MODELLO

Area 09: Ingegneria industriale e dell'informazione (50%)

Area 01: Scienze matematiche e informatiche (35%)

Area 06: Scienze mediche (15%)

MALUCELLI	FEDERICO	malucell@elet.polimi.it
MAT/09 - Ricerca operativa
Politecnico di MILANO
Facoltà di INGEGNERIA dell'INFORMAZIONE
Dipartimento di ELETTRONICA E INFORMAZIONE

NONATO	MADDALENA
Ricercatore Universitario	22/02/1964	NNTMDL64B62D548Q
MAT/09 - Ricerca operativa
Università degli Studi di FERRARA
Facoltà di INGEGNERIA
Dipartimento di INGEGNERIA
0532 974906 (Prefisso e telefono)	0532 974870 (Numero fax)	mnonato@ing.unife.it (Email)

Maddalena Nonato si è laureata a Pisa in Scienze dell'Informazione, ove ha conseguito un PhD in Matematica per le Applicazioni Economiche. Dal 1997 è Ricercatore Universitario per il settore MAT/09, Ricerca Operativa, e attualmente presta servizio presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Ferrara.
I suoi interessi di ricerca sono concentrati sull'ottimizazione combinatoria, con particolare attenzione alla soluzione di problemi di larga dimensione attraverso metodi euristici di vario tipo.
Ha lavorato in precedenza sul problema della pianificazioneottima di stazioni radio base per reti GSM, e ha esperienza nell'impiego di Metaeuristiche di tipo Tabu Search in vari contesti.
Ha collaborazioni attive con membri delle altre unità su tematiche inerenti al progetto o su metodologie analoghe a quelle impiegate nella ricerca, oltre a collaborazioni in campo internazionale maturate durante un soggiorno presso il CRT dell'Università di Montreal (CA) .

Maddalena Nonato received Master Degree in Computer Science at the University of Pisa where she has obtained a PhD in Mathematics for Economic Applications.
At present she works as Assistant Professor of Operations Research at the Engineering Department of the University of Ferrara.
Her main field of investigation concerns modeling and solving combinatorial optimization problems of large dimensions.
She has a solid experience in MetaHeuristic methods such as Tabu Search and has been involved in a study concerning the optimal location of radio base stations for GSM networks.
She has several collaborations with members of the other research unit concerning issues or methodologies related to the current research project, and international collaborations matured during her visit at the CRT of the University of Montreal (CA).

1.	NONATO M.; T. CRAINIC; F. GUERTIN; F. MALUCELLI (2004). Meta-Heuristics for a Class of Demand-Responsive Transit Systems INFORMS JOURNAL ON COMPUTING. forthcoming.
2.	L. BRUNETTA; B. DI CHIARA; F. MORI; NONATO M.; R. SORRENTINO; M. STRAPPINI; L. TARRICONE (2003). Optimization approaches for wireless network planning 2004- URSI, International Symposium on Electromagnetic Theory. 2004.
3.	C. BINUCCI; W. DIDIMO; G. LIOTTA; NONATO M. (2002). Labeling heuristics for orthogonal drawings vol. LNCS 2265 pp. 139-153 P. Mutzel, M.Jünger, S.Leipert, (Eds.) Int. Symposium on Graph Drawing. BERLIN HEIDELBERG: Springer Verlag
4.	NONATO M.; F. MALUCELLI; T. CRAINIC; F. GUERTIN (2001). Adaptive memory programming for a class of demand responsive transit systems vol. LNEMS 505 pp. 253-273 ISBN: 3-540-42243-9 S. Voss, J.R. Daduna (Eds.). BERLIN HEIDELBERG: Springer Verlag (GERMANY)
5.	NONATO M. (1998). An Integrated Approach to Crew and Vehicle Scheduling in Ex-Urban Mass Transit In M. LABBE'; G. LAPORTE; K. TANCZOS; P. TOINT OR and Decision Aid Methodologies in Traffic and Transportation Management. vol. F 166 pp. 319-335 ISBN: 3-540-64652-3 BERLIN HEIDELBERG NEWYORK: Springer-Verlag

nº	Cognome	Nome	Dipartimento	Qualifica	Settore Disc.	Mesi Uomo
nº	Cognome	Nome	Dipartimento	Qualifica	Settore Disc.	1° anno	2° anno
1.	NONATO	Maddalena	Dip. INGEGNERIA	Ricercatore Universitario	MAT/09	7	6
2.	BELLANCA	Gaetano	Dip. INGEGNERIA	Ricercatore Universitario	ING-INF/02	1	1
3.	ANANIA	Gabriele	Dip. SCIENZE CHIRURGICHE, ANESTESIOLOGICHE E RADIOLOGICHE	Ricercatore Universitario	MED/18	3	3
4.	CAVALLESCO	Narciso Giorgio	Dip. SCIENZE CHIRURGICHE, ANESTESIOLOGICHE E RADIOLOGICHE	Prof. Associato	MED/18	2	2
	TOTALE					13	12

nº	Cognome	Nome	Dipartimento	Qualifica	Mesi Uomo
nº	Cognome	Nome	Dipartimento	Qualifica	1° anno	2° anno
1.	Caniato	Gianluca	Dip. INGEGNERIA	Tecnico Laureato	5
	TOTALE				5	0

nº	Qualifica	Costo previsto	Mesi Uomo		Note
nº	Qualifica	Costo previsto	1° anno	2° anno	Note
1.	Altre tipologie	9.000		6	Laureato da impiegare per sviluppo software
	TOTALE	9.000	0	6

nº	Cognome	Nome	Nome dell'ente	Qualifica	Mesi Uomo
nº	Cognome	Nome	Nome dell'ente	Qualifica	1° anno	2° anno
1.	Santini	Mirco	Azienda Ospedaliera Universitaria S. Anna	Dirigente Medico	3	3
	TOTALE				3	3

Studio di fattibilità per la realizzazione di reti WLAN in ambiente ospedaliero: un approccio interdisciplinare allo studio di un caso reale per un Dipartimento di Clinica Chirurgica.

On the definition of a procedural approach to the optimal design of Wireless Local Area Network in a hospital environment: a case study for a Surgery Department.

ING-INF/02 - Campi elettromagnetici

MAT/09 - Ricerca operativa

MED/18 - Chirurgia generale

MED/01 - Statistica medica

METAEURISTICHE ; ANALISI DEI REQUISITI ; CARATTERIZZAZIONE ELETTROMAGNETICA ; RETI LOCALI SENZA FILI ; INFORMATICA APPLICATA ALLA MEDICINA ; IMMUNITÀ ELETTROMAGNETICA

METAHEURISTICS ; USER REQUIREMENTS ANALISYS ; ELECTROMAGNETIC CHARACTERIZATION ; WIRELESS LOCAL AREA NETWORKS ; COMPUTERIZED MEDICINE ; ELECTROMAGNETIC IMMUNITY

Diverse tecnologie sono al momento disponibili sul mercato per potere comunicare senza il vincolo della connessione fisica alla rete attraverso le cosiddette reti wireless. La versione wireless delle reti locali (Wireless Local Area Network, WLAN) si compone di un insieme di punti (AP) fra loro cablati che forniscono l'accesso all'utente mobile e costituiscono l'ossatura della rete.
Il contenuto investimento di capitale richiesto per mettere a punto una infrastruttura di questo tipo ha favorito lo sviluppo e la diffusione di questa tecnologia negli ambiti più disparati. Le WLAN hanno travalicato le frontiere degli uffici per diffondersi in quegli ambienti da cui le LAN erano rimaste escluse per i limiti fisici inerenti la cablatura, non secondi i costi di installazione dell'infrastruttura stessa. Al contrario, le WLAN si stanno sempre più diffondendo anche in ambienti quali alberghi, aeroporti, stazioni, centri commerciali e catene di ristorazione, caratterizzati da forte mobilità degli utenti.

