ITPI960061A1

ITPI960061A1 - APPARATUS FOR ORIENTATION AND SUPPORT OF SURGICAL INSTRUMENTS

Info

Publication number: ITPI960061A1
Application number: IT96PI000061A
Authority: IT
Inventors: Luca Bosio; Cesare Giorgi
Original assignee: Sm Scienza Machinale S R L
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1998-06-11
Also published as: IT1289303B1; WO1998025535A1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: "APPARECCHIATURA PER L'ORIENTAMENTO ED IL SUPPORTO DI STRUMENTI AD USO CHIRURGICO" Description of the industrial invention entitled: "EQUIPMENT FOR THE ORIENTATION AND SUPPORT OF INSTRUMENTS FOR SURGICAL USE"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda il settore delle apparecchiature mediche, e più precisamente si riferisce ad una apparecchiatura per l'orientamento ed il supporto di strumenti ad uso chirurgico. The present invention relates to the field of medical equipment, and more precisely it refers to an apparatus for orienting and supporting instruments for surgical use.

Brevi cenni alla tecnica nota Brief notes on the known art

Diversi tipi di strumenti chirurgici, ed in particolare quelli neurochirurgici, utilizzano informazioni morfologiche derivate da radiografie, tomografia computerizzata e risonanza magnetica, acquisite rispetto ad un sistema di riferimento, in modo da essere utilizzate dal chirurgo in fase operatoria per orientarsi . Different types of surgical instruments, and in particular neurosurgical ones, use morphological information derived from radiographs, computed tomography and magnetic resonance, acquired with respect to a reference system, in order to be used by the surgeon during the operation to orient himself.

L'orientamento del chirurgo avviene tramite sistemi che registrano la posizione dello strumento operatorio utilizzato e ne riproducono la posizione nel sistema di riferimento morfologico sopra menzionato, gestito da un calcolatore grafico. L'apparecchiatura che registra la posizione dello strumento chirurgico deve essere in grado di rilevare continuamente ogni nuova posizione assunta dallo strumento durante l'intervento. The surgeon's orientation occurs through systems that record the position of the operating instrument used and reproduce its position in the morphological reference system mentioned above, managed by a graphic computer. The equipment that records the position of the surgical instrument must be able to continuously detect each new position taken by the instrument during surgery.

Nel caso particolare degli interventi neurochirurgici endocranici, il riferimento spaziale comune alla fase di acquisizione delle immagini morfologiche e dell'intervento può essere rappresentato da un telaio fissato al cranio del malato in esame, o dalla identificazione di punti o superfici di riferimento, riconoscibili in entrambe le fasi, a seconda del livello di precisione richiesto per il particolare tipo di intervento eseguito. In the particular case of endocranial neurosurgical interventions, the common spatial reference to the phase of acquisition of morphological images and of the intervention can be represented by a frame fixed to the skull of the patient under examination, or by the identification of reference points or surfaces, recognizable in both. the phases, depending on the level of precision required for the particular type of intervention performed.

In un primo tipo di strumentazione, il riconoscimento della posizione degli strumenti avviene, nei vari sistemi conosciuti, tramite lettori di coordinate tridimensionali, costituiti da strutture meccaniche a più gradi di libertà. In un altro tipo, invece, il riconoscimento della posizione degli strumenti avviene mediante sistemi di calibrazione e di inseguimento, basati sul riconoscimento ottico di punti di riferimento, rilevati da telecamere posizionate adeguatamente. In a first type of instrumentation, the recognition of the position of the instruments takes place, in the various known systems, through readers of three-dimensional coordinates, consisting of mechanical structures with several degrees of freedom. In another type, however, the recognition of the position of the instruments takes place by means of calibration and tracking systems, based on the optical recognition of reference points, detected by cameras positioned appropriately.

Nessuno degli strumenti sopra descritti, tuttavia, agisce da lettore di posizione e da sostegno dello strumento operatorio in una posizione determinata. None of the instruments described above, however, acts as a position reader and support for the operative instrument in a given position.

