Uchebnoje_posobije_1

Рис. 8.31. Магнитно-резонансная томограмма поясничного отдела позвоночника в сагиттальной проекции. Т2-ВИ. Снижены высота и гидрофильность L5-S1 межпозвонкового диска. Диск L5-S1 ступенькообразно выступает в просвет позвоночного канала (стрелка). Грыжа диска L5-S1, суживающая позвоночный канал.

МРТ высокочувствительна к грыжам независимо от локализации и обладает теми же преимуществами, что и КТ, за исключением визуализации остеофитов (краевых костных разрастаний). Корреляции КТ и МРТ с результатами операций по поводу грыж поясничных дисков примерно одинаковые

(более 80%).

Рис. 8.32. Рентгенограмма позвоночника в прямой проекции области поясничного и частично грудного и крестцового отделов. Клювовидные костные разрастания огибают снаружи межпозвонковые диски, местами соединяясь между собой. Неравномерное сужение межпозвонковой щели L4-L5 (стрелка). Склерозирование замыкающих пластинок всех позвонков. Деформирующий спондилез и остеохондроз в поясничном и грудном отделах позвоночника.

Деформирующий спондилез рентгенологически и патоморфологически характеризуется костеобразованием под передней продольной связкой в местах ее прикрепления к телам позвонков и на уровне межпозвонковых дисков. На рентгенограммах выявляются краевые костные разрастания, которые имеют различную величину и не имеют направления, соответствующего замыкательным пластинкам. Отмечаются слияния остеофитов между соседними позвонками в виде мостиков. Отсутствуют выраженное снижение высоты

~311~

межпозвонкового диска, субхондральный склероз тел позвонков и их остеопороз (рис. 8.32).

Артроз межпозвонковых суставов по рентгенологическим признакам соответствует деформирующим артрозам в других суставах: сужение и деформация рентгеновской суставной щели, утолщение замыкательных пластинок эпифизов, субхондральный склероз, краевые костные разрастания.

Анкилозирующий гиперостоз (фиксирующий лигаментоз, болезнь Форестье). Как и при деформирующем спондилезе, происходит обызвествление продольной связки, но оно распространяется на значительное расстояние (весь грудной отдел позвоночника).

Кальциноз диска выявляется по интенсивному тенеобразованию в проекции межпозвонкового диска при рентгенологическом исследовании.

Воспалительные заболевания позвоночника. Основным методом визуа-

лизации является рентгенологическое исследование, которое дополняется продольной томографией, КТ, МРТ.

Туберкулезный спондилит. В преспондилолитической фазе туберкулезный процесс поражает тело позвонка. При рентгенологическом исследовании выявляется участок деструкции и остеонекроза в теле позвонка, чаще в передней половине тела и вблизи верхней или нижней его площадок (рис. 8.33).

В спондилолитическую фазу разрушается тело позвонка, и процесс распространяется на межпозвонковые диски и окружающие мягкие ткани, высота межпозвонковой щели уменьшается (рис. 8.34). В этой фазе заболевания появляются натечные абсцессы и гнойные свищи, смещение позвонков. Возникает остеопороз позвонков. В случаях, когда первичный туберкулезный очаг расположен вблизи от передней или боковой поверхности тела позвонка, выход его за пределы позвонка может произойти под переднюю продольную связку. В этих случаях первым рентгенологическим симптомом является утолщение пара- и превертебральных мягких тканей − перифокальный натечный абсцесс, определяемый на рентгенограмме в виде выпуклой превертебральной тени при поражении шейного отдела и веретенообразной тени в грудном и поясничном отделах позвоночника.

~312~

Рис. 8.33. Компьютерная томограмма Th8 позвонка. В теле позвонка определяется участок деструкции с небольшим секвестром, имеющим нечеткие контуры (стрелка). Туберкулез восьмого грудного позвонка в преспондилолитической фазе (туберкулезный процесс локализован в теле позвонка).

Рис. 8.34. Рентгенограмма грудного отдела позвоночника в прямой проекции. Деструкция смежных суставных поверхностей Th8 и Th9 позвонков (стрелка), контуры зоны деструкции нечеткие, высота тел этих позвонков снижена, особенно Th8. В паравертебральной области определяется веретенообразная тень перифокального абсцесса (фигурные стрелки). Туберкулез грудного отдела позвоночника в спондилитической фазе.

