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Zhenyu Zhang, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI), wurde auf der Photonics West 2025 mit dem „Impactful Presentation Award“ ausgezeichnet. Die prämierte Arbeit stellt bedeutende Fortschritte im Bereich der faseroptischen taktilen Sensorik für minimalinvasive chirurgische Eingriffe vor. Die Forschung wurde im Rahmen von Palpable, einem EU-geförderten Projekt, durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Transformation der europäischen Gesundheitsbranche durch Innovationen in der Photonik, Multisensortechnologien und Soft Robotics.
Bei minimalinvasiven Eingriffen stoßen bestehende chirurgische Systeme an ihre Grenzen: Das haptische, visuelle und taktile Feedback ist unzureichend – insbesondere die Nachbildung des Tastsinns, auf den sich Chirurg*innen bei der Gewebebeurteilung verlassen, bleibt eine technologische Herausforderung. Zusammen mit der mangelnden Beweglichkeit chirurgischer Instrumente führen Operationen daher oft zu längeren Eingriffszeiten und einem erhöhten Risiko für unbeabsichtigte Gewebeschäden.
Das Palpable-Projekt arbeitet an photonischen Multisensorsystemen und Soft-Robotik-Geräten zur Optimierung laparoskopischer Instrumente und Verfahren. Ziel ist es, die Invasivität und die Dauer von Operationen zu verringern sowie deren Sicherheit und Funktionalität zu erhöhen. Dafür entwickelt das Projektteam ein fingerähnliches Werkzeug mit einem neuartigen Instrument, das große Mengen sensorischer Daten erfassen, verarbeiten und interpretieren kann, neue Funktionalitäten ermöglicht und zudem nachhaltig sowie kostengünstig herstellbar ist.
Das ausgezeichnete Paper stellt eine neuartige, miniaturisierte Palpationssonde vor, mit der die Antastkraft und die Härte eines Objekts gemessen werden können. Die Sonde basiert auf Faser-Bragg-Gittern (FBGs), die punktweise mit einem Femtosekundenlaser bearbeitet und auf einer Silikonmembran integriert werden. Das vorgeschlagene Sensorsystem liefert Chirurg*innen zusätzliche Informationen zur Gewebeanspannung, um den Mangel an haptischem Feedback bei minimalinvasiven Eingriffen auszugleichen. Es ist dafür konzipiert, in miniaturisierte Werkzeuge für verschiedene minimalinvasive chirurgische Anwendungen integriert zu werden.
„Meine Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung innovativer Sensortechnologien unter Verwendung von Glasfaser- und Polymerwellenleitern, mit einem Fokus auf deren Integration in chemische und biomedizinische Systeme“, sagte Zhenyu Zhang, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer HHI. „Es ist eine spannende Herausforderung, dieses Know-how zu nutzen, um ein optisches Palpationswerkzeug der nächsten Generation zu entwickeln. Dieser Durchbruch hat großes Potenzial für sicherere, präzisere und besser zugängliche Eingriffe in der Zukunft.“
Das Paper wurde gemeinsam mit Georgios Violakis, Abu Bakar Dawood, Ahmad Abdalwareth, Kaspar Althoefer, Panagiotis Polygerinos, Martin Angelmahr und Wolfgang Schade verfasst.
Dr. rer. nat. Martin Angelmahr
Gruppenleiter FiberLab
Tel. +49 5321 3816-8404
martin.angelmahr@hhi.fraunhofer.de
https://doi.org/10.1117/12.3039246
https://palpable-project.eu/project
Zhenyu Zhang
© Fraunhofer HHI
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Informationstechnik, Medizin, Physik / Astronomie
überregional
Forschungsprojekte, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Zhenyu Zhang
© Fraunhofer HHI
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