Sintesi dell'invenzione Summary of the invention

È appunto scopo della presente invenzione fornire una apparecchiatura da applicare in campo chirurgico che agisce da lettore di posizione e da sostegno dello strumento operatorio in una posizione determinata. It is precisely an object of the present invention to provide an apparatus to be applied in the surgical field which acts as a position reader and as a support for the operating instrument in a determined position.

È un altro scopo dell'invenzione fornire una apparecchiatura per l'orientamento ed il supporto di strumenti ad uso chirurgico, che consenta un movimento leggero dello strumento, un preciso posizionamento e guida dello spostamento, con possibilità di bloccaggio in una posizione prescelta. It is another object of the invention to provide an apparatus for the orientation and support of instruments for surgical use, which allows a slight movement of the instrument, a precise positioning and guide of the movement, with the possibility of locking in a preselected position.

È un ulteriore scopo dell'invenzione fornire una apparecchiatura per l'orientamento ed il supporto di strumenti ad uso chirurgico che, nelle condizioni di lavoro, abbia struttura che renda minime le forze per il suo bloccaggio nelle posizioni desiderate, rendendo così minimo il peso e l'ingombro di elementi frenanti necessari per il bloccaggio. It is a further object of the invention to provide an apparatus for the orientation and support of instruments for surgical use which, in the working conditions, has a structure that minimizes the forces for its locking in the desired positions, thus minimizing the weight and the size of the braking elements necessary for locking.

È uno scopo particolare dell'invenzione fornire una apparecchiatura che sia di ausilio nel corso di interventi neurochirurgici endocranici, e che consenta l'orientamento ed il supporto di strumenti in uno spazio sferico concentrico alla testa del paziente. It is a particular object of the invention to provide an apparatus which is of help in the course of intracranial neurosurgery, and which allows the orientation and support of instruments in a spherical space concentric with the patient's head.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dalla apparecchiatura secondo l'invenzione, come definito dalle rivendicazioni riportate più avanti. These and other purposes are achieved by the apparatus according to the invention, as defined by the claims set forth below.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Le caratteristiche definite dalle rivendicazioni e i vantaggi della attrezzatura secondo la presente invenzione risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di alcune sue forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: The characteristics defined by the claims and the advantages of the equipment according to the present invention will become clearer with the following description of some of its embodiments, given by way of example, with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 mostra, in vista schematica, una attrezzatura secondo l'invenzione, applicata ad un telaio di riferimento e connessa ad un elaboratore; Figure 1 shows, in schematic view, an apparatus according to the invention, applied to a reference frame and connected to a computer;

- la figura 2 mostra in vista prospettica laterale una forma esecutiva preferita dell'attrezzatura di figura 1; Figure 2 shows in a side perspective view a preferred embodiment of the equipment of Figure 1;

- la figura 3 mostra in vista prospettica dal retro l'attrezzatura di figura 2 in una posizione di disimpegno rispetto al telaio di riferimento; Figure 3 shows a rear perspective view of the equipment of Figure 2 in a disengagement position with respect to the reference frame;

- la figura 4 mostra in vista in elevazione proiettata su un piano verticale una forma realizzativa preferita dell'attrezzatura secondo l'invenzione; Figure 4 shows an elevated view projected onto a vertical plane of a preferred embodiment of the equipment according to the invention;

- la figura 5 mostra in vista prospettica in elevazione la attrezzatura di figura 4. - figure 5 shows a perspective view in elevation of the equipment of figure 4.

Descrizione di una forma realizzativa preferita Description of a preferred embodiment

Facendo ora riferimento alla figura 1, una apparecchiatura per la disposizione spaziale di uno strumento chirurgico per operazioni neurochirurgiche alla testa, comprende un telaio di riferimento 1, facente parte ad esempio di un casco stereotassico (vedi fig. 5) da rendere solidale alla testa del paziente 2 mediante mezzi noti non mostrati, e una flangia 3 di sostegno per uno strumento chirurgico 4. Referring now to figure 1, an apparatus for the spatial arrangement of a surgical instrument for neurosurgical operations on the head, comprises a reference frame 1, forming part for example of a stereotaxic helmet (see fig. 5) to be made integral with the head of the patient 2 by known means not shown, and a support flange 3 for a surgical instrument 4.

