IT201800001108A1

IT201800001108A1 - Apparato per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico

Info

Publication number: IT201800001108A1
Application number: IT201800001108A
Authority: IT
Inventors: Lorenzo Capineri; Francesco Frosini; Marina Mazzoni; Andrea Bulletti; Arianna Menciassi; Calogero Maria Oddo; Luca Massari; Gastone Ciuti
Original assignee: Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Santanna; Univ Degli Studi Di Firenze
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-16
Also published as: EP3752827B1; EP3752827A1; WO2019142109A1

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

TITOLO

APPARATO PER L’ANALISI INTRAOPERATORIA DI CAMPIONI DI TESSUTO

BIOLOGICO

SETTORE TECNICO

La presente invenzione si inserisce all’interno del settore dei supporti tecnologici in ambiente medico riferendosi in particolar modo ai sistemi integrati di analisi dei tessuti di supporto alle indagini bioptiche.

STATO DELL’ARTE

Come è noto l’esame istologico intraoperatorio è quella tecnica che permette di eseguire uno studio istologico su un campione bioptico prelevato durante un intervento chirurgico. Attraverso tale esame è possibile fornire delle informazioni immediate all’equipe chirurgica che può, così, definire meglio l’intervento e la procedura stessa. Ad esempio, queste informazioni potrebbero essere fondamentali per definire i margini di una resezione, per definire il tipo di lesione (benigna vs. maligna, infiltrato vs. non infiltrato), per definire l’invasività dell’intervento in generale.

Questa metodologia prevede che durante la procedura chirurgica venga prelevata una porzione di materiale biologico, la quale viene inviata al laboratorio di anatomia patologica, che esegue le analisi ed invia il risultato all’equipe chirurgica. Il tutto avviene in tempi molto brevi (20-30 min.). Questo approccio prevede che all’interno del laboratorio di anatomia patologica siano presenti medici specializzati e tecnici sanitari: i primi eseguono la scelta delle parti utili del pezzo anatomico (campionamento) e la lettura/refertazione del vetrino; i secondi si occupano della preparazione del campione alla lettura (taglio, colorazione e preparazione del vetrino).

L’evoluzione tecnologica della metodologia in oggetto ha visto l’utilizzo dell’Information & Communication Technology con lo scopo di ridurre i tempi di transito delle informazioni. In particolare la remotizzazione della risposta ha permesso di accelerare i tempi necessari a fornire le informazioni all’equipe chirurgica, una volta che l’analisi patologica è stata conclusa.

La letteratura mette in evidenza che la telepatologia e la remotizzazione dell’esame istologico hanno raggiunto un buon livello di maturità. Nel lavoro di Ribback S. et al (2014) (Virtual slide telepathology with scanner systems for intraoperative frozen-section consultation, Pathology Research and Practice) si parla di sistemi di telepatologia mettendo in evidenza le complicazioni legate al trasporto dei campioni dalla sala operatoria al laboratorio. In alcuni casi i due luoghi potrebbero essere troppo lontani tra di loro rendendo praticamente impossibile l’analisi intraoperatoria. L’autore illustra un sistema in grado di virtualizzare la biopsia usando uno scanner rendendo però necessario un laboratorio di anatomia patologica in prossimità del comparto operatorio. La remotizzazione delle informazioni è solo legata alla fase di lettura dell’immagine e alla restituzione della risposta alla sala operatoria.

Il sistema indicato nell’articolo “A Breakthrough in Tumor Localization: Combining Tactile Sensing and Ultrasound to Improve Tumor Localization in Robotics-Assisted Minimally Invasive Surgery” di Anish S. Naidu et al. (IEEE Robotics & Automation Magazine, 2017) anticipa l’utilizzo di due sensori, non integrati tra di loro, da usare alternativamente durante l’intervento di resezione. Tale sistema non usa alcuna remotizzazione e non viene evidenziata la presenza di analisi di tipo istologico.