Un contesto di applicazione particolare è costituito dall'ambiente ospedaliero, in cui la continua mobilità degli operatori e dei pazienti rende poco praticabile le tradizionali soluzioni cablate. Medici e infermieri devono infatti potere avere accesso continuo alle informazioni sullo stato del paziente, ad esempio per consultare e aggiornare i valori degli esami e la terapia assegnata, senza il vincolo di una postazione fissa. Inoltre, alcuni ambienti adibiti a funzioni particolari quali le sale operatorie, sono difficilmente cablabili in una fase successiva alla costruzione della struttura, il che rende la soluzione senza fili la scelta più economica e funzionale.
Tali vantaggi si aggiungono a quelli derivanti dalla semplice informatizzazione dei reparti ospedalieri, che è a tutt’oggi solo parzialmente operativa. Attualmente infatti la maggior parte dei dati informatizzati viaggia su reti LAN cablate, e ciascun reparto tende a sviluppare in proprio un particolare sistema, spesso non capace di dialogare con gli altri. Ne consegue una frammentazione delle informazioni che risultano disperse su vari sistemi, con evidenti difficoltà a ricostruire il quadro clinico completo del paziente in una forma diversa da quella cartacea, con tutti gli svantaggi che ciò comporta: dalla difficoltà di consultazione e catalogazione a fini statistici, all'impossibilità di effettuare in automatico controlli di consistenza e ai problemi di conservazione e archiviazione.
L'installazione di una WLAN, con la totale condivisione delle risorse, stimolerebbe in primis un complessivo ripensamento e una ristrutturazione del sistema informativo dell'ospedale, partendo da un'analisi complessiva di tutto il sistema secondo le metodologie informatiche più attuali.
Inoltre, le funzionalità di una WLAN porterebbe al pieno utilizzo dell'informatica nella pratica clinica quotidiana, fornendo un valore aggiunto alle prestazioni fornite dal semplice utilizzo di un sistema informativo supportato da una rete cablata, in quanto la accessibilità ai dati indipendentemente dalla posizione dell'operatore comporta un innalzamento della qualità del servizio e una sostanziale riduzione degli errore nella pratica clinica in molteplici situazioni. Ad esempio, rendere le informazioni disponibili in tempo reale a soggetti fisicamente distanti, permette loro di intervenire in situazioni di emergenza come un evento inatteso nel corso di un'operazione chirurgica. Documentare i vari passi degli interventi chirurgici, ne permette la condivisione e l’analisi congiunta da parte di più soggetti a distanza, e costituisce anche un database di riferimento e di pronta consultazione in presenza di complicazioni. Inoltre, la possibilità di registrare le informazioni nel momento stesso in cui vengono generate, spesso davanti al letto del paziente o durante una sessione operatoria, riduce notevolmente l'incidenza di errori. Particolare effetto si ottiene nella riduzione degli incidenti dovuti ad erronea prescrizione di medicinali per selezione, dosaggio e frequenza della somministrazione [4], e riducendo il tempo di reazione in seguito alla registrazione di risultati di valori fuori norma nelle analisi.
Tutti questi aspetti sono ampiamente documentati nella letteratura [15], [16], [17].
Tali vantaggi sono però raggiungibili solo attraverso uno studio sistematico delle caratteristiche dell'ambiente di lavoro, data la complessità delle procedure operative e le diverse tipologie di dati coesistenti (audio, video, testo, voce). Questi fattori impattano anche sul design della rete, dando origine a pattern di traffico molto particolari, con differenti livelli di criticità a seconda dei contesti operativi (ad esempio, durante una sessione operatoria).

Al contempo, le caratteristiche tecnologiche delle WLAN pongono problematiche inedite per la ricerca a livello di pianificazione.
Infatti, il design ottimale di WLANs (localizzazione degli AP e determinazione delle potenze di emissione delle singole antenne), costituisce di per se un difficile problema di Ottimizzazione Combinatoria per il quale è non banale estendere le tecniche messe a punto per la pianificazione di reti GSM e UMTS in campo aperto. Infatti, il protocollo IEEE802.11b, il più adatto tra gli standard di riferimento affermatisi, trasmette in un raggio d'azione di al più 100 metri. Tale limitazione dell'area coperta richiede un attento studio della topologia della rete per minimizzare il numero di AP tenendo sotto controllo i livelli di interferenza.

L’applicazione in ambito ospedaliero affianca a tali aspetti problematiche di compatibilità e inquinamento e.m., andando a costituire uno scenario inedito che richiede approcci dedicati.
Se rari sono gli studi che documentano l'uso di WLAN in sale operatorie, nessuno affronta congiuntamente l’aspetto della pianificazione della rete e le problematiche legate all’uso, mentre i due aspetti sono fortemente interdipendenti a causa dell’interferenza tra le emissioni degli AP della rete e quelle delle apparecchiature elettromedicali. Le tipologie più diffuse di WLAN, 802.11 incluso, utilizzano una porzione della banda ISM localizzata fra i 2.4 GHz ed i 2.5 GHz impiegata sia dalle apparecchiature Industriali, Scientifiche e Mediche che da numerose apparecchiature di uso domestico [5].
Al controllo dell’interferenza si somma la problematica derivante dall’inquinamento e.m., legato ai livelli di esposizione dei pazienti e del personale ai campi e.m. generati dalle reti e dagli apparecchi elettromedicali, di cui occorre tener conto nella fase di pianificazione.

Da un punto di vista elettromagnetico le problematiche di interesse sono dunque molteplici:
1) esposizione dei pazienti e del personale medico ai campi e.m. emessi dagli apparati trasmittenti della WLAN;
2) emissione, cioè determinazione del livello di interferenza provocato dagli apparati della WLAN sugli apparecchi elettromedicali;
3) immunità degli apparati della WLAN rispetto alle interferenze determinate dagli apparecchi elettromedicali.

Per un uso sicuro di queste tecnologie occorre dunque investigare tutti i requisiti necessari alla definizione di una certificazione per l'uso delle WLAN in ambito ospedaliero e clinico. La pianificazione ottima di reti WLAN in ambito ospedaliero si configura quindi come un problema fortemente multi disciplinare che richiede lo sviluppo di specifici strumenti ad hoc che integrino in modo sinergico le metodologie più avanzate nelle varie discipline coinvolte. Dall’analisi della letteratura emerge invece la mancanza di un protocollo di riferimento per la progettazione di WLAN in ambiente ospedaliero che tenga conto congiuntamente di tutti questi aspetti. Piuttosto si assiste ad un fiorire di esperienze che mirano più al raggiungimento del risultato singolo, realizzare cioè la rete in uno specifico contesto.
In questo studio ci si propone di superare il limite della contestualità e definire, attraverso un case study, i passi di una procedura che contempli l’esame di tutti gli aspetti coinvolti e le cui linee guida possano essere generalizzate in altri settori.

