I. Elsőként dolgoztam ki egy ún. Michigan-típusú (vagyis planáris) szilícium alapú optród komplex optikai modelljét. A validált optikai modellt felhasználva megmutattam, hogy a fény felületi szórásának jelentős hatása van az eszköz hatásfokára. Az ideális rendszer 46%-os hatásfokához képest a valós érdességű felület a kísérleti eredményekkel összhangban 30±2%-os hatásfokot eredményez. [S1, S2, S5]
II. Megalkottam a biostimulációt szolgáló optród végeselemek módszerén alapuló termikus modelljét. A csatolt modellt egy egyszerű vizes közeget használó kísérleti elrendezésre alkalmazva meghatároztam a hőmérséklet tér- és időbeli eloszlását, ami a mérésekkel jó egyezést mutatott. Megállapítottam, hogy az orvoslásban alkalmazott tipikus gerjesztés esetén a közeg maximális melegedése a tűvégtől 0,1-0,2 mm távolságra lép fel, 3 °C értékkel. [S2, S6]
III. A validált csatolt optikai és hőtani modellt kiegészítettem az eszköz mechanikai modelljével. A komplett mechanikai-optikai-hőtani modell segítségével optimalizáltam az optród kialakítását mechanikai stabilitás, optikai hatásfok és az elérhető maximális hőmérséklet-emelkedés szempontjából. Kimutattam, hogy elhagyva a becsatoló lencsét, és 0,94 mm-rel közelebb tolva az optikai szálat a tűhöz, 40,1% optikai hatásfokot lehet elérni, azonos mechanikai stabilitás mellett. Megvizsgáltam továbbá a tűhegy alakjának hatását, kimutatva, hogy az eredetileg tompa tűhegyet 15°-os nyílásszögű tűhegyre cserélve, az optikai hatásfok 45,2%-ig, a maximális hőmérséklet-emelkedés 4,42°C-ig javítható, azonos gerjesztő paraméterek mellett. [S3, S7]
IV. Az infravörös agyi stimuláció termikus modelljével megállapítottam, hogy a modell a vizes közeg közelítéshez képest 5%-kal magasabb csúcshőmérsékletet ad, és térben kevésbé anizotróp hőmérséklet-eloszlást mutat. A modellt felhasználtam állatkísérletek szimulálására, és megállapítottam, hogy a kapott hőmérséklet értékek a kísérletekkel kiváló egyezést adnak. Kimutattam, hogy a hőmérséklet-emelkedés térben lokalizált és a bemenő teljesítménnyel jól kontrollálható. [S4, S8].
Tézispontokhoz kapcsolódó saját publikációk:
[S1] Á. C. Horváth, Ö. C. Boros, S. Beleznai, Ö. Sepsi, P. Koppa, Z. Fekete “A multimodal optrode for spatially controlled infrared neural stimulation in the deep brain tissue” Sens. Actuators B-Chem. 263, 77-86 (2018).
[S2] Ö. C. Boros, Á. C. Horváth, S. Beleznai, Ö. Sepsi, S. Lenk, Z. Fekete, P. Koppa
“Optical and thermal modeling of an optrode microdevice for infrared neural stimulation” App. Opt. 57, 6952-6957 (2018).
[S3] Ö. C. Boros, Á. C. Horváth, S. Beleznai, Ö. Sepsi, D. Csősz, Z. Fekete, P. Koppa
“Optimization of an optrode microdevice for infrared neural stimulation” App. Opt. 58, 3870-3876 (2019).
[S4] Á. C. Horváth, S. Borbély, C. Ö. Boros, L. Komáromi, P. Koppa, P. Barthó, Z.
