4 results on '"Witke, Tom"'
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2. Angle‐dependent light scattering in tissue phantoms for the case of thin bone layers with predominant forward scattering.
- Author
-
Witke, Tom, Kuhn, Eduard, Teichert, Fabian, Goßler, Christian, Schwarz, Ulrich Theodor, and Thränhardt, Angela
- Abstract
The cochlea forms a key element of the human auditory system in the temporal bone. Damage to the cochlea continues to produce significant impairment for sensory reception of environmental stimuli. To improve this impairment, the optical cochlear implant forms a new research approach. A prerequisite for this method is to understand how light propagation, as well as scattering, reflection, and absorption, takes place within the cochlea. We offer a method to study the light distribution in the human cochlea through phantom materials which have the objective to mimic the optical behavior of bone and Monte‐Carlo simulations. The calculation of an angular distribution after scattering requires a phase function. Often approximate functions like Henyey–Greenstein, two‐term Henyey–Greenstein or Legendre polynomial decompositions are used as phase function. An alternative is to exactly calculate a Mie distribution for each scattering event. This method provides a better fit to the data measured in this work. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2024
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3. Simulation winkelabhängiger Lichtstreuung in Gewebephantomen für die Anwendung von optischen Cochlea Implantaten
- Author
-
Witke, Tom, Thränhardt, Angela, Schwarz, Ulrich, Kuhn, Eduard, and Technische Universität Chemnitz
- Subjects
ddc:530 ,Monte-Carlo Simulation ,Gewebe ,Cochlear-Implantat ,Mie-Streuung ,Finite-Differenzen-Methode ,Optische Cochlea-Implantate, Mie-Streuung, Strahlenoptik, Wellenoptik, Monte Carlo, FDTD - Abstract
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation von Streuung und Absorption von elektromagnetischen Wellen in Gewebephantomen im Kontext optischer Cochlea-Implantate. Dabei werden wellen- und strahlenoptische Ansätze diskutiert und auf ihre Eignung für die Modellierung des Streuverhaltens in gewebeähnlichen Schichten untersucht. Im Einzelnen werden FDTD-Simulationen mit einem Mie-Streuprogramm verglichen, sowie Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Die gewonnenen Daten für Gewebephantome werden mit einem experimentellem Ansatz und Literaturwerten für echtes Gewebe verglichen. Es wird gezeigt unter welchen Parametern die Lichtstreuung optimal für die gewünschte Anwendung in optischen Cochlea-Implantaten ist. Weiterhin ergibt sich, im Rahmen dieser Arbeit, die Monte-Carlo-Simulation in Verbund mit einem Mie-Streuprogramm als die praktikabelste Lösung, um mit Experiment und Literatur vergleichbare Schichtdicken zu simulieren und entsprechende Ergebnisse zu gewinnen. Die Übereinstimmung zwischen Simulationen und experimentellen Daten lies sich für Gewebephantome nachweisen. Weiterhin konnten erste Schlüsse über die Übereinstimmung des Verhaltens dieser Phantome gegenüber echter menschlicher Dermis gezogen werden. This work addresses the simulation of scattering and absorption of electromagnetic waves in tissue phantoms in the context of optical cochlear implants. Wave-optical and ray-optical approaches are discussed and investigated for their suitability for modeling the scattering behavior in tissue-like layers. Specifically, FDTD simulations are compared with a Mie-scattering program, and Monte Carlo simulations are performed. The obtained data for tissue phantoms will be compared with an experimental approach and literature values for real tissue. It is shown under which parameters the light scattering is optimal for the desired application in optical cochlear implants. Furthermore, in the context of this work, the Monte-Carlo simulation in combination with a Mie-scattering program is most practicable to simulate layer thicknesses comparable to experiment and literature and to obtain the corresponding results. The agreement between simulations and experimental data could be demonstrated for tissue phantoms. Furthermore, first conclusions could be drawn about the agreement of the behavior of these phantoms compared to real human dermis.
- Published
- 2022
4. Simulation winkelabhängiger Lichtstreuung in Gewebephantomen für die Anwendung von optischen Cochlea Implantaten
- Author
-
Thränhardt, Angela, Schwarz, Ulrich, Kuhn, Eduard, Technische Universität Chemnitz, Witke, Tom, Thränhardt, Angela, Schwarz, Ulrich, Kuhn, Eduard, Technische Universität Chemnitz, and Witke, Tom
- Abstract
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation von Streuung und Absorption von elektromagnetischen Wellen in Gewebephantomen im Kontext optischer Cochlea-Implantate. Dabei werden wellen- und strahlenoptische Ansätze diskutiert und auf ihre Eignung für die Modellierung des Streuverhaltens in gewebeähnlichen Schichten untersucht. Im Einzelnen werden FDTD-Simulationen mit einem Mie-Streuprogramm verglichen, sowie Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Die gewonnenen Daten für Gewebephantome werden mit einem experimentellem Ansatz und Literaturwerten für echtes Gewebe verglichen. Es wird gezeigt unter welchen Parametern die Lichtstreuung optimal für die gewünschte Anwendung in optischen Cochlea-Implantaten ist. Weiterhin ergibt sich, im Rahmen dieser Arbeit, die Monte-Carlo-Simulation in Verbund mit einem Mie-Streuprogramm als die praktikabelste Lösung, um mit Experiment und Literatur vergleichbare Schichtdicken zu simulieren und entsprechende Ergebnisse zu gewinnen. Die Übereinstimmung zwischen Simulationen und experimentellen Daten lies sich für Gewebephantome nachweisen. Weiterhin konnten erste Schlüsse über die Übereinstimmung des Verhaltens dieser Phantome gegenüber echter menschlicher Dermis gezogen werden., This work addresses the simulation of scattering and absorption of electromagnetic waves in tissue phantoms in the context of optical cochlear implants. Wave-optical and ray-optical approaches are discussed and investigated for their suitability for modeling the scattering behavior in tissue-like layers. Specifically, FDTD simulations are compared with a Mie-scattering program, and Monte Carlo simulations are performed. The obtained data for tissue phantoms will be compared with an experimental approach and literature values for real tissue. It is shown under which parameters the light scattering is optimal for the desired application in optical cochlear implants. Furthermore, in the context of this work, the Monte-Carlo simulation in combination with a Mie-scattering program is most practicable to simulate layer thicknesses comparable to experiment and literature and to obtain the corresponding results. The agreement between simulations and experimental data could be demonstrated for tissue phantoms. Furthermore, first conclusions could be drawn about the agreement of the behavior of these phantoms compared to real human dermis.
- Published
- 2022
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