| 
  • If you are citizen of an European Union member nation, you may not use this service unless you are at least 16 years old.

  • Work with all your cloud files (Drive, Dropbox, and Slack and Gmail attachments) and documents (Google Docs, Sheets, and Notion) in one place. Try Dokkio (from the makers of PBworks) for free. Now available on the web, Mac, Windows, and as a Chrome extension!

View
 

curriculum

Page history last edited by Andreas Formiconi 12 years, 4 months ago

 

Curriculum Vitae di Andreas R. Formiconi

Dati Personali

Nome e cognome
Andreas Robert Formiconi
Cittadinanza
italiana
Data di nascita
31/01/1955
Stato civile
coniugato con Elettra Fanfani e padre di Gregorio e Giulia
Email
andreas.formiconi@gmail.com

Curriculum Professionale

1982-90
Tecnico Laureato Dipartimento di Fisiopatologia Clinica, Unita' di Medicina Nucleare Universita' di Firenze
1990-2002
Ricercatore Confermato presso lo stesso dipartimento Settore Scientifico FIS/07 (ex E10X, biofisica medica): Fisica Applicata a beni Culturali, Ambientali, Biologia e Medicina
dal 2002
Professore Associato non Confermato presso lo stesso dipartimento Settore Scientifico INF/01: Informatica.
dal 2005
Professore Associato Confermato presso lo stesso dipartimento Settore Scientifico INF/01: Informatica.

Curriculum Studiorum

1974-1978
Laurea in Fisica (Università di Firenze) Titolo Tesi di Laurea: "Studio di un whole body counter di impiego clinico e radioprotezionistico nella Medicina Nucleare"
1979
Corso "Advances in Radiation Protection and Dosimetry in Medicine" presso la "International School of Radiation Damage and Protection", Centro di Cultura Scientifica "Ettore Majorana", Erice, Sicilia
1979-1980
Diploma in Fisica Sanitaria, Universita' di Pisa Titolo Tesi di Laurea: "La teoria dell'azione duale delle radiazioni"

Borse di Studio e consulenze

1980
Borsa di studio annuale dal Centro di Cultura Scientifica "Ettore Majorana" presso l'Università di Pisa
1981
Premio di Medicina Nucleare "Franco Gandonico"
1980-1981
Consulenze software per Eurobit s.r.l., Roma.

Responsabilità Scientifica in Progetti di Ricerca

1995
European Union project PARMI (PArallel Reconstruction of Medical Images, Contract No. 9452 94 202 70) funded within the CAPRI special action of the ESPRIT programme, 1/1/95-31/12/95, Coordinatore locale, impegno 70%, importo 60 M. L.
1996
EC HPCN tender '96, Diagnostic image processing, Coordinatore locale, impegno30%, importo 80 M. L.
1997-1999
MURST National project, Ricostruzione di immagini mediche funzionali, 1997 - prot. 9701091751_029, 3/1/1997-3/1/1999, Coordinatore locale, impegno 50%, 66 M. L.
1998-2000
MURST National project, La ricostruzione ad alta risoluzione quantitativa nella valutazione dei rapporti di captazione delle neoplasie., 1998 - prot. 9806263342_008, 3/1/1998-3/1/2000, Coordinatore locale Prof. Ugo Meldolesi, impegno 20%, importo 7.3 M. L.
1998-2001
European Concerted Action SID (SPECT In Dementia: Improving cost effectiveness by using novel methods of image analysis for the early detection of Alzheimer´s disease) in BIOMED 2 (Contratto N. PL 96 3130), 1/3/1998-1/3/2001, Coordinatore locale Prof. Alberto Pupi, impegno 50%, importo 120 M. L.
2001-2002
CNR, Computing, Networking ed Imaging Diagnostico, 1/3/2001-1/3/2002, Coordinatore locale, impegno 20%, 20 M. L.
2001-2002
MURST National project, Ricostruzione di immagini mediche funzionali, 2000 - prot. MM01111258_002, 3/1/2000-3/1/2002, Coordinatore locale, impegno 70%, importo 64 M. L.
2002-2004
MIUR National project, Problemi inversi in SPECT, PET, MRI e validazione dei metodi mediante tecnologie di rete Anno 2002 - prot. 2002013422_006, 3/1/2002-3/1/2004, Coordinatore locale, impegno 50%, importo 39300 Euro.
2002-2004
MIUR National project, Piattaforme abilitanti per Griglie Computazionali ad Elevate Prestazioni Orientate ad Organizzazioni Virtuali Scalabili, 3/1/2003-3/1/2005, Coordinatore locale, impegno 10%, importo 25000 Euro.
2004-2006
MIUR National project, Problemi inversi in SPECT, PET, MRI e validazione dei metodi mediante tecnologie di rete Anno 2004 - prot. 2004015818, 3/1/2004-3/1/2006, Coordinatore nazionale, impegno 50%, importo 255800 Euro.

Contratti con l'Industria

2001-2002
"Ricostruzione avanzata di immagini SPECT", Marconi Imaging System
2002-2003
Borsa di studio Amersham

Moderazione Sessioni di Congressi

  • Chairman, Strumentazione ed Imaging, II National Congress della Italian Association of Nuclear Medicine, 30 May - 2 June, 1992, Bari

     

  • Chairman, Physics and Instrumentation, Joint Congress della European Association of Nuclear Medicine and the World Federation of Nuclear Medicine and Biology, 30 August - 4 September 1998, Berlino

     

  • Chairman, Physics, Convegno Nazionale Associazione Italiana Fisica Biomedica e Associazione Italiana Fisica Sanitaria, 1998, Gubbio

     

  • Chairman, Methodological Advances in PET, VI International Conference on Medical Physics "Patras Medical Physics '99", 1-4 September 1999, Patras

     

  • Chair of three minisymposia on: Inverse Problems in Medical Imaging - Achievements and Prospects. At the Conference on Applied Inverse Problems: Theoretical and Computational Aspects June 18-22, 2001 Montecatini Terme, Italy

     

  • Abstract Grader, Physics/Instrumentation, Congresso della European Association of Nuclear Medicine, 25-29 August 2001, Napoli

     

  • Chairman,Physics/Instrumentation:Image registration and fusion, Congress of European Association of Nuclear Medicine, 25-29 August 2001, Napoli

Attività in Editorial Boards e Comitati Scientifici di Scuole

Dal 1997
Editorial Board Physica Medica
Dal 2001
Comitato Scientifico della Scuola Superiore di Fisica in Medicina "P. Caldirola", Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como

Seminari e Relazioni su Invito

  • 1988 Lezione "Applicazioni di nuovi algoritmi in tomografia ad emissione al XXXIII Congresso Nazionale di Radiologia, Roma, 16-20/10/1988

     

