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