615,5 М91

Печатается по постановлению редакционного совета Ка­занского ордена Трудового Красного Знамени государственного I медицинского института им. С. В. Курашова

Научные редактора А. С. 030Л, И. М. ФАСХУТДИНОВА

Мусин М. Ф. М91 Некоторые вопросы клинической рентгеноло­гии. Казань, Татарское кн. изд-во, 1980 г.

189 с. с илл.

В книге изложены основные методы рентгенологического исследо­вания, рентгенодиагностики, общая и частная симптоматика по раз- ^] делам: рентгеноостеология, рентгенопульмонология, рентгенекардио-логия и рентгеногастроэнтерология.

Книга рассчитана на широкий круг врачей и студентов медицин­ского института.

50800—230 „ „„„.

_{м зак} _₈₀ 615-5

М132(03)—80

© Казанский государственный медицинский институт им. С. В. Курашова, 1980.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В 1975 году было выпущено первое издание под названием «Введение в клиническую рентгенологию». За это время труд прошел проверку временем и получил положительную оценку, как со стороны обучающихся, так и преподавателей медицинских институ­тов, Новейшие достижения рентгенологии и значительный спрос на книгу заставил подготовить второе Издание — переработанное, дополненное с учетом за­мечаний и предложений читателей.

Как отмечалось, в первом издании, для присту­пающих к изучению рентгенологии наиболее важным является освоение общей и частной рентгеносимптоматики таких разделов предмета, как остеология, пульмонология, кардиология, гастроэнтерология, а также некоторых сведений из физики, рентгенотех­ники и методов рентгенологического исследования. Но второе издание введены сведения о современных рентгенодиагностических аппаратах, в частности о поперечно-осевой, компьютерной томографии, обзор­ной рентгеноскопии и рентгенографии при бесконтрастном исследовании органов брюшной полости, а также элементы неотложной рентгенодиагностики при заболеваниях желудка и кишечника.

3

Исходя из того, что в нашей работе изложены только основы изучения отдельных разделов предме­та, какой стала современная медицинская рентгено­логия, второе издание решено выпустить под назва­нием «Некоторые вопросы клинической рентгеноло­гии», как отвечающее сущности книги.

Глава I

ФИЗИКА И ТЕХНИКА РЕНТГЕНОВЫХ ЛУЧЕЙ

Рентгенология как наука ведет свое начало от 8 ноября 1895 года, когда немецкий физик, профессор Вильгельм Конрад Рентген открыл лучи, впоследствии названные его именем. Это открытие было сделано в Физическом институте Вюрцбургского университета, неожиданно, при изучении катодных лучей.

Катодные лучи, как было установлено и 1809 г., возникают в стеклянном сосуде с воздухом, разреженным до 1/100000 атмосферного давления, при пропускании через него электрического тока вы­сокого напряжения.

Катодные лучи являются потоком отрицательно наряженных частиц-электронов. Распространяются они прямолинейно, но сквозь тела и предметы не проникают. Обладают свойством вызывать флюоресценцию и почернение фотопленки. Катодные лучи об­разуют рентгеновые лучи. Источником катодных лу­чей является трубка Гитторфа-Крукса, скорость дви линия около 200000 км/сек.

РЕНТГЕНОВЫ ЛУЧИ И ИХ ПРИРОДА

Профессор Рентген, как и многие физики того времени, занимался изучением свойств катодных лу­чен. Особенность его опытов состояла в том, что трубка Крукса была закрыта черным картонным футляром. Эксперименты шли в вечернее время су­ток и по счастливой случайности недалеко от трубки на столе лежала пластинка (экран), покрытая платиносинеродистым барием [BaPt(CN)₄·4H₂0], обладаю­щая светящимся свойством при воздействии на нее солнечных лучей.

5

Рентген заметил, что каждый раз при пропуска­нии тока высокого напряжения через трубку, возни­кало свечение пластинки, покрытой этим флюорес­цирующим веществом. Не трудно было заключить, что здесь имеется какой-то новый источник лучистой энергии, так как катодные лучи не могли пройти сквозь черный картон, покрывающий трубку Крук-еа, а дневного света не было. Все сомнения были от­брошены, когда, поместив свою руку на пути движе­ния этих лучей, между трубкой и светящейся плас­тинкой, он увидел темные тени костей руки на экра­не. Рентген назвал эти лучи Х-лучами, отмечая этим неясность природы и свойств обнаруженного излучения.

