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I Laboratori di Ricerca Sperimentale

Linea di Ricerca N. 3
CARDIOANGIOLOGIA RIABILITATIVA

LABORATORIO PER L’ANALISI E MODELLIZZAZIONE DELLA VARIABILITÀ CARDIORESPIRATORIA

Istituto Scientifico di Montescano
Via per Montescano
Tel. 0385.2471
e-mail: giandomenico.pinna@fsm.it

Responsabile: Ing. Gian Domenico Pinna

La missione del Laboratorio è quella di sviluppare metodologie innovative di analisi e di modellizzazione matematica dei segnali di variabilità cardiaca e respiratoria atte ad estendere ed integrare le conoscenze correnti su
1) la fisiologia e patofisiologia del controllo autonomico del sistema cardiovascolare,
2) i meccanismi patofisiologici di generazione delle alterazioni del pattern respiratorio (respiro periodico, apnee notturne),
3) le interazioni cardiorespiratorie relative ai punti 1 e 2. Parte integrante delle attività del laboratorio sono la validazione sperimentale delle metodologie sviluppate e la loro applicazione in ambito clinico.

Il Laboratorio si occupa primariamente di patologie croniche sia cardiovascolari (scompenso cardiaco, post-trapianto) che più propriamente cardio-respiratorie (sindrome da apnee notturne centrali e/o ostruttive).
Per loro natura, le attività di ricerca vengono sviluppate con un approccio eminentemente interdisciplinare, attraverso una stretta relazione con il Laboratorio per lo studio del sistema neurovegetativo e con il Laboratorio per lo studio del sonno.
 
AREE DI ATTIVITÀ
Le attività di ricerca del Laboratorio si sviluppano all’interno di 4 linee principali fortemente interagenti tra di loro.
  • Studio della fisiopatologia delle alterazioni dell’equilibrio neurovegetativo con enfasi verso le metodologie non-invasive.
  • Sviluppo di metodi e sistemi per l’acquisizione ed analisi poliparametrica dei segnali di variabilità cardiorespiratoria e relativa validazione.
  • Studio delle interazioni cardiorespiratorie in pazienti soggetti ad anormalità del pattern respiratorio (respiro periodico, apnee centrali e/o ostruttive).
  • Sviluppo e validazione di modelli matematico-statistici dei sistemi di controllo cardiovascolare e respiratorio.

PROGETTI DI RICERCA IN CORSO
  • Studio del potere prognostico e correlati clinici di indici nonlineari di variabilità della frequenza cardiaca in pazienti con scompenso cardiaco cronico.
  • Sviluppo e validazione di un modello computazionale del respiro periodico orientato al singolo paziente (patient specific) per il supporto ai clinici nell’identificazione della migliore strategia di trattamento delle apnee centrali notturne nei pazienti con scompenso cardiaco.
  • Valutazione strumentale dello stato di veglia in pazienti con scompenso cardiaco cronico e respiro periodico durante registrazioni short-term di laboratorio.

PUBBLICAZIONI
  • Hoyer D, Maestri R, La Rovere MT, Pinna GD. Autonomic response to cardiac dysfunction in chronic heart failure - a risk predictor based on autonomic information flow. Pacing Clin Electrophysiol. 2008; 31 (2): 214-220.
  • Angelini L, Maestri R, Marinazzo D, Nitti L, Pellicoro M, Pinna GD, Stramaglia S, Tapputi SA. Multiscale analysis of short term heart beat interval, arterial blood pressure and instantaneous lung volume time series. Artif Intell Med. 2007; 41 (3): 237-250.
  • La Rovere MT, Pinna GD, Raczak G. Baroreflex sensitivity: measurement and clinical implications. Ann Noninvas Electro. 2008; 13 (2): 191-207.
  • Maestri R, Pinna GD, Accardo A, Allegrini P, Balocchi R, D’Addio G, Ferrario M, Menicucci D, Porta A, Sassi R, Signorini MG, La Rovere MT, Cerutti S. Nonlinear indices of heart rate variability in chronic heart failure patients: redundancy and comparative clinical value. J Cardiovasc Electrophysiol. 2007; 18: 425-433.
  • Maestri R, Pinna GD, Porta A, Balocchi R, Sassi R, Signorini MG, Dudziak M, Raczak G. Assessing nonlinear properties of Heart Rate Variability from short-term recordings: are these measurements reliable? Physiological Measurement. 2007; 28: 1067-1077.
  • La Rovere MT, Pinna GD, Maestri R, Robbi E, Mortara A, Fanfulla F, Febo O, Sleight P. Clinical relevance of shortterm day-time breathing disorders in chronic heart failure patients. Eur J Heart Fail. 2007; 9 (9): 949-954.
  • Pinna GD. Assessing baroreflex sensitivity by the transfer function method: what are we really measuring? J Appl Physiol. 2007; 102 (4): 1310-1311.
  • Pinna GD, Maestri R, Torunski A, Danilowicz-Szymanowicz L, Szwoch M, La Rovere MT, Raczak G. Heart Rate Variability measures: a fresh look at reliability. Clin Sci (Lond). 2007; 113 (3): 131-140.
  • Casaleggio A, Maestri R, La Rovere MT, Rossi P, Pinna GD. Prediction of sudden death in heart failure patients: a novel perspective from the assessment of the peak ectopy rate. Europace. 2007; 9 (6): 385-390.
  • Pinna GD, Maestri R, Andrews D, Witkowski T, Capomolla S, Scanferlato JL, Gobbi E, Ferrari M, Ponikowski P, Sleight P, Mortara A, Johnson P. Home Telemonitoring of Vital Signs and Cardiorespiratory Signals in Heart Failure Patients: system architecture and feasibility of the HHH model. Int J Cardiol. 2007; 120 (3): 371-379.

COLLABORAZIONI

Nell’ambito dello studio del controllo autonomico del sistema cardiovascolare sono in corso collaborazioni scientifiche con:

  • Dipartimento di Fisica di Bari, Centro di Eccellenza per studi interdisciplinari TIRES (Tecnologie Innovative per la Rivelazione e l’Elaborazione dei Segnali).
  • Leiden University Medical Center, Department of Cardiology Leiden; Netherlands.
  • II Department of Cardiology, Gdansk School of Medicine, Gdansk, Poland.
  • Dipartimento di Cardiologia, Università di Pavia e Policlinico S. Matteo.

CURRICULUM VITAE DEL RESPONSABILE DEL LABORATORIO

L’ing. Gian Domenico Pinna ha conseguito la Laurea in Ingegneria Elettronica presso l’Università degli Studi di Pavia e nel 1980 ha iniziato la sua attività presso il Servizio di Bioingegneria dell’Istituto Scientifico di Montescano, Fondazione S. Maugeri, IRCCS. Dal 1992 riveste il ruolo di Direttore del Servizio medesimo. Ha maturato una lunga esperienza nella gestione della strumentazione biomedica, nella creazione e valutazione di sistemi per misure fisiologiche e nell’analisi digitale dei segnali biologici, prevalentemente nelle aree cardiologica, pneumologica e neurofisiologica. In qualità di responsabile della Unità di Statistica dell’Istituto Scientifico di Montescano, esegue o coordina analisi statistiche su dati provenienti da trials clinici o studi sperimentali. Partecipa attivamente in qualità di ricercatore responsabile o collaboratore allo sviluppo interdisciplinare di progetti di ricerca a livello locale, nazionale ed internazionale.