Fekete "Infrared neural stimulation and inhibition using an implantable silicon photonic microdevice" Microsyst Nanoeng 6 : 2 Paper: 153 (2020)
Konferenciák:
[S5] Ö. C. Boros, Á. Cs. Horváth, Ö. Sepsi, S. Beleznai, P. Koppa, Z. Fekete "Coupled Optical & Thermal Model of a Silicon Microprobe" Comsol Conference, Rotterdam (2017)
[S6] Á. Cs. Horváth, Ö. C. Boros, Ö. Sepsi, S. Beleznai, P. Koppa, Z. Fekete
"Multimodal Neuroimaging Microtool for Infrared Optical Stimulation, Thermal Measurements and Recording of Neuronal Activity in the Deep Tissue" PROCEEDINGS 1 : 4 Paper: 494 , 4 p. (2017)
[S7] Ö. C. Boros, Á. Cs. Horváth, Ö. Sepsi, S. Beleznai, P. Koppa, Z. Fekete "Modeling of a silicon microprobe for infrared neural stimulation" 5th International Conference on the Physics of Optical Materials and Devices, Igalo (2018)
[S8] Á. Cs. Horváth, Ö. C. Boros, Ö. Sepsi, S. Beleznai, P. Koppa, Z. Fekete "Optical characterization of an infrared neural optrode" In: Frédérick, Mailly; Pascal, Nouet (szerk.) Proceedings of the Symposium on Design, Test, Integration and Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP'18), New York (NY), Amerikai Egyesült Államok: IEEE, (2018) pp. 1-4. Paper: 8394242 , 4 p.
Köszönetnyilvánítás
Köszönettel tartozom első sorban Koppa Pál témavezetőmnek, aki a rendszeres konzultációkon irányította a kutatói munkát, és szakmai észrevételeivel lehetővé tette jelen dolgozat elkészülését.
Köszönettel tartozom Beleznai Szabolcsnak, aki rendszeres szakmai segítséget nyújtott a modellezés során.
Köszönöm Fekete Zoltánnak, Sepsi Örsnek és Horváth Ágostonnak a közös munkát, és hogy méréseikkel lehetővé tették a szimuláció validálását.
Köszönettel tartozom Erdei Gábornak a felületi mérések elvégzésében nyújtott segítségéért, valamint Lenk Sándornak a goniométeres mérés fejlesztésében adott segítségért.
Köszönöm Sarkadi Tamás értékes szakmai észrevételeit, és az elektronmikroszkópos mérésekben nyújtott segítségét.
Köszönöm Mihajlik Gábor segítségét a MATLAB programozásban való fejlődésemhez.
Köszönöm Chalupa Attila munkáját az eszközök megmunkálásában.
Függelék
Az állatkísérletek szimulációs és mérési eredményei
Az eszköz tesztelését in vivo állatkísérletek során Fekete Zoltán és Horváth Ágoston végezte [S4]. A műtéti elrendezésről az optród beültetése előtt készült kép látható az f1.
ábrán. Az optród az agykéregbe valamint a hippokampuszba volt beültetve és egy 2 perc impulzushosszúságú, 4 perc periódusidejű négyszögjel adta a gerjesztést, 6,9 mW, 8,5 mW és 10,5 mW csúcsteljesítmények mellett. A cél a neuron aktivitás gerjesztés hatására történő változásának kimérése volt, különböző agykérgi mélységek, valamint a hippokampusz neuronjai esetében.
(A) (B)
f1. ábra: Mérési elrendezés az optród agyi stimulációs alkalmazásához (A). A kék vonal egy szilícium elektródát jelöl, mely ellenőrzésként szolgált a gerjesztett tartomány elektrofiziológiai válaszának kiértékelésekor. A műtétről készült fénykép az optród patkányagyba történő beültetése előtt (B) (forrás [S4]).
A f2-f4. ábrák összefoglalják a kísérlet eredményeit. Az (a) ábrákon látható több sejtcsoport együttes normalizált tüzelési frekvenciája az idő függvényében, különböző csúcsteljesítményű gerjesztések mellett. Ezen grafikonok a gerjesztett térfogathoz legközelebb eső 2-3 elektrofiziológia csatorna adatainak átlagolásából származnak. A (b) ábrák a különböző sorszámú kísérletek estében mutatják az időfüggő tüzelési frekvenciát.
A (c) ábrák egy kisebb sejtpopuláció jelalakját ábrázolják a stimuláció előtt, alatt és után.
