modeling the laser ablation process

This chapter focuses on the problem of modeling the laser ablation process from a geometrical point of view. The objective is to create a model capable of describing the laser incision depth based on the knowledge of the laser parameters and inputs. The discussion starts with a statement of the problem, which is defined in terms of a supervised regression. Our approach is compared with existing heuristic models for the prediction of ablation depth

cognitive supervision for transoral laser microsurgery

This chapter introduces the problem of the automatic supervision of laser-induced effects during laser surgery. A top-down approach is used to tackle this problem: specific circumstances in which surgeons would value enhanced information regarding the effects of their laser actions on tissues are identified. The problem is grounded in the identification of variables of interest that are selected as target for the supervision. In the scope of this thesis, we explore the application of artificial cognitive approaches to monitor these variables in a surgical scenario

Aufbau eines bildleiterbasierten Stereo-Laryngoskops für das anatomiegerechte Routine-Screening der Latenz des laryngealen Adduktionsreflexes nach Auslösung durch Tropfenbeschuss

Hintergrund: Zum Routine-Screening und zur weiteren Charakterisierung des laryngealen Adduktionsreflexes (LAR) wurde eine Reflexauslösung durch den Abschuss von Mikrotropfen und die zeitsynchrone Aufzeichnung einer Hochgeschwindigkeits-Endoskopiesequenz vorgeschlagen. Dieses sogenannte Microdroplet Impulse Testing of the LAR (MIT-LAR) wurde durch den Aufbau eines stereoskopischen, stablinsenbasierten Laryngoskops um eine Funktion zur Stimulationsort-Vorhersage erweitert. Dies ermöglicht, die Stimulationsort-Abhängigkeit der Reflexantwort zu erforschen und ultimativ die Patientensicherheit beim LAR-Screening zu erhöhen. In diesem Beitrag wird nun ein alternativer Ansatz mittels bildleiterbasierter Stereobildaufnahme vorgestellt, der insbesondere die pharyngealen anatomischen Verhältnisse berücksichtigt.Material und Methoden: Zwei Bildleiterbündel (XION GmbH, Berlin) werden in einem gekrümmten, mittels 3D-Druck (Stratasys, Ltd., Eden Prairie, USA) gefertigten Schaft angeordnet und bilden über eine Relaisoptik (Thorlabs, Newton, USA) auf dem Sensor einer Highspeed-Kamera (Os7, Imaging Solutions GmbH, Eningen u. A.) ab. Computergestützte Bildverarbeitung ermöglicht eine räumliche Rekonstruktion des Stimulations-Zielgebiets. Darauf aufbauend wird der voraussichtliche Zielpunkt eines Tropfens auf der endolaryngealen Schleimhaut berechnet. Der beschriebene Aufbau wird hinsichtlich der Zielpunktvorhersage-Genauigkeit experimentell mit einem stablinsenbasierten Aufbau verglichen.Ergebnisse: Durch die faserbasierte Bildübertragung reduziert sich die zur Verfügung stehende Auflösung des Stereo-Bilds. Für die weitere klinische Anwendung ist jedoch zu erwarten, dass die anatomiegerechte Ausformung des Jet-Laryngoskopschaftes hilfreich ist, um die laryngopharyngeale Reflexaktivität (Würgreiz) und damit a priori die Artefaktrate zu verringern.Diskussion: Beide Laryngoskop-Designs scheinen zum aktuellen Zeitpunkt für ein um Stereo-Bildgebung und somit die Möglichkeit einer Zielpunktvorhersage erweitertes MIT-LAR-Verfahren geeignet. Der höheren Lichtstärke und Auflösung einer Stablinsenoptik stehen eine fehlende Flexibilität und erhöhte Bauraumanforderungen entgegen.Fazit: Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Optimierung des Laryngoskop-Designs für die gezielte, reproduzierbare Auslösung des LAR. Mit dem Ziel einer weiteren Reduktion der laryngopharyngealen Reflexaktivität wird in zukünftigen Arbeiten die Möglichkeit des transnasalen Zugangs für MIT-LAR untersucht. Gefördert durch die DFG (Förderkennziffern PT 2/5-1 und KA 2975/6-1)

Infinitary rewriting: closure operators, equivalences and models

Infinitary Term Rewriting allows to express infinite terms and transfinite reductions that converge to those terms. Underpinning the machinery of infinitary rewriting are closure operators on relations that facilitate the formation of transfinite reductions and transfinite equivalence proofs. The literature on infinitary rewriting has largely neglected to single out such closure operators, leaving them implicit in definitions of (transfinite) rewrite reductions, or equivalence relations. This paper unpicks some of those definitions, extracting the underlying closure principles used, as well as constructing alternative operators that lead to alternative notions of reduction and equivalence. A consequence of this unpicking is an insight into the abstraction level at which these operators can be defined. Some of the material in this paper already appeared in Kahrs (2010). The paper also generalises the notion of equational model for infinitary rewriting. This leads to semantics-based notions of equivalence that tie in with the equivalences constructed from the closure operators