In US2016313252 è descritto un sistema che permette di eseguire un’analisi istologica mediante scansione ottica di un campione i cui risultati vengono inviati in remoto al medico patologo. Tale sistema permette di remotizzare l’analisi in modo non distruttivo per il campione però non è in grado di rilevare la presenza né caratterizzare eventuali inclusioni.

Un dispositivo non studiato per l’analisi intraoperatoria, è invece quello descritto in CN105352931, il quale prevede la rilevazione di cellule tumorali o di altre cellule patologiche tramite l’utilizzo di un sistema ad emissione di luce laser con rilevazione di fluorescenza il quale comprende anche una sonda ad ultrasuoni collegata ad un sistema di elaborazione dati. Come già evidenziato, tale sistema non è idoneo ad un utilizzo intraoperatorio.

SINTESI DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è perciò quello di migliorare i sistemi di telepatologia e migliorare il processo di analisi ex-vivo intraoperatoria mettendo a disposizione un sistema integrato in grado di supportare il tecnico sanitario durante le fasi di analisi macroscopica e successivo campionamento, permettendo quindi di non inviare fisicamente il materiale al laboratorio di anatomia patologica ma utilizzando un locale adatto, ubicato all’interno del comparto operatorio o in prossimità dello stesso.

Altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un sistema che assicuri una analisi ex-vivo obiettiva e riproducibile, mediante una scansione completa dei campioni estratti, effettuata in ambiente controllato.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un apparato per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico che sia in grado di operare l’analisi di un campione in modalità completamente automatica permettendo l’accesso ai risultati in modalità remota, in particolare ad un medico patologo.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un apparato per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico che dia risultati molto affidabili grazie anche all’integrazione contemporanea di più metodologie di analisi.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un apparato per l’analisi intraoperatoria di campioni istologici comprendente:

- mezzi di supporto a cui detto campione può essere stabilmente associato,

- organi di acquisizione dati,

- organi di movimentazione dei mezzi di supporto rispetto agli organi di acquisizione dati,

- un’unità di controllo per la ricezione dei dati dagli organi di acquisizione, l’elaborazione degli stessi ed il controllo degli organi di acquisizione stessi e degli organi di movimentazione,

in cui gli organi di acquisizione comprendono:

- sensori ad ultrasuoni,

- sensori tattili,

- sensori di visione,

ed in cui l’unità di controllo è adatta a

controllare automaticamente gli organi di movimentazione e i sensori ad ultrasuoni in funzione di dati ricevuti dai sensori di visione e/o dai sensori tattili in modo da comandare l’acquisizione di dati da parte dei sensori a ultrasuoni e sensori tattili in corrispondenza di una pluralità di punti da analizzare del campione istologico ed elaborare i dati acquisiti per determinare una caratterizzazione del campione stesso. L’integrazione sistemica tra sensori di visione, sensori tattili e sensori ad ultrasuoni permette di automatizzare il processo di analisi del campione di tessuto biologico in quanto gli stessi sensori di visione e sensori tattili oltre che per caratterizzare il campione sono utilizzati per sincronizzare e regolare il movimento degli organi di movimentazione che permettono la scansione del campione.

Inoltre, l’utilizzo contemporaneo di diverse tipologie di organi di acquisizione consente di verificare la correlazione tra i risultati e quindi di rafforzare l’attendibilità degli stessi.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione sono evidenziati nelle rivendicazioni dipendenti.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri vantaggi e caratteristiche associate all’apparato della presente invenzione risulteranno peraltro più facilmente comprensibili mediante l’illustrazione di esempi realizzativi, non limitativi, come di seguito descritto con l’ausilio delle tavole di disegno allegate, nelle quali:

- la Fig. 1 mostra una rappresentazione schematica dei componenti principali dell’apparato dell’invenzione,

- la Fig. 2 mostra una vista assonometrica di una forma realizzativa dell’apparato dell’invenzione,

- la Fig.3 mostra un diagramma di flusso illustrativo del funzionamento dell’apparato dell’invenzione,

- la Fig. 4 mostra un dettaglio della forma realizzativa di Fig. 2 durante una fase di analisi,

- la Fig. 5 mostra un dettaglio della forma realizzativa di Fig. 2 durante una ulteriore fase di analisi;

- la Fig. 6 mostra una rappresentazione dall’alto di un campione di tessuto biologico analizzato nell’apparato dell’invenzione.