A (d) ábrák a szimulált hőmérséklet-eloszlást szemléltetik 10,5 mW csúcsteljesítményű gerjesztés esetén, az (e) ábrák pedig az adott kísérletben használt hőmérőhöz tartozó, szimulált időbeli hőmérséklet-változást, különböző csúcsteljesítmények mellett. Az eredményeket kiértékelve a következők jelenthetők ki:
A stimuláció hatása nagymértékben függ a stimulált agyi terület elhelyezkedésétől: az agykéregben 1600 µm mélyen alkalmazva a gerjesztést a célzott sejtcsoport akciós potenciáljának stimulációja váltható ki, ellenben 1300 µm mélyen gátló hatást fejt ki, ami a (b) ábrákon is megfigyelhető. A mért jel alakja csak kis mértékben függ a gerjesztő teljesítménytől. A gerjesztő impulzus megszűnésével az idegsejtek tüzelése is visszaáll az eredeti szintre. A (c) ábrák azt szemléltetik, hogy a stimuláció változatlanul hagyta a megfigyelt sejtek akciós potenciáljának depolarizációs és hiperpolarizációs szakaszát.
Ebből arra lehet következtetni, hogy a stimuláció a tüzelés alatti metabolizmusra nincs hatással, csak a bekövetkezésének gyakoriságára, illetve, hogy a folyamat reverzibilis. Az állat testhőmérsékletének méréséből arra következtetett a csoport, hogy a stimuláció hatása lokális, amit a (d) ábrákon látható modellezett gerjesztett tartomány kiterjedésének jól behatárolhatósága is alátámaszt. Az (e) ábrák alapján kijelenthető, hogy a számolt maximális hőmérséklet-emelkedés mindenhol a biztonságos tartományon belül marad, és értéke függ attól, hogy hol helyezkedik el a szimulált hőmérő. Ennek oka a térbeli hőmérsékleti inhomogenitáson kívül a szilícium tűtest nagy hővezető képessége, ami befolyásolja a felületére integrált platina hőmérő által mért hőmérsékleteket.
f2. ábra. Agykérgi neuronok tüzelésének infravörös stimulációja 1600 µm mélyen. (A) Agykérgi neuronok tüzelési frekvenciájának megváltozása különböző teljesítményű gerjesztések mellett.
(B) Különböző sorszámú kíséretek esetében mért tüzelési frekvencia az idő függvényében. (C) Kisebb sejtpopuláció aktivitása stimuláció előtt (pre-stim), alatt (on-period) és után (off-period), és a stimuláció alatt mért tüzelések autokorrelogramja. (D) A gerjesztett tartomány szimulált hőmérséklet-eloszlása 10,5 mW csúcsteljesítményű gerjesztés mellett. (E) A kísérletben használt hőmérőhöz tartozó, szimulált időbeli hőmérséklet-változás, különböző csúcsteljesítmények mellett (forrás [S4]).
f3. ábra. Agykérgi neuronok tüzelésének infravörös gátlása 1300 µm mélyen. (A) Agykérgi neuronok tüzelési frekvenciájának megváltozása különböző teljesítményű gerjesztések mellett.
(B) Különböző sorszámú kíséretek esetében mért tüzelési frekvencia az idő függvényében. (C) Kisebb sejtpopuláció aktivitása stimuláció előtt (pre-stim), alatt (on-period) és után (off-period), és a stimuláció alatt mért tüzelések autokorrelogramja. (D) A gerjesztett tartomány szimulált hőmérséklet-eloszlása 10,5 mW csúcsteljesítményű gerjesztés mellett. (E) A kísérletben használt hőmérőhöz tartozó, szimulált időbeli hőmérséklet-változás, különböző csúcsteljesítmények mellett (forrás [S4]).
f4. ábra. Neuronok tüzelésének infravörös stimulációja a hippokampuszban. (A) Neuronok tüzelési frekvenciájának megváltozása a hippokampuszban különböző teljesítményű gerjesztések mellett. (B) Különböző sorszámú kíséretek esetében mért tüzelési frekvencia az idő függvényében. (C) Kisebb sejtpopuláció aktivitása stimuláció előtt (pre-stim), alatt (on-period) és után (off-period), és a stimuláció alatt mért tüzelések autokorrelogramja. (D) A gerjesztett tartomány szimulált hőmérséklet-eloszlása 10,7 mW csúcsteljesítményű gerjesztés mellett. (E) A kísérletben használt hőmérőhöz tartozó, szimulált időbeli hőmérséklet-változás, különböző csúcsteljesítmények mellett (forrás [S4]).
