1

RRAAPPOORRTT ŞŞTTIIIINNŢŢIIFFIICC ŞŞII TTEEHHNNIICC

EEttaappaa IIII

22000088 CUPRINS

1. Obiective generale 2. Obiectivele fazei de executie 3. Rezumatul fazei 4. Descrierea stiintifica si tehnica 5. Anexe 6. Concluzii

2

1. Obiective generale Obiectivul general al proiectului de platforma (PYRAMID) propune crearea

infrastructurii necesare dezvoltarii cercetarilor in diagnosticarea precoce in patologia

maligna digestiva. Proiectul isi propune folosirea tehnicilor imagistice de ultima

generatie (autofluorescenta endoscopica, tomografie cu coerenta optica,

endomicroscopie confocala laser, etc.), generind crearea unui curent unificator, cu

integrarea cercetatorilor tineri in obiectivele si aria de cercetare FP7.

2. Obiectivele fazei de executie

In cadrul fazei de executie nr 1, derulata in intervalul 16/12/2007-20/07/2008, s-a

urmarit :

• Achizitionarea partiala a aparaturii infrastructurii CDI:

Laborator de imagistica digestiva: autofluorescenta endoscopica,

respectiv endomicroscopie confocala laser

Laborator de Patologie: linie de citologie monostrat

Laborator de Biologie Moleculara: secventiator ADN

• Realizarea infrastructurii IT si a retelelor de calculatoare

Rezumatul fazei

Relevanta obiectivelor

Proiectul PYRAMID are ca scop completarea si dezvoltarea infrastructurii de

cercetare a UMF Craiova determinind, prin cresterea gradului de utilizare a

infrastructurii de cercetare existente si nou achizitionate, valorificarea potentialului si

a resurselor CDI in plan regional si national, respectiv participarea Centrului de

Cercetare in Gastroenterologie in colaborare cu Disciplinele de Patologie si Biologie

Moleculara, la programe nationale si internationale de cercetare. Proiectul va

3

favoriza astfel participarea cercetatorilor din UMF Craiova la organizatii stiintifice si

tehnice (ST) internationale, in special prin crearea unor structuri compatibile care sa

permita participarea la programul FP7.

De asemenea, au fost achizitionate o serie echipamente necesare dotarii

laboratorului de imagistica digestiva (sistem autofluorescenta endoscopica si

endomicroscopie confocala laser), laboratorului de patologie (linie de citologie

monostrat) si laboratorului de biologie moleculara (secventiator ADN).

Metodologia de implementare a fazei

1. Corelarea dintre obiective si buget : stabilirea unei corelari logice intre

obiectivele fazei, planul de actiune, programul de desfasurare al activitatilor si buget,

stabilirea unui permanent control asupra costurilor, cresterea nivelului de implicare

individuala, a initiativei si colaborarii pentru fiecare membru al echipei proiectului.

2. Tehnicile folosite: Stabilirea procedurilor interne de implementare a fazei,

respectarea locatiilor stabilite pentru implementarea proiectului, asigurarea logisticii

pentru desfasurarea activitatilor fazei, comunicarea permanenta in cadrul echipelor

de lucru si intre echipe, schimburile interactive de informare.

3. Procedurile de evaluare internă.

Directorul de proiect, a urmărit in permanenta derularea activitatilor, atingerea

obiectivelor si a rezultatelor fazei prin:

• Raportări lunare privind îndeplinirea activităţilor propuse în limita timpului alocat

desfăşurării acestora;

• Monitorizarea rezultatelor;

• Evaluarea eficienţei utilizării resurselor faţã de rezultatele obţinute.

Prin aplicarea metodologiei propuse s-a asigurat:

♦ Atingerea obiectivelor fazei;

♦ Corelatia dintre buget si actiunile fazei;

♦ Concordanta dintre programarea activitatilor si perioada de derulare;

♦ Evaluarea permanenta a activitatilor si a rezultatelor obtinute;

♦ Mobilizarea echipei proiectului.

Procedurile de achizitie

Pentru achizitia echipamentelor in cadrul fazei 1 au fost aplicate si respectate

prevederile Ordonantei de Urgenta a Guvernului nr. 34/2006, privind atribuirea

contractelor de achiziţie publică aprobata prin Legea nr. 337/2006 pentru aprobarea,

cu modificarile si completarile ulterioare.