Scientific Base

Nowadays, several different technologies are available to set up wireless communication networks. In particular, a Wireless Local Area Network (WLAN) is the wireless extension to the concept of Local Area Network (LAN) that has been widely used, in the last few years, for the interconnection of computers and other communication devices.
In a WLAN, network access to mobile devices is provided via one or more Access Points (AP). Each AP is physically connected to the network backbone, thus guaranteeing the service to mobile users. The connection between the mobile device and the AP is generally obtained using radio waves in the microwave region of the electromagnetic (e.m.) spectrum, but also different solutions are available as using the infrared portion of the radio frequency (R.F.) spectrum or the near-visible region.

WLANs are attractive for many reasons, the main being the possibility to overcome all the limitations implied by a physical network connection using copper cables. Another important reason, however, is the low cost required for the network implementation. Since physical connection is required only between the APs, to set-up a WLAN is generally an easy task and does not involve heavy modifications/expensive works in the buildings structure. The moderate infrastructure investment is therefore one of the reasons for the spreading of WLANs that now can be found in a variety of different environments characterized by high users mobility, such as airports, railway stations, hotels, restaurants and shopping centers.

Nevertheless, WLAN are not a common device in hospitals, where they would indeed provide considerable enhancements just because the personnel is constantly on the run and patients are often moved from therapy rooms to their bed and so forth. For example, doctors and hospital attendants would be able to access all information relevant to the status of their patients without physical ties, record all information at the same instant when they are generated, and update the therapy on the fly with immediate reaction to events' pop up. Such ability is proven to reduce the incidence rate of erroneous prescriptions [4]. Moreover, the ability to share clinical data among distant subjects would provide external support under critical circumstances as in case of emergency during a surgery session. Furthermore, there are places such as the surgery room where the installation of a wired network is particularly difficult if the infrastructure has not been foreseen at construction time. For all such reasons the WLAN solution is certainly the most practical and cost effective for a hospital.
All such advantages would sum up to the improvements due to the full exploitation of Information Technology potentials applied to clinical medicine [15], [16], [17].
In particular, all information would be integrated in a single database with open accessibility from any location within the hospital, allowing a complete documentation of any operation executed on the patients. On the contrary, at present, data regarding the same patient are often spread over a collection of different DataBases (DBs), each based on a different standard and unable to communicate with each others. Such a distributed collection of DBs would become a seamless information system, where consistency checks on patients clinical data could also be carried out automatically.

All these issues are documented in the literature. However, such potential advantages can be accomplished only by a strong interaction among all subjects involved in the process, and by a systematic study of the working environment, identifying the different types of data to be exchanged (audio/video, text, voice) and their priorities, within a user-centered requirement analysis. Such topics concur at the definition of the traffic demand pattern that has to be taken into account at network design time, in order to guarantee the network performance during all possible operative conditions.

WLANs network design is itself a challenging issue, due to WLANs technological features that pose new open questions. Indeed, in door APs location and power setting is a hard Combinatorial Optimization problem for which the solution techniques developed for GSM and UMTS networks can not be generalized in a straightforward manner. For example, the IEEE 802.11b protocol, that is the most fitting among the standards, transmits at a maximum distance of about 100m. Such limited area coverage requires careful planning when locating APs while taking interference into account.

Beside the aforementioned aspects, WLANs application in a hospital environment adds all the issues related to electromagnetic compatibility, concerning both possible interferences of APs with the installed medical devices and the minimization of the e.m. field exposition of both patients and personnel.
In fact, 802.11b WLANs have a high probability of interfering with other apparatus, as their working frequency (about 2.45 GHz) is located inside one of the ISM band reserved for Industrial Scientific and Medical application and also used by several domestic appliances [5].

Therefore, from the e.m. point of view the following topics are of interest:
1) exposition of patients and personnel to the e.m. fields emitted by the WLAN devices;
2) emission, i.e. investigation on the interference produced by the WLAN transmitters on the medical apparatus installed in the hospital;
3) immunity, i.e. sensitivity of the WLAN apparatus to the e.m. interference determined by the installed medical apparatus, to control QoS degradation.

Even though few studies document the use of single electro medical devices in the surgery room, no
study considering all the interrelationships so far discussed are available in the literature, while a comprehensive approach is required in order to achieve
a certification for the installation of WLAN apparatus in a hospital environment.
Indeed, one of the byproduct of this study is the determination of a reference protocol, describing step by step which information have to be taken into account and how to deal with all previously mentioned problems.

[1] A.T. Lefor, M.K. Lefor, "Wireless computing in heath care", Current Surgery (2003) v. 60 no. 4, 477-479.

[2] U. Engelmann, A. Schröter, E. Borälv, T. Schwitzer, H.-P. Meinzer, "Mobile teleradiology: all images everywhere", International Congress Series 1230 (2001) 844-855.

[3] J.C. Frenzel "Data security issues arising from integration of wireless access into healthcare networks" Journal of Medical Systems (2003) V. 27, No. 2 163-175.

[4] R. A. Wilcox and E. M. Whitham "Reduction of medical error at the point-of-care using electronic clinical information delivery", Internal Medicine Journal (2003), 33: 538-541.

[5] E. Hanada, Y. Hoshino, H. Oyama, Y Watanabe, Y. Nose, "Negligible electromagnetic interaction between medical electronic equipment and 2.4 GHz Wireless LAN", Journal of Medical Systems (2002) v. 26 no. 4, 301-308.

[6] M. Angelucci, B. Di Chiara, R. Sorrentino, M.Strappini, L.Tarricone "Genetic optimization of radiobase-station sizing and location using a GIS-based framework: experimental validation" in 2003 IEEE AP-S International Symposium and USNC/CNC/URSI national radio science meeting, Columbus (Ohio) 22-27 June 2003 ISBN #0-7803-7847-4.

[7] L. Brunetta, B. Di Chiara, F. Mori, M. Nonato, R. Sorrentino, M. Strappini, L.Tarricone, "Optimization approaches for wireless network planning"URSI EMT-S 2004, http://ursi-em.ee.titech.ac.jp

[8] R. Zoli, M.Gnan, D. Castaldini, G. Bellanca, P. Bassi, "Reformulation of the Plane Wave Method to model Photonic Crystals", Optics Express, Vol. 11, n. 22, pp. 2905-2910, November, 2003.

[9] F.Fogli, L. Saccomandi, P. Bassi, G. Bellanca, S. Trillo, "Full vectorial BPM modeling of index-guiding Photonic Crystal Fibers and Couplers", Optics Express, Vol. 10, n. 1, pp.54-59, January 2002.

