Uchebnoje_posobije_1

Ультразвуковые методы позволили более точно решать вопросы диагностики значительного числа заболеваний сердечно-сосудистой, пищеварительной, мочеполовой систем. С помощью этих методов получают ценные сведения в акушерстве и гинекологии, онкологии, неврологии и нейрохирургии, офтальмологии.

Вредность. Огромное достоинство УЗИ – отсутствие повреждений тканей при используемых в диагностике мощностях УЗ-энергии и, тем самым, отсутствие противопоказаний к его применению. Это особенно важно в детском возрасте и у беременных женщин. Однако не следует считать УЗИ абсолютно безопасным. УЗ-воздействие не вызывает ионизации в тканях, но может при определенных условиях повреждать их. К тепловому действию ультразвука наиболее чувствительны быстро делящиеся клетки. Поэтому вводятся ограничения для допплерографических исследований плода в I и III триместрах беременности (при этой технике УЗИ больше энергетическое воздействие на ткани). Рекомендуется воздерживаться также от УЗИ плода без медицинских показаний.

1.5. Магнитно-резонансная томография

Важнейшее значение в современной лучевой диагностике приобрела магнитно-резонансная томография (МРТ). МРТ дает ценную диагностическую информацию о физических и химических параметрах, позволяющих судить о природе и морфологическом строении исследуемых органов и тканей. К тому же, изображение можно получать в любой плоскости. Основными компонентами МР-томографа являются силовой магнит, радиопередатчик, приемная радиочастотная катушка и компьютер. Большинство магнитов имеют магнитное поле, параллельное длинной оси тела человека. Сила магнитного поля измеряется в теслах (Тл). Для клинической МРТ используются поля силой 0,02 -3 Тл. Когда пациента помещают в сильное магнитное поле, все маленькие протонные магниты тела (ядра водорода) разворачиваются в направлении внешнего поля (подобно компасной стрелке, ориентирующейся на магнитное поле Земли). Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться (прецессировать) вокруг направления внешнего магнитного поля. При пропускании через тело пациента радиоволн, имеющих равную частоту с частотой вращения протонов (Ларморовская частота), магнитное поле радиоволн заставляет магнитные моменты всех протонов вращаться по часовой стрелке. Это явление называют магнитным резонансом. Под резонансом понимают синхронные колебания, и для изменения ориентации магнитного вектора протонов магнитные поля протонов и радиоволн должны резонировать, т.е. иметь одинаковую частоту. В тканях пациента создается суммарный магнитный момент: ткани намагничиваются, и их магнетизм ориентируется точно параллельно внешнему магнитному полю (рис. 1.21).

Магнетизм пропорционален числу протонов в единице объема ткани. Огромное число протонов (ядер водорода), содержащихся в большинстве тканей, обусловливает тот факт, что магнитный момент достаточно велик для

~41 ~

того, чтобы индуцировать электрический ток в расположенной вне пациента принимающей катушке. Этот индуцированный электрический ток «МРсигнал» используется для реконструкции изображения.

N

S

А. Исходное положение протонов Б. Положение в магнитном поле

К

Рис. 1.21. Принцип регистрации магнитного сигнала в МРТ. А − исходное хаотическое положение магнитных векторов протонов. Б − образование суммарного вектора магнитного поля от протонов во внешнем магнитном поле. В − изменение ориентации суммарного магнитного вектора от протонов под действием радиоволн, вызывающих ядерный резонанс. Г − выключение радиочастотного импульса, сопровождающееся возвращением суммарного магнитного вектора от протонов в положение, предшествующее воздействию радиоволн (релаксация). Регистрация возникающего при релаксации магнитного сигнала при помощи принимающей электромагнитной катушки (К).

В таблице 1.1 продемонстрирована зависимость МР-сигнала от исследуемой ткани.

Таблица 1.1. Зависимость МР-сигнала от исследуемой ткани

Дополнительное радиочастотное поле действует в виде импульса, поворачивающего протон в продольной и поперечной плоскостях. Когда радиочастотный импульс заканчивается, протон возвращается в исходное положение (наступает его релаксация), что сопровождается излучением определенной порции энергии. В промежутке между передачей импульсов протоны подвергаются двум различным процессам релаксации Т1 и Т2. Т2 релаксация – потеря магнетизма, Т1 релаксация – время восстановления магнетизма. Чем короче Т1, тем быстрее восстанавливается магнетизм. Светлые участки на МР-томограммах связаны с регистрацией интенсивного МР-сигнала

~43 ~

(гиперинтенсивны), а темные − низко интенсивного (гипоинтенсивны) (рис. 1.22).