  • 1990 Lezione "Strumentazione e metodi in tomografia per emissione"al Convegno Nazionale di Fisica Biomedica dell'Associazione Italiana di Fisica Biomedica a Cesena,13/12/90-14/12/90

     

  • 1990 Lezione "Strumentazione e metodi in tomografia per emissione"al Convegno Nazionale di Fisica Biomedica dell'Associazione Italiana di Fisica Biomedica a Cesena,13/12/90-14/12/90

     

  • 1990 Lezione "Ottimizzazione delle immagini SPECT" al XXIV Congresso Nazionale della Societa' Italiana di Biologia e Medicina Nucleare, Venezia, 10/10/90-13/10/90

     

  • 1991 Workshop "New Trends in Functional Imaging: PET, SPET and other Methods" presso l'Istituto Scientifico S.Raffaele, Cattedra di Medicina Nucleare, direttore Prof. Fazio, 21/10/1991-22/10/1991

     

  • 1993 Seminario "Tomografia ad Emissione di fotoni Singoli" presso l'Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei Tumori (Prof. Marco Salvatore), Napoli, 9/9/93

     

  • 1993 Seminario "SPECT: strumenti e metodi" al Dipartimento di Fisica (Prof. Gaetano Foti) di Catania, 24/10/93

     

  • 1995 Seminario "Principi fisici e tecniche di ricostruzione della Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)", al Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemistica di Bologna, 12/12/95

     

  • 1996 Lezione "Il Progetto NETSPECT" al Convegno Sviluppo di Applicazioni in Campo Medico Sanitario basate su Reti ad alta Velocita', CINECA, Bologna, 8/5/1996

     

  • 1997 Ciclo di 4 seminari "Ricostruzione di immagini mediche tomografiche" presso lo IAGA (Istituto di Analisi Globale ed Applicata del CNR) del Dip. di Matematica "Ulisse Dini", 14-21-28/2 e 14/3, 1997

     

  • 1998 Lezione "Some inverse problems in functional medical imaging" al International Meeting on Inverse Problems, Vietri sul mare, 28/9-2/10/1998

     

  • 1999 Lezione "New reconstruction algorithms in SPECT" al VI International Conference on Medical Physics, Patrasso, 3 Settembre, 1999

     

  • 2002 Lezione "Physical modelling for SPECT and PET tomographic reconstruction" Minicourse on Applied Inverse Problems organized by Istituto per le Applicazioni del Calcolo - CNR Firenze il 7-11 Ottobre, 2002

Lezioni a Scuole Nazionali e Corsi di Aggiornamento

  • 1982 "I Corso Nazionale di Aggiornamento Professionale Continuativo in Medicina Nucleare", Associazione Italiana di Medicina Nucleare, Castello di Gargonza, Arezzo, 14-17/9/1982, 19-22/10/1982.

     

  • 1984 "II Corso Nazionale di Aggiornamento Professionale Continuativo in Medicina Nucleare", Associazione Italiana di Medicina Nucleare, Istituto di Medicina Nucleare dell'Universita' Cattolica S. Cuore, Policlinico "A Gemelli", Roma, 18-21/1/1984.

     

  • 1990 "V Corso Nazionale di Aggiornamento Professionale Continuativo in Medicina Nucleare (Nefro-Urologia)", Associazione Italiana di Medicina Nucleare, Castello di Gargonza, Arezzo, Aprile-Settembre 1990.

     

  • 1991 Corso "Le Immagini Biomediche: Fondamenti", Scuola Superiore dell'Associazione Italiana di Fisica Biomedica, Villa Olmo, Como, 4/3/1991-8/3/1991.

     

  • 1992 Corso "Valutazione della Dose Interna in Radioprotezione e nelle Applicazioni Cliniche", Scuola Superiore di Radioprotezione "Carlo Polvani", Associazione Italiana di Protezione contro le Radiazioni, Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como, 29/6/1992-3/7/1992.

     

  • 1992 "Interregional Training Course on Advanced Single Photon Emission Computed Tomography with Emphasis in Brain and Heart Studies", International Atomic Energy Agency (Vienna, Austria), Pisa/Firenze, 26/10/92-6/11/92.

     

  • 1993 "VII Corso Nazionale di Aggiornamento Professionale Continuativo in Medicina Nucleare (SPET)", Associazione Italiana di Medicina Nucleare, Forte dei marmi, 9-10/1993.

     

  • 1995 Corso "La Fisica Applicata alla Medicina Nucleare", Scuola Superiore di Fisica Biomedica "P. Caldirola", Associazione Italiana di Fisica Biomedica, Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como, 27/11/1995-1/12/1995.

     

  • 1997 Corso "Metodi per lo Sviluppo di Modelli e Simulazioni in Campo Biomedico e Biofisico", Scuola Superiore di Fisica Biomedica "P. Caldirola", Associazione Italiana di Fisica Biomedica, Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como, 23-26/6/1997.

     

  • 1999 XVIII Scuola annuale "Tecnologie e Metodologie per le Immagini Funzionali", Bressanone, 20-24 Settembre 1999

     

  • 1999 Ciclo di 2 seminari "Metodi Matematici di Ricostruzione SPECT", Scuola di Perfezionamento di Matematica Applicata (SAMI) INDAM (Istituto Nazionale di Alta Matematica), 26/6/1999.

     

  • 2000 Ciclo di 2 seminari "Metodi Matematici di Ricostruzione SPECT", Scuola di Perfezionamento di Matematica Applicata (SAMI) INDAM (Istituto Nazionale di Alta Matematica), 23-28 Giugno, 2000.

     

  • 2000 Corso "Immagini Digitali in Radiologia e Connettivita' RIS - PACS", Scuola Superiore di Fisica in Medicina "P. Caldirola", Associazione Italiana di Fisica in Medicina, Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como, 7-9/11/2000.

     

  • 2001 V Workshop CILEA sul "Calcolo ad Alte Prestazioni in Italia" CAPI2001, Universita' Cattolica del Sacro Cuore, Milano, 17/10/2001.

     

  • 2001 XI Corso di Aggiornamento Professionale AIMN "Strumentazione e Procedure di Imaging Integrato in Medicina Nucleare", Pisa, 29/10-3/11/2001.

     

  • 2001 Corso "Medicina Nucleare: principi fisici e applicazioni", Scuola Superiore di Fisica in Medicina "P. Caldirola", Associazione Italiana di Fisica in Medicina, Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como, 19-21/11/2001.

     

  • 2005 Corso "Medicina Nucleare: principi fisici e applicazioni", Scuola Superiore di Fisica in Medicina "P. Caldirola", Associazione Italiana di Fisica in Medicina, Gazzada (VA), 14-16 novembre 2005.