La flangia 3 è connessa al telaio di riferimento 1 mediante un'attrezzatura 5 secondo la presente invenzione. Più precisamente, l'attrezzatura 5 è connessa al telaio di riferimento 1 mediante un giunto di collegamento 6, facilmente rimovibile ed in grado di ruotare attorno ad un asse 6a, che nel presente caso è sostanzialmente parallelo al piano del telaio di riferimento 1. Il giunto 6 comprende mezzi di bloccaggio meccanici dello spostamento angolare in una posizione di riferimento ben precisa, da fissare come posizione di zero. Il giunto di collegamento 6 è connesso alla flangia 3 mediante una pluralità di supporti rotoidali, rispettivamente un primo, un secondo, un terzo ed un quarto supporto rotoidale 7, 8, 9, 10, uniti fra loro da rispettivi bracci rigidi 11, 12, 13. Il quarto supporto 10 è unito direttamente alla flangia 3, eventualmente distanziato da essa mediante un braccio 14. The flange 3 is connected to the reference frame 1 by means of an equipment 5 according to the present invention. More precisely, the fixture 5 is connected to the reference frame 1 by means of a connection joint 6, which is easily removable and capable of rotating around an axis 6a, which in the present case is substantially parallel to the plane of the reference frame 1. joint 6 comprises mechanical locking means of the angular displacement in a very precise reference position, to be fixed as the zero position. The connection joint 6 is connected to the flange 3 by means of a plurality of rotoidal supports, respectively a first, a second, a third and a fourth rotoidal support 7, 8, 9, 10, joined together by respective rigid arms 11, 12, 13. The fourth support 10 is joined directly to the flange 3, possibly spaced from it by an arm 14.

Come meglio visibile in figura 2, i supporti 7, 8, 9 e 10 consentono la rotazione delle loro parti prossimali rispetto alle loro parti distali attorno a rispettivi assi 7a, 8a, 9a e 10a come indicato dalle corrispondenti frecce. L'asse 15 dello strumento 4 è perciò dotato di un grado di libertà per ciascun supporto, in totale quattro, e può quindi essere orientato o traslato in una un elevato numero di posizioni rispetto alla testa 2 del paziente. Inoltre, tutta l'attrezzatura 5 possiede un grado di libertà aggiuntivo datogli dalla rotazione attorno all'asse 6a (fig. 3), che comunque non viene utilizzato se non in occasione dell'allontanamento o appostamento dello strumento al paziente. As better visible in Figure 2, the supports 7, 8, 9 and 10 allow the rotation of their proximal parts with respect to their distal parts about respective axes 7a, 8a, 9a and 10a as indicated by the corresponding arrows. The axis 15 of the instrument 4 is therefore equipped with a degree of freedom for each support, in total four, and can therefore be oriented or translated in a large number of positions with respect to the patient's head 2. Furthermore, all the equipment 5 has an additional degree of freedom given to it by the rotation around the axis 6a (Fig. 3), which in any case is not used except when the instrument is moved away from or placed on the patient's side.

Ciascuno dei supporti 7, 8, 9 e 10 comprende, oltre ad un giunto rotoidale tra un elemento prossimale e un elemento distale, un sensore della posizione angolare tra l'elemento prossimale e quello distale nonché un freno per bloccare la rotazione dell'elemento distale rispetto a quello prossimale. Una forma preferita del terzo supporto 9 è .illustrata in figura 4 e descritta più avanti. Each of the supports 7, 8, 9 and 10 includes, in addition to a swivel joint between a proximal element and a distal element, an angular position sensor between the proximal and distal elements as well as a brake to block the rotation of the distal element than the proximal one. A preferred form of the third support 9 is illustrated in Figure 4 and described below.

Come mostrato in figura 1, il segnale relativo alle posizioni angolari del giunto 6, che ha funzione di riferimento iniziale, e di ciascuno dei supporti 7,8,9,10, perviene ad un computer 20 connesso ad un monitor 21 sul quale è possibile controllare la posizione dello strumento 4 rispetto ad una serie di immagini ottenute in modo noto da una analisi preliminare del paziente, come descritto sinteticamente nella parte introduttiva. As shown in Figure 1, the signal relating to the angular positions of the joint 6, which has the function of initial reference, and of each of the supports 7,8,9,10, reaches a computer 20 connected to a monitor 21 on which it is possible check the position of the instrument 4 with respect to a series of images obtained in a known way from a preliminary analysis of the patient, as described briefly in the introductory part.