DESCRIZIONE DELLE FORME REALIZZATIVE PREFERITE

Con riferimento alla rappresentazione schematica di Fig. 1, un apparato 1 secondo la presente invenzione comprende organi di acquisizione dati, 10, mezzi di supporto, 11, a cui un campione di tessuto biologico, C, da analizzare può essere stabilmente associato, organi di movimentazione, 12, adatti a muovere i mezzi di supporto 11, e quindi il campione istologico C, relativamente agli organi di acquisizione dati 10, un’unità di controllo, 13, ed organi di interfaccia, 15, per permettere l’immissione di parametri di lavoro dell’apparato e la visualizzazione degli stessi nonché dei risultati dell’analisi eseguita. Gli organi di acquisizione dati 10 comprendono sensori tattili, 101, sensori di visione, 102, e sensori ad ultrasuoni, 103, ognuno dei quali è direttamente collegato all’unità di controllo 13 per inviare e/o ricevere dati relativi alle operazioni da essi svolte.

L’unità di controllo 13 è adatta a controllare gli organi di acquisizione dati 10 cosicché a seguito dell’elaborazione dei dati acquisiti da questi ultimi è in grado di controllare gli organi di movimentazione 12 in modo tale da poter gestire la posizione relativa tra il campione di tessuto biologico C e i vari organi di acquisizione 10. In particolare, l’unità di controllo 13 è adatta a controllare automaticamente detti organi di movimentazione 12 e i sensori ad ultrasuoni 103 in funzione di dati ricevuti dai sensori di visione 102 e dai sensori tattili 101 in modo da comandare l’acquisizione di dati da parte dei sensori a ultrasuoni 103 e sensori tattili 101 in corrispondenza di una pluralità di punti da analizzare del campione di tessuto biologico C ed elaborare i dati acquisiti per determinare una caratterizzazione del campione C stesso.

Nella Fig. 2 ed in maggior dettaglio in Fig. 4 è visibile l’apparato 1 per l’analisi di campioni istologici C secondo l’invenzione in una sua forma realizzativa nel suo complesso comprendente una struttura autoportante, 14, realizzata per mezzo di traverse rigide superiori, 141, ed inferiori, 142, e montanti, 143, uniti tra loro a formare un telaio negli ingombri del quale è individuato un volume di analisi, VA. In corrispondenza delle traverse inferiori 142 sono fissati gli organi di movimentazione 12 di tipo motorizzato a quattro assi controllati sopra i quali sono a loro volta rigidamente fissati i mezzi di supporto 11 del campione di tessuto biologico C, costituiti da una piattaforma circolare provvista di una superficie superiore piana, 111, adatta a ricevere in appoggio il campione di tessuto biologico C, in modo che quest’ultimo rimane supportato sostanzialmente al centro del volume di analisi VA. In corrispondenza delle traverse superiori 141, invece, sono fissati i sensori di visione 102, del tipo a telecamera, disposti per inquadrare il volume di analisi VA, i sensori ad ultrasuoni 103 ed i sensori tattili 101. I sensori di visione 102 nella forma realizzativa rappresentata sono costituiti da due telecamere ad alta risoluzione disposte per inquadrare il volume di analisi VA da due angolazioni diverse rendendo così possibile una rilevazione tridimensionale del volume d’analisi. I sensori ad ultrasuoni 103 e sensori tattili 101 sono compresi in una stessa struttura fissata inferiormente alle traverse superiori 141 e comprendente una cella di carico, 1011, a cui è a sua volta rigidamente fissato per protendersi verso il basso nel volume di analisi VA un elemento sensore, 104, a forma di bacchetta rigida una cui estremità libera costituisce una superficie di contatto, 1041, di piccole dimensioni rispetto alle dimensioni del campione di tessuto biologico C, adatta ad indentare il campione di tessuto biologico C. L’elemento sensore 104 è costituito dal corpo di una sonda ad ultrasuoni per cui la superficie di contatto 1041 rappresenta una superficie di rilevamento dei sensori tattili 101 e contemporaneamente una superficie di emissione e ricezione di segnali ad ultrasuoni del sensore ad ultrasuoni 103 il quale può essere ad esempio una sonda ad ultrasuoni del tipo comprendente una pluralità di elementi di cristalli piezoelettrici o altro materiale piezoelettrico, disposti in matrici, a pettine, cubiche e/o multistrato.