     

  • 2006 Corso "La Fisica Medica : clinica, tecnologia, ricerca" Direttori del Corso: dr. Livia Ruffini, prof. Alberto Del Guerra. Azienda Ospedaliera G. Brotzu, Cagliari, 16-18 novembre 2006.

Curriculum dell'Attività Scientifica

Introduzione

Nel seguente curriculum i richiami bibliografici si riferiscono all'elenco delle pubblicazioni allegato. L'elenco delle mie pubblicazioni alla data del 3/1/2004 comprende 116 voci. Per facilitare la lettura ho strutturato l'elenco nelle seguenti parti:

 

  1. Pubblicazioni attinenti a questioni di formazione

     

  2. Articoli su riviste internazionali con revisione

     

  3. Articoli su proceedings di Medicina Nucleare con revisione

     

  4. Articoli su proceedings di Fisica Medica con revisione

     

  5. Articoli su proceedings di Matematica Applicata con revisione

     

  6. Articoli su proceedings di Radiologia con revisione

     

  7. Articoli su proceedings di Neurologia con revisione

     

  8. Articoli su proceedings di Cardiologia con revisione

     

  9. Articoli su proceedings di Scienze Computazionali con revisione

     

  10. Citazioni in raccolte di articoli selezionati

     

  11. Altri articoli

     

  12. Capitoli di libri

Nella quasi totalità dei casi ho limitato le citazioni alle pubblicazioni internazionali con revisione, designate con riferimenti tipo [A.1, A.2 ...].

Primo periodo

Ho svolto tutta la mia attività all'interno della Sezione di Medicina Nucleare del Dipartimento di Fisiopatologia Clinica sin dai tempi della tesi di laurea che ebbe per oggetto la progettazione di un contatore di radioattività del corpo intero destinato all'esecuzione di misure da effettuare in caso di contaminazione interna.

Poiché non avevo intenzione di svolgere un vero e proprio lavoro di ricerca bensì di cooperare alla soluzione di problemi concreti in ambito medico, questo lavoro di tesi avrebbe dovuto avviarmi verso un impiego in qualche servizio di Fisica Sanitaria. Tuttavia nel corso della tesi stessa ebbi modo di sviluppare una forte curiosità per i metodi matematici e per gli strumenti informatici che possono essere utilizzati per migliorare le tecnologie impiegate comunemente. Nel caso della tesi di laurea questi interessi hanno riguardato i metodi per la generazione di numeri pseudocasuali e l'uso di tecniche Monte Carlo per la simulazione della risposta del contatore con una sorgente complessa come è il caso del corpo umano.

Fu così che anziché cercare collocazione presso un servizio di Fisica Sanitaria rimasi nella Medicina Nucleare avvalendomi di un paio di borse di studio, una delle quali ottenuta in seguito alla partecipazione ad un corso di radioprotezione e dosimetria presso il Centro di Cultura Scientifica "Ettore Majorana" di Erice in Sicilia.

L'approccio che seguii fu di passare molto tempo con i medici nucleari parlando con loro ed osservando lo svolgimento della loro attività. Presto fu chiaro che in Medicina Nucleare il ruolo di nuove metodologie matematiche ed informatiche era destinato a crescere rapidamente. Già a quei tempi il medico nucleare passava una buona parte del suo tempo ad un terminale ad elaborare i dati acquisiti per ricavare le informazioni diagnostiche sotto forma di immagini opportunamente rappresentate, di curve radioattività-tempo riferite a determinati organi o strutture, di parametri numerici espressione di quantità fisiologiche.

Per quanto riguarda la tecnologia era l'epoca dei cosiddetti minicomputer. Il centro di medicina Nucleare disponeva così di un proprio "centro di calcolo" per l'elaborazione dei dati e di una serie di altri minicomputer asserviti all'acquisizione dei dati, uno per ciascuna gamma camera (lo strumento comunememente utilizzato per l'acquisizione dei dati in medicina nucleare a partire dagli anni 70).

Produzione di software per la Medicina Nucleare

Presto emerse che vi erano numerosi possibili miglioramenti nelle procedure di acquisizione ed elaborazione che i medici avrebbero gradito molto. Mi formai così un consistente background di tipo molto pratico sulle tecnologie hardware e software impiegate nelle macchine in dotazione. Individuati i problemi la cui soluzione poteva rappresentare motivo di interesse nella routine, intraprendevo un lavoro di "ingegnerizzazione inversa" che consisteva nell'andare a cercare le sorgenti dei moduli software, usualmente scritti in assembler ed in Fortran 77, nel ricostruire le procedure ed eventualmente gli algoritmi matematici espressi dai programmi e quindi nell'apportare le modifiche desiderate. Per dare un'idea del tipo di problemi che mi capitò di risolvere in questo periodo posso ricordarne due.

  • L'aggiunta di svariate funzioni di gestione ed elaborazione delle regioni di interesse che i medici disegnavano sul terminale; in particolare introdussi la possibilità di memorizzare ed esportare su immagini diverse le regioni di interesse che i medici disegnavano sul monitor. Poiché i medici iniziarono subito ad utilizzare queste nuove funzionalità gli operatori dell'azienda che aveva sviluppato questo software si accorsero presto che i loro programmi erano stati manomessi e la cosa si risolse con l'instaurazione di un rapporto di consulenza del sottoscritto con l'azienda Eurobit s.r.l. di Roma. Questo tipo di attività comportò svariate offerte di impiego da parte di questa ed altre aziende operanti nel campo del software medico. Rinunziai tuttavia a tutte queste offerte limitandomi solo a rapporti di consulenza occasionale perché ero sempre più attratto dall'applicazione dei metodi matematici che iniziavo ad intravedere e che avrei potuto studiare più liberamente all'interno dell'Università.

     

  • L'acquisizione di immagini con campionamento spaziale doppio rispetto a quello convenzionalmente disponibile. I sistemi di acquisizione installati consentivano solo l'acquisizione di immagini campionate in 64x64 pixel a causa della piccola quantità di memoria che il sistema operativo accordava all'utente. Qui il lavoro di ingegnerizzazione inversa si spinse alla lettura delle istruzioni assembler di caricamento del sistema operativo direttamente dai led del pannello di controllo che equipaggiava i minicomputer di quel tempo. Una volta messo in chiaro il codice di caricamento del sistema operativo scrissi un programma assembler che salvava il sistema operativo e caricava un altro "sistema operativo" scritto da me e che consisteva semplicemente in un programma assembler di acquisizione dati che disponeva di molta memoria in più (circa 30 kbytes anziché 14 kbytes concessi dal sistema operativo convenzionale). Finita l'acquisizione veniva ripristinato il sistema originale. Questo trucco consentì ai medici nucleari l'acquisizione di immagini campionate in 128x128 pixel anziché 64x64.