In un modo possibile di utilizzazione della apparecchiatura secondo l'invenzione, viene inizialmente disposto il telaio di riferimento 1 in modo solidale al paziente 2. Una volta che il chirurgo ha sbloccato la rotazione dei supporti 7-10 può orientare liberamente e con minimo sforzo lo strumento 4. Quindi, può bloccare l'attrezzatura nella posizione prescelta nella quale può usare correttamente lo strumento 4 nella direzione di intervento. I corrispondenti segnali che giungono all'elaboratore 20 sono correlati con la posizione di riferimento al telaio di riferimento 1 e con le immagini memorizzate nel computer e visualizzate dal monitor 21. In one possible way of using the apparatus according to the invention, the reference frame 1 is initially arranged integrally with the patient 2. Once the surgeon has unlocked the rotation of the supports 7-10, he can orient the frame freely and with minimal effort. tool 4. Then, he can lock the equipment in the chosen position in which he can correctly use the tool 4 in the direction of intervention. The corresponding signals arriving at the computer 20 are correlated with the reference position to the reference frame 1 and with the images stored in the computer and displayed by the monitor 21.

L'apparecchiatura 5 permette il posizionamento dello strumento 4 in corrispondenza non di tutta la testa 2, ma solo di una sua parte, corrispondente ad un settore sferico, ad esempio, /- 40 gradi rispetto ad una posizione centrale, stabilita fissando opportunamente il giunto 6 al telaio di riferimento 1. Più precisamente, per operare in aree diverse della testa, sono previsti attacchi 16 in diverse posizioni del telaio di riferimento 1, illustrate in figura 2 e comprendenti un foro di aggancio 17 e un dente di riferimento e battuta 18. Nell'esempio di figura 2 sono state illustrate otto diverse posizioni di aggancio 16 dell'apparecchiatura 5. Di queste ne sono visibili solo 5 più quella a cui è effettivamente collegata l'apparecchiatura stessa. The apparatus 5 allows the positioning of the instrument 4 not in correspondence with the whole head 2, but only in a part thereof, corresponding to a spherical sector, for example, / - 40 degrees with respect to a central position, established by suitably fixing the joint 6 to the reference frame 1. More precisely, to operate in different areas of the head, attachments 16 are provided in different positions of the reference frame 1, illustrated in figure 2 and comprising a hooking hole 17 and a reference and stop tooth 18 In the example of Figure 2, eight different hooking positions 16 of the apparatus 5 have been illustrated. Of these, only 5 are visible plus the one to which the apparatus itself is actually connected.

Come mostrato in figura 3, l'apparecchiatura 5 può essere facilmente disposta in una posizione di non ingombro rispetto alla testa 2 del paziente, semplicemente effettuando una rotazione attorno all'asse 6a del giunto di collegamento 6. Dalla posizione di figura 3, poi, è possibile rimuovere l'apparecchiatura 5, oppure riposizionarla nei confronti della testa 2 come mostrato in figura 2. As shown in figure 3, the apparatus 5 can be easily arranged in a position of space with respect to the patient's head 2, simply by rotating around the axis 6a of the connection joint 6. From the position of figure 3, then, it is possible to remove the equipment 5, or reposition it towards the head 2 as shown in figure 2.

Con riferimento alle figure 4 e 5, secondo una forma realizzativa preferita dell'invenzione, al fine di minimizzare il peso dell'attrezzatura e di ottimizzare il movimento dei vari bracci 11, 12 e 13, gli assi 7a, 8a, 9a e IOa sono a due a due incidenti, rispettivamente in punti O, A e B. In questo modo, infatti, sono nulli i momenti rispetto ai supporti delle forze dirette verso O. Questo comporta il vantaggio che i freni dei supporti non devono reggere tali momenti durante il blocco dell'apparecchiatura e possono quindi essere ridotti in dimensionamento senza incidere sulla precisione di frenatura. With reference to Figures 4 and 5, according to a preferred embodiment of the invention, in order to minimize the weight of the equipment and to optimize the movement of the various arms 11, 12 and 13, the axes 7a, 8a, 9a and 10a are two by two accidents, respectively in points O, A and B. In this way, in fact, the moments with respect to the supports of the forces directed towards O are zero. block of the equipment and can therefore be reduced in size without affecting the braking accuracy.