Рис. 1.22. МРТ головного мозга. На Т1взвешенном изображении (Т1-ВИ) (слева) виден низко-интенсивный сигнал (черного цвета) в левой гемисфере (стрелка). На Т2взвешенном изображении (справа) – высокоинтенсивный сигнал (стрелка с ромбом). Кистозное образование после ишемического инсульта.

Очень высокая информативность МРТ обусловлена рядом ее достоинств.

1.Особенно высокий тканевой контраст, основанный не на плотности, а на нескольких параметрах, зависящих от ряда физико-химических свойств тканей, и визуализация, благодаря этому, изменений, которые не дифференцируются при УЗИ и КТ.

2.Возможность управлять контрастом, ставя его в зависимость то от одного, то от другого параметра. Варьируя контраст, можно выделить одни ткани и детали, и подавить изображение других. За счет этого МРТ, например, впервые позволила визуализировать без контрастирования все мягкотканные структуры суставов.

3.Отсутствие артефактов от костей, нередко перекрывающих мягкотканные контрасты при КТ, что позволяет без помех визуализировать поражение спинного и базальных отделов головного мозга.

4.Мультипланарность – возможность изображений в любой плоскости.

5.МРТ имеет и функциональные применения, например, изображение регургитации при клапанных пороках сердца в режиме кино или динамики движений в суставах.

6.МРТ отображает кровоток без искусственного контрастирования. Специальные ангиопрограммы с двумерным или трехмерным сбором данных позволяют получить изображение кровотока с отличным контрастом.

Контрастные средства для МРТ. Контрастное разрешение на MP-

изображении может быть существенно улучшено различными контрастными

~44 ~

средствами. В зависимости от магнитных свойств МР-контрастные средства подразделяются на парамагнитные и супермагнитные.

Парамагнитные контрастные средства. Парамагнитными свойствами обладают атомы с одним или несколькими неспаренными электронами. Это магнитные ионы гадолиния, хрома, никеля, железа, а также марганца. Наиболее широкое клиническое применение получили соединения гадолиния.

Контрастирующий эффект гадолиния обусловлен укорочением времени релаксации Т1 и Т2. В низких дозах преобладает воздействие на Т1, увеличивающее интенсивность сигнала. В высоких дозах преобладает воздействие на Т2 со снижением интенсивности сигнала. Наиболее широкое распространение имеют парамагнитные внеклеточные МР-контрастные средства:

−магневист (гадопентат димеглюмина);

−дотарем (гадотерат меглюмина);

−омнискан (гадодиамид);

−проханс (гадотеридол).

Суперпарамагнитные контрастные средства. Суперпарамагнитный оксид железа – магнетит. Его доминирующим воздействием является укорочение релаксации Т2. С увеличением дозы происходит снижение интенсивности сигнала.

Так же, как в компьютерной томографии, пероральные контрастные средства используются при исследованиях органов брюшной полости, чтобы дифференцировать кишечник и нормальные или патологические ткани.

Магнетит (Fe3O4) применяется при исследованиях желудочнокишечного тракта. Это суперпарамагнитное вещество с преимущественным действием на Т2 релаксацию. Действует как негативное контрастное средство, т.е. снижает интенсивность сигнала.

Недостатки МРТ:

1.Плохо отображаются обызвествления.

2.Длительное время изображения вместе с артефактами от дыхательных и других движений ограничивают применение МРТ в диагностике заболеваний грудной и брюшной полостей.

Вредность. При МРТ нет ионизирующего излучения и радиационной вредности. Для подавляющего большинства пациентов метод не представляет опасности.

МРТ противопоказана:

1.Пациентам с установленным водителем ритма или с внутриглазничными, внутричерепными и внутрипозвоночными ферромагнитными инородными телами и с сосудистыми клипсами из ферромагнитных материалов (абсолютное противопоказание).

2.Реанимационным больным из-за воздействия магнитных полей МРтомографа на системы жизнеобеспечения.

3.Пациентам с клаустрофобией (составляют примерно 1%), хотя она нередко купируется седативными средствами.

4.Женщинам в первом триместре беременности.

~45 ~

ГЛАВА 2.

ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ И ЗАБОЛЕВАНИЙ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

2.1. Лучевые методы исследования опорно-двигательного аппарата

Рентгенологические исследования. Рентгенологический метод занимает ведущее место в диагностике повреждений и заболеваний костно-суставного аппарата. При подозрении на повреждение или заболевание скелета обязательно нужна рентгенография. Она является основным методом исследований костей и суставов. Рентгенограммы костей скелета и конечностей составляют приблизительно 20-30% от всех диагностических рентгенографических исследований в мире. По некоторым данным, обнаруживается более 80% поражений костей, и почти в 70% возможна правильная интерпретация выявленных изменений. Вначале производят обзорные снимки кости (сустава) в двух взаимно перпендикулярных проекциях.

