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Sensor mit Gefühl

Chirurgen brauchen Fingerspitzengefühl, um unterschiedliche Gewebestrukturen zu erkennen und das Skalpell exakt zu führen. Bei Schlüsselloch-Operationen können Ärzte ihren Tastsinn jedoch nicht hinreichend nutzen. Ein neuer Sensor kann hier Abhilfe schaffen.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in St. Ingbert arbeiten an einem neuartigen Tastsensor, der - in ein endoskopisches Instrument eingebaut - dazu beitragen könnte, dem Chirurgen ein "Tastgefühl" zu übermitteln.

Der Sensor ist aus zwei Folien aufgebaut: Die untere Folie enthält die Elektrodenstrukturen, die den Druck messen. Die Elektroden sind ähnlich wie ineinander greifende Finger angeordnet, berühren sich aber nicht. So fließt kein Strom. Die obere Folie besteht aus einem isolierenden Material, an das stromleitende Silikonkautschuk-Pyramiden angefügt sind. Die Spitze der Pyramiden ist jeweils genau über den Elektrodenstrukturen positioniert.

Übt man an einer Stelle Druck auf den Sensor aus, wird die Pyramide auf die untere Folie gepresst und breit gedrückt. Über das leitende Pyramidenmaterial kommen die Elektroden miteinander in Kontakt und der Stromfluß wird hergestellt. Je größer der Druck, desto stärker wird auch die Pyramide flachgedrückt, die Kontaktfläche nimmt zu und damit fließt mehr Strom.

"Unter Druckeinwirkung verändert der einzelne Drucksensor seinen elektrischen Widerstand. Durch die räumliche Anordnung der Drucksensoren in Form eines Arrays lassen sich dann Druckverteilungen erfassen", erläutert Margit Biehl vom IBMT die Funktionsweise des Tastsensors.

Der Tastsensor eröffnet zahlreiche neue Anwendungen: Bei minimal-invasiven Operationen könnte er dem Arzt helfen, Gewebeunterschiede zu ertasten. Ein Roboter könnte Tastsinn erhalten oder in Prothesen integriert werden. Doch noch sind das Zukunftsvisionen: Bis der Sensor einsatzreif ist und z.B. in Handprothesen eingebaut werden kann, werden noch etwa zwei Jahre vergehen.

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