Secondo una forma particolarmente vantaggiosa, il punto 0 di incidenza degli assi 7a e 8a si trova in corrispondenza del centro della testa del paziente. In tal modo la punta dello strumento 4 descrive una porzione di sfera concentrica alla testa. According to a particularly advantageous embodiment, the point 0 of incidence of the axes 7a and 8a is located in correspondence with the center of the patient's head. In this way the tip of the instrument 4 describes a portion of a sphere concentric with the head.

Inoltre, preferibilmente, la lunghezza e la forma dei bracci 11, 12 e 13 è scelta in modo che la retta risultante delle forze peso dell'attrezzatura 5 passa per il punto O. In questo modo, disponendo il paziente in modo che la retta BO risulti verticale, si annullano anche i momenti delle forze peso di tutti i alleggerendo ulteriormente la distribuzione delle forze della apparecchiatura durante il blocco. Pertanto, il fatto che i momenti delle forze peso non gravano sui supporti fa sì che tutto il peso dello strumento 4, che può essere irrilevante o anche elevato, a seconda dei casi, gravi direttamente sul telaio di riferimento 1, non influendo così sulla frenatura dei supporti 7,8,9,10. Furthermore, preferably, the length and shape of the arms 11, 12 and 13 is chosen so that the resulting straight line of the weight forces of the equipment 5 passes through the point O. In this way, arranging the patient so that the straight line BO is vertical, the moments of the weight forces of all the forces are also canceled, further lightening the distribution of the forces of the equipment during the block. Therefore, the fact that the moments of the weight forces do not weigh on the supports means that all the weight of the instrument 4, which can be insignificant or even high, depending on the case, weighs directly on the reference frame 1, thus not affecting the braking. of the supports 7,8,9,10.

Una conseguenza particolare della configurazione preferita di figure 4 e 5 è che le distanze AO, BO e AB di figura 4 sono costanti, come pure sono costanti gli angoli del triangolo OAB, dando luogo ad una geometria della attrezzatura 5 specificamente atta a guidare lo strumento 4 intorno alla testa 2. Un ulteriore aspetto preferito in questo senso è che i supporti 9 e 10 hanno punto di incidenza B sull'asse 15 dello strumento 4. Pertanto, la rotazione attorno agli assi 9a e IOa si traduce in un movimento dello strumento 4 all'interno di un cono avente vertice nel punto B che si trova sul suo asse 15. Il vertice B, pertanto, descrive una sfera con centro in 0, e l'attrezzatura 5 raggiunge lo scopo di consentire in maniera ottimale l'uso dello strumento 4 durante operazioni neurochirurgiche endocraniche. A particular consequence of the preferred configuration of Figures 4 and 5 is that the distances AO, BO and AB of Figure 4 are constant, as are the angles of the triangle OAB, giving rise to a geometry of the equipment 5 specifically adapted to guide the instrument. 4 around the head 2. A further preferred aspect in this sense is that the supports 9 and 10 have point of incidence B on the axis 15 of the instrument 4. Therefore, the rotation around the axes 9a and 10a results in a movement of the instrument 4 inside a cone having vertex at point B which is on its axis 15. Vertex B, therefore, describes a sphere with center at 0, and the equipment 5 achieves the purpose of optimally allowing the use of instrument 4 during intracranial neurosurgical operations.

