Curriculum professionale del Dr. Mario Ermani Il Dr. Mario Ermani si è laureato a Padova in Medicina e Chirurgia nel 1979 con 110/110. Dal 1979 al 1983, come Medico Interno presso la Clinica delle Malattie Nervose e Mentali, si è interessato di Informatica e Statistica Medica sviluppando programmi computerizzati di analisi dei segnali bioelettrici cerebrali, in linguaggio BASIC e FORTAN IV, sotto sistema operativo RT11. Come diretta conseguenza di applicabilità clinica mise a punto una tecnica di registrazione dei Potenziali Evocati (Somatosensoriali, P300, Visivi ed acustici) che si avvaleva di metodiche di filtraggio (Fourier diretta ed inversa) e di averaging selettivo atte a meglio evidenziare la componente del segnale, automatizzare la ricerca dei picchi di interesse e di misurare (corridoio di confidenza) la significatività statistica del segnale prelevato. Nel 1980 si è iscritto al corso di laurea in Matematica (Università di Padova) di cui ha frequentato il primo biennio, sostenendo e superando i seguenti esami: Geometria I, Geometria II, Teoria della Programmazione, Algebra, Analisi I. Nel biennio 1984-1985 ha lavorato in una azienda di bioingegneria dove ha sviluppato software applicativo in campo medico, particolarmente dedicato all'acquisizione ed all' analisi di dati sperimentali e clinici in linguaggio ASSEMBLY per le famiglie di processori 6502 e 8086 Motorola. In tale periodo ha continuato la collaborazione con la Clinica delle Malattie Nervose e Mentali sviluppando programmi di acquisizione ed analisi di dati neurofisiologici. Il 20.12.1985 è stato assunto come Tecnico Laureato e da allora presta servizio presso la Clinica delle Malattie Nervose e Mentali. Dal 1986 al 1992 si è interessato particolarmente di neurofisiopatologia, applicando procedure matematiche e statistiche all analisi dei dati sperimentali e clinici. In quel periodo ha sviluppato programmi in linguaggio C e C++ sotto i sistemi operativi VERSADOS e DOS. Per la particolare complessità e la velocità di esecuzione richiesta da alcune applicazioni ha usato il linguaggio ASSEMBLY delle famiglie 68000 Motorola e 8086 ( e superiori: 80286 ) Intel.
Argomenti di particolare interesse in quegli anni sono stati: 1. studio su modelli animali dell'attività epilettica focale e generalizzata; 2. studio delle relazioni cortico-talamiche e reticolari nelle scariche di Punte Onda; 3. studio dell'effetto dell'etosuccimide nei meccanismi di sincronizzazione intratalamici e talamo-corticali; 4. sviluppo di procedure di riconoscimento automatico dell attività epilettica; 5. analisi quantitativa dell eeg (analisi di Fourier, coerenza e fase, cross-correlation, auto-correlation); 6. studio e realizzazione di procedure automatiche di riconoscimento online di cluster di attività elettrica unicellulare; 7. studio dei dipoli intracorticali mediante la metodica della Current Source Density Analysis. Con l'istituzione del Dipartimento di Scienze Neurologiche e Psichiatriche dell'università di Padova, il Dr. Ermani è diventato il responsabile dell'unità di Statistica ed Informatica del Dipartimento. Nell'ambito dell'unità, svolge attività di analisi statistica su dati epidemiologici, clinici e sperimentali. Attualmente sta il linguaggio Visual Basic, sotto sistema operativo Windows 95-'98 e Windows NT. Alcuni argomenti di particolare interesse clinico sono: 1. epilessia: valutazione dell'efficacia dei farmaci, analisi delle sindromi utilizzando l'analisi fattoriale, sistemi di riconoscimento automatico dell'attività epilettica, mediante l'utilizzo di tecniche miste analitiche (wavelets), statistiche (discriminant e cluster analysis) e connessionistiche (reti neurali), analisi dei dati sperimentali (analisi spettrale, auto e cross-correlation), analisi della complessità del tracciato (Teoria del Caos), sistemi per l identificazione non invasiva dei foci epilettici, con particolare riguardo alla valutazione prechirurgica dei pazienti farmacoresistenti. 2. stroke: valutazione di fattori prognostici, valutazione dell'efficacia di farmaci e della terapia riabilitativa; 3. malattie degenerative: valutazione dei trattamenti farmacologici, analisi della qualità della vita; 4. tumori cerebrali: valutazione di fattori prognostici, efficacia della terapia, curve di sopravvivenza, analisi delle qualità della vita.
5. integrazione di bioimmagini con dati elettrofisiologici: integrazione di immagini TAC, RMN, PET, SPECT con dati bioelettrici cerebrali (EEG) e mappatura tridimensionale dell'attività elettrica sull'immagine morfo-funzionale. Dal punto di vista più strettamente sperimentale il Dr. Ermani si interessa di applicazioni di statistica e di intelligenza artificiale in campo medico ed ha costruito programmi di: 1. acquisizione ed analisi quantitativa di segnali bioelettrici; 2. riconoscimento on-line di pattern particolari di segnali bioelettrici; 3. ausilio diagnostico (sistemi esperti che si avvalgono di motori inferenziali basati su regole euristiche, statistiche e sulla fuzzy logic); 4. neuroriabilitazione (programmi computerizzati per la diagnosi e la riabilitazione del neglect, e per la diagnosi dei disturbi frontali. I dati raccolti sono analizzati statisticamente); 5. analisi del movimento (programmi computerizzati per lo studio dei disturbi del movimento, particolarmente utili nel caso del Parkinson). 6. analisi statistica: in particolare sta mettendo a punto un modello di analisi statistica per dati longitudinali sbilanciati ed un modello di previsione dello stato clinico del paziente, particolarmente utili nelle patologie degenerative (Alzheimer), nelle malattie neuromuscolari e nella valutazione della qualità della vita nei pazienti neurooncologici. Tali procedure verranno a brevissimo temine rese disponibili in un programma sotto Windows. Dal punto di vista didattico la sua attività si è concretizza in: 1. corsi: di alfabetizzazione all uso del computer; 2. seminari: utilizzo della statistica in ambito medico; 3. partecipazioni a tesi : di Laurea in Medicina, Statistica, Ingegneria, Scienze dell'informazione e Psicologia, e di Specialità in Neurologia e Psichiatria; 4. insegnamenti: per gli A.A. 1997-1998 e 1998-1999 gli è stato affidato l insegnamento di Intelligenza Artificiale nel Diploma Universitario per Tecnici di Neurofisiopatologia.