Hivatkozások
[1] N. Kovács, I. Balás, S. Komoly "MÉLY AGYI STIMULÁCIÓ: EGY ÚJ PERSPEKTÍVA A MOZGÁSZAVAROK KEZELÉSÉBEN" Lege artis medicinae: új magyar orvosi hírmondó 19(2):119-126 (2009)
[2] Tamás G., PhD; Takáts A., MD; Radics P.; Rózsa I.; Csibri É., MD; Rudas G., PhD;
Golopencza P., MD; Entz L., MD; Fabó D., PhD; Erőss L., PhD "A mély agyi stimuláció hatékonysága Parkinson-kóros betegeink kezelésében" Ideggyógy Sz. 66(3–4):115–120 (2013)
[3] https://agykutatas.hu/hir/eloszor-vegeztek-magyarorszagon-agymutetet-robot- segitsegevel/
[4] Y. Liu, S. L. Jacques, M. Azimipour, J. D. Rogers, R. Pashaie, and K. W. Eliceiri "
OptogenSIM: a 3D Monte Carlo simulation platform for light delivery design in optogenetics" Biomed Opt. 6(12) 4859-4870 (2015)
[5] T. Mager, D. L. Morena, V. Senn, J. Schlotte1, A. D´Errico, K. Feldbauer, C. Wrobel, S. Jung, K. Bodensiek, V. Rankovic, L. Browne, A. Huet, J. Jüttner, P. G. Wood, J.J.
Letzkus, T. Moser, E. Bamberg "High frequency neural spiking and auditory signaling by ultrafast red-shifted optogenetics" Nat. Com. 9:1750 (2018)
[6] J. A. Curcio, C. C. Petty "The Near Infrared Absorption Spectrum of Liquid Water" J.
Opt. Soc. Am. 41, 302-304 (1951)
[7] J. Wells, C. Kao, P. Konrad, T. Milner, J. Kim, A. Mahadevan-Jansen, E.D. Jansen,
"Biophysical mechanisms of transient optical stimulation of peripheral nerve" Biophys.
J. 93, 2567–2580 (2007)
[8] M. M. Chernov, G. Chen, A. W. Roe "Histological Assessment of Thermal Damage in the Brain Following Infrared Neural Stimulation" Brain Stimulation 7, 476-482 (2014)
[9] M.W. Jenkins, Y.T. Wang, Y.Q. Doughman, M. Watanabe, Y. Cheng, A.M. Rollins,
"Optical pacing of the adult rabbit heart" Biomed. Opt. Exp. 4 (9) 1626–1635 (2013)
[10] J. M. Cayce, R. M. Friedman, G. Chenb, D. Jansena, A. Mahadevan-Jansen, A.
