Syllabus del corso
Obiettivi
Il corso si propone di fornire conoscenze sui principi fisici e le possibili applicazioni dell'imaging in vivo in ricerca clinica e preclinica e in diagnostica.
Conoscenza e capacità di comprensione: al termine del corso gli studenti acquisiranno conoscenze interdisciplinari utili a comprendere il funzionameto e le possibili applicazioni dell' imaging in vivo con particolare riferimento all'imaging molecolare medico nucleare o ottico; capacità applicative: il corso dovrà fornire conoscenze tali da comprendere le possibili applicazioni dell'imaging in vivo in diversi contesti clinici o sperimentali nonchè l'iter di sviluppo e validazione di nuove sonde diagnostiche per imaging in vivo;
autonomia di giudizio: il corso dovrà fornire le basi per una autonomia nella scelta della metodica diagnostica più appropiata da applicare a un dato contesto clinico o sperimentale; abilità comunicative: acquisizione di un linguaggio tecnicamente appropriato da utilizzare in un contesto multidisciplinare;
capacità di apprendimento: durante il corso si dovrà acquisire capacità di lettura critica di articoli scientifici, nochè i vantaggi e limiti delle rispetto a metodiche alternative.
Contenuti sintetici
Il corso si propone di fornire agli studenti concetti base sulle principali metodiche cliniche e precliniche di imaging in vivo. In generale verranno trattati i seguenti argomenti: a) prinicipi di radiobiologia, modalità di produzione dei radionuclidi, e di preparazione e controllo di qualità dei radiofarmaci; principali sonde fluorescenti per imaging in vivo; b) principi fisici delle apparecchiature utilizzate nell’imaging in vivo; c) le applicazioni delle tecniche di imaging in vivo nella ricerca clinica e preclinica e cenni all’utilizzo clinico diagnostico. Verranno fornite inoltre informazioni relative allo sviluppo preclinico e clinico di un nuovo medicinale ad uso diagnostico.
Programma esteso
-Introduzione all’imaging in vivo: strumentazione, metodi di acquisizione, sensibilità, risoluzione spaziale e temporale; imaging translazionale e preclinico
-Introduzione alle immagini digitali: matrici, definizione di pixel e voxel, scale di colore, analisi immagini
-Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Radiografia, TAC e mezzi di contrasto
- Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Ultrasuoni e microbolle
- Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Risonanza Magnetica e mezzi di contrasto
- Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Tomografia ad emissione (PET e SPECT) e radiofarmaci; cenni a decadimento radioattivo e radiochimica, radiobiologia e radioprotezione; definizione di tracciante; applicazione dei radiofarmaci in terapia e introduzione alla radioteranostica
- Neuroimaging e applicazioni in ricerca clinica, neuroscienze e sviluppo dei farmaci
-Imaging ottico: fluorescenza e bioluminescenza, sonde per fluorescenza ad uso preclinico e clinico. Applicazione dell'imaging ottico alla caratterizzazione dei modelli animali e allo sviluppo di nuovi farmaci con particolare attenzione alle terapie avanzate e ai farmaci biotecnologici e allo sviluppo e applicazione dell'IO in chirurgia e endoscopia.
-Applicazione cliniche e precliniche dell’Imaging in vivo in oncologia, infiammazione e sviluppo dei farmaci; introduzione alla teranostica: dall'identificazione del traget allo sviluppo degli agenti. - Lettura critica, presentazione e discussione di articoli scientifici
- Visualizzazione e riconoscimento di immagini diagnostiche e applicazione di in diversi contesti di interesse biotecnologico
Prerequisiti
Conoscenze base di biochimica, farmacologia, chimica, fisica e fisiologia che verranno comunque riprese durante il corso se necessarie
Modalità didattica
40 lezioni: il docente inizia la prima parte della lezione in modalità di didattica erogativa e conclude con didattica interattiva tramite domande e risposte da parte degli studenti su specifiche problematiche sperimentalida potenzialmente rispolvibili con le metodologie presentate. 12 ore di didattica intergrativa di cui 8 ore svolte come segue: gli studenti vengono divisi in gruppi di 3/4 persone, scelgono un articolo scientifico tra una serie di lavori forniti prima della lezione da cui devono individuare e presentare ai compagni: gli obiettivi, le metodologie di imaging utilizzate e le potenziali alternative sperimentali applicabili alla stessa metodica nonchè vantaggi o i limiti dell'imaging in vivo nonchè la aderenza alle 3R. Questa modalità di 4 ore ciascuna (2 lavoro di gruppo e 2 di presentazione verrà seguita su 2 differenti tematiche. Due ore di didattica interattiva con presentazione da parte del docente di immagini e risposta da parte degli studenti su: tipologia di metodica e informazione fornita dalla metodica utilizzata sulla base delle caratteristiche delle immagini presentate e delle indicazioni iniziali fornite dal docente. Due ore di domande e risposte (a scelta multipla o aperte) su tutto il corso.
