Maria Giovanna Guerrisi

Prof. Maria Giovanna Guerrisi

nata il 02-02-1951

RELAZIONE SU ATTIVITA’ DIDATTICA E SCIENTIFICA

PROFESSORE ASSOCIATO

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA “TOR VERGATA”

Laurea in Fisica (110/110 e lode) Università degli Studi “La Sapienza” di Roma

Tesi di laurea sperimentale in Fisica dello Stato Solido. Titolo: “Misure di termomodulazione su Cu

monocristallino” Relatore: Prof. Renzo Rosei

dal 2010 Professore Associato - Settore Scientifico Disciplinare: FIS/07 (Fisica applicata alla

Medicina) presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia – Università degli Studi “Tor Vergata”, Roma

1980-2010 Ricercatore Confermato - Settore Scientifico Disciplinare: FIS/07 (Fisica applicata alla

Medicina) presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia Universita` degli Studi di Roma “La Sapienza”

(fino al 1987) e Universita` degli Studi di Roma “Tor Vergata” (dal 1987)

dal 2004 Responsabile della Sezione di Fisica Medica e Sanitaria, Dip. di Biopatologia e

Diagnostica per Immagini, Università degli Studi “Tor Vergata”, Roma

dal 2010 Coordinatore del Comitato Ordinatore della Scuola di Specializzazione

dal 2009 Vicedirettore della Scuola di Specializzazione in Fisica medica

dal 2006 Referente presso il MIUR e Delegato presso il Consiglio Nazionale dei Direttori delle

Scuole di Specializzazione in Fisica Medica per la Scuola dell’Università di Roma “Tor Vergata”

dal 2004 Coordinatore Didattico della Scuola di Specializzazione in Fisica medica

dal 2006 Membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in Tecnologie Avanzate in

Biomedicina

dal 2009 Componente della Commissione Didattica Pedagogica del Corso di Laurea Magistrale in

Medicina e Chirurgia

dal 2008 Componente della Commissione Didattica e Coordinatore del I triennio del C.L.

Magistrale in Medicina e Chirurgia-Università Nostra Signora Buon Consiglio-Tirana in convenzione

con l’Università Tor Vergata di Roma

dal 2008 Membro del Comitato Paritetico del Corso di Laurea in Scienze Motorie

dal 2008 Componente della Commissione Didattica del Corso di Laurea in Fisioterapia

dell’Università “Tor Vergata”, Roma

1999-2010 Rappresentante dei Ricercatori nel Consiglio di Facoltà della Facoltà di Medicina e

Chirurgia, Università “Tor Vergata”, Roma

Borse di Studio, Incarichi di Ricerca e Soggiorni all’estero a fini di ricerca

1990 Invited Researcher presso Biomedical Instrumentation Unit TNO, Academish Medisch

Centrum, Amsterdam, Olanda (Direttore Prof. K.H. Wesseling) (3 mesi)

Progetto di ricerca: R & D of Noninvasive Finger Blood Pressure Measurement Device.

1987 Invited Researcher Institute of Biocybernetics and Biomedi¬cal Engineering, Warsaw,

Polonia (Prof. A. Grodinska) (1 mese)

Progetto di ricerca: In vitro Characterization of a Intra-aortic Balloon Pump”.

1986 Invited Researcher presso Biomedical Instrumentation Unit TNO, Academis Medisch

Centrum, Amsterdam, Olanda (Direttore Prof. K.H. Wesseling) (6 mesi)

Progetto di ricerca: Noninvasive assessment of baroreflex control gain.

1981-1982 Incarico di Ricerca- Istituto Tecnologie Biomediche, Consiglio Nazionale delle Ricerche,

Roma

Progetto di ricerca: R&S di simulatori idraulici per la messa a punto e ottimizzazione di sistemi di

assistenza cardiaca e cuore artificiale totale.