Постспондилолитическая фаза характеризуется стиханием воспалительных явлений. Формируется костный анкилоз пораженных позвонков, кифотическая деформация позвоночника (рис. 2.22). Могут оставаться натечные абсцессы, свищи и нарушения спинномозговой иннервации. В натечных абсцессах также происходят изменения, связанные с затиханием процесса. Натечные абсцессы уменьшаются в размерах, обызвествляются.

Остеомиелит позвоночника. Заболевание встречается редко, преимущественно в поясничном отделе позвоночника. В острых случаях преобладают

~313~

изменения дуг с быстрым переходом на спинной мозг. При хронических формах гнойный процесс захватывает тело позвонка и диск. При неспецифических спондилитах абсцессы нечасты.

Остеосцинтиграфия при спондилитах чувствительна (свыше 90%) уже с первых дней болезни, но недостаточно специфична.

Метод выбора в рентгенонегативной стадии спондилитов − МРТ: визуализируются самые ранние изменения − воспалительный отек костного мозга. Легко определяются при МРТ паравертебральные натечные абсцессы. МРТ обеспечивает широкий обзор и показывает распространение абсцессов в эпидуральном пространстве, под продольными связками или вдоль грудной стенки под плеврой, а также внутрикостные абсцессы (рис. 8.35).

Рис. 8.35. Магнитно-резонансная томограмма грудного отдела позвоночника. Т2-ВИ (а) в сагиттальной проекции. Сигнал от тел Th10 – Th11 неоднородный, повышенный на Т2-ВИ, контуры тел неровные, нечеткие, высота тел снижена. Сигнал от межпозвонкового диска Th10 – Th11 резко неоднородно повышен на Т2-ВИ за счет выраженного отека (стрелка). Туберкулезный спондилит грудного отдела позвоночника (Th10 – Th11).

Опухоли спинного мозга. Методом выбора при исследовании по поводу опухолей спинного мозга является МРТ. МРТ демонстрирует все элементы позвоночника и структуру спинного мозга.

При множественных опухолях спинного мозга МРТ визуализирует пространство между ними, что недоступно миелографии, показывает отличие кистозных изменений от солидных в спинном мозге.

Миелография позволяет получить информацию о контурах опухоли. При КТ большинство внутрипозвоночных опухолей имеют плотность,

близкую к плотности спинного мозга, корешков и твердой мозговой оболочки. Распознавание объемного образования иногда возможно только после контрастирования позвоночного канала. Как и при рентгенографии, демонстрируются деструктивные изменения и атрофии от давления опухоли на позвонки.

Интрадуральные экстрамедуллярные опухоли возникают кнутри от твердой мозговой оболочки спинного мозга, но кнаружи от спинного мозга.

К доброкачественным опухолям этой локализации относятся менингиомы и опухоли, исходящие из оболочек нервов: шваннома, нейрофиброма.

Менингиома чаще поражает грудной отдел позвоночника. При МРТ менингиома чаще изоинтенсивна относительно спинного мозга на Т1- и Т2-

~314~

взвешенных изображениях, широко связана с твердой мозговой оболочкой

(рис. 8.36).

Рис. 8.36. Магнитнорезонансная томограмма грудного отдела позвоночника. Т2-ВИ в корональной проекции. На уровне нижних грудных позвонков в левой части просвета позвоночного канала имеется неправильной округлой формы дополнительное тканевое образование однородной структуры, с четкими контурами (стрелка), вызывающее локальную деформацию и сдавление спинного мозга на уровне образования. Интрадуральная менингиома.

КТ показывает изоили гиперденсивное образование, располагающееся экстрамедуллярно. Рентгенография обычно не показывает изменений при менингиоме.

Шванномы и нейрофибромы при МРТ изоинтенсивны на Т1взвешенном изображении, по сравнению со спинным мозгом, и гиперинтенсивны при Т2-взвешенном изображении. КТ показывает эрозию от давления опухоли на позвонки, плотность опухоли варьирует от гиподо слегка гиперденсивной. Рентгенография демонстрирует эрозии позвонков.

Интрадуральные экстрамедуллярные злокачественные опухоли наиболее часто представлены метастазами, исходящими или неисходящими из ЦНС. МРТ может быть нормальной без контрастирования, при контрастировании в зонах поражения значительно усиливается интенсивность магнитного сигнала. При КТ демонстрируется деформация и утолщение нервных корешков.

Интрамедуллярные опухоли. 90-95% интрамедуллярных опухолей являются глиомами. Из них 95% эпендимомы и астроцитомы. Доброкачественные интрамедуллярные опухоли встречаются очень редко.