В ближайшие дни Рентген изучил почти все свой­ства этих лучей и в январе 1896 года в Вюрцбургском научном обществе естествоиспытателей сделал пуб­личное сообщение о своем открытии. Там было при­нято предложение о присвоении Х-лучам имени Рент­гена.

Открытие рентгеновых лучей вскоре привело к открытию естественной радиоактивности (Анри Беккерель, март 1896 г.), радия (супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри, декабрь 1898 года).. Эти два открытия в области лучистой энергии решающим образом повлияли на прогресс науки и помогли про­никнуть в тайны строения вещества и внутриатомной энергии. Открытие рентгеновых лучей обогатило нау­ку и нашло применение почти во всех ее областях.

Природа рентгеновых лучей. Хотя Рентгеном и были изучены почти все основные свойства этой лу­чистой энергии, природу их удалось раскрыть только в 1912 году. Физиками Лауэ, Фридрихом и Книппингом было установлено, что рентгеновы лучи подобно видимому свету представляют собой электро­магнитные колебания, но с очень малой длиной волн.

Свойства рентгеновых лучей. 1 Рентгеновы лучи, исходя из фокуса рентгеновской трубки, распро­страняются прямолинейно. 2. Оки не от­клоняются в электромагнитном поле. 3. Скорость распространения их равняется скорости света.

4. Рентгеновы лучи невидимы, но, поглощаясь не­которыми веществами, они заставляют их светиться

6

и темноте ярким зеленоватым светом. Это свечение называется флюоресценцией, оно лежит в ос­пине рентгеноскопии.

5. Рентгеновы лучи обладают фотографиче­ским действием. На этом свойстве рентгеновых Лучей основывается рентгенография (общепринятый в настоящее время метод производства рентгеноснимков). Это по существу фотография при помощи рент­геновых лучей.

6. Лучи обладают ионизирующим дей­ствием и придают воздуху способность проводить электрический ток. Ни видимые, ни тепловые, ни ра­диоволны не могут вызвать это явление. На основе этого свойства рентгеновы лучи, как и лучи радио­активных веществ, называются ионизирующим излуче­нием.

7. Однако главное, поистине чудесное свойство рентгеновых лучей — их Проникающая спо­собность, т. е. способность свободно проходить через тела и предметы. Как воздух, чистая вода или стекло прозрачны для лучей солнца, так и для лучей Рентгена относительно прозрачны ткани человеческо­го тела, одежда, дерево, бумага и даже некоторые металлы.

Проникающая способность рентгеновых лучей зависит от качества лучей. Чем короче длина полны рентгеновых лучей (т. е. чем жестче рентгенов­ское излучение), тем глубже проникают эти лучи и наоборот, чем длиннее волна лучей (чем мягче излу­чение), тем на меньшую глубину они проникают;

от объема исследуемого тела. Чем толще объект, тем труднее рентгеновы лучи «пробивают» его;

проникающая способность рентгеновых лучей зависит от химического состава и строения ис­следуемого тела. Чем больше в веществе, подвергае­мом рентгеноскопии или рентгенографии, атомов эле­ментов с высоким атомным весом и порядковым но­мером (по таблице Менделеева), тем сильнее оно по­глощает рентгеновы лучи и наоборот, чем меньше атомный вес, тем прозрачнее вещество для рентгено­вых лучей.

Чем же объяснить проникающую способность рентгеновых лучей? Объяснение этого явления в том,

7

что в электромагнитных колебаниях с очень малой длиной волны, каковыми являются рентгеновы лучи, сосредоточена большая энергия.

Лучи Рентгена обладают активным биоло­гическим действием. На использовании этого свой­ства основана рентгенотерапия, т. е. лечение больных с помощью рентгеновых лучей.

