Entwurf und Realisierung eines haptischen Assistenzsystems für Herzkatheteruntersuchungen

Das Ziel dieser Arbeit ist daher der Entwurf und die Realisierung eines haptischen Assistenzsystems zur extrakorporalen Kraftdarstellung der endovaskulären Kontaktkräfte. In dieser Arbeit werden die Systemstrukturen von kraftgesteuerten und –geregelten haptischen Assistenzsystemen mit der Netzwerktheorie beschrieben. Ausgehend von einer kraftgeregelten Systemstruktur werden speziell angepasste Systemkomponenten für das haptische Assistenzsystem entworfen. Zur Kraftdarstellung wird eine miniaturisierte haptische Bedieneinheit zur Krafteinkopplung auf den Führungsdraht konzipiert und entworfen. Für die Messung der auf den Kardiologen eingekoppelten haptischen Rückmeldung wird ein extrakorporaler Kraftsensor entworfen. Die Messergebnisse zeigen, dass das entworfene und aufgebaute haptische Assistenzsystem Kräfte bis 1 N mit einer Bandbreite von DC bis 135 Hz haptisch darstellen kann.

The aim of this work is design and implementation of a haptic assistance system for extracorporeal force-feedback of endovascular contact forces. In this work the system behavior of open-loop and closed-loop impedance control strategies for haptic assistance systems are described by network theory. Choosing a closed-loop impedance control strategy for the assistance system, requirements for system components are defined and well adapted system components for the haptic assistance system are designed. A miniaturized haptic display is designed to generate a force-feedback signal which is coupled onto a guidewire. For the measurement of the force-feedback the cardiologist perceives an extracorporeal force sensor is designed. Measurements show that the designed and realized haptic assistance system can generate forces up to 1N with a bandwidth of DC up to 135 Hz.