[10] F. Fogli, G. Bellanca, P. Bassi, "An FDTD assessment of Transverse Interferometric Measurements of Integrated Optical Waveguides", MOC '01 Conference, Osaka (Jp), October 24-26, 2001, pp. 56-59.

[11] G. Bellanca, “High Accuracy Assigned Power Excitation for FD-TD Technique”, IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 7, N.° 12, December, 1997, pp. 411-413.

[12] G. Erbacci, G. De Fabritiis, G. Bellanca, P. Bassi, R. Roccari, “Performance Evaluation of a FD-TD Parallel Code for Microwave Ovens Design”, Atti della Conferenza “ParCo ’99 PARALLEL COMPUTING”, Delft (NL), 17-20 August, 1999

[13] R. Zoli, M. Gnan, D. Castaldini, G. Bellanca, P. Bassi, ”Reformulation of the Plane Wave Method to model Photonic Crystals”, Optics Express, Vol. 11, n. 22, pp. 2905-2910, November, 2003

[14] G. Bellanca, G. Caniato, A. Giovannelli, A. Parini, P. Olivo, S. Trillo, “Coupling effects between a Cellular Phone and Metallic Eyeglasses: Field Enhancement in the Eye Region”, PIERS 04 Conference, Pisa, March 28-31, 2004.

[15] www.ausl.mo.it/nuovi_ospedali/relatori_relazioni/Ghedini.pdf

[16] P.J. Walsh, Wireless technology transforms healthcare delivery and tracking, MD Computing 2000, 17 (2).

[17] Hagihira S, Takashina M, Mori T, Taenaka N, Mashimo T, Yoshiya I., Infrared transmission of electronic information via LAN in the operating room, J Clin Monit Comput. 2000;16(3):171-5.

COMPOSIZIONE DELL'UNTÀ

L'unità di Ricerca di Ferrara presenta una composizione volutamente eterogenea in quanto più competenze diverse si rendono necessarie per affrontare un problema complesso e multidisciplinare quale lo studio di fattibilità relativo alla progettazione di reti locali senza fili (wireless local access networks, WLAN) in ambiente ospedaliero. L'unità riunisce infatti competenze per quanto riguarda gli operatori dell'equipe medica, nella persona di un Professore Associato e di un Ricercatore Universitario dell'Istituto di Clinica Chirurgica e di un Dirigente Medico dell'Azienda Ospedaliera dell'Arcispedale S.Anna di Ferrara.
Altrettanta esperienza è presente nel settore della compatibilità elettromagnetica e nel campo della misura, nella persona di un Ricercatore Universitario e di un Tecnico Laureato [8]-[14]. Competenze modellistiche e di ottimizzazione sono presenti nella persona del Responsabile dell'Unità Operativa.

Il reparto allo studio è quello di Scienze Chirugiche Anestesiologiche e Radiologiche, focalizzandosi sulle strutture della clinica chirurgica, ambiente particolarmente rappresentativo delle problematiche in esame: esposizione di degenti e personale medico ai campi elettromagnetici (e.m.) emessi dagli apparati trasmittenti della WLAN; determinazione del livello di interferenza provocato dagli apparati della WLAN sugli apparecchi elettromedicali; immunita' degli apparati della WLAN rispetto alle interferenze determinate dagli apparecchi elettromedicali.

INTERAZIONI CON LE ALTRE UNITÀ

L'attività dell'unità di Ferrara è caratterizzata da una forte interazione con le altre unità del progetto, dovendo fornire a ciascuna di esse informazioni fondamentali per il loro operato.
Nello specifico, ci si coordinerà con le varie unità per le seguenti tematiche e con le seguenti finalità:

Con l'Unità di Reggio Emilia (RE), allo scopo di fornire l'analisi dei dati e dei flussi informativi che caratterizzano il funzionamento dell'ambiente di lavoro.
L'informatizzazione di un reparto ospedaliero apporta indubbi vantaggi in termini di qualità del servizio ma grande attenzione deve essere posta affinché lo strumento informatico sia tarato sull'utente e apporti un aiuto effettivo nello svolgimento del lavoro, e non costituisca piuttosto un ulteriore compito che impegna l'operatore e lo distrae dalla sua funzione principale. Studi precedenti hanno evidenziato la criticità di questo aspetto [2]. Per scopo è indispensabile la stretta interazione tra i diversi attori del progetto, chi pianifica la rete, chi definisce le procedure di comunicazione attraverso l'interfaccia uomo-macchina, e i futuri utenti. Per questo si prevede nella prima fase del progetto una stretta interazione tra i medici dell'Unità operativa di Ferrara, futuri utenti del servizio, con i membri di RE.

Con l'Unità di Milano (MI), allo scopo di definire:
i) la domanda di traffico che la rete deve essere in grado di supportare, distinta nelle varie tipologie audio/video, dati e voce, in funzione dei vari test points da identificare opportunamemte nell'ambiente di lavoro in funzione delle attività svolte.
Si consideri ad esempio il flusso di dati emesso dalla sala operatoria con invio di immagini del campo operatorio: tale domanda di traffico può richiedere larga occupazione di banda e deve essere garantito un flusso continuo delle informazioni, con una forte criticità legata alla qualità del servizio.
ii) le modalità di comunicazione richieste (di tipo peer to peer o client server).
iii) i limiti massimi del livello di emissione da parte degli apparati della WLAN al fine di garantire l'immunita' degli apparecchi elettromedicali rispetto alle interferenze determinate dagli apparati della WLAN. Tali limiti concorrono a definire la regione ammissibile dei modelli di ottimizzazione svulippati da MI per il case study in esame. Questa analisi prevede l'esame sia delle apparecchiature fisse che delle strumentazioni mobili stabilmente impiantate o solo temporaneamente poste a diretto contatto del paziente.

Con l'unità di Lecce (LE) allo scopo di
i) definire mediante i parametri elettromagnetici l'ambiente operativo degli apparati in cui la WLAN si trovera' ad operare, e che costituiranno i dati di ingresso per il simulatore elettromagnetico sviluppato da questa unità.
ii) integrare in modo sinergico gli approcci di ottimizzazione con i modelli di radiopropagazione, estendendo una tematica di ricerca gia in corso in collaborazione fra i due gruppi di ricerca.

DESCRIZIONE PER FASI

L'attività dell'unità si può suddividere per fasi, contraddistinte da specifici obiettivi e da una durata indicativa, e dal grado di interazione con le altre unità. Ogni fase verrà accompagnata da una descrizione procedurale delle attività più direttamente connesse con lo studio di fattibilità, in modo che possa fungere da riferimento per esperienze successive, identificando una metodologia sistematica di approccio al problema che attualmente è mancante. La definizione di tale metodologia costituisce di per se stessa un obiettivo del progetto.

FASE 1: Analisi del problema: requisiti dell'utente e acquisizione dati disponibili.