Эпендимома на МРТ-изображении представлена веретенообразным расширением спинного мозга. Эпендимомы чаще изоинтенсивны, сравнительно со спинным мозгом, на Т1-взвешенном изображении и гиперинтенсивны на Т2-взвешенном изображении (рис. 8.37).

~315~

Рис. 8.37. Магнитно-резонансные томограммы грудного отдела позвоночника: Т1ВИ (а) и Т2-ВИ (б) в сагиттальной плоскости. На уровне средней части грудного отдела позвоночника весь просвет позвоночного канала выполнен неоднородным дополнительным тканевым образованием неправильной формы, на фоне которого спинной мозг не дифференцируется (стрелки). Интрамедуллярная опухоль.

Почти всегда значительно усиливается сигнал после контрастирования на МРТ. КТ и рентгенография могут демонстрировать неспецифическое расширение позвоночного канала.

Астроцитома изоили слегка гипоинтенсивна на Т1-взвешенном изображении и гиперинтенсивна на Т2-взвешенном изображении. После контрастирования магнитный сигнал значительно усиливается. Могут выявляться кисты. КТ может показывать расширение позвоночного канала. Рентгенография не выявляет патологических изменений.

~316~

ГЛАВА 9.

ФИЗИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

Лучевая терапия – клиническая дисциплина, использующая в качестве лечебного фактора ионизирующее излучение. Лучевая терапия занимает важное место в лечении злокачественных новообразований, кроме того, она является ценной методикой в лечении ряда неопухолевых заболеваний.

Сегодня, как и в период зарождения лучевой терапии, ее генеральная задача состоит в достижении максимальной избирательности поражения опухолей с минимальными последствиями в отношении нормальных тканей.

В основе лечебного применения ионизирующих излучений лежит их биологический эффект.

Основные особенности биологического действия ионизирующего излучения, по сравнению с другими физическими факторами:

1.Большое несоответствие между ничтожной величиной поглощенной энергии ионизирующего излучения и крайней степенью выраженности реакций биологического объекта, вплоть до летального эффекта (основной радиобиологический парадокс).

2.Отсутствие специфических рецепторов в организме человека, воспринимающих ионизирующую радиацию.

3.Скрытый характер лучевых эффектов, особенно при облучении в малых дозах, наличие латентного периода (в широком диапазоне доз).

4.Возможность беспорогового эффекта.

9.1.Физические свойства различных видов ионизирующих излучений

Из таблицы 9.1 видно, что рентгеновское излучение и тормозное излучение высокой энергии обладает сходными с гамма-излучением природой и физическими свойствами.

Таблица 9.1. Свойства квантовых излучений

К корпускулярному излучению относятся альфа-частицы, бетачастицы, нейтроны, протоны, пи-мезоны и тяжелые ионы. Они представляют собой поток быстролетящих заряженных или нейтральных (нейтроны) частиц – корпускул.

Альфа-излучение ( -частицы) – это поток частиц с массой, равной четырем, и двойным положительным зарядом, т.е. поток ядер атомов гелия. Альфа-частица состоит из двух нейтронов и двух протонов. Альфа-излучение естественных радиоактивных изотопов (энергия до 9 МэВ) обладает очень малой проникающей способностью, составляющей в тканях человека 50-70 мк. Оно применяется только в виде общих или местных радоновых ванн (222Rn) в физиотерапевтической практике. Альфа-частицы супервольтной энергии (800 МэВ), полученные на циклических ускорителях, обладают высокой проникающей способностью.

Бета-излучение ( -частицы) – это частицы, имеющие отрицательный или положительный заряд и массу, равную 1/1840 массы атома водорода. Их энергия варьирует в значительных пределах: от минимальной, практически нулевой, до максимальной – в несколько миллионов электрон-вольт. Источниками бета-излучения являются естественные и искусственные радиоактивные вещества (32Р, 90Y, 131I), а также линейные и цикличные ускорители. Характеристика альфа- и бета-излучения радиоактивных веществ приведена в таблице 9.2.

Таблица 9.2. Свойства альфа- и бета-излучений радиоактивных веществ

Как следует из таблицы 9.2, проникающая способность бета-частиц значительно превосходит таковую альфа-частиц, тогда как ионизационная способность альфа-излучения намного выше, чем бета-излучения.