1977-1980 Borsa di Studio - Consiglio Nazionale delle Ricerche, Roma

Cattedra di Fisica Medica, Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università degli Studi di Roma “La

Sapienza”

Progetto di ricerca: R &S di un Sistema di Controllo Per Cuore Artificilae Totale di Tipo Elettico

1976-1977 Borsa di Studio - Dipartimento Ricerca tecnologica di Base e Avanzata, ENEA, Casaccia,

Roma

Progetto di ricerca: Separazione isotopica dell’Uranio mediante processi di fotoionizzazione.

Premi e Riconoscimenti

2007 Premio “Highlights of the First European Conference on Medical Physics”

European Federation of Organizations for Medical Physics

Pubblicazione lavoro premiato su PHYSICA MEDICA- European Journal of Medical Physics: Toschi

N, Welt T, Guerrisi M., Keck ME (2008). A reconstruction of the conductive phenomena elicited by

transcranial magnetic stimulation in heterogeneous brain tissue. PHYSICA MEDICA, vol. 24(2); p.

80-86

1980 Primo premio per la migliore memoria presentata al I^ Congresso Nazionale di

Bioingegneria, Trieste, 1990. Lavoro Premiato: Guerrisi M et al: Simulazione digitale del sistema

cardiovascolare. Sistema di controllo per protesi cardiache elettriche. Rendiconti AEI, 55, 1.62-

9.62, 1980

ATTIVITÀ DIDATTICA

Responsabilita` e Attivita` di Coordinamento Attuali

Coordinatore del Comitato Ordinatore della Scuola di Specializzazione in Fisica Medica

Coordinatore del I triennio del Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia c/o l’Università

Nostra Signora del Buon Consiglio-Tirana in convenzione con l’Università di Roma Tor Vergata

Coordinatore del Corso Integrato di Fisica e Statistica del Corso di Laurea Magistrale in Medicina e

Chirurgia- Università Tor Vergata-Roma

Coordinatore del Corso Integrato di Fisica, Statistica e Informatica dei Corsi di Laurea delle

Professioni Sanitarie in Igiene Dentale, Fisioterapia, Tecniche di Neurofisiopatologia, Tecniche di

Fisiopatologia Cardiocircolatoria e Perfusione Cardiovascolare e Dietistica della Facoltà di

Medicina e Chirurgia - Università Tor Vergata-Roma

Coordinatore del Corso Integrato di Ottica Fisiopatologica del Corso di Laurea in Ortottica e

Assistenza Oftalmologica della Facoltà di Medicina e Chirurgia - Università Tor Vergata-Roma

Attività di ricerca nel campo della Didattica della Fisica in Medicina

Progetto di Studio e Sperimentazione della “Didattica della Fisica in relazione agli Studi

Medici”,approvato e finanziato dal MIUR. Finalità del progetto e` stata l’individuazione dei

prerequisiti e degli obiettivi didattici dei Corsi di Fisica Medica, con la successiva pubblicazione di

materiale didattico messo a punto con una sperimentazione quadriennale presso i Corsi di Fisica

Medica delle Facoltà di Medicina dell’Università “Tor Vergata” e dell’Università “la Sapienza” di

Roma.

[M. Guerrisi, G. Lodoli et al: FISICA ZERO-UNO: Fisica Generale di Base in Istruzione Programmata,

Ed. CISU, Roma, 1980. pp. 1-358]

DOTTORATI DI RICERCA

2006-2011 Membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in

TECNOLOGIE AVANZATE IN MEDICINA

2000-2004 Membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in FISIOPATOLOGIA

CARDIOVASCOLARE

SCUOLE DI SPECIALIZZAZIONE DI AREA MEDICA

1990-2011 Docente di Fisica Medica in diverse Scuole di Specializzazione, con continuità nelle

Scuole di FISICA MEDICA, FISICA SANITARIA, CARDIOCHIRURGIA, CARDIOLOGIA, MEDICINA FISICA E

RIABILITATIVA, NEUROFISIOPATOLOGIA

CORSI DI LAUREA: AFFIDAMENTI ATTINENTI AL SSD FIS/07 (Fisica applicata alla Medicina)

A partire dal 1980 svolge con continuità attività didattica nell’ambito dei Corsi di Laurea della

Facoltà di Medicina e Chirurgia. Di seguito si riporta la sola attività didattica svolta in qualità di

TITOLARE per affidamento dell’insegnamento.

