Quantificazione automatica di farmaci antineoplastici in plasma da voltammetria DPV
per il Therapeutic Drug Monitoring in oncologia di precisione.
Interfaccia sperimentale per l'elaborazione della curva intensità di corrente / potenziale e il calcolo della concentrazione del farmaco. Pipeline algoritmica deterministica, identificazione automatica del picco con indice di confidenza, doppio metodo di baseline e validazione contro spettrometria di massa.
Progetto presentato alla Regione Friuli Venezia Giulia dal Centro di Riferimento Oncologico di Aviano (CRO), capofila e aggiudicatario, nell'ambito del bando L.R. 22/2022, art. 7, commi 56–61 — «Sostegno a progetti di validazione di idee e tecnologie innovative che prevedano il raggiungimento di un TRL 6, 7 o 8».
Biovalley Investments Partner SpA opera come fornitore dello sviluppo software del prototipo (fasi 1, 4 e 5): gestione dell'interfaccia galvanostato–computer sul Point-of-Care (PoC), elaborazione della curva intensità di corrente / potenziale per il calcolo della concentrazione del farmaco, trasmissione crittata dei valori registrati dal PoC al server centrale, visualizzazione aggregata dei dati di più PoC.
Il workflow attuale dell'ospedale per la quantificazione del farmaco a partire dal voltammogramma è interamente manuale: il tecnico identifica visivamente il picco, sceglie a mano i due punti di ancoraggio sinistro e destro, traccia la baseline col cursore e misura l'altezza. Operazione lenta, soggettiva e non riproducibile in modo formale per pubblicazione.
Identificazione del massimo locale nel range del farmaco (V≈0.6 V) con prominenza adattiva sul range locale della finestra, robusta a corrente capacitiva e interferenti di matrice.
Quando il picco è uno shoulder ascendente, la pipeline propone il candidato come minimo locale di dI/dV, con check geometrico anti-valley su ±3 punti.
Punteggio composito √(slope_drop × monotonic_rise_score) classificato su 4 livelli. Filtraggio automatico delle scansioni dubbie senza intervento manuale.
Lineare classica e Tangent Match basata su lower convex hull globale — deterministiche, parameter-free, garantite di non passare sopra la curva.
Due metriche indipendenti per ciascun metodo (µA e µA·V via regola trapezoide). Confronto immediato per scegliere la quantità più riproducibile per la retta di taratura.
Grafico Plotly con picco / L / R, area colorata, linea verticale dell'altezza per metodo, box informativo con coordinate e metriche. Picking manuale degli ancoraggi col mouse per casi edge.
Elaborazione di N file con metodo selezionato, tabella riepilogativa con confidenza, link rapido alla vista esplorativa per ogni riga, esporto CSV o XLSX.
Modalità statistica con matrice file × metodo e supporto a gold standard esterno per calcolo di RMSE / MAE / bias / Pearson, base per la validazione del metodo nel paper scientifico.
Suite di 17 test pytest garantisce stabilità della pipeline ad ogni modifica algoritmica. Docstring riutilizzabili nella sezione Materiali e Metodi del paper.
Il sistema è stato sviluppato e validato su 5 sessioni di calibrazione indipendenti (standard a 1008 / 2520 / 4032 ng/mL di Imatinib + Norimatinib in plasma, ciascuna con bianco) e su 39 scansioni di pazienti reali, con concentrazione di riferimento determinata via spettrometria di massa (HPLC-MS). Tutte le baseline sono deterministiche, riproducibili, con parametri giustificabili in peer-review.