3. Descrierea stiintifica si tehnica

ACHIZITIONAREA APARATURII INFRASTRUCTURII CDI Laborator de imagistica digestiva

Echipamentele achizitionate in cadrul acestei etape au fost instalate in spatiile amenajate la standarde europene in etapa anterioara (vezi fotografiile de mai jos).

4

Sistem de autofluorescenta endoscopica Principiul autofluorescentei este bazat pe interactiunea dintre lumina cu o

anumita lungime de unda si fluoroforii din tesuturi. Sursele de lumina folosite includ

surse incoerente (ex. xenon) sau lumina laser monocromatica. Caracterul fluorescent

(profilul spectral) al fiecarui tesut este dependent de

compozitia biochimica si arhitectura morfologica. Cand un

tesut este iluminat cu lumina ultravioleta sau cu lungime de

unda joasa din spectrul vizibil obtinute dintr-o sursa laser sau

lampa cu filtru, este emisa de moleculele endogene

(fluorofori) tisulare o lumina fluorescenta cu o lungime de

unda mai mare. Aceasta autofluorescenta provine din

componentele tesutului conjunctiv (colagen, elastina), din

enzimele metabolismului celular (NADH, etc.), din produsii

biosintezei hemului (porfirine) si din lipopigmenti (lipofuscina,

ceride). Diferite lungimi de unda activeaza diferiti fluorofori,

fiecare emitand intr-o alta lungime de unda. Detectia leziunilor prin autofluorescenta

depinde de schimbarile in concentratia diferitilor fluorofori, modificarile arhitecturale

tisulare sau ambele, incluzand alterarea grosimii mucoasei sau circulatiei sangvine

care pot afecta intensitatea fluorescentei.

5

6

Caracteristicile tehnice ale sistemului achizitonat: 1. VIDEOENDOSCOP CU AUTOFLUORESCENTA-AFI

a) Câmp de vedere (minim): 140°(normal); 60º(tele); 140º(Autofluorescenta)

b) Adancimea campului vizual (minim): 7-100 mm(normal); 2-3.5mm(tele); 5-10mm (Autofluorescenta)

c) Capacitate de flexiune (minim): sus 210°,jos 90°, st. 100°, dr. 100°

d) Canal instrumentar min. 2,0 mm

e) Diametru exterior maxim al tubului de insertie: 10.5 mm

f) Lungimea de lucru (minim): 1020 mm

g) Functie identificare endoscop

h) Functie: Autofluorescenta

i) Functie: NBI

2. VIDEOPROCESOR

a) Procesor imagine de inalta definitie (HDTV)

b) Permite investigarea endoscopica cu tehnologia NBI (Narrow Band Imaging), care are rolul de a

evidentia capilarele si structurile de pe suprafata mucoasei, verificarea fluxului prin vase dupa

anastomoza precum si evidentierea sistemului vascular din submucoasa, ceea ce duce la o mai buna

delimitarea a leziunilor de la nivelul mucoasei si a tehnologiei AFI (Auto Fluorescence Imaging)

c) Cu iesire pentru semnal: VBS composite, Y/C si RGB

d) Iesire digitala pt. imagine prin IEEE 1394 (FireWire, DV, iLINK)

e) Posibilitatea de intarirea contururilor de structura pe minim 3 nivele

f) Iris automat

g) Reglarea tonurilor de culoare: minim + 7 pasi

h) Posibilitatea de etalonare automata de alb

i) Automatic gain control (AGC)

j) Posibilitatea de schimbare a marimii imaginii endoscopice

k) Posibilitatea de inghetare a imaginii endoscopice pe ecran

l) Posibilitatea de alegere a functiilor variabile pentru butoanele endoscoapelor

m) Posibilitatea de recunoastere a datelor de identificrea ale endoscopului

n) Afişarea datelor de pacient

o) Cu tastatura pt. introducerea datelor

3. SURSA DE LUMINA a) Lampa examinare(minim): 300 W xenon

b) Echipata cu filtrele necesare tehnologiei NBI (Narrow Band Imaging)

c) Echipata cu tehnologia AFI (Auto Fluorescence Imaging) impreuna cu procesorul)

d) Controlul automat al intensitatii luminoase

e) Controlul automat al stralucirii in minim 16 trepte

f) Pompa de aer inclusa cu minimum 4 trepte

g) Borcan de apa autoclavabil

h) Lampa de urgenta inclusa.