W. Roea, "Infrared neural stimulation of primary visual cortex in non-human primates"
NeuroImage 84, 181–190 (2014)
[11] Daniel J. DiLorenzo, Joseph D. Bronzino "Neuroengineering" CRC Press, Chapter 21 (2007)
[12] H. L Liang, H. T Whelan, J. T. Eells, M. T. T. Wong-Riley "Near-infrared light via light-emitting diode treatment is therapeutic against rotenone-and 1-methyl-4- phenylpyridinium ion-induced neurotoxicity" Neurosci. 153, 963–974 (2008)
[13] D. M. Johnstone, C. Moro, J. Stone, A.-L. Benabid, J. Mitrofanis "Turning On Lights to Stop Neurodegeneration: The Potential of Near Infrared Light Therapy in Alzheimer’s and Parkinson’s Disease" Front. Neurosci. 9, 500 (2016)
[14] D. K. Bowles, M. Hay "Cardiovascular membrane excitability and the influence of sex and sex steroids" Advances in Molecular and Cell Biology, Vol. 34, 105–114 (2004)
[15] Barócsi Attila "A biofizika alapjai" egyetemi tankönyv, 2018
[16] Genet, S., Costalat, R. & Burger, J. "A few comments on electrostatic interactions in cell physiology" Acta Biotheor. 48, 273–287 (2000)
[17] M. G. Shapiro, K. Homma, S. Villarreal, C.-P. Richter, F. Bezanilla "Infrared light excites cells by changing their electrical capacitance" Nat. Comm. 3, 736 (2011)
[18] Ganguly, M., Jenkins, M. W., Chiel, H. J., & Jansen, E. D. "Modeling the effects of elevated temperatures on action potential propagation in unmyelinated axons" Proc. of SPIE BiOS (2016)
[19] J. Rosenthal, F. Bezanilla "Seasonal variation in conduction velocity of action potentials in squid giant axons" The Biological Bulletin. 199(2):135-143 (2000)
[20] E. Suh, A. I. Matic, M. Otting, J. T. Walsh, C.-P. Richter "Optical stimulation in mice lacking the TRPV1 channel" Proc. of SPIE 7180, (2009)
[21] Z. Fekete "Recent advances in silicon-based neural microelectrodes and microsystems: a review" Sens.Actuators B-Chem. 215, 300–315 (2015)
[22] K. E. Jones, P. K. Campbell, R. A. Normann "A glass silicon composite intracortical electrode array" Ann. Biomed. Eng. 20, 423. (1992)
[23] K. D. Wise, J. B. Angell, A. Starr "An integrated-circuit approach to extracellular microelectrodes" IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-17 238 (1970)
[24] K. Najafi , K. Suzuki "Measurement of fracture stress, young's modulus, and intrinsic stress of heavily boron-doped silicon microstructures" Thin Sol. Films 181, 251- 258 (1989)
[25] R. Bhandari, S. Negi, F. Solzbacher "Wafer-scale fabrication of penetrating neural microelectrode arrays" Biomed. Microdevices 12, 797 (2010)
[26] G. A. C. M. Spiering "Wet chemical etching of silicate glasses in hydrofluoric acid based solutions" J. Mater. Sci. 28: 6261.(1993)
[27] B. Li, M. Liu, Q. Chen "Low-stress ultra-thick SU-8 UV photolithography process for MEMS" J. Microlith., Microfab., Microsyst. 4 4, 043008 (2005)
[28] S. Tachi, K. Tsujimoto, Sa. Okudaira "Low temperature reactive ion etching and microwave plasma etching of silicon" Applied Physics Letters 52, 616 (1988)
[29] W. M. Pardridge "Blood–brain barrier delivery" Drug Discov. Today 12, 54-61 (2007)
[30] M. A. Vogelbaum, M. K. Aghi "Convection-enhanced delivery for the treatment of glioblastoma" Neuro-Oncology 17, ii3–ii8 (2015)
[31] M.D. Johnson, R.K. Franklin, M.D. Gibson, R.B. Brown, D.R. Kipke,
"Implantable microelectrode arrays for simultaneous electrophysiological and neurochemical recordings" J. Neurosci. Methods 174, 62 (2008)
[32] C. A. Chestek, V. Gilja, P. Nuyujukian, J. D. Foster, J. M. Fan, M.T. Kaufman, M. M. Churchland, Z. Rivera-Alvidrez, J. P. Cunningham, S. I. Ryu, K. V. Shenoy
"Long-term stability of neural prosthetic control signals from silicon cortical arrays in rhesus macaque motor cortex" J. Neural Eng. 8 045005 (2011)
[33] N. H. Hosseini, R. Hoffmann, S. Kisban, T. Stieglitz, O. Paul, P. Ruther
"Comparative Study on the Insertion Behavior of Cerebral Microprobes" in: Proc. IEEE EMBS (2007)
[34] Mofid M. M, Thompson R. C, Pardo C. A, Manson P. N, Vander Kolk C. A.
"Biocompatibility of fixation materials in the brain" J. Plast Reconstr. Surg. 100(1):14–
20 (1997)
[35] T. Sun, W.M. Tsang, W.T. Park "Drug release from porous silicon for stable neural interface" Appl. Surf. Sci. 292, 843 (2014)
[36] K. A. Moxon, N. M. Kalkhoran, M. Markert, M. A. Sambito, J. L. McKenzie, J.
