La linea di ricerca è focalizzata sullo sviluppo e l’applicazione di tecniche per la quantificazione volumetrica e la caratterizzazione morfologica e funzionale dei reni policistici a partire da immagini diagnostiche acquisite mediante tomografia computerizzata (TAC) o risonanza magnetica (RM). Il Laboratorio di Medical Imaging è coinvolto in numerosi studi clinici volti a studiare l’efficacia di nuove terapie farmacologiche per la malattia policistica renale, studiando l’effetto del farmaco sulla progressione dei volumi renali ed epatici e delle cisti renali ed epatiche. A partire da immagini TAC è stata identificata una nuova componente tissutale di natura fibrotica, associata alla perdita di funzione renale. Ci proponiamo ora di utilizzare la risonanza magnetica senza contrasto per caratterizzare in modo completamente non invasivo la componente non cistica del tessuto renale e identificare nuovi biomarcatori di imaging, anche attraverso l’uso di tecniche radiomiche, per stratificare i pazienti, per il monitoraggio della malattia fin dagli stadi precoci e per la predizione della progressione di malattia e della risposta a nuove terapie. Il Laboratorio è inoltre coinvolto nello sviluppo e validazione di metodi di segmentazione basati su tecniche di intelligenza artificiale spiegabili e robuste per la segmentazione e quantificazione automatica dei volumi renali ed epatici e delle cisti, sia a livello clinico (immagini TAC e RM) che preclinico (immagini microTAC murine).

La linea di ricerca è focalizzata sullo studio degli effetti della patologia COVID-19 a livello toracico e cerebrale, a breve e lungo termine. Il Laboratorio di Medical Imaging ha messo a punto una tecnica per la quantificazione della compromissione polmonare su immagini TAC, che consente di valutare in modo oggettivo il danno polmonare e la relativa evoluzione nel tempo nei pazienti sopravvissuti alla patologia COVID-19. In ambito cerebrale, il Laboratorio di Medical Imaging è coinvolto nell’elaborazione di diversi tipi di immagini a risonanza magnetica, con l’obiettivo di valutare i danni cerebrali conseguenti all’infezione e studiarne l’evoluzione nel tempo. Visto il coinvolgimento multiorgano della patologia COVID-19, il Laboratorio si propone infine di studiare possibili associazioni tra le complicazioni polmonari e quelle insorte a livello cerebrale e renale.

La linea di ricerca è focalizzata sullo sviluppo, sulla validazione e sull’applicazione di tecniche di elaborazione di risonanza magnetica multiparametrica per lo studio di patologie del sistema nervoso centrale e periferico. Il Laboratorio è inoltre impegnato nello studio del ruolo delle sollecitazioni emodinamiche e delle vibrazioni nella formazione della stenosi carotidea e nello sviluppo di aneurismi cerebrali, usando tecniche avanzate di imaging e simulazioni fluidodinamiche.

La linea di ricerca è focalizzata sullo studio della risposta delle cellule vascolari alle sollecitazioni meccaniche, combinando tecniche computazionali e sperimentali, con un focus specifico sulla fistola arterovenosa per emodialisi. Sul fronte computazionale, le nuove tecnologie nell'ambito dell’imaging medicale e le moderne tecniche di fluidodinamica computazionale ci hanno permesso di riprodurre accuratamente la distribuzione e la variazione delle sollecitazioni emodinamiche a livello del singolo paziente, partendo dalle sue indagini ecografiche e di risonanza magnetica. Inoltre, l’analisi morfologica su modelli tridimensionali paziente-specifici ci ha permesso di evidenziare le variazioni morfologiche che avvengono nel tempo all’interno dei vasi sanguigni in seguito alla creazione della fistola arterovenosa per emodialisi. Recentemente abbiamo esteso l’analisi utilizzando tecniche di simulazione con interazione fluido-struttura, che ci hanno permesso di identificare la presenza di vibrazioni ad alta frequenza nella parete vascolare della fistola. Dal lato sperimentale, abbiamo sviluppato dei set-up sperimentali per studiare la risposta delle cellule vascolari a condizioni emodinamiche disturbate e alle vibrazioni. Ci proponiamo ora di indagare l’effetto delle condizioni emodinamiche e delle vibrazioni sulla risposta delle cellule vascolari, per chiarire i meccanismi molecolari che portano all’insorgere del danno vascolare.

La linea di ricerca è focalizzata sullo studio del suono della fistola arterovenosa per il monitoraggio della sua funzionalità. Un’ analisi preliminare ci ha permesso di mostrare che l’analisi del suono può fornire importanti informazioni sulle condizioni emodinamiche presenti nella fistola arterovenosa e una misura indiretta del suo corretto funzionamento. Inoltre, abbiamo mostrato che c’è una differenza significativa tra i suoni di fistole ben funzionanti e quelli di fistole malfunzionanti, che presentano stenosi di grado elevato. Ci proponiamo ora, attraverso uno studio clinico longitudinale prospettico di mostrare il potere predittivo del suono nel rivelare la comparsa e la progressione della stenosi venosa nella fistola.

La linea di ricerca è focalizzata sulla valutazione del potenziale tossico del particolato ambientale su cellule di origine umana coltivate in 2D e in 3D. Per esaminare la tossicità generata dal particolato ambientale, abbiamo messo a punto test in vitro di mutagenicità, di vitalità cellulare, e di generazione dei radicali liberi dell’ossigeno. Le cellule esposte alle sostanze tossiche sono state anche caratterizzate dal punto di vista dell’espressione genica e dell’infiammazione. Poiché il polmone è il principale organo bersaglio del particolato ambientale abbiamo simulato in vitro la barriera alveolo-capillare, l’unità funzionale del polmone, per testare in vitro la tossicità del particolato ambientale in condizioni simili a quelle fisiologiche utilizzando una co-coltura di cellule epiteliali ed endoteliali dell’alveolo polmonare ed un sistema di nebulizzazione delle particelle.