4. TESTER DE IMERSIBILITATE

a) Automat

5. MONITOR MEDICAL LCD

a) Pentru vizualizarea de imagini endoscopice de minim 19-inch

b) Compatibil cu HDTV (High Definition Television)

c) Sa intruneasca standardele de siguranta medicala

d) Rezolutie minima: 1280 X 1024 puncte

e) Intrare si iesire semnal variabila: RGB, Y/C, Composit

6. ASPIRATOR

a) Cu borcan de minim 1,5 L, autoclavabil

b) Cu filtru microbacterian (minim 5 buc.)

7. TROLIU ENDOSCOPIE

a) Compatibil cu echipamentul oferit

b) Cu transformator separator

c) Cu brat articulat pt. fixarea monitorului LCD

d) Cu suport culisant pt. tastaura

e) Cu suport pt. 2 endoscoape

f) Cu cuva pt. scurgerea endoscoapelor

g) Cu intrerupator central pt. a inchide si deschide alimentarea tuturor echipamentelor montate pe troliu

h) Prevazut cu roti blocabile

Prevazut cu manere pt. o mai usoara manevrare

ACHIZITIONAREA APARATURII INFRASTRUCTURII CDI

Laborator de imagistica digestiva Sistem de endomicroscopie confocala laser

Principiul endomicroscopiei confocale

laser este bazat pe integrarea unui microscop

confocal laser in virful unui endoscop

conventional. In timpul endoscopiei se

foloseste apoi o raza laser care genereaza o

unda de excitatie de 488 nm, permitind

obtinerea de sectiuni optice tisulare de 7 μm

cu o rezolutie laterala de 0,7 μm si o

penetratie intre 0 si 250 μm. Avantajul major

consta in obtinerea unor imagini histologice in

vivo cu posibilitatea de a obtine biopsii

ghidate. Desi microvascularizatia, celulele

individuale si tesutul conjunctiv au vizibilitate

buna, diferentierea dintre displazia joasa si

inalta nu sunt inca posibile cu agenti de

7

8

ul acriflavinei sunt folositi cu grija deoarece au

risc po

anatomopatologi, in timpul examinarilor

endoscopice de catre gastroenterologi.

Caracteristicile tehnice ale sistemului achizitonat:

cal incorporat

m

0-250 μm

t. 120°, dr. 120°

8 mm

ului de microscopie confocala compus din:

imaginea microscopica

Brat lateral pentru imaginea microscopica

contrast topici de tipul fluoresceinei, deoarece contrastul nu penetreaza nucleii

celulelor. Alti agenti de contrast de tip

tential de activitate mutagenic.

Endomicroscopia confocala laser are aplicatii multiple: screening-ul

carcinomului colorectal, in special postpolipectomie si in colita ulcerativa, permitind

diagnosticul unor neoplazii intraepiteliale cu acuratete mai buna decit endoscopia

conventionala. Supravegherea esofagului Barrett si a leziunilor preneoplazice

gastrice este de asemenea mai usoara cu microendoscopie confocala laser. Desi

confirmarea diagnosticului necesita inca examene anatomopatologice conventionale,

este posibila folosirea tehnicilor de telemedicina care permit transmisia in timp real a

datelor imagistice catre specialistii

Videocolonoscop digital cu microscop confo

• Cimp de vedere (minimum): 140°

• Profunzimea campului in imaginea endoscopica (min.): 3-100 m

• Profunzimea campului in imaginea confocala (min.):

• Deflexie: min. sus 130°, jos 130°, s

• Canal instrumentar: min. 2,8 mm

• Diam. Tubului de insertie: 12,

• Lungime de lucru: 1500 mm

Posibilitate de obtinere a unei imagini microscopice confocala x1000

Unitate de comanda si control a sistem

Unitate optica - sursa laser

Transformator de izolare

Pedala de comanda

Tastatura dedicata cu protectie

Monitor touch screen pentru

Troley cu roti autoblocante

9

ACHIZITIO TURII CDI Laborator de Biologie Moleculara

Sistem de secventiere ADN

si interpretarii datelor. Precizia functiei pentru colectarea datelor

de apr

heterozigotilor. Randamentul electroforezei este de 700bp / 45 min, 20 SNP / 15 min.