Una forma preferita dei mezzi aggancio del giunto 6 al telaio 1, mostrata sempre in figure 4 e 5, prevede un attacco a coda di rondine 22, facilmente smontabile e di notevole stabilità. Analogamente a come mostrato in figura 3, inoltre, l'attrezzatura 5 può essere ruotata attorno al giunto 6 per portarsi in una posizione di non ingombro. A tal fine, per consentire la rotazione, è prevista una leva di sblocco indicata con 30 in figure 4 e 5, che impegna o disimpegna il giunto 6 consentendo o impedendo la rotazione attorno all'asse 6a. A preferred form of the coupling means of the joint 6 to the frame 1, again shown in Figures 4 and 5, provides a dovetail attachment 22, which is easily removable and of considerable stability. Similarly to as shown in Figure 3, moreover, the fixture 5 can be rotated around the joint 6 to move to an out-of-the-way position. For this purpose, to allow rotation, an release lever is provided, indicated with 30 in Figures 4 and 5, which engages or disengages the joint 6 allowing or preventing rotation around the axis 6a.

Sempre in figura 5 è mostrata una forma vantaggiosa, e di tipo noto, dei mezzi per rendere solidale l'apparecchiatura alla testa 2 paziente, comprendenti appoggi 23 che si estendono dall'anello 1. Also in figure 5 is shown an advantageous and known form of the means for making the apparatus integral with the patient's head 2, comprising supports 23 which extend from the ring 1.

In figura 4 è poi mostrata in sezione una possibile struttura del terzo supporto 9, che è sostanzialmente uguale a quella degli altri supporti 7,8,10. Essa comprende un elemento elettromagnetico 24, unito alla parte distale 9b del supporto 9 mediante una molla 24a avente notevole rigidezza torsionale e elevata flessibilità nella direzione dell'asse 9a. Inoltre comprende un'ancora 25, solidale alla parte prossimale 9c del supporto 9. L'elemento elettromagnetico 24, in condizioni normali, si comporta da magnete permanente e si avvicina il più possibile all'ancora 25 andando a toccare un elemento a frizione 26, comportando così il blocco del supporto 9, ossia impedendo la rotazione della parte prossimale 9c rispetto a quella distale 9b. Eccitando elettricamente l'elemento elettromagnetico 24, questo si allontana dall'ancora 25 sbloccando temporaneamente il supporto 9 e consentendo la rotazione della parte prossimale 9c rispetto a quella distale 9b. In figura 4 è anche mostrato il sensore 27 di posizione angolare. Figure 4 also shows in section a possible structure of the third support 9, which is substantially the same as that of the other supports 7,8,10. It comprises an electromagnetic element 24, joined to the distal part 9b of the support 9 by means of a spring 24a having considerable torsional stiffness and high flexibility in the direction of the axis 9a. It also comprises an anchor 25, integral with the proximal part 9c of the support 9. The electromagnetic element 24, under normal conditions, acts as a permanent magnet and comes as close as possible to the anchor 25, touching a friction element 26, thus involving the locking of the support 9, ie preventing the rotation of the proximal part 9c with respect to the distal part 9b. By electrically energizing the electromagnetic element 24, this moves away from the anchor 25 temporarily unlocking the support 9 and allowing the rotation of the proximal part 9c with respect to the distal part 9b. Figure 4 also shows the angular position sensor 27.

Lo strumento 4, può essere vantaggiosamente montato a scorrimento nella flangia 3, muovendosi liberamente nella direzione della freccia 15a di figura 4 . Internamente alla flangia 3, infatti, può essere previsto un encoder (non mostrato) che misura la posizione relativa dell'estremità prossimale dello strumento 4 rispetto al punto B, o altro punto di riferimento. Lo strumento 4, inoltre, può essere reso bloccabile rispetto alla flangia 3, come pure può essere libero di muoversi senza possibilità di essere bloccato. In questo secondo caso, il chirurgo usa l'apparecchiatura secondo l'invenzione esclusivamente come guida per lo strumento, ma non come supporto per esso. In altre parole, introducendo lo strumento 4 nella flangia 3 dell'attrezzatura 5 in condizioni di sblocco, questa consente di individuare la posizione esatta dello strumento che rimane totalmente nelle mani del chirurgo, che non ne perde il controllo né la sensibilità, grazie anche alla leggerezza di movimento dei supporti 7,8,9,10. Contemporaneamente, il chirurgo controlla la direzione dello strumento sul monitor 20, fino a che essa non va a incidere nella esatta zona di intervento. Quindi, dopo aver bloccato l'attrezzatura 5, controlla soltanto il movimento dello strumento 4 secondo la freccia 15a di figura 4, leggendo sul monitor la coordinata di avvicinamento alla zona di intervento. The instrument 4 can advantageously be slidably mounted in the flange 3, moving freely in the direction of the arrow 15a of figure 4. Inside the flange 3, in fact, an encoder (not shown) can be provided which measures the relative position of the proximal end of the instrument 4 with respect to point B, or other reference point. Furthermore, the instrument 4 can be made lockable with respect to the flange 3, as well as it can be free to move without the possibility of being locked. In this second case, the surgeon uses the apparatus according to the invention exclusively as a guide for the instrument, but not as a support for it. In other words, by introducing the instrument 4 into the flange 3 of the equipment 5 in unlocked conditions, this allows to identify the exact position of the instrument which remains totally in the hands of the surgeon, who does not lose control or sensitivity, thanks also to the lightness of movement of the supports 7,8,9,10. At the same time, the surgeon checks the direction of the instrument on the monitor 20, until it affects the exact area of intervention. Then, after locking the fixture 5, it checks only the movement of the tool 4 according to the arrow 15a of figure 4, reading on the monitor the coordinate of approach to the intervention zone.