In questa fase sono coinvolti sia i membri dell'equipe medica che gli esperti di compatibilità e.m.. Infatti in questa fase
i) si acquiscono quei dati caratterizzanti l'ambiente dal punto di vista elettromagnetico gia documentati e quindi disponibili senza condurre misure sul campo.
ii) secondo un approccio user-centered si caratterizzano le funzionalità a cui dovrà assolvere il sistema tramite l'interfaccia.
iii) si caratterizza la domanda di traffico nei vari punti in termini di tipologia (audio/video, testo, voce) e QoS, simulando scenari diversi di utilizzo.
Questa fase vede l'interazione con tutte le altre unità coinvolte per realizzare i seguenti obiettivi:
i) specifica delle prestazioni richieste al sistema informativo che saranno rese disponibili attraverso l'Interfaccia Uomo-Macchina (HMI), definendo non solo le informazioni ma anche le procedure operative secondo cui gli utenti ne fanno uso.
Per giungere alla informatizzazione completa e reale della cartella clinica, occorre identificare tutte le tipologie di dati presenti e le modalità di accesso ai dati, caratterizzando i diversi gruppi di utenti e i diversi diritti, ed eventualmente implementando controlli automatici di consistenza dei dati. In questa fase saranno pesantemente coinvolti i componenti dell'unità di ricerca che fanno parte dell'equipe medica, poichè solo gli operatori del settore possono fornire queste informazioni in modo corretto, apportando nel porgetto il punto di vista dell'utente finale del servizio.
Inoltre le varie tipologie di dati presenti necessitano di adeguate strutture software di supporto nella presentazione dei dati, che permettano di lavorare in un ambiente omogeneo. Si richiede infatti che il sistema supporti la trasmissione immediata di diversi tipi di informazioni quali:
-dati alfanumerici, quali esami di laboratorio, referti radiologici, aggiornamento delle condizioni cliniche dei pazienti, descrizione di procedure, consensi informati ed autorizzazioni del paziente, ecc.,
-immagini multimediali (fasi intraoperatorie, radiogrammi ecc.)
-dati audio legati alla comunicazione in tempo reale fra le varie operatori sanitari impegnati nella gestione del paziente.
ii) definizione del case study operativo: come descritto in precedenza, si procederà alla identificazione degli ambienti del reparto ospedaliero in cui dovrà essere installata la WLAN, selezionando alcuni settori particolarmente critici sia per la presenza degli apparecchi elettromedicali che per la prolungata permanenza di operatori e pazienti.
Verrà' effettuato il censimento di tutte le apparecchiature sensibili, principalmente le apparecchiature utilizzate in sala operatoria quali elettrobisturi, monitor per telemetria, ventilatori, apparecchiature per chirurgia mini-invasiva, amplificatori di brillanza ed ecografi per uso intraoperatorio.
Verrà acquisita tutta la documentazione tecnica relativa alle planimetrie di tali siti e degli apparati elettromedicali installati in essi.
iii) verranno definiti possibili pattern di domanda a cui il design della rete dovrà far fronte, considerando anche i casi di maggiore criticità legati alle potenziali situazioni di emergenza.

Durata: 4 mesi.

Risultati attesi:
-Caratterizzazione delle funzionalità richieste all'interfaccia HMI.
-Caratterizzazione dell'ambiente elettromagnetico.
-Caratterizzazione della domanda.

FASE 2: Campagna di misura condotta allo scopo di fornire la caratterizzazione elettromagnetica dei siti e delle apparecchiature necessarie a LE e MI.

Obiettivo di questa fase è la caratterizzazione completa dell'ambiente di installazione dal punto di vista elettromagnetico. Tali informazioni costituiranno i dati di ingresso per il simulatore elettromagnetico sviluppato dall' unità di Lecce.
Questa operazione richiede la completa e precisa descrizione sia geometrica (muri e parti metalliche presenti in esso) che elettromagnetica (caratteristiche dielettriche dei materiali coinvolti nella propagazione delle onde e.m., caratterizzazione delle apparecchiature elettromedicali). In questa fase dovranno essere caratterizzate le possibili sorgenti
di disturbo per gli apparati della WLAN dal punto di vista della banda di frequenza e del livello di potenza emessi. La determinazione di queste grandezze richiederà l'esecuzione (principalmente "in situ") di misure di emissione.

Le informazioni raccolte nella campagna di misura saranno rese disponibili anche a MI, che le utilizzerà allo scopo di descrivere la regione ammissibile dei modelli matematici sviluppati dall'unità, formalizzandoli come vincoli del problema.
In particolare, resi noti i valori di potenza e la localizzazione degli AP, ci si propone di verificare la loro compatibilità con gli apparati elettromedicali installati sia dal punto di vista della emissione (considerando gli AP come fonte di disturbo per le
apparecchiature medicali) che della immunità (considerando gli apparecchi medicali agenti come sorgente di disturbo per gli AP). In questo caso, verrà valutato non l'impatto sulle prestazioni della rete, ovvero il degrado sui parametri operativi del collegamento, bensì sulla funzionalità degli apparati di rete, che potrebbero smettere di funzionare se investiti dalle radiazioni emesse dagli strumenti installati negli ambienti ospedalieri. Le valutazioni sulla resistenza degli AP ai disturbi e.m. (immunità) verranno eseguite sia "in situ" che, preferibilmente, presso la Camera Anecoica dell'Unità di Ferrara.

Durata: 6 mesi.

Risultati attesi:
-Individuazione dei massimi valori di campo e.m. tollerati dalle apparecchiature elettromedicali installate nel sito di interesse.
-Determinazione di tutti i parametri necessari a LE e MI per l'esecuzione delle simulazioni.

FASE 3: Sviluppo di Algortimi Metaeuristici di Ottimizzazione in sinergia con i modelli di RadioPropagazione.

Questa fase prevede l'estensione di metodologie gia sviluppate per la localizzazione di stazioni radio base di reti GSM in campo aperto [7]. La peculiarità di tali metodologie risiede nella stretta interazione dei moduli di ottimimzzazione (OM) e i moduli di predizione del campo (RP), caratteristica che consente di prendere in considerazione elementi difficilmente formalizzabili nei modelli matematici di tipo tradizionale, sia lineari che non lineari, che in questo contesto verranno utilizzati come benchmark per valutare le prestazioni dei metodi euristici. In presenza di più punti di ottimo locale, buone prestazioni sono fornite da metaeuristiche di tipo Tabu Search e Algoritmi Genetici, gia sperimentati con successo [7], che permettono di considerare funzioni obiettivo tra le più disparate, senza particolare limitazione. Questo permette di spostare l'obiettivo dalla minimizzazione dei costi o dalla massimizzazione delle prestazioni del sistema (domanda di traffico soddisfatta), all'impatto ambientale dovuto al cosiddetto "inquinamento elettromagnetico", vale a dire la complessiva esposizione al campo e.m. cui l'utente del servizio si trova esposto. Non esiste per definizione una misura in grado di quantificare in modo univoco il livello di inquinamento, per cui occorrono strumenti duttili e flessibili per confrontare fra loro i risultati di diverse funzioni obiettivo, le quali sono a loro volta inserite nell'ambito di uno strumento di decisione che, secondo la funzione di volta in volta prescelta, selezioni la migliore soluzione tra un numero combinatorio ma finito di alternative.
Lo specifico ambito di applicazione rende necessaria la modellizzazione delle emissioni delle sorgenti artificiali di radiazione dovute agli apparati elettromedicali in ambienti ristretti, secondo gli opportuni modelli di RP sviluppati da LE. Il modulo di ottimizzazione dovrà essere pesanetemente esteso e potenziato per tenere in considerazione numerosi nuovi fattori, tra cui i problemi di interferenza posti dalla compresenza di AP e strumentazioni mediche, e i diversi livelli massimi e minimi di intensità del campo in funzione del punto utente considerato nell'ambito del reparto. Tali limiti sono variabili in funzione della presunta domanda di traffico e delle funzioni svolte nel luogo, es. quale tipo di soggetto, con quale domanda di comunicazione, e quanto a lungo sosta in quel punto, da cui la criticità e durata media dell'esposizione.
Di fatto si tratta di sviluppare nuove funzioni obiettivo e inglobare nuovi vincoli nel framework gia sperimentato, sfruttando queste nuove caratteristiche per specializzare il metodo di esplorazione della regione ammissibile.
La considerevole mole di informazioni necessarie per caratterizzare il campo e.m. in questo contesto pone anche problemi relativi alle modalità di interazione tra i moduli OM e RP, dovendo individuare l'opportuno trade-off tra il tempo di calcolo dovuto alle chiamate al modulo di RP e l'uso della memoria.
La messa a punto degli algoritmi richiede una pesante fase di implementazione oltrechè di sperimentazione su dati raccolti sul campo nelle fasi precedenti, e la forte interazione con l'unità LE, per cui si richiede l'attivazione di un contratto della durata prevista di 6 mesi, da affidare a un laureato in Ingegneria Elettronica con un background in ottimizzazione.