NAREA APARATURII INFRASTRUC

Sistemul automat de secvenţiere Beckman Coulter CEQ 8000, cu 8 capilare

de 33 si 50 cm cu posibilitate de upgrade la sistem de analiză expresie genică

utilizează 4 coloranti diferiti, cate unul pentru fiecare bază. Sistemul detectează cu o

fotodioda lungimea de unda indusă de 2 diode laser prin 4 filtre. Sistemul de operare

ruleaza sub sistem Windows si contine functii multiple pentru analiza ADN si pentru

simplificarea analizei

oximativ 98%.

Functia de secventiere prin alinierea automata a secventelor permite detectia

mutatiilor, deletiilor si ambiguitatilor precum şi detectie automata a heterozigotilor.

Functia pentru fragmente permite identificarea automata a alelelor (±1 baza la 400 de

baze si ±2 baze la 600 de baze) cu scor SNP, instabilitate microsateliti, pierderea

Citeste produsii scurti de PCR pana la 75 de baze (afisarea abaterilor la

fiecare

ul contine programe sofware pentru analize de:

tii;

- sistemul include modul de amplificare genica controlat independent de PC

baza).

Sistem

- scor SNP;

- instabilitate microsateliti;

- pierderea heterozigota

- scor AFLP dominant;

O a doua componentă a sistemului achizitonat este reprezentată de

luminometrul Glomax 20/20 (Promega), un instrument de laborator capabil să

detecteze mai bine de 700 molecule de luciferaza sau 3 attomoli de ATP. Determină

cantitativ acizii nucleici, enzime, ATP, citotoxicitate, Ca intracelular, specii reactive de

oxigen. Interfaţa touchscreen permite controlul şi prelucrarea rapidă datelor.

În studiile ulterioare pentru evaluarea calităţii măsurătorilor vom analiza

comparativ acizii nucleici prin luminiscenta, spectrofotometrie (alaturat aparatului

Glomax de la Promega este biofotometrul Eppendorf), real-time PCR (în prezent

dispunem de un sistem RotorGene 6200 + HRM de la compania Corbett) şi cu

ajutorul sistemului de fotodocumentare cu camera CCD (Syngene G:Box HR).

Având în vedere că analiza

completă a acizilor nucleici implică, în

multe cazuri, o etapă iniţială de

omogenizare a ţesuturilor sistemul

achizitionat include o moară cu bile –

Mikro-dismembrator (Sartorius). Acest

aparat permite omogenizarea rapidă a

probei în condiţiile reducerii riscului

degradării ADN, ARN şi proteinelor. În

plus este evitată utilizarea unor enzime,

metodă utilizată frecvent în liza celulară.

10

Folosirea acestui instrument garantează reproductibilitatea procesului de

dezintegrare, cunoscut fiind faptul că de gradul de reproductibilitate al metodei

depinde calitatea rezultatelor. Sistemul permite procesarea unei variate game de

probe cu ajutorul bilelor de omogenizare (de otel inox cu diametrul de 3mm sau din

agat cu diametrul de10mm). Procesul de omogenizare are loc în flacoane din otel

inox cu volum de 7 ml sau flacoane din PTFE cu volum de 20 ml.

Pentru că un alt pas important în prelucrarea iniţială a probelor este

reprezentat de procesul de extracţie şi purificare a acizilor nucleici ultima

componentă a sistemului achizitionat a fost reprezentată de extractorul complet

automat Maxwell® 16 (Promega). Echipamentul este prevazut cu afisaj digital pentru

prezentarea protocoalelor de lucru si a desfasurarii parametrilor programati. Probele

nu necesită o pre-procesare. Este posibilă izolarea ADN, ARN si proteine din orice

tip de proba (sange, tesut) si orice tip de specie (animal, vegetal, bacterian).

Produsul obtinut are o concentratie si puritate ridicată putând fi folosit direct in

aplicatii de PCR, Multiplexing si digestie enzimatica. Acest instrument poate procesa

până la 16 probe în 45 minute, beneficiind de evitarea variabilităţii induse de

prelucrarea manuală precum şi de reducerea costurilor prin diminuarea volumului

reactivilor utilizati.

