background image

1

 

 

Lecture (1)                      

 د.قاسم امير تاج الدين

 

 

 

x-ray 

 

Definition 

X rays are a type of radiation used in imaging and therapy that uses short 

wavelength

 

energy beams capable of 

penetrating

 most substances except heavy metals 

Electromagnetic radiation of wavelengths ranging between 5.0 × 10

−6

 and 5.0 × 10

−4

 

μm 

X-rays are produced when fast-moving electrons with sufficient energy strike a target. 
Most of the electron energy is converted to heat, but a very minute amount —less than 
1 per cent —is converted to x-rays 

 Spectrum of Electromagnetic Radiations. X-rays resemble visible light rays very 
closely but have the distinguishing feature that their wave lengths are very short  

Feature of x-ray : 

•  No mass 
•  No charge 
•  Travel at the speed of light  
•  Short wave length 
•  High energy 
•  Source of x-ray from the electron shells 

x-ray  production

 : 

•  X-rays are generated by an 

x-ray tube

vacuum tube

 that 

uses a high voltage to accelerate 

electrons

 released by a 

hot cathode

 to a high velocity. The high velocity electrons 

collide with a metal target, the 

anode

creating the x-rays. 

In medical x-ray tubes the target is usually 

tungsten

 

 

 

 


background image

2

 

 

the insert is evacuated from air because : 

•  Prevent oxidation of the cathode filament  
•  Decrease resistance against electron movement  

Advantage of oil in x-ray tube : 

•  Shock absorber  
•  Heat absorber 

 

Two different processes give rise to radiation of X-ray 
frequency. In one process radiation is emitted by the high-
speed electrons themselves as they are slowed or even 
stopped in passing near the positively charged nuclei of the 
anode material. This radiation is often called 
brehmsstrahlung [Ger.,=braking radiation]. In a second 
process radiation is emitted by the electrons of the anode 
atoms when incoming electrons from the cathode knock 
electrons near the nuclei out of orbit and they are replaced 
by other electrons from outer orbits. The 

spectrum

 of 

frequencies given off with any particular anode material 
thus consists of a continuous range of frequencies emitted 
in the first process, and superimposed on it a number of 
sharp peaks of intensity corresponding to discrete 
frequencies at which X rays are emitted in the second 
process. The sharp peaks constitute the X-ray line 
spectrum for the anode material and will differ for 
different materials

 

  

   

 

 


background image

3

 

 

 

 

X-radiation (composed of X-rays) is a form of 

electromagnetic 

radiation

. X-rays have a 

wavelength

 in the range of 10 to 0.001 

nanometers

corresponding to 

frequencies

 in the range 30 

petahertz

 to 30 

exahertz

 (30 × 10

15

 Hz to 30 × 10

18

 Hz) and energies in the range 120 eV 

to 120 keV. They are shorter in wavelength than 

UV

 rays. In many 

languages, X-radiation is called Röntgen radiation after one of its first 
investigators, Wilhelm Conrad Röntgen. 

 

X-rays, o

roentgen

 rays, are electromagnetic waves in which periodically 

variable electric and magnetic fields are 

perpendicular

 to each other and 

to the direction of propagation. Thus they are identical in nature with 
visible light and all the other types of radiation that constitute the 
electromagnetic spectrum. In general, x-rays are generated as the result of 
energy transitions of atomic electrons caused by the bombardment of a 
material of high atomic weight by high-energy electrons.  

The range of x-rays in the electromagnetic spectrum, as excited in x-ray 
tubes by the bombardment of 

anode

 targets by 

cathode

 electrons under a 

high accelerating potential, overlaps th

ultraviolet

 range on the order of 

100 nanometers on the long-wavelength side, and the shortest-wavelength 
limit moves downward as voltages increase. An accelerating potential of 
10

9

 volts, now readily generated, produces 

wavelength

 of 10

−15

 m (10

−6

 

nm). An average wavelength used in research is 0.1 nm, or about 1/6000 
the wavelength of yellow light. See also 

X-ray tube

. 