Modelli matematici dei traccianti applicati a misure in vivo

In quel periodo non pensavo molto alla possibilità di produrre delle pubblicazioni scientifiche sulla base di questo tipo di lavoro anche se sarebbe stato possibile. Fui tuttavia coinvolto indirettamente dai medici che trovarono utile le modifiche che avevo introdotto al software: in [A.1] si descrive il confronto fra un esame fatto con due diversi traccianti reso possibile dalle nuove funzioni di elaborazione delle regioni di interesse che avevo sviluppato. Anche se trascurai la produzione di letteratura, quell'attività non andò tuttavia dissipata in quanto, oltre alla risoluzione di problemi contingenti, servì a gettare le basi di un dialogo con i medici che si è rivelato molto importante nel seguito. È da qui che ho sviluppato nel tempo la convinzione di come fosse importante la ricerca di un linguaggio comune in settori interdisciplinari come quello in cui stavo operando. Tale convinzione ha influenzato profondamente tutte le mie iniziative successive e mi condusse subito a collaborare allo sviluppo di modelli matematici del comportamento di certi traccianti usati in medicina nucleare.

La descrizione matematica del comportamento dei traccianti è importante in quanto consente di stimare numericamente quantità fisiologicamente importanti: tali quantità compaiono nel modello matematico come parametri e, se i dati sperimentali sono sufficienti, esse possono essere calcolate a partire dagli esami fatti al paziente. In questo ambito si sono collocati alcuni contributi originali [A.2,A.5] sulla determinazione delle clearances (parametri di funzionalità renale misurati in cc di sangue depurato da una certa sostanza nell'unità di tempo) a partire dai dati acquisiti con gli esami renali convenzionalmente praticati in medicina nucleare. In questo lavoro si descrive un modello matematico dell'effetto di dispersione del bolo radioattivo durante il transito verso l'organo studiato. Un aspetto che ha caratterizzato questo lavoro come la maggior parte di quelli successivi è stato lo sforzo di fornire sempre un software che mettesse in grado i medici di applicare il nuovo metodo nella pratica clinica.

Fusione di immagini diverse

Un altro argomento di cui mi sono occupato in questo primo periodo concerne la registrazione di volumi tomografici di tipo diverso. Fu un approccio molto orientato allo sviluppo di tools utili nell'impiego clinico corrente ma fu un lavoro pionieristico per un argomento che avrebbe conosciuto un forte sviluppo negli anni successivi. Nel corso di questo lavoro mi occupai di problemi relativi alla decodifica e normalizzazione di formati di immagini mediche provenienti da strumentazioni diverse e realizzai dei programmi per la registrazione di immagini SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) e CT (Computed Tomography) o SPECT e MRI (Magnetic Resonance Imaging). Sviluppai inoltre dei moduli software che consentivano di estrarre le regioni di interesse su sezioni CT, ben dettagliate morfologicamente, ottenendo la trasposizione automatica delle regioni sulle corrispondenti sezioni CT (o MRI) [B.20, F.3].

Tomografia in Medicina Nucleare

All'inizio degli anni 80 la tomografia fece il suo ingresso sulla scena della medicina nucleare ma non vide la crescita esplosiva della sorella più "ricca", la tomografia assiale computerizzata (CT) che ha invece rappresentato una vera rivoluzione nel campo radiologico. La differenza sta proprio nell'aggettivo "ricca" laddove per ricchezza s'intenda la quantità d'informazione disponibile rispetto al rumore presente nei dati sperimentali. La tomografia in campo medico nucleare, la SPECT, ha sempre suscitato forte interesse nei medici per le potenziali implicazioni diagnostiche e questo giustifica il fatto che questa non sia mai stata abbandonata malgrado il tasso di sviluppo molto lento. Limiti invalicabili quali la durata massima ammissibile di un esame al paziente, la dose radioattiva massima ammissibile, l'apertura limitata del sistema di collimazione, la natura statistica del decadimento radioattivo sono i fattori principali che producono una risoluzione spaziale al limite della sufficienza ed un rumore statistico che rende difficile ogni tentativo di recupero della risoluzione.

Riorientazione di sezioni oblique

I medici nucleari, attratti dalla nuova metodologia, mi coinvolsero presto con numerosi quesiti. La tecnica era agli albori ed i software commerciali disponibili erano ancora largamente insufficienti. Fu così che sull'onda dei miei primi contributi realizzai un sistema per la riorientazione delle sezioni tomografiche che consentiva ai medici di "riaffettare" il volume dei dati ricostruiti secondo le orientazioni più opportune. Il lavoro non fu di solo sviluppo software poiché emerse subito che, con i campionamenti spaziali imposti a quel tempo dalla ridotta disponibilità di memoria RAM nel computer, sorgevano notevoli problemi di interpolazione nella rotazione di immagini rappresentate mediante pixel piuttosto grossi. affrontai il problema calcolando l'espressione in frequenza delle formule di interpolazione che erano state proposte sino a quel momento in modo da avere un criterio per scegliere l'interpolazione più adatta rispetto alle caratteristiche di risoluzione spaziale dei dati [A.3].

Contestualmente a questo studio realizzai un software di riorientazione delle sezioni tomografiche che fu utilizzato per una decina di anni. Conseguentemente, nel corso di questo periodo ho dovuto affrontare due volte il problema del porting sulle piattaforme di calcolo che si sono avvicendate, una prima volta da minicomputer a Personal Computer con sistema DOS ed una seconda verso i sistemi basati su GUI. Questa attività, assai poco remunerativa in termini di produttività scientifica convenzionale ma molto importante nella vita quotidiana del laboratorio, ha contribuito a sviluppare un'altra convinzione che non mi ha più abbandonato: l'importanza di privilegiare strumenti e metodi che favoriscano la futura esportazione del software su altre piattaforme e la sua eventuale integrazione con altri programmi è sempre più importante. Questo è un aspetto che sono portato ad enfatizzare massimamente nel lavoro più recente che coinvolge sempre più gli aspetti di cooperazione fra gruppi di ricercatori.

Ricostruzione SPECT con modelli accurati

In seguito alla continua discussione con i medici sulle potenziali virtù e le reali carenze della SPECT mi accinsi a studiare il problema della ricostruzione tomografica dei dati SPECT ed intrapresi una serie di misure con vari tipi di fantocci con lo scopo di individuare possibilità concrete di intervento per migliorare la qualità delle sezioni tomografiche ricostruite. Giunsi così alla conclusione che il collo di bottiglia nel trasferimento dell'informazione da parte della strumentazione SPECT sta nel collimatore che in medicina nucleare viene usato per selezionare la direzione dei fotoni incidenti. Nella progettazione dei collimatori vengono praticati i compromessi più pesanti che si traducono in una risoluzione spaziale particolarmente limitata e dipendente dalla posizione della sorgente radioattiva rispetto al collimatore. Fui allo stesso tempo colpito dal fatto che gli algoritmi di ricostruzione impiegati convenzionalmente riflettevano un'impostazione matematica, basata essenzialmente sulla trasformata di Radon inversa, che non teneva affatto conto delle peculiarità del sistema di collimazione che influisce così pesantemente sulle proiezioni generate dal sistema SPECT.