11

ACHIZITIONAREA APARATURII INFRASTRUCTURII CDI Laborator de Patologie

Linie de citologie monostrat

Sistemul de analiza citologica este superior celorlalte sisteme existente in

dotarea serviciului de anatomie patologica din cadrul UMF Craiova prin marile

avantaje pe care le ofera:

păstrarea viabilităţii celulelor: celulele prelevate şi incluse în soluţia de conservare CYTOFAST îşi păstrează caracteristicile citologice

nemodificate, ceea ce permite recoltarea şi din zone izolate şi

prelucrarea probelor într-un laborator central.

standardizarea metodei: recoltarea, conservarea şi depunerea celulelor pe lamă sunt specifice metodei CYTOFAST şi au ca rezultat obţinerea

de lame standardizate şi de foarte bună calitate.

sensibilitate: metoda CYTOFAST asigură obţinerea de probe reprezentative, permitand citologului o interpretare mult mai rapidă şi

corectă a preparatului microscopic. Pe lângă etalarea celulelor în

monostrat, lamele păstrează şi contextul inflamator al probei, astfel

încât se poate pune un diagnostic complet. Metoda CYTOFAST

permite laboratorului efectuarea şi a unor teste complementare, din

aceeaşi probă, fără a fi necesară rechemarea pacientului pentru o nouă

recoltare.

12

ACHIZITIONAREA APARATURII INFRASTRUCTURII CDI Realizarea infrastructurii IT si a retelelor de calculatoare

Pentru a stoca si prelucra imensa cantitate de informatie video achizitionata in

cadrul procesului de cercetare, a fost necesara dezvoltarea unui centru IT dotat cu

tehnica de calcul moderna si performanta si o infrastructura de comunicatii rapida.

Primul pas pentru realizarea acestui obiectiv a fost identificarea si amenajarea

interioara a unui spatiu dedicat activitatilor IT, localizat in aceeasi cladire si in

imediata vecinatate a Centrului de Gastroenterologie si Hepatologie si apoi

interconectarea lor prin conexiuni UTP Cat.5e de mare viteza (gigabit ethernet)

pentru a asigura intercomunicatia de banda larga intre cele doua puncte.

In acest scop a fost total reamenajata o sala de 36 m2 prin delimitare cu pereti

de rigips, tavan fals de rigips, usi de termopan, parchet laminat, precum si

infrastructura necesara cum ar fi:

• instalatia electrica de curenti tari: cablare electrica, prize electrice

duble, tablou electric (trifazic) local cu sigurante automate pe zone de

cablare, cablare electrica iluminat, corpuri cu tuburi fluorescente 18W si

spoturi cu becuri cu incandescenta;

• cablare curenti slabi: cablare UTP si telefonica structurata cu prize

duble din 2 in 2 metri pe pereti;

13

• instalatie termica (calorifer) si o unitate de aer conditionat deasupra

rack-ului pentru o buna ventilatie a echipamentelor ce vor functiona aici

fara intrerupere si fara supraveghere umana.

Iata cum arata spatiul in anul 2007 inainte de renovare:

14

Si in continuare este aratat acelasi spatiu, dupa renovarea in cadrul proiectului.

In pasul al doilea spatiul a fost mobilat atat cu mobilier de lemn de birou cat si

cu un rack metalic pentru echipamentele informatice. Mobilierul de birou consta in

mese, scaune, etajere, dulapuri si biblioteci in doua culori (o parte de sala cu mobilier

negru si o parte de sala cu mobilier cires) pentru a fi utilizate atat in scop general cat

si pentru depozitarea articolelor multimedia constituind o arhiva locala pentru acest

proiect.

Camera este prevazuta si cu circuite audio/video pentru conectarea unei

camere de supraveghere in scopul asigurarii securitatii echipamentelor si a unui

monitor TV pentru urmarirea videoconferintelor medicale cu transmisie in timp real. 15

Unul din corpurile de mobilier are usi glisante pentru acomodarea unui televizor de

dimensiuni medii (26").

Rack-ul este metalic 42U/19" negru cu geamuri de sticla, dotat cu lampa

fluorescenta si tava de ventilatie termostatata. In acest rack au fost montate

16

patchpanel-ul UTP pentru 24 de porturi RJ45, switch-ul gigabit principal, un router

wireless pentru conectarea laptop-urilor si au fost sertizate conexiunile necesare.