Gli organi di movimentazione 12 sono di tipo motorizzato a quattro assi controllati provvisti di slitte di scorrimento longitudinale, 124, slitte di scorrimento trasversale, 123, e di un cilindro rotante ad asse verticale, 122. Gli organi di movimentazione 12 permettono la traslazione lungo tre assi, due orizzontali ed uno verticale, e la rotazione intorno all’asse verticale. In questo modo il campione C può essere disposto in qualsivoglia configurazione, compresa nel volume di analisi VA, piana ed ortogonale alla direzione assiale verticale di indentazione della superficie di contatto 1041 e fronteggiante la direzione di rilevazione dei sensori di visione 102.

Gli organi di movimentazione 12 e gli organi di acquisizione dati 10 sono collegati all’unità di controllo 13 la quale è vantaggiosamente implementata in una piattaforma informatica comprendente hardware e software idoneo a permettere il controllo dei vari organi di acquisizione e degli organi di movimentazione, il campionamento ad elevata frequenza, e le capacità di calcolo e di memorizzazione necessarie a permettere l’elaborazione e la memorizzazione dei dati nei tempi di lavoro dell’apparato 1. Un PC, 130, o altro supporto informatico, è vantaggiosamente integrato all’apparato e comprende le interfacce di input e output 15 quali una tastiera, 132 ed uno schermo, 131, che permettono l’interazione locale con l’apparato 1 per visualizzare i dati acquisiti ed elaborati, per impostarne i parametri di lavoro e per visualizzare i risultati dell’analisi.

Il funzionamento dell’apparato 1 sopra descritto, prevede una sequenza di fasi schematicamente rappresentate nel diagramma di flusso di Fig. 3 e comprese tra il posizionamento, F1, del campione di tessuto biologico C sui mezzi di supporto 11 da parte dell’operatore, e la messa a disposizione dei risultati, F10, della caratterizzazione del campione di tessuto biologico C stesso. Ogni fase compresa tra F1 e F10 può avvenire automaticamente senza l’intervento di un operatore e perciò rapidamente e senza la necessità che un medico patologo sia presente in sala operatoria.

Come avviene convenzionalmente, il campione di tessuto biologico C, prima di essere posizionato sui mezzi di supporto 11, è sottoposto ad un trattamento preparatorio comprendente il taglio, la fissazione, la colorazione.

