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

F. Effect of inhomogeneities
The presence of bone was modeled using both the analyti-
cal and Monte Carlo models by considering a bone interface
at various distances from the Intrabeam source, with a 30
mm applicator in place. The composition used for bone in
this case was of cortical bone as defined in ICRU 44,
18
and
the dose to the first 1.0 mm was considered. For a single
fraction approach, dose to bone
共ribs兲 could be a dose limi-
tation in terms of induced late bone effects.
An air interface was also simulated with the Monte Carlo
model at varying distances from the surface of a 30 mm
applicator for a 50 kV beam. This makes the assumption that
the breast surface can be modeled as a spherical surface con-
centric with the Intrabeam applicator.
G. Target cell distribution and dose prescription
A possible concern in the application of the Intrabeam
device in post-surgical treatment is the influence of the posi-
tion of the source relative to residual tumor cell distributions.
The device is inserted into the surgical cavity through a
spherical applicator that is selected to fit tightly into the cav-
ity. The resulting source position is at the center of the ap-
plicator. As such, movement of the applicator
共source兲 rela-
tive to the surrounding tissue is minimized.
However, the actual distribution of residual cells is less
specific, and a ‘‘target’’ for this therapy is not clearly defined.
One approach is to assume a ‘‘shell’’ of tissue about the
surgical cavity which may contain tumor clonogenic cells–a
distance of 10 mm from the cavity being considered an ad-
equate ‘‘margin.’’
19
The concept then of dose prescription is
complicated by the fact that there is substantial variation in
dose-falloff according to the size of the surgical cavity and,
consequently, the size of applicator used.
For a multi-center trial, a dose prescription should be
standardized for consistency. An obvious method would be
to use the surface of the applicator as a prescription point.
The difficulty with this is that there will be a substantial
range in delivered doses over the range of applicator sizes.
Moving this point away from the source will reduce this
range. Dose–volume information was generated for all ap-
plicators with the following possible prescription methods:
共i兲
Prescription point being at the surface of the applica-
tor, with dose value selected according to the mini-
mum dose at a distance of 10 mm from the 30 mm
diameter applicator;
共ii兲
prescription point being at a distance of 10 mm from
the applicator surface for all applicator sizes;
共iii兲
prescription point being at a distance of 20 mm from
the applicator surface for all sizes with dose value
selected according to the minimum dose at a distance
of 10 mm from the 30 mm diameter applicator.
The range of doses experienced across all applicator sizes
for these three prescription methods was considered, as this
may be an issue to be considered in the assessment of clini-
cal trial outcome data.