 

 

X rays pass easily through air and soft tissue of the body. When they 
encounter more dense material, such as a 

tumor

bone, or a metal 

fragment, they are stopped. Diagnostic x rays are performed by 
positioning the part of the body to be examined between a focused beam 
of x rays and a plate containing film. This process is painless. The greater 
the density of the material that the x rays pass through, the more rays are 
absorbed. Thus bone absorbs more x rays than muscle or fat, and tumors 
may absorb more x rays than surrounding tissue. The x rays that pass 


background image

4

 

 

through the body strike the photographic plate and interact with silver 
molecules on the surface of the film. 

Once the film plates have been processed, dense material such as bone 
shows up as white, while softer tissue shows up as shades of gray, and 
airspaces look black. A radiologist, who is a physician trained to interpret 
diagnostic x rays, examines the pictures and reports to the doctor who 
ordered the tests. Plain film x rays normally take only a few minutes to 
perform and can be done in a hospital, radiological center, clinic, doctor's 
o

dentist

's office, or at 

bedside

 with a portable x-ray machine. 

 
 

  X ray, invisible, highly penetrating 

electromagnetic 

radiation

 of much shorter wavelength (higher frequency) 

than visible light. The wavelength range for X rays is from 
about 10

−8

 m to about 10

−11

 m, or from less than a billionth 

of an inch to less than a trillionth of an inch; the 
corresponding frequency range is from about 3 × 10

16

 Hz 

to about 3 × 10

19

 Hz (1 Hz = 1 cps). 

  X rays are also produced in a highly evacuated glass bulb, 

called an X-ray tube, that contains essentially two 
electrodes—an anode made of platinum, tungsten, or 
another heavy metal of high melting point, and a cathode. 
When a high voltage is applied between the electrodes, 
streams of electrons (cathode rays) are accelerated from 
the cathode to the anode and produce X rays as they strike 
the anode 

 


background image

5

 

 

 

 
 
The 

gray

 (Gy) which has units of (J/kg), is the SI unit of 

absorbed dose

 which is the amount of radiation required to 

deposit 1 

joule

 of energy in 1 

kilogram

 of any kind of matter.  

The 

rad

 is the (obsolete) corresponding traditional unit, equal to 

0.01 J deposited per kg. 100 rad = 1 Gy.  
The 

equivalent dose

 is the measure of the biological effect of 

radiation on human tissue. For X-rays it is equal to th

absorbed 

dose

. 

The 

sievert

 (Sv) is the SI unit of equivalent dose, which for X-

rays is equal to the 

gray

 (Gy).  

The 

rem

 is the traditional unit of equivalent dose. For X-rays it 

is equal to th

rad

 or 0.01 J of energy deposited per kg. 1 sievert 

= 100 rem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

6

 

 

CT scan  
Definition 
Computed tomography (CT) an imaging method that uses x-
rays to create cross-sectional pictures of the body.
 
Alternative Names  
CAT scan; Computed axial tomography (CAT) scan 
 
 
What is computed tomography? 
 
Computed tomography, commonly known as a CT scan, uses X-
rays and computers to produce images of a cross-section of the 
body. The patient must lie as still as possible as the table moves 
through the large, donut-shaped scanning device. Movement 
could blur 
In conventional x-rays, a beam of energy is aimed at the body 
part being studied. A plate behind the body part captures the 
variations of the energy beam after it passes through skin, bone, 
muscle, and other tissue. While much information can be 
obtained from a regular x-ray, specific detail about internal 
organs and other structures is not available 
With computed tomography scan (also called CT or CAT scan), 
the x-ray beam moves in a circle around the body. This allows 
for many different views of the same organ or structure, and 
provides much greater detail. The x-ray information is sent to a 
computer which interprets the x-ray data and displays it in two-
dimensional form on a monitor 
How the Test is Performed 
   
You will be asked to lie on a narrow table that slides into the 
center of the CT scanner. Depending on the study being done, 
you may need to lie on your stomach, back, or side. 
Once inside the scanner, the machine's x-ray beam rotates 
around you. (Modern "spiral" scanners can perform the exam in 
one continuous motion. 

 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام عضوان و 82 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل