Dosimetric characteristics of a low-kV intra-operative x-ray source: Implications for use in a clinical trial for treatment of low-risk breast cancer

B. Measurement of dose distribution
Dose fall-off in water from the Intrabeam source was
measured using a PTW-Type M23342 soft x-ray parallel
plate chamber
共PTW-Freiburg, Freiburg兲 connected to an NE
2670 Farmer dosemeter
共Saint-Gobain Crystals & Detectors
UK Ltd., Beenham
兲. Relative positioning of the source and
detector was achieved using a water tank manufactured by
PeC. The tank has a manual vernier for the adjustment of
detector position and measurements were made at discrete
source–detector distances by integrating the resulting signal
for sixty seconds at each position. Physical constraints on the
tank required that the dose fall-off from the Intrabeam could
only be measured along a single axis of the device. For a
comparison of dose distributions with an applicator attached
to the device, data from the manufacturer
共PEC, Lexington,
MA
兲 giving changes in dose with distance from the source
with applicator size was utilized.
C. Beam models
1. Primary beam model
A detailed description of the analytical model and results
of the model have been presented elsewhere.
5
The model
considers only the primary x-ray beam and uses energy at-
tenuation and absorption coefficients from ICRU Report 46
13
to determine resulting dose distributions. The dose at a dis-
tance r from the effective point source, D(r), is calculated
according to
D
共r兲⫽
兺
␧
⌿
␧
共r兲
冉
␮
¯
en
␳
冊
␧
,
共1兲
where the sum is over all energy bins,
␧, in the measured
spectrum and (
␮
¯
en
/
␳
)
␧
is the mass–energy absorption coef-
ficient at an energy corresponding to bin
␧. ⌿
␧
(r) is the
energy fluence at an energy corresponding to bin
␧ at a dis-
tance r from the source, determined from
⌿
␧
共r兲⫽⌿
␧
共0兲exp
冉
⫺
冉
␮
␳
冊
␧
r
冊
•
1
r
2
.
共2兲
Here, (
␮
/
␳
)
␧
is the mass-attenuation coefficient at an energy
corresponding to bin
␧ and ⌿
␧
(0) is the
共relative兲 energy
fluence from the measured spectrum.