Durata 9 mesi

Risultati attesi:
- Sviluppo di un pacchetto software di supporto alle decisioni che integri metaeuristiche per la pianificazione ottima della rete e modelli di RP per ambienti ristretti.
- Sperimentazione numerica sui test beds prodotti.
- Rapporti tecnici e pubblicazioni scientifiche.

FASE 4: Certificazione

L'attività della fase 4 si compone dei seguenti passi:
i) Rassegna dello stato dell'arte della normativa del settore: si analizzerà la situazione vigente in Italia e si confronterà con quanto esistente negli altri paesi.
ii) Verifica, mediante prove di immunità e suscettibilità ai campi e.m. irradiati a radiofrequenza, del corretto funzionamento degli AP. Questo richiederà l'esecuzione di prove in camera anecoica sugli AP, per stabilire la possibile coesistenza di tali apparati con quelli installati per esigenze mediche nel sito di interesse ai livelli di disturbo generati da questi ultimi.
Mediante l'esecuzione di prove di suscettibilità ai campi e.m. a radiofrequenza verranno quindi individuati i livelli di campo e.m. oltre cui il corretto funzionamento degli AP non è garantito.
iii) Verifica della rispondenza degli apparati di rete installati e delle condizioni operative di utilizzo alle normative vigenti ed alle raccomandazioni esistenti a tale riguardo (Es. ANSI C63.18)

Durata: 5 mesi

Risultati attesi:
- Prototipo di WLAN per il reparto di Chirurgia dell'Ospedale di Ferrara, secondo le indicazioni emerse.
- Verifica delle condizioni operative di funzionamento di tale prototipo nell'ambiente individuato per l'installazione.

The Ferrara research Unit is fairly heterogeneous because a variety of different expertises are needed in order to cope with a complex and multidisciplinary problem such as planning and developing a Wireless Local Area Network (WLAN) for a hospital environment. This unit features medical personnel such as an Associate Professor and an Assistant Professor in surgery of the Medical School of the University of Ferrara and a General Manager of the S. Anna Hospital of Ferrara. Expertise in the field of electromagnetic compatibility and measurements is ensured by the presence of an Assistant Professor and a Technician from the School of Electrical Engineering (8, 14) . Modelling and optimization expertise is provided by the Supervisor of the research Unit.

The hospital unit in which the study will be carried out is the Dept of Surgery, Anestesiology and Radiology. Our study will look in particular at the surgical environment, in which all the objects of our investigation (human exposure to electromagnetic fields generated by WLAN equipment; interference caused by WLAN equipment on medical equipment; immunity of WLAN equipment from interference caused by medical equipment) are particularly represented.

INTERACTION WITH OTHER RESEARCH UNITS

The Ferrara (FE) research unit is characterized by a strong degree of interaction with every other research unit as each other unit will need material provided by FE to work on. The following exchange of information will occur:

The interaction between FE and Reggio Emilia (RE) will focus on the analysis of the types and flows of data in a hospital environment. Computerization of a hospital unit is advantageous in term of quality of service. However, the amount of work necessary for data input required by the user in order to access the system and interact with it, should not be such that it takes up too much time thus distracting medical personnel from their main duty of taking care of their patients. The environment has to be friendly and the procedures available on the data should follow the actual routine currently used, so that the system is totally transparent to the user. The HMI has to be designed to achieve this goals. This is a very critical aspect as evidenced by (2). In order to avoid such a risk it is necessary to have a strong interaction among network designers and developers, those who define standard operating procedures for the exchange of data, and the users. Therefore, a strong interaction among the physicians of the FE unit (future users of the service) and members of the RE unit will occur.

The interaction between FE and Milan (MI) will focus on
i) defining the volume of exchange of data a WLAN must be able to support. Data to be exchanged will be subdivided into audio/video, voice data and generic text files in order to test the system in a typical working environment. For instance, the flow of data output from the surgery room which may include images and pictures of the operating field may require a broad band type of transmission in which continuous transfer of a large volume of “heavy” files may become a critical aspect of the system. Indeed, for some type of requests a guaranteed quality of service may be required.
ii) defining the modality of communication required by the system such as a peer-to-peer (2 or more computers exchanging various types of data) or client-server (users interacting with a centralized system retrieving and downloading data or performing data input) type communications
iii) defining the upper limits of emission from WLAN equipments inasmuch as to guarantee that medical equipment can work without any interference. Such limit will help to define the feasible region of the optimization models which will be devised by the MI group, using data from the case study provided by the FE group. Such analysis will be done both on desktop-type equipment as well as on portable equipment which is either placed on or next to the patient and therefore can be moved around with the patient.

The interaction between FE and Lecce (LE) will focus on:
i) using electromagnetic parameters to define the working environment in which a WLAN will operate. Data obtained during this process will be used for the electromagnetic simulator developed by this unit
ii) Achieve a synergistic integration of optimization approaches and radio-propagations models.

TASKS

The program of the activities of the FE research unit can be subdivided into tasks, each one being characterized by specific objectives to be reached, expected duration, and the degree of interaction with the other units.
As each single task is achieved, a detailed procedural description of the required activities will be produced, so that the final report will be available to anyone facing such a problem, and will represent a methodological reference. The definition of such a procedural approach to this issue is itself an objective to be reached within this research project.

