Teaching the old dog new tricks: Supervised learning with constraints

Methods for taking into account external knowledge in Machine Learning models have the potential to address outstanding issues in data-driven AI methods, such as improving safety and fairness, and can simplify training in the presence of scarce data. We propose a simple, but effective, method for injecting constraints at training time in supervised learning, based on decomposition and bi-level optimization: a master step is in charge of enforcing the constraints, while a learner step takes care of training the model. The process leads to approximate constraint satisfaction. The method is applicable to any ML approach for which the concept of label (or target) is well defined (most regression and classification scenarios), and allows to reuse existing training algorithms with no modifications. We require no assumption on the constraints, although their properties affect the shape and complexity of the master problem. Convergence guarantees are hard to provide, but we found that the approach performs well on ML tasks with fairness constraints and on classical datasets with synthetic constraints

District heating network maintenance planning optimization

To ensure the correct functioning of district heating networks and minimize critical failures, utilities allocate every year a significant part of their budget to maintenance operations. In the present work we describe a risk-based approach implemented to tackle the problem of designing optimal multi-year maintenance campaigns, applied to the Italian city of Brescia, showing how data-driven techniques can help decision makers assess the long terms impacts of budget allocations

Valutazione dell’impatto dell’introduzione del TAP-block nella pratica clinica dell’anestesia pediatrica dell’APSS di Trento

Introduzione: Il TAP (Transversus Abdominis Plane) block consiste in una tecnica per il controllo del dolore postoperatorio nella chirurgia addominale. Il crescente interesse in questa tecnica è dovuto alla semplicità di esecuzione, alla sua sicurezza e alla sua efficacia. Obiettivi: 1. Valutazione dell’efficacia della tecnica in base ai valori di VAS 2. Valutazione dell’efficacia della tecnica in base al consumo di ketoprofene nel postoperatorio 3. Valutazione dell’impatto della tecnica nella pratica clinica dell’anestesia pediatrica dell’APSS di Trento Materiali e metodi: Sono stati inseriti nello studio 112 pazienti tra i 2 e i 12 anni, sottoposti a chirurgia addominale da settembre 2013 e dicembre 2014. Di questi pazienti 47 (42%) facevano parte del gruppo TAP block e 65 (58%) del gruppo di controllo. Entrambi i gruppi venivano sottoposti ad anestesia generale con sevofluorano, fentanest e rocuronio. Nel gruppo TAP block i pazienti alla fine dell’intervento ricevevano paracetamolo mentre ai pazienti del gruppo di controllo veniva somministrato ketoprofene. Nel post-operatorio in entrambi i gruppi di pazienti si somministrava a orario fisso paracetamolo; con VAS>4 si somministrava ketoprofene 1mg/kg. Nelle 24 ore successive all’intervento venivano valutate intensità del dolore, utilizzo di farmaci analgesici, nausea e vomito a 8, 16, 24 ore. Questi outcome sono stati confrontati, per ognuno dei tempi, con il test statistico non parametrico U Mann-Whitney. I dati in forma anonima sono stati analizzati in collaborazione con gli statistici del gruppo IRCS-Progetto Innovazione e Ricerca Clinica in Sanità, APSS-PAT-FBK. Risultati: E’ risultata una differenza statisticamente significativa tra i valori di VAS dei due gruppi con valori più bassi nel gruppo di pazienti a cui era stato praticato il TAP block a 8 ore dopo l’intervento. Per quanto riguarda il consumo di farmaci i risultati non sono in linea con l’analgesia proposta per la scarsa adesione del reparto al protocollo proposto, con l’utilizzo del paracetamolo come rescue al posto del ketoprofene. E’ risultato comunque un maggior consumo di paracetamolo nel gruppo di controllo, con una differenza statisticamente significativa alle 8 ore dopo l’intervento. Conclusioni: In questo studio è emersa una chiara riduzione dei valori di VAS nei pazienti a cui veniva praticato il TAP block e un maggior consumo di farmaci nel gruppo di controllo. L’impatto maggiore della tecnica sulla pratica clinica è stata la condivisione di un nuovo protocollo analgesico con i Colleghi chirurghi per migliorare il comfort del paziente. Si rendono comunque necessari ulteriori studi per valutare la capacità del TAP block di migliorare l’analgesia post-operatoria con l’aggiunta di farmaci adiuvanti che prolunghino l’effetto degli anestetici locali