Необходимо учитывать еще одно обстоятельство. Рентгеновы лучи подчиняются закону обратных квад­ратов, т. е. интенсивность рентгеновых лучей обратно пропорциональна квадрату расстояния. К примеру, при увеличении расстояния между источником излу­чения и объектом облучения в два раза, интенсив­ность рентгеновых лучей уменьшится в четыре раза. Согласно этому правилу, при увеличении расстояния между источником рентгеновых лучей и объектом, уменьшается доза на поверхности и увеличивается доза на глубине. Эти свойства рентгеновского излу­чения очень важны в смысле защиты от рентгеновых лучей, выбора условий при проведении рентгенотера­пии и др.

Имеются еще некоторые свойства рентгеновых лу­чей, однако они особого значения для медицинской практики не имеют. Все вышеприведенные свойства характеризуют только первичное рентгеновское излу­чение, т. е. лучи, исходящие из анода рентгеновской трубки. Кроме указанных лучей имеются еще вто­ричные лучи.

Вторичные лучи. Всякое тело, на которое падает первичный поток рентгеновых лучей, стано­вится источником нового, так называемого вторично­го рентгеновского излучения. Вторичное излучение слагается из двух частей: из лучей рассеяния и лу­чей характеристических. Лучи рассеяния возникают вследствие отражения первичных рентгеновых лучей при соударении с атомами объекта. Характеристиче­ские лучи зависят от атомного состава элементов об­лучаемого тела. Длина волны характеристического излучения однозначно связана с порядковым номе­ром элементов. Вторичные лучи, исходя от рентгенов­ской трубки и от исследуемого тела по всем направ­лениям и попадая на экран или фотопленку, умень­шают четкость получаемого изображения. Для

8

устранения их используются отсеивающие решетки, приспособления типа бленд и другие технические устройства.

УСТРОЙСТВО РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ, ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВЫХ ЛУЧЕЙ

Генератором рентгеновых лучей является рентге­новская трубка (рис. 1).

Современная электронная трубка конструируется по единому принципу и имеет следующее устройство. Основой является стеклянная колба в виде шара или цилиндра, в концевые отделы которой впаяны элект­роды: анод и катод. В трубке создается вакуум, что способствует вылету электронов из катода и быстрей­шему их перемещению.

Катод представляет собой спираль из вольфра­мовой (тугоплавкой) нити, которая укрепляется на молибденовых стержнях и помещается в металличе­ский колпак, направляющий поток электронов в виде узкого пучка в сторону анода.

Анод делается из меди (быстрее отдает тепло и сравнительно легко охлаждается), имеет массивные размеры. Конец, обращенный к катоду, косо срезает­ся под углом 45—70°. В центральной части скошен-

9

ного анода имеется вольфрамовая пластинка, на ко­торой находится фокус анода — участок 10—15 мм², где в основном и образуются рентгеновы лучи.

Процесс образования рентгеновых лучей. Нить накала рентгеновской трубки — воль­фрамовая спираль катода при подведении к ней тока низкого напряжения (4—15 В, 3—5А) накаливается, образуя свободные электроны вокруг нити. Включе­ние тока высокого напряжения создает на полюсах рентгеновской трубки разность потенциалов, в резуль­тате чего свободные электроны с большой скоростью устремляются к аноду в виде потока электронов — катодных лучей, которые, попав на фокус анода, рез­ко тормозятся, вследствие чего часть кинетической энергии электронов превращается в энергию электро­магнитных колебаний с очень малой длиной волны. Это и будет рентгеновское излучение (лучи тормо­жения).

По желанию врача и техника можно регулировать как количество рентгеновых лучей (интенсивность), так и качество их (жесткость). Повышая степень на­кала вольфрамовой нити катода можно добиться увеличения количества электронов, что обусловливает интенсивность рентгеновых лучей. Повышение напря­жения, подаваемого к полюсам трубки, ведет к уве­личению скорости полета электронов, что является основой проникающего качества лучей.

Выше уже было отмечено, что фокус рентге­новской трубки — это тот участок на аноде, куда попадают электроны и где генерируются рентге­новы лучи. Величина фокуса влияет на качество рент­геновского изображения: чем меньше фокус, тем резче и структурней рисунок и наоборот, чем он боль­ше, тем более расплывчатым становится изображение исследуемого объекта.