Mi resi presto conto che questa impostazione del problema non avrebbe consentito di tenere conto di una risposta del sistema così complessa. Era necessario ricorrere a metodi che consentissero di utilizzare modelli matematici più complicati senza molte restrizioni. Mi servii di un'ampia libreria di metodi di ricostruzione che avevo ricevuto in occasione di una visita fatta nel 1983 al Lawrence Berkeley Laboratory della University of Berkeley in California. In quel laboratorio operava uno dei gruppi più rappresentativi a livello internazionale nel campo della tomografia ad emissione ed era diretto dal Prof. Thomas Budinger che coordinava la costruzione di quello che è risultato essere il tomografo PET (Positron Emission Tomography) con la miglior risoluzione spaziale esistente. La libreria era un compendio di vari metodi fra i quali comparivano anche metodi per la risoluzione di sistemi lineari di grandi dimensioni adattati alla tipologia dei dati tomografici medici (tipo metodo dei gradienti o dei gradienti coniugati). Alterando opportunamente vari moduli della libreria fui in grado di realizzare un pacchetto di programmi che consentiva di ricostruire i dati SPECT acquisiti nel nostro laboratorio tenendo conto in modo accurato della risposta del sistema SPECT. Avevo scelto il metodo dei gradienti coniugati che con questa tipologia di dati funziona in modo iterativo convergendo in modo particolarmente veloce. In realtà, sempre secondo la solita ottica di realizzare metodi effettivamente utilizzabili, sviluppai una metodologia completa che contemplava anche una tecnica sperimentale ed un apposito software di acquisizione per la definizione accurata dei parametri del modello matematico che descriveva il sistema.

Riportai i risultati di quest'attività in un lavoro [A.4] del 1989 che risultò essere particolarmente innovativo essendo il primo di una lunga serie di contributi sul tema da parte dei gruppi di ricerca più attivi nel mondo su questo argomento. Questo lavoro fu apprezzato molto dal Prof. Budinger che lo considerò uno dei più innovativi e significativi contributi degli ultimi anni (ho allegato ai titoli una lettera del Prof. Budinger a riguardo) e diede luogo ad una serie di visite reciproche nelle quali furono discussi vari sviluppi successivi. L'articolo [A.4] venne anche scelto per la pubblicazione nello "Year Book of Nuclear Medicine" del 1990 (Year Book Medical Publishers, Chicago) che raccoglie una selezione degli articoli più significativi apparsi ogni anno nella letteratura internazionale. Nel periodo 1990-2002 l'articolo è stato citato in più di 80 pubblicazioni della letteratura internazionale (fonte ISI Web of Science).

È con questo lavoro che iniziai a vedere la mia attività anche un pò come un'attività di ricerca. Questo articolo stimolò fortemente tutta una serie di attività presso il nostro laboratorio intorno alle problematiche inerenti alla ricostruzione dei dati SPECT [A.6,A.7,A.8,A.9]. Questi contributi testimoniano la crescita e la'approfondimento delle interazioni con la comunità medica. Il lavoro ebbe un notevole successo anche a livello locale tanto che per vari anni il pacchetto di programmi fu usato in amplissime casistiche cliniche acquisite nel lavoro di routine del laboratorio.

Sempre nell'ambito di questa attività sono nate varie collaborazioni con vari gruppi di ricerca operativi nel contesto dei problemi inversi e della loro applicazione alla ricostruzione delle immagini mediche. Una delle collaborazioni più importanti in questo contesto è risultata quella con un gruppo di informatici, matematici e fisici dell'università di Genova con i quali ho avuto modo di estendere le tecnologie di ricostruzione SPECT a strumenti dedicati alle acquisizioni cerebrali [A.16] e di introdurre delle ottimizzazioni per la descrizione di modelli più accurati limitando gli oneri computazionali [A.17].

Parallelamente ai lavori condotti in collaborazione con i medici continuai l'approfondimento del problema della ricostruzione SPECT, in primo luogo tentando di estendere il modello della risposta SPECT in modo da considerare anche altri effetti quali quella della radiazione diffusa per effetto Compton all'interno dei tessuti del paziente. I risultati furono incoraggianti [A.11] tuttavia misero in luce un problema che era già emerso con la prima versione che includeva il solo modello della risoluzione spaziale: la questione degli oneri computazionali derivati dall'applicazione di algoritmi di tipo iterativo a problemi di così grandi dimensioni.

Ottimizzazione della ricostruzione SPECT: vettorializzazione

In effetti proprio perché i medici con cui lavoravo volevano utilizzare il software nel lavoro di routine, gli aspetti di ottimizzazione divennero importanti. Mi accinsi così ad affrontare un lavoro di ottimizzazione che consentisse l'applicazione del metodo nella routine con le tecnologie correnti tuttavia contenendo i costi. Realizzai così un sistema che sfruttava le capacità di eseguire calcoli in floating point di una scheda DSP (Digital Signal Processor) ospitata da un PC convenzionale. Il lavoro comportò la scomposizione del software di partenza, scritto interamente in Fortran 77, in modo da enucleare il nocciolo computazionalmente critico. Riscrissi questa parte nell'assembler del DSP traendo accuratamente vantaggio dalla sua architettura (in termini di registri CPU usati, di condizioni di branching e via dicendo) ottimizzando sostanzialmente le operazioni fra vettori che hanno luogo negli operatori di proiezione e retroproiezione del processo iterativo. Avvolsi poi la parte in assembler in uno strato in C che consentiva di interfacciarsi al pacchetto originale in Fortran che girava nel PC. Con questa tecnica, mediante un modico investimento consistente nella scheda DSP (Texas Instruments TMS320C), ottenni un fattore di speedup dell'ordine 10 che portava il tempo di ricostruzione di un esame intero dalle svariate ore nell'ambito di 20 minuti circa.

Ottimizzazione della ricostruzione SPECT: caso particolare e parallelizzazione

Il problema degli oneri computazionali mi indusse ad aprire fronti di indagine diversi: uno relativo alla specializzazione del problema della ricostruzione nel caso della quantificazione dei contenuti di regioni di interesse e l'altro relativo all'impiego delle nuove emergenti tecnologie di calcolo (HPCN: High Performance Computing and Networking).

