Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αναπτύχθηκε μια πρωτότυπη πειραματική διαδικασία βασισμένη στα χημικά δοσίμετρα gel πολυμερισμού, η οποία επιτρέπει την αξιολόγηση αλλά και το χαρακτηρισμό της συνολικής γεωμετρικής ακρίβειας σε εφαρμογές ακτινοχειρουργικής με Gamma Knife, για ένα πλήθος σημείων στο στερεοτακτικό χώρο Leksell αξιοποιώντας τον εγγενώς τρισδιάστατο χαρακτήρα των δοσιμέτρων gel πολυμερισμού. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στην ενότητα ΙΙ.Β1, βασίζονται σε ένα σφαιρικό ομοίωμα VIP gel πολυμερισμού και τέσσερις τρισδιάστατες, ακολουθίες ΑΜΣ σταθμισμένες ως προς το χρόνο εγκάρσιας μαγνητικής αποκατάστασης T2. Σύμφωνα με αυτά, η επιλογή της κατεύθυνσης κωδικοποίησης της συχνότητας κατά την ΑΜΣ επηρεάζει τόσο το μέτρο της συνολικής γεωμετρικής αβεβαιότητας όσο και τις χωρικές της συνιστώσες. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τη δυνατότητα χαρακτηρισμού των επιμέρους συνιστωσών χωρικής αβεβαιότητας, επιτρέπει την ανάπτυξη κατάλληλών μεθοδολογιών βελτίωσης της συνολικής γεωμετρικής ακρίβειας στη χορήγηση ακτινοθεραπείας με Gamma Knife. Κάτω από τις συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες, φάνηκε ότι η επιλογή κωδικοποίησης της συχνότητας κατά τη διεύθυνση του άξονα x του στερεοτακτικού χώρου, οδηγεί σε μειωμένη χωρική αβεβαιότητα στη διεύθυνση του άξονα z (κατά περίπου 0.5 mm).
This thesis presents a novel experimental procedure based on polymer gel dosimeters, which allows for both the evaluation and the characterization of the total geometric uncertainty ascribed to clinical Gamma Knife radiosurgery applications, in which solely MR images are employed for treatment planning purposes. Exploiting the 3D character of polymer gel dosimeters, the multipoint and multiscan approach presented in section II.B1 allows for geometric uncertainty measurements in an extended region of the Leksell stereotactic space (LCS), while being capable of identifying and assessing the individual components contributing to the total spatial uncertainty. Results obtained using a 3D T2-weighted pulse sequence and a polymer gel spherical phantom indicate that the selection of both the frequency encoding axis and the read gradient polarity during MRI acquisition may affect the magnitude as well as the spatial components of the total geometric uncertainty associated with the entire Gamma Knife treatment delivery procedure. Under the specific experimental conditions applied, it was found that the selection of the x-axis of the LCS for frequency encoding promotes spatial accuracy along the z-axis direction.
