.
Il corso sarà integrato da un ciclo di esercitazioni di laboratorio dirette all’apprendimento pratico delle metodiche di registrazione e di elaborazione dell’MCG.
Le esercitazioni potranno essere effettuate presso il BACPIC (con il sistema MCG operativo in ambiente non schermato ambulatoriale ospedaliero), nell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma e presso il Laboratorio di elettrofisiologia dell’Università di Parma.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale sugli argomenti svolti a lezione, comprendente prova pratica di interpretazione di quadri ECG e MCG di maggior interesse in campo clinico.
Altre informazioni
- - -
