Moderne strahlentherapeutische Anwendungen in der Onkologie zielen im wesentlichen auf eine hohe Ortsselektivität der Strahlenwirkung. Die 3-dimensionale dosimetrische Erfassung der zugehörigen hohen Dosisgradienten ist mit den bisher verfügbaren klinisch-dosimetrischen Systemen nur bedingt und unter hohem Aufwand möglich. Magnetresonanz (MR) gestützte Polymergeldosimetrie stellt einen vielversprechenden Ansatz zur schnellen hochaufgelösten 3D-Messung komplexer räumlicher Dosisverteilungen dar. Eine der größten Schwierigkeiten der Polymergeldosimetrie ist die Unterdrückung der strahleninduzierte Polymerisation durch Sauerstoff. Die Zugabe eines Antioxidants ermöglicht neuerdings die Herstellung von Polymergelen unter normalen atmosphärischen Bedingungen ohne spezielle Laborausstattung. Diese Gele werden diese "normoxische" Polymergele genannt.
In dieser Arbeit wurden normoxische Polymergele mit den Sauerstofffängern Ascorbinsäure (MAGIC Gel) und Tetrakis-hydroxy-methyl-phosphonium-chlorid (THPC, MAGAT Gel) hergestellt. Die Auswertung erfolgte mittels eines 3 Tesla MR-Scanners, ausgestattet mit einem Mikroskopie-Gradientensystem und sensitiven Detektoren. Die erreichbare Ortsauflösung in der MR-Polymergel-Dosimetrie wurde an sehr feinen Dosismodulationen mit einer halben Periode von 200 µm getestet. Diese Arbeit zeigt Vorteile in vielen Kriterien für MAGIC Polymer Gele gegenüber MAGAT Gelen. MAGIC Gele besitzen gute zeitliche Stabilität der Dosisverteilung, eine lineare Dosis-R2-Antwort und eine geringe Dosisratenabhängigkeit. Eine Genauigkeit besser als 5% und eine Präzisionsabweichung weniger als 3% war erreichbar. Die Dosismodulationstransferfunktion (DMTF) wurde für die höchste Ortsauflösung und kleinsten bisher in der parameterselektiven MRI erreichten Voxelgrößen (0.094 x 0.094 x 1 mm3) gemessen.
DMTF-Methodische Vergleiche mit Film-gestützter Dosimetrie und Monte Carlo Simulationen sowie dosimetrische Vergleiche bei stereotaktischen Bestrahlungen ergaben Hinweise auf Dosisüberhöhungen bei steilen Dosisgradienten im Hochdosis-Bereich bei THPC-Polymergelen. Eine IMRT- und Brachytherapiebestrahlung zeigten eine starke Unterdrückung der strahleninduzierten Polymerisation in der Nähe der Behälterwand und des Katheters. Im Unterschied zu den etablierten Dosismeßverfahren in der Strahlentherapie erlaubt die Polymergeldosimetrie als einzige Methode die quantitative Auswertung von 3D-Dosisverteilungen in einer Messung.
Speziell normoxische MAGIC Polymer Gele besitzen daher ein großes Potential als 3D-Dosimeter in der klinischen Routine.