Per quanto concerne il primo fronte nel 1993 pubblicai un lavoro sulla ricostruzione diretta dei contenuti di un insieme di regioni di interesse senza passare dalla ricostruzione di tutti i pixel delle immagini [A.10]. Mostrai che si poteva risolvere questo problema con vari metodi riducendo molto gli oneri computazionali e che il mal condizionamento del problema era così molto ridotto rispetto alla tecnica convenzionale che richiedeva la ricostruzione completa delle immagini. Questo lavoro aveva un carattere pionieristico in quanto si basava sul presupposto che si disponesse della conoscenza delle regioni entro le quali i contenuti sono costanti. La disponibilità di tale conoscenza dipende dalle tecnologie esistenti di accoppiamento con altri tipi di immagini (MRI, CT). Solo negli ultimi anni queste tecnologie hanno preso a consolidarsi ed infatti è verso la fine degli anni 90 che gruppi leader nel settore hanno iniziato ad appoggiarsi a questo lavoro per sviluppare metodi di calcolo diretto di parametri fisiologici a partire dai dati proiezione. Questo è un tema sul quale sto lavorando attivamente per l'applicazione agli esami renali dinamici, un'applicazione che ha grosse ricadute diagnostiche. I primi risultati verranno presentati al congresso della SIMAI (Società Italiana di Matematica Applicata e Industriale) del 2002 [D.5].

Il secondo approccio al problema degli oneri computazionali è consistito nella sperimentazione delle più moderne tecnologie esistenti di HPCN. Fui stimolato a tentare questa strada quando nel 1994 venni a sapere che presso il CINECA di Bologna venivano offerti dei grants per sperimentare l'uso di un nuovo computer massiccimente parallelo Cray T3D dotato di 64 nodi. Mi resi conto che il problema di ricostruzione con l'algoritmo ai gradienti coniugati, tenuto conto della struttura che caratterizza i dati SPECT, poteva essere classificato come un problema a "grana grossa" molto facilmente parallelizzabile su macchine MIMD (Multiple Instructions Multiple Data). Proposi subito un progetto al CINECA che rispose molto positivamente proponendo la compartecipazione alla CAPRI special action del programma ESPRIT che consisteva in una campagna di finanziamenti per favorire l'uso delle tecnologie HPCN nell'ambito delle SME (Small and Medium Enterprises). Il nostro progetto, che vedeva la compartecipazione di alcune aziende specializzate nell'impiego di supercalcolo, fu finanziato dalla UE e ci consentì, una volta realizzato il porting del software sull'architettura parallela, di dar vita ad una lunga sperimentazione clinica della tecnica di ricostruzione [A.12,A.13]. Colsi l'occasione di implementare una particolare versione del modello di risposta SPECT, più fedelmente rappresentativa della natura tridimensionale del processo di acquisizione, in modo da poter sperimentare una versione della ricostruzione che sarebbe stata improponibile su di un'altra architettura.

L'esito di queste sperimentazioni fu nettamente positivo ma era chiara la natura prototipale del sistema. Infatti quell'esperienza andava benissimo per dimostrare che una certa categoria di ricostruzioini di immagini poteva essere affrontata con queste tecnologie. Non era tuttavia proponibile su scala routinaria un modello basato su di un'unica risorsa di supercalcolo. È sulla base di queste considerazioni che mi sono rivolto con interesse alle più recenti evoluzioni del calcolo distribuito nell'ambito dei futuri sviluppi delle tecniche basate sulla "Computational Grid" (vedi una delle sezioni successive).

Teoria dei collimatori multiforo

La continua attenzione per la reale praticabilità delle tecniche proposte mi indusse a cercare il modo di evitare l'acquisizione dei dati sperimentali necessari per definire il modello della risposta SPECT secondo l'approccio che avevo descritto in [A.4]. Mi posi così il problema di calcolare direttamente i coefficienti necessari per il programma di ricostruzione a partire dalle semplici specifiche tecniche del collimatore. Da un esame della letteratura corrente emerse che esistevano delle descrizioni teoriche della risposta dei collimatori multiforo usati in medicina nucleare ma queste descrizioni valevano solo per alcuni casi particolari. Partendo da questa situazione ho derivato una formulazione teorica della risposta di un qualsiasi collimatore multiforo in grado di comprendere le descrizioni parziali preesistenti. Si tratta di una formulazione che descrive la risposta in forma esplicita nel dominio delle frequenze. Nel 1998 ho pubblicato due articoli che sintetizzano questo lavoro [A.14,A.15]. In un successivo articolo [A.18] ho descritto il modo con cui questa teoria poteva essere utilizzata per calcolare i coefficienti necessari alla ricostruzione SPECT. Si tratta di un lavoro di notevole interesse pratico in quanto elimina la necessità di una acquisizione sperimentale di routine per tarare il sistema, un requisito che inficiava notevolmente l'applicazione nel lavoro clinico.

Come spesso succede, la soluzione di un problema genera altri e nuovi quesiti. Così è successo nel caso della teoria dei collimatori multiforo. È venuto spontaneo considerare l'applicazione della teoria alle varie e numerose classi di collimatori impiegati in medicina nucleare. Di particolare interesse si è subito rivelato essere il caso dei collimatori progettati per la rivelazione di fotoni ad alta energia. Si tratta di una circostanza che pone pesanti problemi di progettazione in quanto risulta impossibile soddisfare contemporaneamente due vincoli necessari per evitare la comparsa di artefatti nelle immagini: uno relativo alla penetrazione della radiazione attraverso i setti fra i fori e l'altro realtivo alla comparsa di ombre dei fori nelle immagini. La mia teoria ha consentito di mettere in evidenza che uno di questi effetti, quello che causa l'apparizione delle ombre, in certe circostanze può essere ridotto mediante il semplice accorgimento di distanziare lievemente il collimatore dal rivelatore [A.19]. La teoria fornisce anche la distanza che minimizza l'effetto per un certo collimatore. Questo studio è stato molto gradito da un ricercatore che è uno dei maggiori esperti di progettazione di collimatori, il Dr. Donald Gunter (Dept. of Medical Physics and Diagnostic Radiology, Rush-Pres, St. Luke's Medical Center, Chicago). Ho quindi iniziato una interessante collaborazione con il Dr. Gunter mediante la quale stiamo rivisitando il metodo generale di ottimizzazione nella progettazione dei collimatori alla luce di questi miei ultimi risultati.

L'attività svolta sullo studio dei collimatori ha recentemente valso l'invito a scrivere una review sull'argomento [A.20].