T.Webster "Nanostructured surface modification of ceramic-based microelectrodes to enhance biocompatibility for a direct brain–machine interface" IEEETrans. Biomed.
Eng. 51, 881 (2004)
[37] Pongrácz, Z. Fekete, G. Márton, Zs. Bérces, I. Ulbert, P. Fürjes "Deep-brain silicon multielectrodes for simultaneous in vivo recording and drug delivery"
Sens.Actuators B-Chem. 189, 97-105 (2013)
[38] D.R. Curtis, A. W. Duggan, D. Felix, G. A. R. Johnston "GABA, bicuculline and central inhibition" Nature 226 1222–1224 (1970)
[39] Z. Fekete, A. Németh, G. Márton, I. Ulbert, A. Pongrácz "Experimental study on the mechanical interaction between silicon neural microprobes and rat dura mater during insertion" J. Mater. Sci.: Mater Med 25:70 (2015)
[40] H. J.Marcus, K. Zareinia, L. S. Gan "Forces exerted during microneurosurgery: a cadaver study" Int J Med Robot. 10(2):251–256. (2014)
[41] M. Kiss, P. Földesy, Z. Fekete "Optimization of a Michigan-type silicon microprobe for infrared neaural stimulation" Sens.Actuators B-Chem. 224, 676-682 (2016)
[42] M. Becker, H. Y. Fan "Optical Properties of Semiconductors. III. Infra-Red Transmission of Silicon" Phys. Rev. 76, 1531 (1949)
[43] J. E. Harvey, S. Schroder, N. Choi, A. Duparre "Total integrated scatter from surfaces with arbitrary roughness, correlation widths, and incident angles" Opt. Eng. 51 013402 (2012)
[44] DB Judd, J. Res. "Fresnel reflection of diffusely incident light" Natl. Bur. Stand.
(1942)
[45] M. Sato, I. Fujii "Spin coating process" US Patent 4, 113, 492 (1978)
[46] F. Gori, G. Guattari, C. Padovani "Bessel-Gauss beams" Opt. Comm. 64, 491-495 (1987)
[47] Nagy Károly "Elektrodinamika" Tankönyvkiadó, Budapest (1968)
[48] Barabás Miklós "Klasszikus elektromágneses fényelmélet" Műegyetemi Kiadó, Budapest (1998)
[49] L. Kocsis, P. Herman, A. "The modified Beer–Lambert law revisited" EkePhys.
Med. Biol. 51 (2006)
[50] T.V.F. Abaya, M. Diwekar, S. Blair, P. Tathireddy, L. Rieth, G.A. Clark, F.
Solzbacher "Characterization of a 3D optrode array for infrared neural stimulation"
Biomed. Opt. Exp. 5, 2200-2219 (2012)
[51] R. Deri, E. Kapon “Low-loss III-V semiconductor optical waveguides” IEEE J.