Materiale didattico
Diapositive del corso, articoli, immagini biomediche e quiz per test di autovalutazione durante il corso o per la preparazione all'esame
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Verifica durante il corso mediante test scritti o orali di autovalutazione dell’apprendimento (domande chiuse o a risposta multipla); per l’auto verifica da effettuare a casa, vengono fornite agli studenti una lista di domande chiuse o a risposta multipla sui vari argomenti presentati e immagini di casi diagnostici; articoli scientifici da discutere in classe per verificare l’esatta comprensione delle metodiche presentate per rispondere ad una precisa domanda scientifica; attività di problem solving effettuate in calsse.
Esame finale: orale
• COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE;
Criteri valutazione: conoscenze teoriche, capacità di sintesi, applicazione delle metodiche presentate a contesti specifici clinici o sperimentali.
Orario di ricevimento
Mediante appuntamento con il docente per telefono o mail rosa.moresco@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The course will provide knowledge on the physical principles and potential applications of in vivo imaging in clinical and preclinical research, as well as in clinical setting.
Knowledge and understanding: students will acquire interdisciplinary knowledge useful for understanding the functioning and potential applications of in vivo imaging, with a particular focus on in vivo molecular imaging (nuclear medicine and optical imaging).
Applying Knowledge and Understanding: the course will provide knowledge to understand the possible applications of in vivo imaging in various clinical or experimental contexts, as well as the development and validation process required for new diagnostic probes for in vivo imaging.
Making Judgements: the course will provide the basis for independent decision-ability in choosing the most appropriate diagnostic method for a given clinical or experimental context.
Communication Skills: students will acquire technically appropriate language adequate to be used in a multidisciplinary setting.
Learning Skills: during the course, students will develop the ability to critically read scientific articles, understanding the advantages and limitations of imaging methods compared to alternative techniques.
Contents
Basic knowledge on fundamental in vivo clinical and preclinical imaging techniques. Main topics: radiobiology, radiochemistry, fluorescent probes, physical principles of in vivo imaging instrumentation devices, fundamentals of image quantification in clinical practice and research and introduction to regulatory affair for radiopharmaceuticals, contrast media and in vivo Imaging medical device.
Detailed program
-General introduction to basic principles, instrumentation and techniques for in vivo imaging; sensitivity, spatial resolution, temporal resolution; translational and preclinical imaging
-Fundamental of digital images: matrix, pixel or voxel, color scale, image analysis.
-Basic principles and application of Radiography and CT and contrast media
-Basic principles and application of Ultrasound and microbubble
-Basic principles and application of Magnetic Resonance and contrast media
-Basic principles and application of Emission tomography (PET and SPECT) and radiopharmaceuticals; radioactive decay and radiochemistry, radiobiology and radioprotection; tracer definition and phase 0 study concept; application of radiopharmaceutocals in therapy and introduction to the concept of radiotheranostic
-Optical Imaging: Bioluminescence and fluorescence; fluorescent probe for clinical and preclinical use. Application of OI for animal model characterization and drug development with particular focus on advance therapy and biologicals, application of OI in surgery an endoscopy.
-Preclinical and clinical application of in vivo imaging in oncology, neurosciences, inflammation and drug development; introduction to theranostic: from target identification to theranostic agents development
-Develop the skill to critically read, present, and discuss scientific articles, fostering a deeper engagement with current research in the field.
- Gain proficiency in visualizing and recognizing diagnostic images, and learn how to apply this knowledge in various contexts of interest.for the biotechnologies
Prerequisites
Basic knowledge on biochemistry, pharmacology, chemistry, physic and physiology that will be introduced during the course if relevant
Teaching form
40 lectures: the teacher begins the first part of the lesson in lecture mode and concludes with interactive teaching organized as questions and answers on specific experimental situation that can potentially be solved using the methodologies presented. 12 hours of integrative teaching organized as follow: during 8 hours students are divided into groups of 3/4 peoples. Student should read and understand a paper and than present to the other students the study objectives, the imaging methodologies used and the potential experimental alternatives applicable to the same experimental situation as well as the advantages or limitations of in vivo imaging application including aderence to 3R principle. This method of 4 hours each (2 hour in separate group and 2 hours of presentations) will be performed twice. Two hours of interactive teaching where the teacher will present diagnostic images and the student should undestand the type of image and the information derived from image interpretation on the basis of the infomation received by the teacher. Finally two hours of questions and answers (multiple choice or open) on the entire course.
Textbook and teaching resource
Slides, Scientific papers, images and self evaluation tests to evaluate the correct understanding during the course of for the exam preparation
Semester
second semester
Assessment method
Evaluation with oral or written self-assessment test performed during the course; (closed questions or multiple choice); to test the ongoing learning skills, students will receive a list of question on the various lessons presented and images case study; in addition, to verify the exact understanding of the methods presented to answer a specific scientific question, papers will be to be provided and discussed in class; problem solving activities on specific diagnostic issue will be carried out in class. Final test: Oral examination.
• DISCUSSION ON TOPICS PRESETED DURING LESSONS
Evaluation criteria: theoretical knowledge, synthesis skills, ability in the application of diagnostic methods to a specific clinical or experimental contest.
Office hours
On appointment with the teacher by mail at rosa.moresco@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
-
Rosa Maria Moresco
