Verificatie van de dosisverdeling bij hogeprecisie-radiotherapie met behulp van NMR-geldosimetrie
Voor het verifieren van de dosisverdeling bij hogeprecisieradiotherapiebehandelingen in drie dimensies werden twee verschillende soorten gel gefabriceerd en onderzocht. Bij bestraling treedt in de Fricke-gel een oxidatie van ijzer(II)-ionen op tot vorming van ijzer(III)-ionen. Vermits beide ionen een verschillend magnetisch moment bezitten, kan de dosisverdeling uitgelezen worden bij middel van magnetische-resonantiebeeldvorming onder de vorm van R1-beelden. We hebben echter ondervonden dat deze methode onderhevig is aan spatiale instabiliteiten aangezien de ionen in staat zijn te diffunderen doorheen de gelmatrix. Omwille van die reden werd een tweede soort gel onderzocht. De monomeer-polymeergel daarentegen vertoont een betere ruimtelijke stabiliteit. Bij monomeer-polymeergeldosimetrie is de spinspinrelaxatiesnelheid, R2, gerelateerd aan de geabsorbeerde stralingsdosis in een gelfantoom. R2 wordt in elke pixel berekend door het fitten van een exponentiele vervalcurve met tijdsconstante 1/R2, aan de individuele pixelintensiteiten over de opeenvolgende basisbeelden. Verschillende beeldvormings-sequenties werden onderzocht en op punt gesteld voor het bekomen van de basisbeelden (i.e. enkelvoudige en meervoudige spin-echosequenties). De richtwaarde voor de nauwkeurigheid die aan gel-dosimetrie gesteld wordt, is 3% tot 5%. In een conventionele MR-scanner kunnen beeldvormingsartefacten voor aanzienlijke afwijkingen in de opgemeten dosisverdeling zorgen. Deze afwijkingen komen tot uiting onder de vorm van vervormingen van de dosisverdeling en onder de vorm van dosisafwijkingen. Deze artefacten worden veroorzaakt door verstoringen van het magnetisch veld en ruimtelijke variaties in het uitgezonden radiofrequente signaal. Anderzijds bevatten de basisbeelden tevens stochastische elektromagnetische ruis afkomstig van fantoom en omgeving. Bijgevolg zullen ook de dosisbeelden ruis bevatten. De signaal-ruisverhouding kan vergroot worden door een optimale keuze van scanparameters en door meerdere acquisities te nemen. Dit laatste gaat echter wel ten koste van meettijd. De kwantitatieve R2-sequentie werd geoptimaliseerd met betrekking tot de signaal-ruisverhouding en werd aangepast om systematische fouten te vermijden. Een idee van de globale nauwkeurigheid van de geldosimeter (bepaald door zowel chemische parameters als beeldvormingsparameters) werd bekomen door het vergelijken van verschillende opgemeten dosisverdelingen met deze bekomen bij middel van andere dosimetrietechnieken. In een eerste studie werden de diepte-dosiscurve en laterale profielen op een diepte van 5 cm en 10 cm opgenomen bij middel van zowel geldosimetrie als diamantdetector in een automatisch waterfantoom. In een tweede studie werd zowel de geldosimetrie als de 3D-dosisverificatiemethode voor conforme radiotherapie-behandelingen geevalueerd in een antropomorf fantoom. Hiertoe werden verschilbeelden berekend van dosisbeelden bekomen met geldosimetrie en bekomen met filmdosimetrie en computerplanning. In een afstandsgebaseerde vergelijking werd de afstand tussen de isodosisoppervlakken bepaald. Mits compensatie van allerhande beeldvormingsartefacten, komt geldosimetrie tegemoet aan de verwachtingen die aan deze nieuwe 3D-dosimetrietechniek gesteld worden. Toekomstig onderzoek is gericht naar een beter begrip van de fysico-chemische mechanismen, andere (minder-toxische) monomeren, andere scantechnieken en longequivalente gels.
Networked Digital Library of Theses and Dissertations