Il Dr. Ermani ha partecipato a numerosi congressi nazionali ed internazionali, presentando lavori inerenti la neurofisiopatologia, l intelligenza artificiale, l analisi quantitativa dell eeg. Il Dr. Emani è responsabile di una ricerca sanitaria finalizzata regionale che si concluderà nel 1999, dal titolo "Studio di una nuova metodica statistica per la valutazione dell'efficacia dei trattamenti nell'evoluzione clinica dell malattie degenerative". Nell'ambito del Progetto Nazionale di Telemedicina è responsabile del "modulo foci epilettici", il cui obiettivo è la valutazione pre-chiurgica nei pazienti epilettici farmaco-resistenti, mediante tecniche di integrazione di immagine anatomo-funzionale e di mapping tridimensionale del segnale elettroencefalografico. E titolare di un contratto con la Clinica Alemana di Santiago del Cile per la fornitura di un database relazionale in rete, con capacità di ausilio diagnostico. Per il tipo di attività che svolge, ha avviato stabili rapporti di collaborazione con il Dipartimento di Scienze Statistiche e la facoltà di Ingegneria dell'università di Padova e con il Dipartimento di Scienze dell'informazione dell'università di Venezia. Il Dr. Ermani è iscritto al quarto anno del corso di laurea in Scienze Statistiche dell'università di Padova.
Tesi relative all anno 1996-97, di cui il Dr. Ermani è stato correlatore: 1. Costruzione e valutazione di un sistema esperto fuzzy per la diagnosi della stenosi carotidea (Tesi di laurea in Scienze Statistiche ed Economiche) 2. Evoluzione temporale del recupero funzionale successivo all attacco d ictus (Tesi di laurea in Scienze Statistiche ed Economiche) 3. Analisi dell effetto del riluzolo nella malattia del motoneurone (Tesi di laurea in Scienze Statistiche ed Economiche) 4. Effetto di riabilitazione e riluzolo nella malattia del motoneurone: uno studio prospettico (Tesi di Specialità in Neurologia) 5. Un codice per l analisi automatica dell EEG (Tesi di laurea in Scienze dell Informazione) 6. Reti neurali artificiali nel riconoscimento di parossismi epilettici in tracciati elettroencefalografici (Tesi di laurea in Scienze dell Informazione)
Sunto dell attività di consulenza e collaborazione con strutture esterne al Dipartimento, relative all ultimo anno, 1997. La collaborazione con il Dipartimento di Informatica di Venezia ha prodotto due tesi sul tema del riconoscimento automatico di attività epilettiforme all EEG. L una ha affrontato il problema dal punto di vista analitico, utilizzando la Trasformata Wavelet e l altra ha utilizzato l approccio connettivistico, mediante l uso delle reti neurali. Ambedue gli approcci stanno dando origine a prodotti utilizzabili nella pratica routinaria. La collaborazione con la facoltà di Statistica di Padova ha prodotto tre tesi. La prima aveva come argomento lo studio di una procedura di analisi per misure ripetute in grado di testare l azione di più trattamenti, a partire da situazioni cliniche reali (numero e intervalli di campionamento diversi, diversa situazione clinica iniziale dei pazienti presi in esame), e che desse informazioni prospettiche sulla situazione clinica futura dei pazienti. Tale procedura è stata studiata e testata su un gruppo di pazienti affetti da SLA ed ha prodotto ottimi risultati. La seconda si è prefissa la costruzione di un sistema esperto di interpretazione dei dati del Doppler intra ed extracranico per la misura del grado di stenosi carotidea, utilizzando la Fuzzy logic. Infine la terza ha studiato alcuni parametri clinici e di attività metabolica cerebrale come fattori predittivi di outcome in caso di Stroke, utilizzando l analisi delle componenti principali e la regressione logistica: si è inoltre studiata la affidabilità della predizione. E stato ulteriormente affinato un software per la valutazione, diagnosi e riabilitazione dopo stroke: il prodotto è stato fornito alla divisione neurologica dell Ospedale S. Camillo di Venezia, che collabora con il Dipartimento. E stato avviato con la sezione staccata di Padova dell ISEF di Bologna un progetto di studio su base regionale dell impatto neuropsicologico di alcune attività sportive potenzialmente traumatiche. E stata avviata una solida collaborazione con la Divisione di Oncologia dell Azienda Ospedale di Padova per la valutazione clinica dei pazienti oncologici, in termini di fattori prognostici, valutazione terapeutica e della qualità della vita. E stato infine concluso un contratto con la Clinica Alemana di Santiago del Cile per la fornitura di un database relazionale in rete, con capacità di ausilio diagnostico. Il ricavato è stato utilizzato per l acquisto di attrezzature indispensabili per il funzionamento dell Unità di Statistica ed Informatica del Dipartimento.