Haptisches Assistenzsystem für kardiologische Katheterisierungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Roland Werthschützky
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 212414892

Gegenstand des Forschungsprojektes ist der Entwurf und die Realisierung eines haptischen, kraftvermittelnden Assistenzsystems für Katheterisierungen in der medizinischen Diagnostik und Therapie. Mit Hilfe dieses Assistenzsystems wird die Navigation eines Führungsdrahtes in den Herzkranzgefäßen erleichtert und die Möglichkeit des intuitiven Arbeitens durch den Kardiologen unterstützt. Der Lösungsansatz beruht auf der Kraftmessung an der Führungsdrahtspitze und der Rückführung der Kraftsignale in skalierter Form auf eine in den Behandlungsablauf integrierte haptische Bedieneinheit. Die beantragte Fortsetzung des Transferprojekts basiert auf den Ergebnissen der durch die DFG geförderten dreijährigen Transfer-Forschungsarbeiten des Antragstellers. Im Fokus standen bisher der Transfer der erzielten Forschungsergebnisse und ein prototypischer Aufbau des sensorintegrierten Führungsdrahtes als anspruchsvollste Komponente des haptischen Assistenzsystems. Es wurde eine miniaturisierte haptische Bedieneinheit mit einem translatorischen Freiheitsgrad aufgebaut. Durch eine zuvor im Antrag nicht geplante Kraftregelung konnte die Qualität des haptischen Feedbacks deutlich erhöht werden. Hierfür wurde ein zusätzlicher, im Antrag nicht vorgesehener, extrakorporaler Kraftsensor entworfen, aufgebaut und in das Handstück des Kardiologen zur Navigation (Torquer) integriert. Ein erstes Muster des Gesamtsystems wurde messtechnisch charakterisiert und die Erfüllung der Anforderungen verifiziert. Die Hauptgründe für die Beantragung eines zusätzlichen 4. Projektjahres sind: 1. Zeitliche Verzögerungen um ca. 1 Jahr bei der Präparation der vorgesehenen Messelement-Muster durch unvorhersehbare technologische Probleme beim Chip-Dienstleister. 2. Nicht ausreichende Reproduzierbarkeit bei der Führungsdrahtmontage vor allem durch Defizite bei der Drahtzuführung im Führungsdraht. Dadurch standen bisher nicht ausreichend funktionsfähige Führungsdrähte für die vorgesehene Erprobung des Gesamtsystems am Gefäßmodell, die medizinische Bewertung durch Erfahrungsträger und zur Präsentation auf Messen zur Verfügung. Die Beseitigung der erkannten Defizite steht im Fokus des beantragten 4. Jahres.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: EPflex Feinwerktechnik GmbH