Anisotrope Lichtausbreitung in physiologisch unverändertem Blut

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Das beantragte Projekt zielt auf die Erweiterung der Modellierung von Licht zur Untersuchung von biologischem Gewebe ab. Die Verwendung von Licht ist eine ideale Methode, um nicht- oder minimalinvasiv, schnell und ohne Nebenwirkungen, physiologische Parameter zu bestimmen. Für den erfolgreichen Einsatz sind quantitative Modelle zur Beschreibung der Lichtausbreitung die Voraussetzung. Bisherige Modelle der Strahlungstransport- oder Diffusionsgleichung basieren allein auf makroskopischen Parametern und können nur isotrope Lichtverteilungen beschreiben. Im Rahmen des Projektes wird ein Modell der Lichtausbreitung unter Berücksichtigung der Mikrostruktur erstellt. Dafür wird die Lichtstreuung direkt mit den Maxwellgleichungen beschrieben und diese numerisch mit der Finite-Differenzen Methode in der Zeitdomäne (FDTD-Methode) gelöst. Die Verknüpfung zwischen Maxwell- und Strahlungstransporttheorie wird anhand eines vom Antragsteller entwickelten Modellsystems gezeigt. Die Modellierung gilt für alle strukturierten Gewebe und wird exemplarisch auf die Lichtausbreitung in physiologisch unverändertem Blut angewandt. Ziel der Modellierung ist insbesondere die Bestimmung struktureller Daten aus optischen Messungen.