Das Forschungsgebiet

Mein Forschungsgebiet ist der Entwurf und die Integration von Kraftsensoren zur Kraftmessung an der Spitze von Katheter- und Führungsdrähten der minimalinvasiven Chirurgie. Das Arbeitsgebiet gliedert sich in die Arbeitsgruppe "HapCath" ein. Das Ziel der Arbeitsgruppe ist es, die bei Katheterisierungen auftretenden Kräfte dem Chirurg haptisch darzustellen. Dies ermöglicht eine schnellere und sicherere Navigation des Katheters durch das Adersystem des Patienten und verringert die Komplikationsraten minimalinvasiver Eingriffe. Das Konzept besitzt eine hohe medizinische Relevanz und wird von der deutschen Forschungsgesellschaft gefördert.

Das Projekt Hapcath

Die Navigation des Führungsdrahtes bei Katheterisierungen basiert im Wesentlichen auf einem in Echtzeit aufgenommenen 2D Röntgenbild. Dreidimensionale Verfahren und mechanische Assistenzsysteme für telemanipulierte Navigation sind Gegenstand aktueller Forschung, dennoch ist das präzise Positionieren medizinischen Alltag noch in erster Linie das Ergebnis von intensivem Training und hohen manuellen Fertigkeiten des operierenden Arztes. HapCath ist ein System zur Ergänzung von existierenden Verfahren von Katheterisierungen. Es besteht aus einem miniaturisierten Kraftsensor an der Spitze Führungsdrahtes, dessen Prototyp hier vorgestellt wird. Die gemessenen Kräfte werden dem Mediziner verstärkter Form durch einen externen Aktor vermittelt. Somit entsteht ein Eindruck der Kraft zwischen Führungsdraht und Gefäßinnenwand, welcher dem Abtasten des lebenden Gefäßes von Innen entspricht.

Eine Projektpresentation ist hier herunterladbar.

Weitere Informationen zu HapCath sind gerne auf Anfrage erhältlich.

 

Anforderungen an die Kraftsensoren

Das Ziel meiner Forschung ist der Entwurf, die Konstruktion, die Fertigung und der Test von Subminiatur-Kraftsensoren und deren Signalübertragung. Als Motivation der Forschung dient das Assistenzsystem des haptischen Katheters "HapCath", bei dem dem Chirurg die Kräfte, die an Kathetern und Führungsdrähten der minimalinvasiven Chirurgie (MIC) auftreten, verstärkt haptisch dargestellt werden. Die Anforderungen, die an solche Kraftsensoren gestellt werden, unterscheiden sich wesentlich von denen bekannter Kraftsensoren der Prozessmesstechnik. Kennzeichnende Anforderungen sind beispielsweise:

Durchmesser: 0,36 mm

Nennkraft: 100 mN

Messunsicherheit: < 10%

Kosten: < 10 €

Weitere Anforderungen ergeben sich aus der Anwendung als medizinisches Produkt zur kurzfristigen intracorporalen Anwendung. Hier müssen Anforderungen der Sicherheit und der Biokompatibilität erfüllt werden, bei gleichzeitiger Bedingung der niedrigen Kosten, da Katheter Artikel zur einmaligen Verwendung (Disposables) sind.

Ergebnisse

Im Moment arbeite ich noch an der Darstellung der Ergebnisse. Diese sind in den zahlreichen Publikationen zusammenhängend und geordent dargestellt.

Kontakt

Technische Universität Darmstadt

Institut für Elektromechanische Konstruktionen

Mess- und Sensortechnik

Dr.-Ing. Thorsten Meiß

S3/06 132
Merckstraße 25
64283 Darmstadt

+49 6151 16-3795
+49 6151 16-4096

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