Come illustrato nella vista di dettaglio di Fig. 4 ed in Fig. 6, una volta posizionato il campione C sui mezzi di supporto 11 può essere avviata la procedura di analisi la quale ha inizio tramite l’acquisizione delle immagini, F2, del volume di analisi VA da parte dei sensori di visione 102, comandati dall’unità di controllo 13. In questa fase di acquisizione di immagini F2 i sensori di visione 102 effettuano una rilevazione di tipo ottico e le immagini sono elaborate dall’unità di controllo 13 al fine dell’individuazione del bordo esterno, BE, del campione di tessuto biologico C, fase F3. Una volta individuato il bordo BE del campione C, l’unità di controllo esegue un algoritmo che determina automaticamente, all’interno del bordo esterno BE, una pluralità di punti, 16, in corrispondenza dei quali deve essere eseguita l’analisi e vengono calcolati relativi percorsi di indentazione, fase F4, vale a dire la successione di movimenti relativi tra l’elemento sensore 104 e il campione C che devono essere eseguiti per portare la superficie di contatto 1041 in corrispondenza di ciascun punto da analizzare 16. In questo modo viene elaborata una mappatura per punti notevoli del volume contenuto all’interno del bordo esterno BE e i dati relativi a tale mappatura vengono utilizzati dall’unità di controllo 13 per gestire l’azionamento degli organi di movimentazione 12.

Le suddette fasi di individuazione del contorno F3 del campione C e di calcolo della matrice F4 di punti da analizzare può avvenire in modo completamente automatico in base a parametri predefiniti di funzionamento dell’apparato, oppure possono essere guidate manualmente da un medico patologo collegato in remoto con l’apparato, il quale è in grado di visualizzare in remoto le immagini acquisite dai sensori di visione 102 e di impostare da remoto parametri di funzionamento dell’apparato quale ad esempio definire manualmente il bordo BE del campione C o la densità della matrice di punti da analizzare 16.

Una volta definita la matrice dei punti da analizzare 16 e calcolati i vari percorsi viene avviata l’indentazione del primo punto, F5, della suddetta matrice di punti da analizzare per mezzo dell’azionamento degli organi di movimentazione 12 che avvicinano il campione C in direzione dei sensori tattili 101 fino al raggiungimento del contatto superficiale tra il campione C stesso e la superficie di contatto 1041. Con riferimento alla vista laterale di dettaglio di Fig. 5, l’indentazione del campione C da parte dell’elemento sensore 104 avviene fino al raggiungimento di un valore limite di forza misurato dalla cella di carico 1011, fase F6. Quest’ultimo valore limite di forza, infatti, viene preventivamente impostato ed al raggiungimento di tale valore l’unità di controllo 13 impone l’arresto agli organi di movimentazione 12 o un controllo attivo degli stessi per regolare la forza di contatto. Nella posizione raggiunta dalla superficie di contatto 1041 avviene la prima rilevazione da parte dei sensori tattili 101 e dei sensori ad ultrasuoni 103. Una caratterizzazione tattile del punto da analizzare 16 è infatti eseguita elaborando la velocità di variazione del segnale misurato dalla cella di carico 1011 tra l’inizio dell’indentazione e l’arresto al raggiungimento del valore limite di forza. Inoltre, una volta arrestata o regolata l’indentazione, l’unità di controllo 13 comanda l’attivazione dei sensori ad ultrasuoni 103 cosicché dalla superficie di contatto 1041 si ha l’emissione di segnali ad ultrasuoni, F7, e la conseguente ricezione della frazione di segnale riflesso che elaborata dall’unità di controllo 13 secondo opportuni algoritmi consente una caratterizzazione fisica del campione C in quel determinato punto da analizzare 16.

Una volta eseguita l’acquisizione dei dati sia dai sensori tattili 101 che dai sensori ad ultrasuoni 103 nel primo punto, l’unità di controllo 103 comanda gli organi di movimentazione 12 per uscire dal primo punto di indentazione, spostarsi sopra il secondo punto da analizzare della matrice di punti precedentemente definita e iniziare l’indentazione del secondo punto, F8 ripetendo poi le fasi F6 e F7 di acquisizione dati dai sensori tattili 101 e ad ultrasuoni 103.

Il processo di analisi prosegue sequenzialmente ed automaticamente ai successivi punti della molteplicità di punti da analizzare 16 ripetendo le medesime fasi di lavoro F6, F7 e F8. L’iter sequenziale di rilevazione dei dati termina in corrispondenza della fine della rilevazione dell’ultimo punto della molteplicità di punti da analizzare 16.

