Bei den bekannten Katheterisierungsverfahren in der medizinischen Diagnostik und Therapie ist die Navigation mit Hilfe des Führungsdrahtes auch für erfahrene Internisten schwierig. Beispielsweise bei Herzkatheterisierungen wird ein Führungsdraht durch das Gefäßsystem des Patienten eingeführt, um Verschlüsse der Herzkranzgefäße zu öffnen oder weitere diagnostische Werkzeuge einzuführen. Dabei bewegt sich der Mediziner in der Regel blind durch den Körper. Die Orientierung erfolgt heute über das Wissen der anatomischen Gegebenheiten sowie über zweidimensionale Röntgenaufnahmen. Das heißt, eventuelle Kollisionen in den Gefäßen, Beschädigungen der Gefäßinnenseite oder eine Punktion der Gefäßwand durch den Katheder sind mit der herkömmlichen Methode schwer erkennbar.
Ein miniaturisierter Kraftsensor misst die Kräfte an Katheterspitzen, die beim Einführen zwischen Führungsdraht (Katheter) und Blutgefäßen auftreten. Der Mini-Chip KASYS, nur 200 x 220 x 640 µm groß und damit gerade mal doppelt so breit wie ein Haar, ist das Herzstück eines haptischen Assistenzsystems, das zukünftig die Katheterisierungen in der Medizin vereinfacht und die Verletzungsgefahr verringert.
Dieses Assistenzsystem wird derzeit federführend an der TU Darmstadt, Institut für Elektromechanische Konstruktionen entwickelt. Das CiS Forschungsinstitut agiert hier als Partner und hat den prototypischen Kraftsensor KASYS konzipiert.
Die Herausforderung für die Erfurter Fachleute bestand unter anderem darin, einen kostengünstigen und MRT-tauglichen Einweg-Kraftsensor zu designen, der an dem Katheter befestigt werden kann. Nach mehrjähriger intensiver F&E-Arbeit gelang es ein piezoresistives Kraftelement mit asymetrischem Grundkörper herzustellen. Knifflige Probleme bildeten auch die Vereinzelung, das Handling der extrem kleinen Siliziumchips sowie die Kontaktierung mit feinsten Drähten (Durchmesser <25µm). Hierfür wurden neue Prozessschritte erarbeitet. Zukünftig soll das auf dem Kraftsensor basierende Assistenzsystem die Katheterisierung vereinfachen und sicherer gestalten.
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unterstützte die Entwicklungen im Rahmen der Förderprojekte Mi-KAB (MF090076) und KASYS (IW 072104)
Bitte besuchen Sie uns auf der Messe SENSOR+TEST 2012,
MNT-Thüringer Gemeinschaftsstand Halle 12, Stand 226
