Punktuelle Dehnungsmessung an einem Silikonkörper

**LostWok** · 11.11.2016, 12:43

Hm ich seh schon, dass ich mich da nochmal mit meiner Arbeitsgruppe zusammensetzen muss. Die Grundidee war es, den Körper "einfach" mit einem Netz aus Dehnungsstreifen zu umgeben.

Wir suchen eigentlich nach der absolut einfachsten Lösung. Es geht ja nicht darum, wahnsinnig genaue Werte zu ermitteln. Sondern einfach nur darum ein Feedback zu haben, wann zu stark gedrückt wird.

Wir sind grade Dabei den Magen zu gießen. Bilder gibs, wenn der erste Abdruck fertig ist !

**ranke** · 11.11.2016, 17:02

Obwohl aus dem Titel schon der Wunsch nach einer punktuellen Messung hervorgeht möchte ich die Möglichkeit einer Kraftmessung am gesamten Magenmodell ansprechen. Das Silikonmodell wird ja irgendwo festgehalten und dort könnte man mit herkömmlicher Kraftmessung (Wägezellen) in drei Dimensionen die Kräfte messen. Diese Messung kann zwar keine Auskunft über die genaue Dehnung an der Krafteinleitung durch das Endoskop geben. Dafür ist die Technik preiswert, genau und driftarm. Sofern die Kraft des Endoskopkopfs die hauptsächliche Krafteinleitung darstellt, sollte auch ein guter Rückschluss auf die Beanspruchung der Magenwand darstellen.

**t0bias** · 12.11.2016, 12:41

Als möglichen Input könnte ich mir anstelle einer sensorbasierten Messung ggf. auch eine optische vorstellen, dann fällt die Kalibrierungssache weg. Auf das Silikon ein mässig engmaschiges Gitter aufdrucken und mit einer Webcam die Verformung des Gitters tracken.

Entspricht nicht ganz deiner ursprünglichen Messidee, aber du schreibst, du hättest einen Informatiker zur Hand und daher dürfte diese
Lösung für den Informatiker sehr schnell umzusetzen sein - denn entsprechende Bibliotheken, die aus der Verformung eines Gitters ab
optischem Sensor die Deformation errechnen gibt es verschiedene, bereits einsatzfähige im Netz.

OpenCV kann das meines Wissens auch, die ist erst noch kostenlos und hat sich schon tausendfach bewährt...

Grüsse

Tobi

HaWe · 12.11.2016, 16:29

die Sache mit den Dehnungsstreifen ist u.U. komplizierter als gedacht, weil die Silikonwand eine eigene Elastizität besitzt, die nicht überall gleich groß ud auch nicht linear ist, daher könnten theoretisch gleiche Kräfte unterschiedlich starke Verformungen der Dehnungsstreifen oder des optischen Gitters verursachen, von der grundsätzlichen Eich-Problematik der Streifen mal ganz abgesehen.

Die Idee von ranke halte ich noch für die praktikabelste, die nächst-einfachere wäre theoretisch nur, direkt den Druck vorn am Endoskop zu messen, was aber sicher ausscheidet, weil man damit dann ziemlich sicher die Optik abdeckt. Es sei denn, man befestigt einen Drucksensor, leicht überstehend, vorne seitlich neben dem Endoskop-Schlauch, neben der Optik. Welcher dafür geeignet wäre (z.B. pneumatisch), wäre dann die nächste Frage.

**t0bias** · 12.11.2016, 17:31

Ach so, das scheidet dann wohl aus..

Bin gerade noch auf diese beiden Links gestossen, vielleicht auch ein Ansatz:

http://thesoftcircuiteer.net/stretch...an-breadboard/

http://eeonyx.com

**Peter(TOO)** · 12.11.2016, 20:32

Zitat von HaWe

Die Idee von ranke halte ich noch für die praktikabelste, die nächst-einfachere wäre theoretisch nur, direkt den Druck vorn am Endoskop zu messen, was aber sicher ausscheidet, weil man damit dann ziemlich sicher die Optik abdeckt. Es sei denn, man befestigt einen Drucksensor, leicht überstehend, vorne seitlich neben dem Endoskop-Schlauch, neben der Optik. Welcher dafür geeignet wäre (z.B. pneumatisch), wäre dann die nächste Frage.

Das Problem dürfte sein, dass man dazu die Endoskope erst umbauen muss und dessen Funktion je nach dem eingeschränkt ist. Man hat nicht nur die Optik, sondern z.B. auch noch Werkzeuge um Proben zu entnehmen. Das Magenmodell ist sicher auch interessant für die Vorerprobung ganz neuer Techniken.

Misst man den "Magen" kann man jedes beliebige Werkzeug direkt verwenden.

MfG Peter(TOO)

**LostWok** · 13.11.2016, 17:39

Guten Abend,
also die Option am Instrument messen fällt weg, da wir verschiedene Instrumente und Optiken verwenden wollen und uns die Messung am Instrument keinen Rückschluss über die Position gibt.

Die optische Lösung wird wahrscheinlich auch nicht funktionieren, da bestimmte Teile des Magens im Trainer vielleicht für die Kamera nicht sichtbar sein werden.

Der Artikel von Tobias scheint ganz interessant zu sein. Vielleicht könnte ich aus diesem Material ein "Netz" bauen, dass den Magen umgibt und an der Widerstandsänderung, die wirkende Kraft messen.

Falls alle Stricke reißen werde ich mal meinem Betreuer die Idee mit der Messung an der Aufhängung vorstellen. Ich könnte ja die vom Gastroskop am meisten beanspruchten Regionen ermitteln und da einfach die Magenwand direkt mir einem Drucksensor zwischen Aufhängung und Magen ausstatten.

**LostWok** · 13.11.2016, 19:52

Und das Material von eeonyx ist ja anscheinend auch druckempfindlich. Wäre das nicht auch n Ansatz? Also nicht die Dehnung des Magens zu messen, sondern den Druck ?

**Counterfeiter** · 13.11.2016, 21:16

Mir ist gerade noch etwas eingefallen, was sehr genau und handhabbar werden könnte!

Der Silkonmagen müsste Liftdicht umhaust werden, also eine Art massive Box. Wenn man was sehen will, dann wohl mit Glas oder Plexiglas...
In die Box schraubst du einen Relativ- bzw. Differenzdrucksensor. Die gibt es nahezu beliebig genau und empfindlich. Wenn die Sonde nun die Magenwand ausbeult, hast du einen Druckanstieg!
Jetzt gibt es nur ein Probelm. Da der Magen komplett in der Kammer ist, wird man nur einen sehr kurzen Anstieg sehen, anschließend wird das Modell an einer anderen Stelle gestaucht und der Druck ist wieder ausgeglichen.
Jetzt könnte man versuchen aus dem dynamischen Verhalten absolute Werte zu integrieren.
Oder: Der Druck zwischen Magen innerem und "Box"/Magen außen ist immer gleich. Dann würde man versuchen die Größe des sich ausgleichenden Volumens zu erfassen und darüber auf den Druck der Sonde zu schließen. Dies ist wieder etwas höherer Kalibrieraufwand und setzt voraus das der Silkonmagen sehr konstante Rundungen und Wandstärken besitzt.

VG

Basti