Verbundprojekt TAMIC Entwicklung eines taktilen - Experimentelle ...

Der Sensor liefert bereits sehr aussagekräftige Daten und wird von Chirurgen aus den Bereichen
Urologie, Thoraxchirurgie, Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde und Allgemeinchirurgie als
sehr hilfreiches Instrument beurteilt. Auch hier ist ein weiterer Technologiedurchlauf zur
Behebung noch bestehender Schwierigkeiten notwendig, um anschließend mit einer klinischen
Studie die Voraussetzungen für eine Markteinführung zu schaffen.
Die beiden Arbeitspakete konnten nur teilweise innerhalb des Zeitplans abgeschlossen werden,
da sich durch den höheren Entwicklungs- und Korrekturaufwand die Bereitstellung der
Sensoren verzögerte und die Erprobungen mehrfach unterbrochen werden mußten. Die Arbeiten
wurden parallel zu den übrigen Arbeitspaketen bis Juni 1997 forgesetzt.
5.2.2 Bericht der Messung vibrotaktiler Eigenschaften von Humangewebe
in der HNO vom Dez. 1995
Die vibrotaktilen Eigenschaften von Gewebe können durch eine Anregung des Gewebes zu
einer erzwungenen Schwingung ermittelt werden. Diese erzwungene Schwingung wird durch
einen schwingenden Stößel angeregt, der ständig in direktem Kontakt mit dem Gewebe sein
muß. Bei diesen Messungen werden die Anpreßkraft des Stößels sowie die Schwingungsamplitude
des schwingenden Stößels zeitabhängig detektiert. Durch Variation der Frequenz
des anregenden schwingenden Stößels kann die Eigenresonanz des schwingenden Systems
bestimmt werden. Die Eigenresonanz des Systems ist durch ein Maximum der Amplitude
oder durch ein Minimum der zur Erreichung einer konstanten Auslenkung notwendigen Kraft
charakterisiert. Durch die zeitabhängige Detektion der Meßwerte kann zur Bestimmung der
Resonanzfrequenz einfacherweise die Phasendifferenz zwischen der anregenden Kraft des
Stößels und der Schwingungsamplitude des Stößels detektiert werden. Diese Phasendifferenz
ist im Resonanzfall 90°. Diese Detektionmechanismen der Eigenresonanz bei einer erzwungenen
Schwingung sind in der Physik wohlbekannt.
Ziel der Bestimmung der Eigenresonanz des schwingenden Stößel-Gewebe-Systems ist ein
vibrotaktiles Instrument, mit dessen Hilfe Aussagen über die Härte (Scher- und Kompressionsmodule)
des Gewebes getroffen werden können. Die Eigenresonanz des Gewebes ist von
der Härte des Gewebes abhängig. Je härter das untersuchte Gewebe ist, desto größer ist die
Resonanzfrequenz. So können durch eine vibrotaktile Bestimmung der Resonanzfrequenz
Aussagen über die Härte getroffen werden.
Die Resonanzfrequenz des schwingenden Systems ist jedoch neben der Härte noch von anderen
Faktoren abhängig. Dies sind
• Masse des anregenden Stößels,
• Größe und
• Masse des untersuchten Gewebestücks,
• Hintergrund des Gewebestücks,
• Anpreßkraft des Stößels auf das Gewebe und
• Auslenkungsamplitude des schwingenden Stößels.
Dies zeigt die außerordentliche Schwierigkeiten, in einem klinischen Einsatz standardisierbare
Bedingungen und somit verläßliche Meßergebnisse zu erzielen.
TAMIC-Schlußbericht der Sektion MIC, Universität Tübingen 50