1993-2011 attuale C.L. MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA

2001-2010 Fisica Applicata

2005-2010 Fisica Applicata c/o Università “Nostra Signora Buon Consiglio” Tirana

1994-2001 Fisica della Circolazione (modulo didattico)

1993-1994 Fisica Medica

1991-2011 attuale C.L. MAGISTRALE IN ODONTOIATRIA

2010-2011 Fisica Applicata

2001-2010 Fisica Applicata I e Fisica Applicata II

2005-2010 Fisica Applicata c/o Università “Nostra Signora Buon Consiglio” Tirana

1991-2001 Fisica Medica

2000-2011 Corsi di Laurea afferenti alle SCIENZE MOTORIE

2003-2011 Fisica – C.L. Scienze Motorie

2002-2011 Fisica Applicata – C.L. Magistrale in SCIENZE e TECNICHE DELLO SPORT

2006-2011 C.L. Magistrale in SCIENZE E TECNICHE DELLE ATTIVITÀ MOTORIE PREVENTIVE E

ADATTATE

1997-2011Corsi di Laurea delle PROFESSIONI SANITARIE

Docente di Fisica nei seguenti Corsi di Laurea Triennali:

IGIENE DENTALE, FISIOTERAPIA, TECNICHE DI NEUROFISIOPATOLOGIA,

TECNICHE DI FISIOPATOLOGIA CARDIOCIRCOLATORIA, TERAPIA della

NEURO e PSICOMOTRICITÀ dell’ETÀ EVOLUTIVA, TECNICHE DI

RIABILITAZIONE PSICHIATRICA, ORTOTTICA, DIETISTA

ATTIVITÀ DI RICERCA

L’attività di ricerca in FISICA MEDICA è incentrata principalmente sulla applicazione di tecniche

fisiche e matematiche avanzate finalizzate alla rilevazione, quantificazione ed interpretazione di

dati di interesse biomedico.

Dal 2004, in qualità di Responsabile della Sezione di Fisica Medica, ha incentivato linee di Ricerca

di carattere interdisciplinare con la creazione dei seguenti LABORATORI:

-Laboratorio di Misure Fisiologiche;

-Laboratorio di Calcolo Avanzato per la Medicina,Analisi Segnali e Modellistica con applicazioni alle

Neuroscienze, al Sistema Cardiorespiratorio e alle Bioimmagini.

-Laboratorio di Fisica applicata alle Scienze Motorie e Biomeccanica del Movimento.

Di seguito le principali linee di ricerca.

Linea di Ricerca 1: Fisica del Sistema Cardiovascolare e Respiratorio

Studio del sistema di controllo autonomo

Caratterizzazione di distretti vascolari

Sviluppo e Ottimizzazione di Sistemi di Controllo Per Protesi

cardiache e Sistemi di Ventilazione meccanica

1.1 Analisi dei sistemi cardiovascolare e respiratorio attraverso monitoring invasivo e non

invasivo abbinato a analisi modellistica analitica e computazionale.

1.2 Analisi wavelet della variabilità della frequenza cardiaca rilevata durante polisonnografia in

pazienti soggetti a crisi epilettiche notturne.

1.3 Effetti emodinamici della respirazione mediante modellazione dell’intero sistema

cardiovascolare. Quantificazione dei coefficienti di accoppiamento meccanico tra le camere

cardiache per mezzo di un modello meccanico strutturale del cuore accoppiato ad un modello a

parametri concentrati delle circolazioni sistemica e polmonare.

1.4 Sviluppo di un modello dell’intero sistema cardiovascolare, completo di sistema di controllo

barorecettoriale e cardiopolmonare, in grado di riprodurre le forme d’onda istantanee della

variabili emodinamiche (pressioni e flussi), finalizzato allo studio di fenomeni che riflettono le

interazioni cardiorespiratorie (RSA) e alle relazioni tra pressione arteriosa e frequenza cardiaca per

una quantificazione del guadagno barorecettoriale.