Практикой доказано, чем острее фокус, тем быст­рее трубка приходит в негодность — происходит рас­плавление вольфрамовой пластинки анода. Поэтому в современных аппаратах трубки конструируются с несколькими фокусами: малым и большим, или ли­нейным в виде узкой полосы с коррекцией угла ско­шенности анода в 71°, что позволяет получать опти­мальную резкость изображения при наибольшей элек-

10

трической нагрузке на анод. Удачной конструкцией рентгеновской трубки является генератор с вращаю­щимся анодом, что позволяет делать фокус незначи­тельных размеров и удлинить тем самым срок экс­плуатации аппарата.

Из потока катодных лучей только около 1% энер­гии превращается в рентгеновы лучи, остальная энер­гия переходит в тепло, что приводит к перегреванию анода. Для целей охлаждения анода используются различные способы: водяное охлаждение, калориферно-воздушное, масляное охлаждение под давлением и комбинированные способы.

Рентгеновская трубка помещается в специальный просвинцованный футляр или кожух с отверстием для выхода рентгеновского излучения из анода труб­ки. На пути выхода рентгеновского излучения из трубки устанавливаются фильтры из различных ме­таллов, которые отсеивают мягкие лучи и делают более однородным излучение рентгеновского аппара­та. Во многих конструкциях рентгеновских аппаратов в футляр наливается трансформаторное масло, кото­рое со всех сторон обтекает рентгеновскую трубку. Все это: металлический футляр, масло, фильтры экранируют персонал кабинета и больных от воз­действия рентгеновского облучения.

УСТРОЙСТВО РЕНТГЕНОВСКИХ АППАРАТОВ

В каждом рентгенодиагностическом аппарате име­ются следующие части-агрегаты: рентгеновская труб­ка, трансформаторы, кенотроны, штатив с экраном, пульт управления.

Трансформаторы. В электрической сети идет ток в 127—220 В. Для накала спирали катода имеется понижающий трансформатор, который подает ток от 4 до 14 В. Для питания рентгеновской трубки нужен ток очень высокого напряжения в пределах от 40000 до 250000 В, для преобразования такого тока из сетевого служит повышающий трансформатор.

Кенотроны. Современные рентгеновские аппа­раты работают на режиме постоянного тока. Для вы­прямления переменного тока служат кенотроны-вы­прямители.

II

Штатив. Штатив рентгеновского аппарата это передвижной остов, на котором укрепляются рентге­новская трубка, флюоресцирующий экран, регулятор величины диафрагмы, электронно-оптический преоб­разователь, приспособление для прицельных сним­ков и т. д.

Просвечивающий экран. Флюоресцирую­щий экран — это лист картона 30X40 или 35X35 см, покрытый специальным составом, который при воз­действии рентгеновского излучения дает равномерное зеленоватое свечение всей его поверхности. Светящий­ся состав чаще всего представляет собой активиро­ванный серебром люминофор из сульфид-цинк-кад­мия.

Пульт управления. Столик (пульт) управ­ления служит для пуска аппарата в работу и поэтому на панели монтируют различные выключатели и тумблеры измерительных приборов. Там же располо­жены многие электроприборы, необходимые для регу­лирования режима работы рентгеновской трубки.

Общим недостатком, характерным для всех обыч­ных рентгенодиагностических установок, является низкая яркость и контрастность светящегося флюо­ресцирующего экрана, что требует обязательной тем-новой адаптации глаз исследователя, которая не ком­пенсирует полностью потерю его чувствительности к определению мелких деталей. Не менее существенным недостатком общепринятых рентгеноаппаратов являет­ся также большая лучевая нагрузка на больного и персонал. Эти отрицательные стороны при рентгенов­ском исследовании в значительной степени ликвиди­рованы в современных рентгеноаппаратах электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) или электрон­но-оптическими усилителями (ЭОУ).

Электронно-оптическое усиление. Ра­бота ЭОП основана на принципе преобразования рент­геновского изображения в электронное с последую­щим его превращением в усиленное световое. Схема устройства простейшего ЭОУ показана на рис. 3.

