Piattaforma di Imaging Biomedico e Radiomica

Descrizione

Durante il 2021, la piattaforma di Elaborazione di Immagini Biomediche, Radiomica e Analisi ha utilizzato due metodi di risonanza magnetica (3T e 7T), un sistema di imaging Spectrum In Vivo (Bioluminescenza) e Tomografia a emissione di positroni – Tomografia computerizzata (PET / CT) messi a disposizione dalle istituzioni partecipanti. Sono stati sviluppati strumenti di pre-elaborazione, segmentazione, radiomica e intelligenza artificiale (machine learning e deep learning) da immagini per diagnosi predittiva di patologie e supporto diagnostico medico in collaborazione con GIT e IBFM-CNR. La piattaforma fornisce un supporto cruciale per promuovere la traduzione dei risultati scientifici in applicazioni cliniche, in particolare per le neuroscienze e la ricerca sul cancro. Lo staff, attualmente in aumento, è oggi composto da un informatico esperto in elaborazione ed analisi di immagini biomediche, e in acquisizione di risonanze magnetiche cliniche e precliniche, un fisico, un veterinario e un dottorando in medicina nucleare. Durante il 2022, la piattaforma sarà arricchita con un gamma counter WIZARD 2470 con 10 detector PerkinElmer e i dispositivi di radioprotezione (presso ISMETT), una microCT Skyscan 1276 CMOS Bruker e una Magnetic Resonance guided Focused UltraSound Surgery (MRgFUS) – ExAblate 2100 – InSightec (presso IZS) al fine di offrire più opzioni per l’imaging e la radiomica.

Competenze

Modelli di elaborazione delle immagini (RM / PET / TC / IVIS e istologici), segmentazione 3D, apprendimento profondo e apprendimento automatico per estrarre, classificare e delineare i volumi tumorali e funzioni radiomiche per la diagnosi predittiva di patologie (es. Tumore, COVID19) e ricadute e Supporto per decisioni mediche • Risonanza magnetica (T1, T2, DP, DWI, ADC e DCE)
Tomografia ad emissione di positroni / Tomografia computerizzata (PET / TC)
Spettroscopia su fantocci, campioni in vivo ed ex vivo
Studi di radiobiologia in vitro e in vivo su radiofarmaci innovativi
Chirurgia a ultrasuoni focalizzati guidati da risonanza magnetica in vitro e in vivo (MRgFUS)

Dotazione tecnologica

Software

Schrodinger suite for small molecule drug discovery;
LigandScout expert suite;
Autodock and Autodock Vina;
Desmond (OPLS2005 and OPLS3e);
AMBER;
NAMD;
VMD;
Gromacs;
RDKit;
KNIME.

Hardware

6 Workstations;
Server in HPC mode: 200 CPUs e 2 x NVIDIA Tesla K80.

Capacità di calcolo:

Library optimisation → ~ 6,000 molecole/min
Virtual Screening HTVS → ~ 5,000 molecole /min
Virtual Screening SP → ~ 1,500 molecole /min
Molecular Dynamics → ~ 200 ns/giorno/scheda (su un sistema medio di 40,000 atomi)

Piattaforma integrata in silico

Il gruppo sta realizzando una piattaforma integrata per lo studio dei network molecolari in collaborazione con il gruppo di bioinformatica.

Contatti:

Albert Comelli, PhD

acomelli@fondazionerimed.com

Collaborazioni:

IRCCS ISMETT, Palermo, Italia
Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare, (IBFM-CNR), Cefalù, Italia
Georgia Institute of Technology, (GIT), Atlanta, USA
Unità di Medicina Nucleare, Università di Messina, Italia
Dipartimento di Promozione della Salute, Assistenza Madre e Infanzia, Medicina Interna e Specialità Mediche, (PROMISE), Università di Palermo, Italia
Dipartimento di Biomedicina, Neuroscienze e Diagnostica avanzata (BIND), University of Palermo, Palermo, Italia
Dipartimento di Ingegneria, Università di Palermo, Italia
Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali
Università degli Studi di Palermo Unità di Fisica Medica, Ospedale Cannizzaro, Catania, Italia
Dipartimento di Medicina Nucleare, Ospedale Cannizzaro, Catania, Italia Istituto Zooprofilattico Sicilia (IZS), Palermo, Italia

Hardware

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Pubblicazioni

Book/Book Chapter

Unsupervised MR to CT Synthesis: A Comparative Analysis of Explicit Structural Constrained Adversarial Learning and Adversarial Diffusion Models

Muhammad Alì , Luca Cruciata , Salvatore Contino , Viviana Benfante , Roberto Pirrone , Albert Comelli, PhD

Lecture Notes in Computer Science

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-032-11317-7_23

Progetto di ricerca

Gruppi di ricerca

Piattaforma di Imaging Biomedico e Radiomica

Pubblicazioni

The Quarterly Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2022 December