1.5 Misurazione della relazione pressione-volume statica e dinamica, all’interno di ciascun battito

cardiaco, delle arterie digitali. Individuazione e misura di indici di elasticità atti a caratterizzare tale

sistema vascolare. Valutazione della sensibilità degli indici di elasticità a modificazioni indotte da

meccanismi fisiologici (esercizio fisico, microgravità), da patologie (ipertensione, diabete) e da

terapie farmacologiche.

1.6 Caratterizzazione meccanica real-time del sistema respiratorio umano in termini di compliance

polmonare e resistenza al flusso e successiva implementazione in un sistema di ventilazione

meccanica integrato e controllato automaticamente, che permetta, ad ogni atto respiratorio e

durante tutto il trattamento, di ottimizzare ed adattare alle condizioni del singolo paziente la

strategia di funzionamento del ventilatore.

1.7 (ricerca conclusa) Stima della compliance arteriosa, venosa e della resistenza arteriosa

dell’avambraccio. Caratterizzazione delle non-linearità del sistema vascolare braccio-mano e

sviluppo di un modello atto a ricostruire la forma d’onda di pressione aortica dalla forma d’onda di

pressione al dito misurata non-invasivamente con il Finapres.

Ottimizzazione del metodo di misura della pressione digitale rispetto alle variazioni della

pressione idrostatica. I risultati di queste ricerche, svolte in collaborazione con il Biomedical

Instrumentation Unit - TNO, Amsterdam, hanno costituito la base per la progettazione e lo

sviluppo di una versione avanzata di FINAPRES, che incorpora la correzione automatica del fattore

di pressione idrostatica e il calcolo della portata cardiaca attraverso una modellazione della rete

vascolare del braccio.

Applicazione di Tecniche di Bioimpedenza per la misura di volumi ematici e flussi e per stima di

composizione corporea Stima della compliance arteriosa, venosa e della resistenza arteriosa

dell’avambraccio

Quantificazione delle variazioni della perfusione in distretti vascolari periferici sottoposti a

trattamenti ipertermici. Studio dei meccanismi fisiologici alla base dell’efficacia del trattamento

ipertermico

1.8 (ricerca conclusa)Progettazione e realizzazione di un sistema di controllo avanzato per un

CUORE ARTIFICIALE TOTALE DI TIPO ELETTRICO BIVENTRICOLARE, per impianto su vitello. La

strategia di controllo adottata per il CAT emula il controllo del cuore naturale attraverso tre livelli

gerarchici che attuano la risposta dei volumi ventricolari alle pressioni in atrio, il bilanciamento

delle portate ventricolari e il controllo della frequenza cardiaca. Il progetto del sistema di controllo

– per la sua completezza e adeguatezza funzionale - ha ottenuto come riconoscimento

l’assegnazione di un premio dall’Associazione Nazionale di Bioingegneria.

Caratterizzazione teorico-sperimentale e ottimizzazione della modalità di funzionamento di un

prototipo di CUORE ARTIFICIALE PNEUMATICO, mediante l’utilizzo di un simulatore idraulico, dei

ventricoli pneumatici utilizzati dal gruppo di Berlino(Prof. Bucherl).

Definizione teorica e sperimentale di indici di qualità atti a caratterizzare il funzionamento del

PALLONE INTRA-AORTICO

Collaborazioni:

Biomedical Instrumetation Unit-TNO – Amsterdam (Dir:Prof. K.H. Wesseling)

Texas Heart Institute- Houston (Prof. T. Akutsu )

Accademia Polacca delle Scienze di Varsavia, (Prof. Z. Szurmak)

Istituto di Fisica- Facoltà di Scienze- Università di Tirana (Dir: Prof. T. Karaja)

Istituto di Bioingegneria - Politecnico di Milano (Dir: Prof. S. Cerutti)

Dip. di Scienze Neurologiche - Università di Bologna - (Dir: Prof. Cortelli)

Sezione di Fisica Medica - Università di Bologna (Dir: Prof. R. Zannoli)