Цифровая рентгенография при исследовании опорно-двигательного аппарата имеет ряд преимуществ перед обычной рентгенографией (см. главу 1). Вместе с тем, на некоторых цифровых аппаратах в настоящее время имеются определенные трудности в визуализации внутренней структуры костей (костных балок), минимальных изменений надкостницы. Поэтому достаточно часто приходится прибегать к рентгеновским снимкам на пленке. Но в большинстве случаев качество изображения, полученного на цифровых аппаратах, достаточно для распознавания таких патологических изменений, как травматические повреждения костей и суставов (переломы и вывихи), де- генеративно-дистрофические поражения суставов, деструкция кости и др. Важной для повышений результативности исследований опорнодвигательного аппарата является возможность при просмотре цифрового изображения нанесения меток на снимок (геометрических фигур, стрелок, надписей) и проведения измерений (длина, площадь, углы, плотность).

Подготовка к рентгенологическому исследованию.

Специальной подготовки обычно не требуется. При острой травме конечностей различного рода шины обычно не являются препятствием, поэтому шин не снимают. Мази удаляют. Гипс при исследовании костной структуры и мозолеобразования снимается.

Таз и пояснично-крестцовый отдел позвоночника. Очистительные клизмы проводятся за 3-4 ч до сна и непосредственно перед ним накануне, в день исследования за 1-1,5 ч до съемки. Снимки выполняют натощак. Противопоказаний нет, за исключением шока, терминального состояния, требующих немедленной медицинской помощи для обеспечения жизненно-важных функций. В части случаев обычная рентгенография не может ответить на все вопросы клиники, что обусловливает применение дополнительных методик.

~46 ~

Ограничения рентгенографии:

1.Отображаются, главным образом, убыль, прирост костной ткани или их сочетание при условии, что они достигают определенной количественной степени.

2.Низкая тканевая специфичность: нельзя прямо отличить неминерализованный остеоид, костный мозг, грануляционную, опухолевую или фиброзную ткани.

3.Низкая чувствительность к патологическим изменениям мягкотканных элементов: костного мозга, суставных структур, параоссальных и параар-

тикулярных мягких тканей.

Томография линейная – важная дополнительная методика исследования костей и суставов, при которой создается возможность получить изображение отдельных слоев кости. Особое значение приобретает томография при исследовании тех отделов скелета, которые имеют сложную конфигурацию и значительный массив прилежащих тканей.

КТ позволяет значительно уменьшить сферу применения обычной томографии. Показания к КТ:

1.Выявление мягкотканных компонентов костных поражений и уточнение анатомических особенностей первичных мягкотканных поражений конечностей, костей таза и позвоночника. Выявление и точная локализация повреждений мышц.

2.Оценка изменений плотности спонгиозной структуры костей и определение процентного содержания минеральных солей в костях.

3.Выявление переломов костей конечностей, позвоночника, костей таза, особенно без смещения отломков.

4.Оценка результатов химиотерапии и лучевой терапии и выявление их осложнений.

Прямое увеличение снимков (изображения) – методика получения уве-

личенных рентгеновских снимков за счет изменения расстояний: фокус, объект, пленка. Теневые детали на данных рентгенограммах характеризуются увеличением их в размерах, что важно при оценке мелких элементов структуры костей.

Артрография – исследование суставов с применением контрастных веществ (кислород, воздух, водорастворимые рентгеноконтрастные средства). Данная методика уточняет диагностику состояния внутрисуставных элементов.

Фистулография – контрастные исследования свищевых ходов при некоторых заболеваниях скелета: остеомиелит, туберкулез. Свищевые ходы заполняются высокоатомными контрастными веществами, после чего производятся обычные снимки (рис. 2.1).

~47 ~

Рис.2.1. Фистулограмма области бедра. Деформация и остеосклероз диафиза бедренной кости. Определяется неправильной формы свищевой ход (стрелка). Хронический остеомиелит бедренной кости.

Ангиография (рис. 2.2) может принести пользу для установления диагноза и определения тактики ведения больного в случаях:

−закупорки или разрыва артерии вследствие травмы;

−тромбоза сосудов;

−наличия образования предположительно сосудистого происхождения

вмягких тканях;

−первичных опухолей костей, если после курса химиотерапии планируется оперативное лечение;

−деформаций конечностей, в том числе, пальцев, для выработки тактики операции.

Рис. 2.2. Цифровая субтракционная ангиограмма нижней конечности. Определяется псевдоаневризма в области передней большеберцовой артерии (стрелка).