~318~

Таким образом, сопоставляя физические свойства альфа- и бета-частиц, источником которых являются радиоактивные вещества, с таковыми ортовольтного рентгеновского и гамма-излучения необходимо подчеркнуть, что наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи. Что касается плотности ионизации, то на единицу пробега в тканях альфа-частицы оказывают действие в сотни раз более сильное, чем бета-частицы, и в тысячу раз сильнее, чем рентгеновское и гамма-излучение.

Нейтронное излучение – поток нейтронов, представляющих собой элементарные частицы, не имеющие электронного заряда, с массой, равной 1,00897 атомной единицы массы. В клинической практике находят применение быстрые нейтроны с энергией от 20 кэВ до 20 МэВ. Основными источниками нейтронов, используемых с лечебной целью, являются ускорители и ядерные реакторы (для дистанционного облучения), а также радиоактивный калифорний (252Сf) (для контактного облучения).

Протонное излучение – поток элементарных частиц с массой, равной 1,00758 атомной единицы массы, и положительным зарядом. Протоны – это ядра атомов водорода, образующиеся при ионизации атомов водорода. Источником протонов для медицинских целей служат ускорители. Преимуществом протонов и получаемых на ускорителях альфа-частиц перед перечисленными ранее видами излучений является их способность образовывать в конце своего пробега в тканях максимум ионизации, именуемый пиком Брэгга. При этом доза в пике превосходит таковую в окружающих тканях в 2,5- 3,5 раза.

Пи-мезонное излучение – поток элементарных частиц, имеющих массу, промежуточную между массой электрона и протона. Мезоны могут быть по-

ложительными ( +), отрицательными ( –) и нейтральными ( °). Заряд положительных и отрицательных пи-мезонов равен заряду электрона, а масса составляет 273,2 массы электрона. Как и у протонов, плотность ионизации у пи-мезонов растет к концу пробега (пик Брэгга). Однако, в отличие от протонов, остановившиеся отрицательные пи-мезоны захватываются ядрами атомов кислорода, углерода, азота или водорода, а затем расщепляют ядра с высвобождением громадного количества энергии, т.е. образуется максимум ионизации. При этом соотношение дозы в пике к дозе в окружающих тканях достигает 10/1. Основным источником мезонов являются ускорители.

Физические свойства корпускулярных излучений супервольтных энергий представлены в таблице 9.3. Тяжелые ионы – ионы кислорода, азота, неона, аргона – имеют положительный заряд, обладают высокой плотностью ионизации и образуют пик Брэгга. Источником тяжелых ионов являются ускорители. Из таблицы 9.3 видно, что наибольшей массой обладают ускоренные альфа-частицы и тяжелые ионы, наименьшей – быстрые электроны. Что касается величины энергии, то наиболее высокой она является у альфачастиц, самой маленькой – у быстрых нейтронов.

~319~

Таблица 9.3. Свойства корпускулярных излучений супервольтных энергий

9.2. Клиническая дозиметрия

Исход лучевого воздействия определяется, наряду с радиочувствительностью, дозой излучения, облучаемым объемом и временем облучения.

Специфических рецепторов, воспринимающих ионизирующие излучения, у человека нет, вместе с тем, ионизирующие излучения могут быть обнаружены и зарегистрированы по тем эффектам, которые возникают в результате их взаимодействия с веществом.

Эффект взаимодействия ионизирующих излучений с веществом можно наблюдать в физических, химических и биологических средах, что позволяет различать физические, химические и биологические методы клинической дозиметрии. Каждый из этих методов дозиметрии включает в себя большое число способов регистрации ионизирующих излучений, неравноценных в точности измерения. Среди физических методов наибольшее распространение получила возможность регистрации ионизации в газообразных и твердых веществах (дозиметры, оснащенные ионизационными камерами, счетчики Гейгера-Мюллера, сцинтилляционные и полупроводниковые дозиметры). Среди химических методов дозиметрии широко применяется фотографический способ. Биологические методы дозиметрии в настоящее время полностью утратили свое значение и практического применения в клинике не находят.

В рентгеновских и радиологических отделениях для контроля доз излучения, действующих на больных и медицинский персонал, применяются ионизационные камеры, сцинтилляционные, полупроводниковые и пленочные дозиметры.

Ионизационные камеры. При взаимодействии излучения с веществом часть энергии передается атомам этого вещества и расходуется на их ионизацию и возбуждение. В ионизационной камере веществом, в котором вызывается процесс ионизации, служит газ.

Ионизационная камера представляет собой цилиндр с ограниченным объемом газа, помещенный в электрическое поле. Электрическое поле созда-

~320~