Una volta terminata la fase di rilevazione, F9, tutti i dati acquisiti sono elaborati per fornire come risultato, F10, reso disponibile tramite i mezzi di interfaccia 15, una caratterizzazione fisica del campione di tessuto biologico C. Più specificamente, secondo una vantaggiosa forma realizzativa dell’invenzione, l’analisi tramite i sensori ad ultrasuoni 103 è eseguita confrontando il segnale registrato in ogni singolo punto da analizzare 16 con un opportuno segnale di riferimento tramite l’elaborazione di un fattore di ampiezza ed un fattore di forma ed estraendo, in base alle differenze riscontrate nei fattori di ampiezza e di forma elaborati, la posizione, la dimensione e la rigidezza di eventuali inclusioni I presenti nel campione di tessuto biologico C. L’analisi tramite i sensori tattili 101 è eseguita elaborando la variazione della forza rilevata dalla cella di carico 1011 lungo l’asse verticale al variare della profondità di indentazione in ogni singolo punto da analizzare 16 per ottenere dati relativi alla rigidezza del campione di tessuto biologico C in ogni singolo punto analizzato e da tutti questi valori estrapolare la posizione e la dimensione di eventuali inclusioni presenti nel campione di tessuto biologico C. Questo significa che i dati acquisiti dai sensori tattili 101 e sensori ad ultrasuoni 103 sono elaborati dall’unità di controllo 13 indipendentemente gli uni dagli altri per determinare i medesimi parametri di caratterizzazione fisica del campione di tessuto biologico, vale a dire le posizioni delle inclusioni presenti all’interno del tessuto biologico e le relative dimensioni. L’elevata correlazione tra i risultati ottenuti consente di confermare l’attendibilità dei risultati.

Secondo una vantaggiosa forma realizzativa, la cella di carico 1011 è a sei assi ed in ogni punto da analizzare 16 vengono elaborate le forze ed i momenti delle forze agenti sulla cella di carico 1011 su ciascuno dei relativi sei assi.

Secondo una ulteriore vantaggiosa variante realizzativa dell’apparato dell’invenzione, le immagini del campione di tessuto biologico C acquisite dai sensori di visione 102 sono elaborate automaticamente dall’unita di controllo 13 secondo specifici algoritmi di riconoscimento per identificare all’interno del campione C stesso la posizione e la dimensione di eventuali inclusioni. In questo caso, anche i dati acquisiti dai sensori di visione 102 sono indipendentemente elaborati dall’unità di controllo per determinare i medesimi parametri di caratterizzazione fisica del campione di tessuto biologico determinati dall’analisi dei dati dei sensori tattili 101 e dei sensori ad ultrasuoni 103.

A titolo esemplificativo, in Fig. 6 è schematicamente illustrata una visualizzazione del campione di tessuto biologico C di cui è stato riconosciuto il bordo BE ed internamente ad esso è stata definita la matrice di punti da analizzare 16 ed infine sono visualizzati i risultati dell’analisi sotto forma di posizione e dimensione di inclusioni, I.

Nell’apparato 1 sopra descritto, i dati acquisiti dai sensori tattili 101 e dai sensori di visione 102 sono elaborati non solo per ottenere la caratterizzazione fisica del campione di tessuto biologico C, ma anche per sincronizzare e regolare l’azionamento automatico degli organi di movimentazione 12. Infatti, i sensori di visione 102 consentono di riconoscere il bordo del campione e di definire il percorso di indentazione, mentre i sensori tattili 101 consentono di determinare il punto di arresto del movimento di indentazione.

La presenza dell’elemento sensore 104 a forma di bacchetta, montato rigidamente sulla cella di carico 1011 consente di eseguire sia l’analisi ad ultrasuoni che quella tattile contemporaneamente nello stesso punto, vale a dire in corrispondenza della superficie di contatto 1041.