Цифровая субтракция делает ангиографию более удобной и менее инвазивной. Основным недостатком данного метода является то, что при его

~48 ~

применении могут не визуализироваться мелкие сосуды, видимые на обычных ангиограммах.

Рентгеноскопия. Этот метод с его малой разрешающей способностью и большой лучевой нагрузкой для исследования костно-суставного аппарата применяется только в безвыходных ситуациях, например, при некоторых рентгенохирургических операциях типа удаления инородных тел и т.д.

Основы прикладной рентгеноанатомии костно-суставной системы.

Техника рентгенографии костей. При исследовании конечностей в снимке необходимо обязательно захватывать два близлежащих сустава, подозреваемый участок кости должен находиться в центре кассеты, т.е. там, куда направляется центральный луч. Фиксирование снимаемой области является непременным условием при съемке, небольшое шевеление ведет к выявлению расплывчатости рисунка. То же самое бывает, если рентгенографируемый участок неплотно прилегает к кассете.

Технически хорошо выполненным снимком считается такая рентгенограмма, на которой хорошо виден тонкий структурный (трабекулярный) рисунок кости, а сама кость выявляется в виде белой светлой тени (негатив) на сером фоне мягких тканей.

Рентгенограммы костей выполняются обычно обзорные, т.е. с захватом всей кости, включая пораженный отдел с соседними (с обеих сторон) здоровыми отделами кости. Иногда делаются прицельные снимки для более детального изучения очага.

Диагностические возможности рентгеновского метода в остеологии зависят от анатомо-морфологического субстрата патологического процесса в костных и окружающих их тканях.

На рентгенограмме получается четкое изображение костной ткани, именно ее неорганической части, состоящей из солей кальция и фосфора. Мягкие ткани в физиологических условиях не дают структурного рентгеновского изображения, вместе с тем, при рентгенографии могут быть выявлены газ, рентгеноконтрастные инородные тела в мягких тканях, опухоли, обызвествления, изменения формы и размеров (рис. 2.3).

С точки зрения рентгенологического метода исследования, весь скелет состоит из трех структур: компактной кости, спонгиозной кости, структур без костных элементов.

Рентгенологически картина компактной кости представляется в виде интенсивной однородной тени по краям кости. Компактная кость в связи с таким расположением называется кортикальным слоем, который постепенно истончается по направлению к метафизам.

Рентгенологическая картина спонгиозной кости характеризуется сетевидной трабекулярной структурой, зависящей от анатомо-функциональной направленности каждой кости. Структура без костных элементов в скелете – это костно-мозговые каналы в длинных трубчатых костях, отверстия или щели, через которые проходят питающие кость сосуды; хрящевые линии в метаэпифизарных отделах, воздушные пазухи и суставные щели – все эти

~49 ~

структуры рентгенологически выявляются как участки просветления различной формы, величины, высоты.

Рис. 2.3. Прицельная рентгенограмма плеча в прямой проекции. В мягких тканях плеча в нижней трети определяется патологическое образование, по плотности соответствующее мягким тканям, имеющее форму неправильного овала с четкими контурами (стрелка). Опухоль мягких тканей плеча.

Рентгенологическая картина длинных трубчатых костей. На рентгенограммах трубчатых костей различаются диафизы, метафизы, эпифизы и апофизы. Каждый отдел имеет характерную рентгенологическую картину. Диафиз на рентгенограмме состоит из двух полосок компактной кости (кортикальный слой).

Вдоль всего диафиза в виде светлой полосы проходит заканчивающийся в месте перехода диафиза в метафиз костномозговой канал.

Метафиз – участок длинной трубчатой кости, расположенный между диафизом и эпифизарной линией росткового хряща. В метафизе теряется изображение костномозгового канала. Границей между метафизом и диафизом считают то место, где перестает различаться костномозговой канал. Рентгеновская картина метафиза имеет сетевидную структуру с более крупными ячейками, чем в эпифизах.

Эпифизы – концевые отделы кости, находящиеся за рентгенопрозрачной полоской эпифизарного росткового хряща. После синостозирования эпифиз ограничен остеосклеротической полоской. Эпифизы имеют трабекулярную сетчатую структуру, характерную для спонгиозной кости. Кортикальный слой по направлению к эпифизу истончается и в области суставной поверхности превращается в тонкую замыкательную пластинку эпифиза (субхондральный слой) (рис. 2.4).

Короткие трубчатые кости скелета. В них так же, как и в длинных трубчатых костях, различают диафизы, метафизы и эпифизы. В коротких трубчатых костях костная структура более равномерная.

~50 ~