TASK I
Problem analysis, in order to acquire electromagnetic data on the working environment which are already available without doing field measurements, and also to characterize the functioning mode of the network communicating system through an interface with the computer.
During this phase there will be a heavy interaction of all research units on the following issues:
i) It is necessary to identify type and level of performance required by the operating system which will be available through the Human-Machine Interface (HMI), defining not only the type of data but also the way users are going to exploit it. In order to fully computerize clinical records, all different types of available information as well as access modalities need to be identified; different groups of users also must be identified, and an automated control procedure for data consistence will be implemented. In order for the system to be useful for medical and para-medical personnel, only physicians and nurses will be involved in gathering the necessary information from the hospital side of the research unit. This is a very critical aspect of this work (2) which will require a close interaction of network designers, network developers and final users. The system will have to be able to support transmission of the following type of data:
- alphanumerical data (laboratory exam results, X-ray description, historical information on clinical conditions of the patient, report of procedures, informed consent, patient authorisation etc.)
- multi-media images (X-ray films, short videos of surgical operations etc.)
- audio files allowing real time communication between various medical and para-medical personnel.
ii) Definition of the case study: a particular section of a hospital department in which a WLAN will be placed must be identified. This section will be chosen among the most critical ones in terms of electro-medical equipment and presence of personnel and patient/s. A census of all present equipment will be done (electric scalpel, monitors for telemetry, ventilators, mini invasive surgery, ultrasound and amplifier machines for intra-surgical use. All technical documentation related to physical facilities and electro-medical equipment will be obtained.

Duration: 4 months

Expected results: Characterization of various functions which the operating systems will have to provide; detailed identification of the site where the research will be conducted

TASK 2: measurements for the complete e.m. characterization of
the environment of the WLAN installation. Data needed by LE and MI

The main task of this phase is the complete e.m. characterization
of the environment involved in the WLAN installation. All the
obtained information will be used as the input database for the
e.m. simulator developed by the unit of Lecce.
To obtain these information, a precise geometry of the installation environment will be obtained starting from map plans of the structure. The e.m. properties will be obtained analyzing
the material components of the walls, the floor and the ceiling.
Moreover, also the positions of metallic apparatus will be
identified. In this phase, all of the possible sources of
interference for the WLAN apparatus will be identified and
characterized from the e.m. point of view (frequency and power
level of the emission during working procedures). All of these
information will be obtained by "in situ" measurements.

All the gathered information will be transmitted also to MI, to be used during the optimization procedures in order to define the feasible region of the mathematical models.

In particular, once the power level and the positions of the
different AP will be available, the task is to verify both the
compatibility of these devices with the medical apparatus
installed in the hospital environment (emission) and the correct
working operation of the AP devices turning on the medical
apparatus (immunity).

In this case, the QoS (Quality of Service) of the WLAN during the
normal working procedures of the hospital apparatus will be
examined, to verify the correct operation of the network in all
the normal possible situations. The immunity of the AP will be
also tested in the Anechoic Chamber of the University of Ferrara.

Duration: 6 months

Expected Results:
Determination of the maximum values of the e.m. fields compatibles with the correct operation of the WLAN apparatus.
Determination of the input parameters for the e.m. simulator and
the optimization procedures.

TASK 3: Development of Metaheuristic Optimization Algorithms for synergic interaction with the Radiopropagation Models.

During this phase, well assessed methodologies, developed for planning GSM networks in outdoor domains, will be extended and enriched to deal with WLANs in in-door domains [7].
The presence of heavy interferences (due to the interactions between the network apparatus and the biomedical equipments) and specific demand patterns (associated to different types of information exchanges at different locations in the ward) require the development of ad hoc tools. In particular, in the application under study the network performance is critical, since sensitive data that used to be transmitted over wired networks will be migrating towards a wireless network, that works according to a best effort policy. Moreover, different test points within the same area under study in the ward may have different requirements in terms of upper bounds on the e.m. emissions, depending on the specific operations that take place at such points.
All such issues introduce new constraints on the feasible region of the optimization problems.
The specific feature of the approach to be extended, consists of the close interaction between the optimization modules (OM) and the radio propagation models (RP). Such feature allows to deal with issues that may hardly be handled within traditional analytical approaches, either linear or non linear. Nevertheless, mathematical models will be developed as well, but just to be used as benchmarks for the performance evaluation of the metaheuristic algorithms that represent the core of the OM. In fact, when working with non convex objective functions characterized by several local optima, metaheuristics such as Tabu Search and Genetic Algorithms have proven to be successful. Such feature allows to envisage almost all kinds of objective functions, searching for the ones that best capture the evaluation of the e.m. field pollution. In fact the selection of a proper set of functions is still an open question that deserves to be investigated with proper means.
New objective functions and additional constraints to be satisfied by feasible solutions, will be exploited in order to suggest new search strategies within classic metaheuristic frameworks.
The considerable mass of data required to handle such a complex scenario poses additional questions on how to manage the OM-RP interaction, searching for the best compromise between cpu time and memory. The grid computing technology developed by LE may help in addressing such issues.
The overall decision support system, integrating GIS, PR and OM, would allow to switch the main focus of the planning phase from the provider point of view (costs minimization and throughput maximization) to the user point of view, active and passive as well, trying to conjugate service quality and reliability with the reduction of e.m. emissions to which users are exposed. Such point of view should be adopted by the administrations when certifying the installation of radio based systems, especially when located in critical environments such as hospitals.
Since the development of the metaheuristic algorithms requires consistent efforts and specific programming skills, and since a large set of test beds has to be set up and tested, a 6 months contract for a temporary collaborator is required.

Duration: 9 months

Expected Results:
- Development of the optimization module of a decision support tool, integrating metaheuristics for optimal network planning and sophisticated RP models for in-door domains
- Proposal of new objective functions for the evaluation of e.m. pollution.
- Test beds and sperimental analysis.
- Technical reports and scientific pubblications.

TASK 4
Determination of the correct working operation of the WLAN devices, by means of immunity and susceptibility measurements, during the irradiation of the AP at the e.m. fields emitted by medical apparatus. This evaluation will be done by means of measurements in the anechoic chamber of the Ferrara unit. This investigation is performed to investigate the correct working operation of the WLAN devices during the normal working operation of the medical apparatus.
The susceptibility test will be used to determine the maximum values of the e.m. fields compatible with a correct working operation of the AP.