Infine, per quanto nei disegni annessi si sia fatto riferimento ad operazioni alla testa, è chiaro che il telaio di riferimento 1 può essere adattato ad altre parti del corpo. Finally, although reference has been made to head operations in the annexed drawings, it is clear that the reference frame 1 can be adapted to other parts of the body.

La descrizione di cui sopra di una forma realizzativa specifica è in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e , quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo. The above description of a specific embodiment is able to show the invention from the conceptual point of view so that others, using the known art, will be able to modify and / or adapt this specific embodiment in various applications without further research and without departing from the inventive concept, and, therefore, it is understood that such adaptations and modifications will be considered as equivalent to the specific embodiment. The means and materials for carrying out the various functions described may be of various nature without thereby departing from the scope of the invention. It is understood that the expressions or terminology used have a purely descriptive purpose and therefore not limitative.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for orienting and supporting an instrument for surgical use, comprising a reference frame, made integral in use to a patient, a support for said instrument, characterized in that said support is connected to said frame by means of a articulated equipment formed by a plurality of consecutive rotatable supports joined by relative arms, each support giving said articulated equipment a degree of freedom about an axis of rotation.

2. Apparatus according to claim 1, wherein said equipment comprises a first, second, third and fourth support joined together by respective rigid arms, said first and second supports allowing an overall spherical movement of said instrument with respect to said frame and said third and fourth supports allowing said instrument to rotate in a plurality of directions with respect to said first and second supports.

3. Apparatus according to claim 2, wherein said axes of rotation of said first, second, third and fourth supports are, in order, two by two.

4. Apparatus according to claims 2 or 3, wherein said frame is made integral with the head of a patient, said axes of rotation of said first and second supports being incident at the center of said head, whereby said instrument describes a portion of a concentric sphere to said head.

5. Apparatus according to claims 2, 3 or 4, wherein the length and shape of said arms which join said supports is such that the resulting straight line of the weight forces of said equipment passes through the point of incidence of the rotation axes of said equipment first and second support.

6. Apparatus according to any one of claims 2 to 5, in which said axes of rotation of said third and fourth support are incident in correspondence with the axis of said instrument.

7. Apparatus according to the preceding claims, wherein said rotating supports comprise a rotational joint between a proximal element and a distal element, a sensor of the angular position between said elements with respect to said axis of rotation and a brake for blocking or releasing the rotation between said elements.

8. Apparatus according to claim 7, wherein said brake comprises a first portion integral with said distal element and a second portion integral with said proximal element, in blocking conditions said first and second portion coming into contact as a result of movement of an element electromagnetic.

9. Apparatus according to the preceding claims, wherein said instrument is slidably mounted in said support, sensor means being provided for the relative position between said instrument and said support.

10. Apparatus according to the preceding claims, wherein said equipment is rotatably connected to said frame in a removable way by means of a connection joint, a plurality of engagement seats differently positioned for said connection joint being provided on said frame.

11. Apparatus for the spatial arrangement of a surgical instrument, substantially as described above and illustrated with reference to the attached drawings.