ЭОУ представляет вакуумный прибор, в котором имеется входной большой флюоресцирующий экран, фотокатод, выходной (малый) флюоресцирующий эк­ран, оптическая система линз для превращения пере-

12

вернутого изображения на малом экране в прямое. Ускоряющее поле между экранами равно 25000 В.

Принцип работы ЭОУ. Рентгеновы лучи, проходя через объект исследования, попадают на входной эк­ран и вызывают его свечение. Фотокатод под дейст­вием этого излучения выбивает электроны. Фотоэлект­роны, ускоренные электрическим полем, переносятся на выходной малый экран, где электронное изобра­жение снова преобразуется в световое.

В основе усиления яркости рентгеновского изобра­жения — два фактора: 1) увеличение светового пото­ка на малом экране вследствие наличия большого

13

ускоряющего напряжения между большим и малым экраном и 2) электронно-оптическое уменьшение изо­бражения. Яркость свечения экрана усиливается до 7000 раз, при этом коэффициент уменьшения рав­няется 10—14. Применение ЭОУ позволяет различать детали величиной 0,5 мм, т. е. в 5 раз более мелкие, чем при обычном рентгенологическом исследовании.

Диаметр рабочего поля электронно-оптического усилителя зависит от марки аппарата, они бывают различных размеров: 5, 7, 9, 11 и 12 дюймов (12,5; 17,5; 22,5; 27,5 и 30 см соответственно). Чем больше диаметр поля усилителя, тем он дороже и при этом ухудшается его разрешающая способность.

Дальнейший технический прогресс применительно к рентгенодиагностике связан с обязательным приме­нением электронно-оптического усиления.

Рентгенокинематография. Это кино­съемка рентгеновского изображения с экрана элек­тронно-оптического преобразователя с помощью кино­камеры на пленку разного размера: 16, 35 мм и др. (рис. 4). Рентгенокинематографию используют в ос­новном для изучения быстро совершающихся дина­мических процессов, главным образом при контраст­ном исследовании полостей сердца, сосудов и других функционирующих органов. Снимки делают с различ­ной скоростью, стандартной считается скорость 24 кадра в секунду. Рентгенокинематография -

14

функционально-морфологический метод, позволяю­щий видеть и фиксировать картину и работу органа одновременно; главная ценность этого метода — воз­можность повторить увиденную картину перед любой аудиторией.

Рентгенотелевидение — метод, позволяю­щий при помощи специальных устройств воспроизво­дить рентгеновское изображение на экране телеви­зора.

Оптическое изображение объекта с экрана ЭОУ при помощи передающей телевизионной трубки пре­образуется в электрический импульс, который по линии связи поступает в кинескоп (приемное устрой­ство) телевизора. Телеэкран может располагаться на любом расстоянии от рентгеноаппарата, поэтому врач может находиться в другом помещении и проводить рентгеноскопию при обычном освещении. Другим до­стоинством рентгенотелевидения является возмож­ность в широких пределах менять контрастность изоб­ражения и яркость свечения экрана. Этот метод ис­следования весьма ценен при рентген операционных контрастных исследованиях (РОКИ): зондированиях сердца, кровеносных сосудов, ангиокардиографии, вазографии, других рентгенофункциональных иссле­дованиях и при рентгенохирургических операциях.

15

Запись рентгенотелевизионного изображения осу­ществляется обычным фотографированием с телеэкра­на или киносъемкой и видеомагнитофонной регистра­цией. Киносъемка с рентгенотелеэкрана называется рентгенотелекинематографией и осуще­ствляется типовой киносъемочной камерой (16-55 мм).

Видеомагнитная запись. Данный вид ре­гистрации основан на принципе записи как на обыч­ный магнитофон, в котором электронный сигнал, ис­ходящий из телевизионной камеры, фиксируется на магнитную пленку. Основной элемент видеомагнито­фона — магнитная головка, она бывает обычно трех видов: головка записи, головка воспроизведения и головка звукового сопровождения.