Il medico patologo può interagire da remoto con l’apparato visualizzando le immagini acquisite dai sensori di visione 102 ed i dati acquisiti dai sensori tattili 101 e ad ultrasuoni 103, potendo regolare in tempo reale da remoto la densità della matrice di punti da analizzare 16, il valore limite di forza misurato dai sensori tattili 101 in corrispondenza del quale viene interrotto l’avanzamento dell’indentazione ed altri parametri di lavoro degli organi di acquisizione dati 10. In particolare, secondo una vantaggiosa forma realizzativa dell’invenzione, mezzi di output dei risultati dell’analisi eseguita dall’apparato 1 comprendono un’interfaccia aptica, ad esempio un guanto con trasduttori o un manipolatore robotico tipo Phantom, adatto a realizzare un sistema di co-decisione tra gli algoritmi di rilevamento ed identificazione presenti nell’unità di controllo 13 dell’apparato e la valutazione remota tramite i sensi del medico anatomopatologo il quale può visualizzare le immagini del campione biologico C ed al contempo percepirne le sensazioni tattili tramite una sorta di telepalpazione eseguita per mezzo della suddetta interfaccia aptica attuata in funzione delle informazioni relative ai parametri di caratterizzazione fisica del campione biologico C (posizione e dimensione delle inclusioni I) trasmessegli dall’unità di controllo 13 stessa.

Inoltre, la fase F10 di presentazione dei risultati dell’analisi può anche vantaggiosamente essere tradotta in un report elettronico/cartaceo ed integrata con i sistemi gestionali (ad esempio mediante lo standard HL7) dell’ospedale o altra struttura presso cui è in uso l’apparato dell’invenzione.