Istituto di Fisica - Università di Trento (Dir: Prof. R. Antolini)

Istituto Superiore di Sanità- Dip. di Fisica e Tecnologie Biomediche (Dir. Prof. V. Macellari)

Istituto di Fisica Medica -Università di Firenze (Dir:Prof. P. Gizdulich)

Laboratorio di Tecnologie Biomediche del CNR di Roma

Cattedra di Anestesia e Rianimazione - Università Tor Vergata (Prof. Sabato- Prof. Dauri)

Dipartimento Neuroscienze - Università Tor Vergata (Prof.ssa M.G. Marciani)

Dip. Medicina Interna – Università Tor Vergata (Prof. M. Federici)

Finanziamenti: MINISTERO AFFARI ESTERI , MIUR (40%,60%,RSA), CNR

Linea di Ricerca 2. Fisica Applicata alle Neuroscienze

Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS). Quantificazione della distribuzione di densità di

corrente indotta da TMS nell’encefalo, attraverso la caratterizzazione numerica dei fenomeni

conduttivi causati dalla TMS. Studi numerici e sperimentali basati su dati di risonanza magnetica

nucleare pesata in diffusione e sviluppi di algoritmi a differenze/elementi finiti per il calcolo dei

campi elettromagnetici generati nell’encefalo. Analisi critica del protocollo impiegato per la

stimolazione. Caratteristiche della stimolazione in funzione di (dimensioni, geometria e

orientazione delle bobine.

Collaborazioni

Psychiatrische Universitätsklinik Zürich, Zürich, Switzerland,

Center of Neuroscience Research Zürich (ZNZ) (Prof. M.E. Keck)

Linea di Ricerca 3: Fisica Applicata alle Scienze Motorie

Analisi sperimentale degli effetti fisici e neurofisiologici della pedana vibratoria (whole body

vibration). Acquisizione sperimentale di parametri legati al movimento durante l’atto sportivo.

Caratterizzazione e controllo dei parametri fisici della pedana (frequenza di vibrazione,

accelerazioni, ecc). Studio della propagazione dello stimolo meccanico nel corpo umano –

accelerazioni trasmesse alla gamba, ginocchio, schiena, testa. Studio della risposta

neuromuscolare in funzione della frequenza di stimolazione.

Collaborazione

Corso di Laurea in Scienze Motorie – Universita`

Finanziamento: CONI

Linea di ricerca 4; Fisica applicata alla Medicina Nucleare e Fisica Sanitaria

R & S di protocolli sperimentali e modelli matematici per l’analisi delle curve attività-tempo di

radiotraccianti usati in Medicina Nucleare. Applicazione allo studio dell’attività metabolica delle

cellule cortico-surrenaliche con la quantificazione dei tassi di scambio e dei tempi di captazione del

tracciante di ciascun surrene, indici funzionali di elevata sensibilità e specificità diagnostica.

Modellizzazione su base anatomo-fisiologica della cinetica del tracciante dei compartimenti

vascolari del fegato per la stima quantitativa del flusso di sangue funzionale (arterioso e venoso)

e del flusso di sangue non funzionale (shunts intra-epatici ed extra-epatici), della efficienza di

estrazione, parametri correlabili a specifiche patologie del fegato.

Analisi teorica della scelta ottimale, sotto il profilo della dose impartita al paziente, dei

radioisotopi da utilizzare negli esami medico-nucleari “in vivo”, allorché più radioisotopi dello

stesso elemento siano potenzialmente utilizzabili.

Messa a punto e verifica sperimentalmente di un metodo di analisi automatica degli spettri di

diversi radioisotopi presenti simultaneamente nei rifiuti liquidi di origine ospedaliera ottenuti

utilizzando un rivelatore NaI(Tl).

Studio di un sistema di Spettroscopia a bassa frequenza (2 GHz) per campioni biologici dissipativi,

con modulazione di campo magnetico ad onda quadra di grande ampiezza, da applicare alla

dosimetria delle radiazioni ionizzanti monitorando lo spettro dei radicali liberi prodotti dalle

radiazioni