Risonanza magnetica

Le esperienze positive accumulate nel campo della SPECT mi hanno indotto a considerare alcuni problemi di MRI (Magnetic Resonance Imaging) poiché mi sono reso conto che il contesto matematico che si impiega è spesso molto simile. La cosa è ulteriormente giustificata dal fatto che gli sviluppi più promettenti della MRI ambiscono in un modo o nell'altro a recuperare informazioni che vanno oltre la mera rappresentazione morfologica. Ciò accade nel cosiddetto imaging spettroscopico, negli esami che studiano la diffusione dell'acqua, negli studi di perfusione e negli studi di attivazione cerebrale. In tutte queste circostanze, a causa della sostanziale quantità d'informazione aggiuntiva che viene ricercata, si pongono i problemi di rivelazione di segnali relativamente deboli in un contesto rumoroso che sono tipici della medicina nucleare.

Ho attivato una collaborazione con i matematici dell'università di Bologna per affrontare alcuni interessanti problemi relativi alla ricostruzione di MRI dinamiche di perfusione eseguite con mezzi di contrasto. Questo lavoro ha consentito di produrre un software che consente l'uso da parte dei radiologi di un metodo di ricostruzione vincolato (B.47, E.5, E.6, F.9, I.2, I.5). Si tratta di una tecnica con la quale si impiegano una o due acquisizioni statiche ad alta risoluzione spaziale il cui contenuto viene modulato mediante una serie limitata di funzioni particolari per interpretare le componenti variabili nel tempo che spiegano gli andamenti presenti nelle immagini dinamiche acquisite a bassa risoluzione spaziale.

Grid computing

La naturale evoluzione delle esperienze precedentemente descritte sull'impiego delle tecnologie di HPCN alla ricostruzione di immagini SPECT è costituita dall'impiego della cosiddetta griglia computazionale. Si intende con questo termine un insieme di strumenti di rete, di computer e di software che realizza l'accesso trasparente, sostenuto e sicuro a risorse computazionali disponibili in rete. Ho stabilito una cooperazione con il gruppo di Genova e con un gruppo di informatici e matematici dell'università di Napoli Federico II, per l'applicazione di questi nuovi strumenti alla ricostruzione immagini mediche.

Abbiamo realizzato un prototipo nel quale uno strato di middleware (Globus, http://www.globus.org/) è stato configurato in modo da raccogliere i dati grezzi SPECT acquisiti via via dai pazienti nel laboratorio di medicina nucleare di Firenze ed inviarli verso il centro di calcolo CPS-CNR (Center for Research on Parallel Computing and Supercomputers, http://pixel.dma.unina.it/) di Napoli per essere ricostruiti da uno dei due computer Beowulf (cluster di macchine Linux) attivi. Le immagini ricostruite vengono poi inviate indietro in un apposito spazio sulla macchine del laboratorio di medicina nucleare. I medici nucleare possono così fruire delle ricostruzioni che hanno avuto luogo in modo per loro del tutto trasparente. I primi risultati della realizzazione di questo sistema prototipale saranno presentati al prossimo congresso SIMAI [D.7].

Nell'ambito di queste attività mi sono persuaso che la medicina nucleare sia un settore nel quale si possono individuare interessanti applicazioni della griglia computazionale. Questa convinzione è alimentata dal fatto che in medicina nucleare si utilizzano sistemi software che pur essendo destinati a fornire lo stesso prodotto diagnostico possono differire molto per piattaforma e metodo di calcolo generando una situazione che è sempre stata percepita con disagio. La possibilità di offrire strumenti e metodi in rete che possano essere indifferentemente utilizzati da tutti gli operatori del settore è di estremo interesse. In questo senso sto cercando di alimentare delle collaborazioni per la realizzazione di software che consenta ai medici nucleari di reperire in rete le stesse funzionalità che sono soliti trovare negli strumenti dedicati. Come primo passo abbiamo realizzato una serie di "plugins" scritti nell'ambito del software ImageJ [D.6]. ImageJ e' un programma Java di elaborazione di immagini di pubblico dominio (http://rsb.info.nih.gov/ij/). Esso gira, sia come applet online che come applicazione scaricabile, su ogni computer con Java 1.1 o macchina virtuale remota. Esso e' stato sviluppato presso il Research Service Branch, National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA.

Collaborazioni

Negli ultimi anni ho compreso l'importanza della collaborazione con altri gruppi di ricerca ed ho conseguentemente cercato di sviluppare delle relazioni con il seguente duplice obiettivo:

  • reperire con maggior facilità le molteplici competenze di tipo informatico, matematico, fisico e medico che sono necessarie per la realizzazione di progetti in questo ambito

     

  • favorire massimamente l'ingresso di giovani in questo tipo di attività

È così che ho impiegato energie crescenti nell'attivazione sia di progetti nazionali cofinanziati dal MIUR che di progetti finanziati dalla UE.

Fra le collaborazioni più importanti si annoverano quelle con i seguenti gruppi di ricerca

  • Prof. Bertero del Dipartimento di Informatica e Scienze dell'Informazione

    Modelli della risposta SPECT, algoritmi di ricostruzione SPECT, applicazioni della griglia computazionale alla ricostruzione di immagini mediche

  • Prof. Galligani del Dipartimento di Matematica di Bologna

    Ricostruzione di dati MRI

  • Prof. Murli del Dipartimento di Matematica e Applicazioni Universita` degli Studi di Napoli Federico II, direttore del CPS-CNR, Napoli

    Algoritmi di ricostruzione SPECT, applicazioni della griglia computazionale alla ricostruzione di immagini mediche

Si tratta di collaborazioni volte al reperimento degli strumenti matematici ed informatici piu' idonei alla soluzione dei problemi di imaging medico, collaborazioni che testimoniano l'impegno concreto nel potenziamento del dialogo fra realta' scientifiche tecniche e mediche.

Nell'ambito della European Concerted Action SID (SPECT In Dementia: Improving cost effectiveness by using novel methods of image analysis for the early detection of Alzheimer´s disease) ho avuto rapporti di collaborazione con i partners del centro di Edimburgo di Neuroimaging, del laboratorio di Immagini di Sophia Antipolis e del Centro PET del Max Planck Insitute.

Ho inoltre stabilito rapporti di collaborazione con

  • Natalja Denisova, Professoressa dello ITAM (Institute of Theoretical and Applied Mechanics) della Russian Academy of Science, sullo sviluppo di algoritmi di massima entropia per la tomografia ad emissione
  • Donald L. Gunter, Ph.D., Dept. of Medical Physics and Diagnostic Radiology, Rush-Pres, St. Luke's Medical Center, Chicago, sulla studio e progettazione di collimatori multiforo per la medicina nucleare

Curriculum dell'Attività Didattica

In termini quantitativi la parte domininante della mia attività di ricercatore è stata quella dedicata alla ricerca. Tuttavia, sin dai primi anni mi sono lasciato coinvolgere di buon grado in numerose attività didattiche, mosso da un lato da un forte interesse per l'insegnamento e dall'altro dalla convinzione che un'attività didattica su temi inerenti a quelli dell'attività di ricerca sia estremamente proficua ai fini della ricerca stessa. L'impegno didattico è così andato progressivamente crescendo negli anni fino a costituire una parte molto rilevante del mio lavoro. L'impegno è stato particolarmente elevato nel presente anno accademico (2001/2002) in seguito all'attivazione ex novo dell'insegnamento di Informatica al I anno del Corso di Laurea in Medicina. Ai particolari di questo lavoro ed all'implementazine di un nuovo sistema teledidattico dedico la sezione finale di questo curriculum didattico.