Quantum. Electron. 27, 626–640 (1991)
[52] M. Kiss, P. Földessy, Z. Fekete "Optrode for multimodal deep-brain infrared stimulation" Proc. Eng. 87, 1537-1540 (2014)
[53] E. I. Thorsos "The validity of the Kirchhoff approximation for rough surface scattering using a Gaussian roughness spectrum" J. Acoust. Soc. Am. 83 (1), (1988)
[54] J. Goodman “Introduction to Fourier optics” Chap. 4, p. 74. (1996)
[55] K. Bittkau, M. Schulte, T. Beckers, R. Carius "Fourier analysis for the study of light scattering properties of randomly textured ZnO films" Proceedings of SPIE (2010)
[56] D. Dominé, F.-J. Haug, C. Battaglia, C. Ballif "Modeling of light scattering from micro- and nanotextured surfaces" J. Appl. Phys. 107, 044504 (2010)
[57] F. J. Haug, C. Battaglia, D. Domine, and C. Ballif “Light scattering at nano- textured surfaces in thin film silicon solar cells” proc. 35th IEEE PSC (2010)
[58] D. Rugar, P. Hansma "Atomic Force Microscopy" Physics Today 43, 10, 23 (1990)
[59] A. G. Worthing "On the Deviation from Lambert's Cosine Law of the Emission from Tungsten and Carbon at Glowing Temperatures" Astrophysical Journal, vol. 36, p.345 (1912)
[60] K. Bittkau, M. Schulte, M. Klein, T. Beckers, R. Carius "Modeling of light scattering properties from surface profile in thin-film solar cells by Fourier transform techniques" Thin Solid Films 519, 6538–6543 (2011)
[61] Nagy Károly "Elméleti mechanika" Tankönyvkiadó, Budapest (1989)
[62] L. Zhang, R. Barrett, P. Cloetens, C. Detlefs and M. Sanchez del Rio "Anisotropic elasticity of silicon and its application to the modelling of X-ray optics" J. Synchrotron Rad. 21, 507-517 (2014)
[63] M. I. A. Mokti, I. A. Rahim, A. A. Manaf, O. B. Sidek, M.A. B. Miskam "Design and simulation of a MEMS capacitive bending strain sensor using dielectric materials for spinal fusion monitoring" Proc. (2011)
[64] H. Camon, F. Larnaudie, F. Rivoirard, B. Jammes "Analytical Simulation of a 1D Single Crystal Silicon Electrostatic Micromirror" TechConnect Briefs, 628 - 631 (1999)
[65] J. Brièrea, Ph.-O. Beaulieua, M. Saidania, F. Nabkia, M. Ménarda "Rotational MEMS mirror with latching arm for silicon photonics" Proc. (2015)
[66] A.C. Thompson, Scott A. Wade, William G.A. Brown, P. R. Stoddart "Modeling of light absorption in tissue during infrared neural stimulation" J. Biomed. Opt. 17(7), 075002 (2012)
[67] N. Metropolis and S. Ulam, “The Monte Carlo method” J. Am. Stat. Assoc.
44(247), 335–341 (1949)
[68] T. Vo-Dinh "Biomedical Photonics Handbook" (2003)
[69] R. Liljemalm, T. Nyberg, H. Holst "Heating during infrared neural stimulation"
Laser in Surg. and Med. 45, 469-481 (2013)
[70] M. Vollmer "Newton's law of cooling revisited" Eur. J. Phys. 30, 5 (2009)
[71] P. Monk "Finite element methods for Maxwell's equations" Oxford Sience Publication (2003)
[72] H. W. Cain, K. M. Lepak, B. A. Schwartz, M. H. Lipasti "Precise and Accurate Processor Simulation" PHARM Workshop (2002)
[73] C. M. Mak, J. L. Niu, C. T. LeeK, F. Chan "A numerical simulation of wing walls using computational fluid dynamics" Energy and Buildings 39, 995–1002 (2007)
[74] Dezső Gergely "VEM alapjai jegyzet"
http://mmfk.nyf.hu/~gepgyartas/magt/hallgatok/feladatok/vem/2015/VEMsegedlet03.pdf
[75] R. G. Sargent "VERIFICATION AND VALIDATION OF SIMULATION MODELS" Proc. of the 2010 Winter Sim. Conf. (2010)
[76] P. Alliez, D. Cohen-Steiner, M. Yvinec, M. D. Caltech "Variational tetrahedral meshing" Proc. of the 2005 SIGGRAPH Courses (2005)
[77] L. T. Zhang, G. J. Wagner, W. K. Liu "Modelling and simulation of fluid structure interaction by meshfree and FEM" Commun. Numer. Meth. Engng 19:615–621 (2003)
[78] K. Rashedi, H. Adibi, M. Dehghan "Application of the Ritz–Galerkin method for recovering the spacewise-coefficients in the wave equation" Comp. and Math.with App.