Современные рентгенодиагностические аппараты. Особенностью рентгеноаппаратов, созданных за последние годы, является то, что неко­торые виды этих установок сейчас выпускаются в виде рентгенодиагностических стацио­нарных комплексов. Такие комплексы состоят из нескольких агрегатов. Например, рентгенодиагностический комплекс РУМ-20 (базовый) состоит из 12 агрегатов. Весь комплекс создан для выполнения в основном всех существующих диагностических иссле­дований и представляет набор нескольких рентгено­аппаратов, предназначенных для проведения специ­альных видов исследований: сердечно-сосудистой сис­темы, желудочно-кишечного тракта и т. д.

Агрегаты комплекса, таким образом, являются или рентгеноаппаратами для отдельных кабинетов или крупными приставками для аппаратов. Положитель­ные стороны таких комплексов в том, что все узлы унифицированы. По мере необходимости можно зака­зывать отдельные агрегаты, исходя из размеров по­мещения, целевого назначения рентгенокабинета, за­мены отдельных узлов унифицированными деталями при ремонте и т. п.

Отечественными заводами рентгеноаппаратостроения кроме комплекса РУМ-20, выпускаются рентгено-диагностические комплексы «Рентген-30» и «Рент-ген-50».

16

Защита от вредного влияния рентге­новых лучей. Рентгеновское излучение обладает биологическим действием на органы, ткани и на весь организм в целом. Необходимым для работы в рент­геновских кабинетах является создание условий безо­пасности как для больного, так и для обслуживаю­щего персонала.

Защитные мероприятия сводятся в общем к сле­дующим трем видам:

защита экранированием,

защита временем,

защита расстоянием.

Защитные экраны — это комплекс сооружений из поглощающих материалов, расположенных между источником рентгеновского излучения и телом облу­чаемого. Сильнее всего рентгеновы лучи поглощают­ся свинцом благодаря его высокому атомному весу и большому порядковому числу в таблице Менделее­ва. Поэтому защитные экраны делаются из свинца или из материала, в котором имеется свинец. Изго­товляют защитные ширмы различных размеров, фар­туки, перчатки из просвинцованной резины и т. д. Для защиты глаз и лица исследователя флюоресци­рующий экран со стороны врача покрывается просвинцованным стеклом. У больных органы, не подле­жащие исследованию, должны быть надежно экрани­рованы от облучения за счет уменьшения объема пуч­ка излучения, или закрыты защитными приспособле­ниями. Обычные строительные |материалы (бетон, кирпич) также достаточно сильно поглощают рент­геновы лучи. При расчете защитного действия этих материалов надо только знать их свинцовый эквива­лент, т. е. величину, показывающую скольким мил­лиметрам свинца соответствует в отношении защиты от рентгеновского излучения определенная толщина данного строительного материала.

Защита временем предусматривает ограниченное пребывание в сфере воздействия рентгеновского из­лучения. При исследованиях больных необходимо стремиться к тому, чтобы время, в течение которого больной был вынужден находиться под лучами, было минимальным.

2 М-184 17

Защита расстоянием основана на использовании закона обратных квадратов. Отсюда и правило: как обследуемые, так и персонал должны находиться на максимальном расстоянии от трубки рентгеновского аппарата.

ЛИТЕРАТУРА

Медицинская техника. Под редакцией А. Я. Кацмана, М., Медгиз, 1957.

Методика и техника рентгенологического исследования. Под редакцией И. Г. Лагуновой. М., Медицина, 1969.

Овощников М. С. Новые аппараты и методы рентге­нологического исследования. Киев, Госмедиздат, УССР, 1962.

Палеев Н. Р., РабкинИ. X., БородуллинВ. И. Введение в клиническую электрорентгенографию. М., Медицина, 1971.

Р а б к и н И. X., Ермаков Н. П. Электронно-оптиче­ское усиление, рентгенотелевидение, рентгенокинематография. М. Медицина, 1969.

Мусин М. Ф. Новое в рентгенологии. Газета «Сов. Та­тария». № 71 (17563), 26 марта 1977 г.

Мусин М. Ф. Компьютерная томография (обзор лите­ратуры). Каз. мед. журнал. 1978, № 3.