Apoi au fost instalate cele doua servere de stocare si comunicatii, sisteme

Hewlett-Packard special concepute pentru montarea in rack de 19". Serverele sunt in

configuratie quadcore XEON dualprocesor cu harddisk-uri ultrarapide SAS-sff 2.5"

hotpluggable setate in configuratie RAID pentru a asigura o siguranta sporita in

functionare. De asemenea au fost dotate cu surse redundante de tensiune, cu

alimentare dubla, atat directa cat si prin sursa UPS de mare putere. Cu ajutorul unor

patchcord-uri UTP a fost realizata atat conectarea la Centrul de Gastroenterologie si

Hepatologie cat si la reteaua locala a cladirii cu acces de banda larga la Internet.

Pentru a beneficia si de o consola de

acces la instalarea si configurarea acestora,

atat serverele cat si alte statii de lucru au fost

conectate la un switch KVM cu 16 porturi si

comanda de comutare electronica care

gestioneaza o tastatura si mouse wireless.

Pentru asigurarea alimentarii cu energie

electrica fara intrerupere a fost achizitionat un

UPS de rack de 3000VA montat la baza rack-ului si conectat in tabloul electric

general.

17

In mijlocul camerei a fost montat si un birou de lucru cu o statie de lucru

quadcore cu UPS propriu, conectata la switch-urile (ethernet si KVM) din rack, pe

care sa se poata desfasura activitatile IT prevazute in etapele ulterioare sau in alte

proiecte de cercetare ce vor utiliza aceasta infrastructura. Pentru usurinta comunicarii

cu medicii de la Centrul de Gastroenterologie s-a instalat si un telefon de interior.

Cele doua servere si statia de lucru sunt conectate direct la switch-ul principal

din rack si impreuna cu celelalte echipamente IT indeplinesc urmatoarele funcţii in

cadrul ansamblului proiectului:

• server stocare - are rolul de a tine o baza de date cu toate informatiile

recoltate de la dispozitivele medicale, in general imagini si fisiere video mari

dar si descrieri de caz in format text si alte informatii generale;

• serverul de comunicatii - are rolul de a realiza interconectarea calculatoarelor

si echipamentelor medicale din reteaua interna PYRAMID la reteaua locala a

cladirii si la Internet, precum si stabilirea tuturor protocoalelor de comunicatie

pentru a realiza accesul la datele stocate;

• switch gigabit - are rolul interconectarii fizice a tuturor echipamentelor intr-o

retea locala LAN de mare viteza necesara atat accesului intern la baza de

date cat si publicarii datelor pe un site web extern;

18

• routerul wireless - are rolul mentinerii unei conexiuni mobile IEEE 802.11g de

54 mbps pentru laptop-uri si PDA-uri, avand si firewall integrat pentru

asigurarea securitatii informatice;

• statii de lucru - au rolul achizitionarii datelor de la echipamentelor medicale,

prelucrarii lor pentru aducerea la un format comun, sortarea si trimiterea lor

spre serverul de baze de date pentru stocare. In plus mai sunt utilizate si

pentru administrarea serverelor.

Conectarea echipamentelor IT si de comunicatie (cele doua servere de

stocare si comunicatie, alte statii de lucru din spatiile PYRAMID, laptopuri si PDA-uri

etc) in retea precum si interconectarea lor cu reteaua locala a cladirii (Intranet), cu

serverele de servicii internet si alte statii de lucru din universitate ce vor putea accesa

resursele create se face conform schitei de mai jos:

5. Anexe

1. Facturi

2. Procese verbale de instalare

19

20

6. Concluzii Proiectul PYRAMID va completa si dezvolta infrastructura de cercetare a UMF

Craiova determinind valorificarea potentialului si a resurselor CDI in plan regional si

national, respectiv participarea Centrului de Cercetare in Gastroenterologie in

colaborare cu Disciplinele de Patologie si Biologie Moleculara, la programe nationale

si internationale de cercetare.

In cadrul acestei faze au fost achizitionate echipamente si materiale necesare

infrastructurii IT, infrastructura de sustinere a echipamentelor de cercetare. Totodata,

au fost achizitionate si echipamentele de cercetare de inalta performanta conform

descrierii de mai sus.

Director contract,

Conf. Univ. Dr. Adrian Săftoiu