Quanto sopra espresso relativamente alle caratteristiche strutturali dei vari componenti dell’apparato dell’invenzione nonché in relazione alle relative modalità di funzionamento ha titolo puramente esemplificativo e non esaustivo ed i vantaggi sopra evidenziati dell’apparato dell’invenzione rimangono certamente salvaguardati in presenza di varianti o modifiche di natura pratico applicativa, pur sempre rimanendo all’interno dell’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) comprendente: - mezzi di supporto (11) a cui detto campione (C) può essere stabilmente associato, - organi di acquisizione dati (10), - organi di movimentazione (12) di detti mezzi di supporto (11) rispetto a detti organi di acquisizione (10), - un’unità di controllo (13) per la ricezione dei dati da detti organi di acquisizione (10), l’elaborazione degli stessi ed il controllo di detti organi di acquisizione dati (10) e di detti organi di movimentazione (12), caratterizzato dal fatto che detti organi di acquisizione dati (10) comprendono: - sensori ad ultrasuoni (103), - sensori tattili (101), - sensori di visione (102), detta unità di controllo (13) essendo adatta a controllare automaticamente detti organi di movimentazione (12) e detti sensori ad ultrasuoni (103) in funzione di dati ricevuti da detti sensori di visione (102) e da detti sensori tattili (101) in modo da comandare l’acquisizione di dati da parte di detti sensori a ultrasuoni (103) e sensori tattili (101) in corrispondenza di una pluralità di punti da analizzare (16) di detto campione di tessuto biologico (C) ed elaborare i dati acquisiti per determinare una caratterizzazione di detto campione di tessuto biologico (C).
2. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti organi di acquisizione dati (10) comprendono un elemento sensore (104) a forma di bacchetta una cui estremità libera costituisce una superficie di contatto (1041), di piccole dimensioni rispetto alle dimensioni di detto campione di tessuto biologico (C), adatta ad indentare detto campione di tessuto biologico (C), detta superficie di contatto (1041) costituendo una superficie di rilevamento di detto sensore tattile (101) ed una superficie di emissione e ricezione di detto sensore ad ultrasuoni (103).
3. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni istologici (C) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti sensori di visione (102) comprendono almeno una telecamera, un bordo (BE) di detto campione (C) da analizzare essendo individuato da detta unità di controllo (13) tramite elaborazione automatica di immagini rilevate da detti sensori di visione (102), detta pluralità di punti da analizzare (16) essendo successivamente automaticamente definita da detta unità di controllo (13) all’interno di detto bordo (BE).
4. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti sensori di visione (102) comprendono una pluralità di telecamere ad alta definizione, le immagini rilevate da dette telecamere essendo elaborate da detta unità di controllo (13) per individuare il bordo (BE) tridimensionale di detto campione (C).
5. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo le rivendicazioni 2 e 3 caratterizzato dal fatto che a seguito della definizione di detta pluralità di punti da analizzare (16), detta unità di controllo (13) comanda l’indentazione automatica in sequenza da parte di detto elemento sensore (104) di ciascuno dei punti da analizzare (16) tramite attuazione di detti organi di movimentazione (12), in corrispondenza di ciascuno di detti punti da analizzare (16) essendo acquisiti dati da detti sensori tattili (101) e sensori ad ultrasuoni (103), i dati acquisiti da detti sensori tattili (101) e sensori ad ultrasuoni (103) essendo elaborati da detta unità di controllo (13) indipendentemente gli uni dagli altri per determinare medesimi parametri di caratterizzazione fisica di detto campione (C).
6. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che i dati acquisiti da detti sensori di visione (102) sono elaborati da detta unità di controllo (103) indipendentemente dai dati acquisiti da detti sensori tattili (101) e sensori ad ultrasuoni (103) per determinare medesimi parametri di caratterizzazione fisica di detto campione (C).
7. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo la rivendicazione 5 o 6 caratterizzato dal fatto che detti parametri di caratterizzazione fisica di detto campione (C), determinati da detta unità di controllo (13) a seguito della elaborazione di detti dati acquisiti da detti organi di acquisizione (10), sono costituiti dalla posizione e dimensione di inclusioni (I) in detto campione di tessuto biologico (C).
8. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura portante (14) a portale che definisce internamente ad esso un volume di analisi (VA), detti sensori di visione (102) essendo associati stabilmente a detto portale per inquadrare detto volume di analisi (VA), detto elemento sensore (104) essendo stabilmente associato a traverse superiori (141) di detto portale per protendersi verso il basso in detto volume di analisi (VA), detti mezzi di supporto (11) comprendendo una piattaforma provvista di una superficie superiore piana (111) adatta a ricevere in appoggio detto campione (C), detta piattaforma (11) essendo alloggiata in detto volume di analisi (VA) supportata da detti organi di movimentazione (12) costituiti da un gruppo motorizzato a quattro assi controllati di cui tre di traslazione ed uno di rotazione.
9. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti sensori ad ultrasuoni (103) e sensori tattili (101) sono compresi in una stessa struttura fissata inferiormente a detta traverse superiori (141) e comprendente una cella di carico (1011) a cui è a sua volta rigidamente fissato per protendersi verso il basso in detto volume di analisi (VA) un elemento sensore (104) a forma di bacchetta rigida una cui estremità libera costituisce una superficie di contatto (1041), di piccole dimensioni rispetto alle dimensioni di detto campione di tessuto biologico (C), è adatta ad indentare il campione di tessuto biologico (C) stesso, detto elemento sensore (104) essendo costituito dal corpo di una sonda ad ultrasuoni con detta superficie di contatto (1041) che rappresenta una superficie di rilevamento di detti sensori tattili (101) e contemporaneamente una superficie di emissione e ricezione di segnali ad ultrasuoni di detti sensori ad ultrasuoni (103).
10. Apparato (1) per l’analisi intraoperatoria di campioni di tessuto biologico (C) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che mezzi di output dei risultati dell’analisi eseguita da detto apparato (1) comprendono un’interfaccia aptica, attuata in funzione delle informazioni relative a detti parametri di caratterizzazione fisica di detto campione biologico (C) trasmessegli da detta unità di controllo (13).