Duration: 5 months

Expected Results
- Definition of a prototipe network for the Surgery ward of Ferrara Hospital, according to the indications resulting from the previuos activities, from all the research units of the project.
-Verification of the correspondence of the WLAN apparatus of the prototipe network to the international standards (i.e. ANSI C63.18)

nº	anno di acquisizione	Descrizione
1.	2001	Camera anecoica per misure di compatibilità elettromagnetica fino a 18 GHz, costo 500.000 euro
2.	2000	Sistema di misura per emissioni radiate, completo di filtri di preselezione fino a 6.5 GHz, costo 35.000
3.	2000	Sistema di misura per immunità radiata, completa di generatore di segnale, amplificatore, power meter, antenne, fino a 2 GHz, costo 40.000

nº	anno di acquisizione	Descrizione
1.	2001	ANECHOIC CHAMBER Fully-compliant anechoic and semi-anechoic chamber for EMC (ElectroMagnetic Compatibility) radiated immunity and radiated emission tests at a distance of 3 m in a frequency range from 30 MHz up to 18 GHz. Dimensions: 9.10 x 5.80 x 5.55 m.The chamber is fully-compliant to the standard ANSI C63.4, 1992 and EN 50147-2, 1995 with regard to NSA (Normalized Site Attenuation) and to IEC 10'00-4-3, 1995-02 and EN 61000-4-3, 1996 with regard to electromagnetic field uniformity. The chamber was built in 2001 by Albatross Project; the performance is certified by the Austrian Research Centers Seisberdorf.
2.	2000	EQUIPMENTS FOR RADIATED EMISSION TEST The equipments used to perform radiated emission tests consist of: a) a CISPR 16-1 fully-compliant EMI receiver for measure in the frequency range 9 kHz-6.5 GHz, provided with preselector filter and CISPR 16-1 bandwidth IF filters; b) various types of receiving antennas, including a biconical antenna (20-300 MHz), a log-periodical antenna (200-1300 MHz), a broadband antenna (26-3000 MHz), a double ridged waveguide antenna (1-18 GHz). c) an antenna mast and a turntable remotely controlled via optical fiber to perform all tests under Personal Computer control. The antenna mast allows to modify the polarization of the antenna and its height in a range from 1 to 4 metres, while the turntable allows to rotate the equipment under test in a range of 360 degrees.
3.	2000	EQUIPMENTS FOR RADIATED IMMUNITY TEST It consist of: a) a signal generator, brand Rohde & Schwarz, model SML03, providing the interfering signal; b)four Radio Frequency power amplifiers for the frequency range 10 MHz-2 GHz, which amplify the signal provided by the signal generator. The amplified signal drives the transmitting antenna, which generates the electromagnetical field to which the equipment under test is exposed during the immunity test; c) a power meter, brand Rohde & Schwarz, model NRVD, which monitors the antenna output power and allows to check the VSWR; d) a set of various transmitting antennas, brand Rohde & Schwarz (see above) which generate the e.m. field to which the equipment under test is exposed. The used antenna type depends on the frequency range to scan.

Nessuna

Testo inglese

Nessuna

2.8 Mesi uomo complessivi dedicati al programma

		Numero	Mesi uomo 1° anno	Mesi uomo 2° anno	Totale mesi uomo
Personale universitario dell'Università sede dell'Unità di Ricerca		5	18	12	30
Personale universitario di altre Università		0	0	0	0
Titolari di assegni di ricerca		0
Titolari di borse	Dottorato	0
	Post-dottorato	0
	Scuola di Specializzazione	0
Personale a contratto	Assegnisti	0
	Borsisti	0
	Dottorandi	0
	Altre tipologie	1	0	6	6
Personale extrauniversitario		1	3	3	6
TOTALE		7	21	21	42

Voce di spesa	Spesa in Euro	Descrizione
Materiale inventariabile	50.000	Amplificatore a radiofrequenza (modello BLMA 2040- 20 della Bonn-Eklektronik, costo stimato 32000) per coprire la banda dai 2 ai 4 GHz, impiegato per svolgere i test di immunita' radiata a radiofrequenza secondo la norma EN 61000-4-3 per gli apparecchi elettromedicali, che adoperano le frequenze a 2.45 GHz nella banda ISM. 2 Personal computer, Libri, Licenze software per pacchetti di ottimizzazione lineare e non lineare, da usarsi per la soluzione dei modelli matematici di ottimizzazione, per la valutazione sperimentalmente delle metaeuristiche sviluppate. Acquisto di APs e schede WiFiper PC.
Grandi Attrezzature	0
Materiale di consumo e funzionamento	1.000	cartucce stampanti, cd, lucidi, fotocopie
Spese per calcolo ed elaborazione dati
Personale a contratto	9.000	Si richiede di attivare un contratto della durata prevista di 6 mesi per realizzare l'implementazione in linguaggio C delle metaeuristiche (i.e. algoritmi di tipo Tabu Search e genetici) che verranno messi a punto durante il progetto, e per condurre la sperimentazione dei modelli matematici con l'uso di pacchetti commerciali per i quali è richiesto l'uso del linguaggio AMPL. Il candidato ideale e' un laureato in Ingegneria Elettronica con competenze di ottimizzazione, poichè i suddetti algoritmi interagiscono pesantemente e in modo sinergico con i moduli di RadioPropagazione nell'ambito di un unica applicazione software.
Servizi esterni
Missioni	24.000	Missioni presso le sedi delle altre unità o presso altri centri di ricerca ove siano allo studio tematiche analoghe. Spese di viaggio, vitto e alloggio per partecipare a congressi su tematiche inerenti agli argomenti della ricerca.
Pubblicazioni
Partecipazione / Organizzazione convegni	5.000	Spese per congressi medici, di elettromagnetismo e di ricerca operativa ove presentare i risultati della ricerca.
Altro	1.000	Retribuzione di personale esterno al progetto per seminari su temi attinenti al progetto
TOTALE	90.000

Voce di spesa	Spesa in Euro	Descrizione
Materiale inventariabile	50.000	The acquisition of an amplifying system with a pass-throught band from 2 to 4 GHz is required (model BLMA 2040- 20, produced by Bonn-Eklektronik, with estimated cost of about 32000) in order to test the electromedical devices operating in the ISM frequencies. Two personal computers are required, few books and the licence of commercial software packages representing the state of the art for linear and non linear constrained optimization solvers. Such tools are required to test the mathematical models in order to validate the performance of the developed optimization algortihms. Acquisition of WLANs apparatus for the measurement campaign.
Grandi Attrezzature	0
Materiale di consumo e funzionamento	1.000	ink cartridges, cds, transparencies, photocopies.
Spese per calcolo ed elaborazione dati
Personale a contratto	9.000	A 6-months contract will be required in order to: 1) implement the metaheuristic algorithms developed during the project, using the C programming language. 2) carry on a sperimental campaign to test the developped mathematical models, solved by way of off-the-shelf packages using APLM. The profile requires a M.Sc. in Electronic Engeneering with a background in optimization, due to the heavy interactions between the software to be implemented and the modules implementing the RadioPropagation models.
Servizi esterni
Missioni	24.000	Travel and accomodation expenses supported in order to interact with the other research units, and to attend meetings related to the research topics.
Pubblicazioni
Partecipazione / Organizzazione convegni	5.000	Congress fee for conferences whose focus is on topics related to this research.
Altro	1.000	Seminars on topics closely related to the issues dealt with in the research unit project, and given by recognized experts, will be organized and supported with this money.
TOTALE	90.000

		Descrizione
Costo complessivo del Programma dell'Unità di Ricerca	90.000
Fondi disponibili (RD)	9.200	948, dal fondo ex60%-anno2004-Nonato 600, dal fondo ex60%-anno2004-Trillo 7652, da Fondi Laboratorio Compatibilità Elettromagnetica-Prof. Olivo
Fondi acquisibili (RA)	17.800	Fondi provenienti dall'Ateneo di Ferrara: (948+600) * 11,5 come "budget virtuale"
Cofinanziamento di altre amministrazioni
Cofinanziamento richiesto al MIUR	63.000

Firma _____________________________________

Data 31/03/2004 ore 15:08