Corsi di cui sono Titolare presso la Facoltà di Medicina dell'Università di Firenze

Ho iniziato a svolgere attività didattica già nel 1982 in corsi di statistica alla Scuola Infermieri Professionali dell'Ospedale di Careggi e corsi di strumentazione ed imaging alla Scuola per Tecnici di Radiologia. Questa è un'attività che si è protratta sino al 1986. Attualmente sono titolare presso la Facoltà di Medicina dei seguenti corsi in Scuole di Specializzazione

  • Dal 1993: Scuola di Specializzazione in Medicina Nucleare, Informatica e Elaborazione delle Immagini, II anno

     

  • Dal 1993: Scuola di Specializzazione in Medicina Nucleare, Matematica, I anno

     

  • Dal 1993: Scuola di Specializzazione in Radiologia, Informatica ed Archiviazione, II anno

     

  • Dal 1993: Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria, Acquisizione e trattamento dei dati nell'imaging medico, II anno

     

  • Dal 2000: Scuola di Specializzazione in Audiologia e Foniatria, Informatica, II anno

     

  • Dal 1998: Diploma Universitario Tecnici di Radiologia, Corso di Informatica ed Archiviazione, II anno

     

  • Dal 2001: Corso di Laurea in Medicina, affidamento Informatica, I anno

Dal 2001 faccio inoltre parte del Consiglio Scientifico del Dottorato in Informatica ed Applicazioni presso il Dipartimento Sistemi e Informatica dell'Università di Firenze.

Relatore di Tesi di Laurea e di Diploma

  • 1993, Università di Firenze, Laurea in Ingegneria, Ugo Santosuosso, Sistema per la gestione grafica di un pacchetto di ricostruzione tomografica

     

  • 1996, Universite de Nice-Sophia Antipolis, France, Ecole Doctorale Science Pour L'Ingenieur, Pierre Malick Koulibaly, Regularization et corrections physiques en tomographie d'emission

     

  • 1996, Università di Pisa, Specializzazione in Fisica Sanitaria, Stefania Pallotta, Studio di un sistema per la registrazione di immagini cerebrali

     

  • 1997, Universita' di Roma Tor Vergata, Specializzazione in Fisica Sanitaria, Michele Fusilli, Acquisizione ed elaborazione di esami SPECT: algoritmi di ricostruzione con recupero della risoluzione non stazionaria della gamma camera

     

  • 1997, Universita' di Roma Tor Vergata, Specializzazione in Fisica Sanitaria, Elena Busatti Acquisizione ed elaborazione di esami SPECT: Il problema della risoluzione spaziale e del rumore statistico

     

  • 1997, Università di Firenze, Specializzazione in Fisica Sanitaria, Francesco Meucci, Ricostruzione di esami SPECT con algoritmi iterativi

     

  • 1997, Universita' di Pisa, Laurea In Fisica, Fabio Di Martino,Ricostruzione di dati acquisiti in tomografia ad emissione di fotone singolo con collimatori non paralleli

     

  • 2006, Universita' di Firenze, Laurea In Scienza dell'Informazione, Ilaria Freddi, Compensazione della risoluzione spazio-variante nella ricostruzione di immagini PET.

Lezioni a Scuole Nazionali e Corsi di Aggiornamento

Ho svolto una continua attività di insegnamento presso varie Scuole Nazionali e Corsi di Aggiornamento. Un elenco completo dei miei contributi si trova nella corrspondente sezione nella parte iniziale del curriculum. Riassumo qui sinteticamente le attività principali.

Sin dal 1982 ho fatto lezioni ai Corsi di Aggiornamento Professionale Continuativo organizzati dall'Associazione Italiana di Medicina Nucleare.

A partire dal 1991 ho fatto lezioni alla Scuola Superiore dell'Associazione Italiana di Fisica Biomedica, alla Scuola Superiore di Radioprotezione "Carlo Polvani" ed alla Scuola Superiore di Fisica Biomedica "P. Caldirola" che hanno sede presso il Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como.

Nel 1992 ho svolto un ciclo di lezioni nell'ambito della "Interregional Training Course on Advanced Single Photon Emission Computed Tomography with Emphasis in Brain and Heart Studies" in Pisa a cura della International Atomic Energy Agency di Vienna.

Nel 1999 ho svolto lezioni presso la XVIII Scuola annuale "Tecnologie e Metodologie per le Immagini Funzionali" in Bressanone.

A partire dal 1999 svolgo lezioni presso la Scuola di Perfezionamento di Matematica Applicata (SAMI) a cura dell'INDAM (Istituto Nazionale di Alta Matematica) presso L'Università la Bicocca di Milano.

Dal 2001 faccio parte del Consiglio Scientifico della Scuola Superiore di Fisica Biomedica "P. Caldirola", presso il Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Villa Olmo, Como.

Ricerca in didattica

Il carico didattico cospicuo che mi è stato assegnato contestualmente al ruolo di professore associato, circa 700 studenti l'anno in una ventina di corsi di laurea alcuni dei quali replicati in 5 sedi periferiche oltre a quella di Firenze, si è rivelato un ottimo stimolo per la realizzazione di una nuova metodologia di insegnamento dell'informatica di base ai corsi del I anno.

Non ho vissuto quindi l'impegno didattico solo come tale, bensì come occasione di un intenso lavoro di ricerca, negli ambiti della metodologia didattica, degli strumenti informatici e della comunicazione.

 

Il lavoro che ho svolto e che rappresenta ancora il mio maggior impegno è testimoniato e descritto dal blog e dalle pagine wiki.

 

Nel tentativo di migliorare sempre l'insegnamento utilizzando le tecnologie e le metodologie più efficaci nell'autunno 2007 ho partecipato al corso online Introduction to Open Education, Fall 2007 sulle Open Educational Resources (OER) tenuto dal Prof. David Wiley presso la Utah State University conseguendo un certificato di completamento con successo del corso.

 

Nell'autunno 2008 ho partecipato al Connectivism and Connective Knowledge Online Course tenuto dai Prof. George Siemens e Stephen Downes presso la Manitoba University.

 

 

Firenze, 25 Luglio 2009

Andreas Robert Formiconi


 

Comments (0)

You don't have permission to comment on this page.