65, 1990–2008 (2013)
[79] C. Reimer "Monte Carlo Tolerancing Tool using Non-Sequential Ray Tracing on a Compute Cluster" IOD Conf., paper IThA3 (2010)
[80] Á. C. Horváth, Ö. C. Boros, S. Beleznai, Ö. Sepsi, P. Koppa, Z. Fekete “A multimodal optrode for spatially controlled infrared neural stimulation in the deep brain tissue” Sens. Actuators B-Chem. 263, 77-86 (2018)
[81] M. A. Green and Keevers, M. J. “Optical properties of intrinsic silicon at 300 K”
Progress in Photovoltaics: Research and App. 3, 189-192 (1995)
[82] A. Liu, L. Liao, D. Rubin, H. Nguyen, B. Ciftcioglu, Y. Chetrit, N. Izhaky, M.
Paniccia "High-speed optical modulation based on carrier depletion in a silicon waveguide" Opt. Express 15, 660-668 (2007)
[83] D. K. Sparacin, S. J. Spector, L. C. Kimerling "Silicon Waveguide Sidewall Smoothing by Wet Chemical Oxidation" J. Lightwave Technol. 23, 2455- (2005)
[84] https://www.norlandprod.com/adhesives/noa61pg2.html
[85] Ö. C. Boros, Á. C. Horváth, S. Beleznai, Ö. Sepsi, S. Lenk, Z. Fekete, P. Koppa
“Optical and thermal modeling of an optrode microdevice for infrared neural stimulation” App.Opt. 57, 6952-6957 (2018)
[86] B. E. A. Saleh, M. C. Teich "Fundamentals of Photonics, Chapter 9: Fiber optics" second edition (2007)
[87] D. Héricz, T.Sarkadi, G. Erdei, T. Lazuech, S. Lenk, P. Koppa "Simulation of small- and wide-angle scattering properties of glass-beard retroreflectors" App.Opt. 56, 3969- 3976 (2017)
[88] James C. Wyant "White light interferometry" Proc. SPIE 4737 (2002)
[89] D. Voelz "Computational Fourier Optics, A MATLAB tutorial" (2011)
[90] M. E. Thomas, D. W. Blodgett, D. V. Hahn "Analysis and representation of BSDF and BRDF measurements" Proc. SPIE 5192 (2003)
[91] John C. Stover "Optical Scattering: Measurement and Analysis, Second Edition"
Spie Opt. Eng. Press PM24, 19-21 (1995)
[92] Prem K. Kythe "Green's Functions and Linear Differential Equations: Theory, Applications, and Computation" (2011)
[93] F. -J. Haug, M. Brauninger, C. Ballif “Fourier light scattering model for treating textures deeper than the wavelength” Opt. Express 25(4), A14-A22 (2017)
[94] Á. C. Horváth, Ö. C. Boros, S. Borbély, L. Komáromi, P. Koppa, P. Barthó, Z.
Fekete "Infrared neural stimulation and inhibition using an implantable silicon photonic microdevice" Microsystems & Nanoengineering (2020)
[95] Wang, X. A. "An Experimental Study of Mixed, Forced, and Free Convection Heat Transfer From a Horizontal Flat Plate to Air" ASME. J. Heat Transfer 104(1):
139–144 (1982)
[96] S. B. Wibowo, Sutrisno, T. A. Rohmat "STUDY OF MESH INDEPENDENCE ON THE COMPUTATIONAL MODEL OF THE ROLL-UP VORTEX PHENOMENON ON FIGHTER AND DELTA WING MODELS" Inter. J. of Fluid Mech. Res. 46, 5 (2019)
[97] A. M. Khokhlov "Fully Threaded Tree Algorithms for Adaptive Refinement Fluid Dynamics Simulations" J. of Comp. Phys. 143, 519–543 (1998)
[98] H. R. Shanks, P. D. Maycock, P. H. Sidles, G. C. Danielson "Thermal Conductivity of Silicon from 300 to 1400°K" Phys. Rev. 130, 1743 (1963)
[99] Ö. C. Boros, Á. C. Horváth, S. Beleznai, Ö. Sepsi, D. Csősz, Z. Fekete, P. Koppa
“Optimization of an optrode microdevice for infrared neural stimulation” App.Opt. 58, 3870-3876 (2019)
[100] R. von Mises "Mechanik der festen Körper im plastisch deformablen Zustand"
Göttin. Nachr. Math. Phys. 1, 582–592 (1913)