Лучевая диагностика опорно-двигательной системы

В 1918 году в Государственном рентгенорадиологическом институте в г. Петрограде была открыта первая в мире лаборатория для исследования анатомии человека и животных с помощью рентгеновского исследования.

Рентгенологический метод позволил получить новые данные об анатомии и физиологии опорно-двигательного аппарата: исследовать строение и функцию костей и суставов прижизненно, в целостном организме, при воздействии на человека разнообразных факторов внешней среды.

Большой вклад в развитие остеопатологии внесла группа отечественных ученых: С.А. Рейнберг, Д.Г. Рохлин, П.А. Дьяченко и др.

Рентгенологический метод в изучении опорно-двигательной системы является ведущим. Основные его методики: рентгенография (в 2-х проекциях), томография, фистулография, снимки с увеличением рентгеновского изображения, контрастные методики.

Важным методом в исследовании костей и суставов является рентгеновская компьютерная томография. Ценным методом следует признать и магнитно-резонансную томографию, особенно при исследовании костного мозга. Для исследования обменных процессов в костях и суставов широко используются методы радионуклидной диагностики (метастазы в кости выявляются раньше рентгенологического исследования на 3-12 месяцев). Новые пути диагностики заболеваний опорно-двигательной системы открывает сонография, особенно в диагностике инородных тел, слабопоглощающих рентгеновские лучи, суставных хрящей, мышц, связок, сухожилий, скопление крови и гноя в околокостных тканях, околосуставных кист и др.

Лучевые методы исследования позволяют:

1. проследить за развитием и формированием скелета,

2. оценить морфологию кости (форму, очертания, внутреннюю структуру и пр.),

3. распознать травматические повреждения и диагностировать различные заболевания,

4. судить о функциональной и патологической перестройке (вибрационная болезнь, маршевая стопа и др.),

5. изучить физиологические процессы в костях и суставах,

6. оценить реакцию на различные факторы (токсические, механические и пр.).

Лучевая анатомия.

Максимальная прочность конструкции при минимальной трате строительного материала характеризуют анатомические особенности строения костей и суставов (бедренная кость выдерживает нагрузку по продольной оси в 1,5 тонны). Кость является благоприятным объектом рентгенологического исследования, т.к. содержит много неорганических веществ. Кость состоит из костных балок и трабекул. В корковом слое они плотно прилежат, образуя однородную тень, в эпифизах и метафизах – находятся на некотором расстоянии, образуя губчатое вещество, между ними находится костномозговая ткань. Соотношение костных балок и костномозговых пространств создают костную структуру. Отсюда, в кости различают: 1) плотный компактный слой, 2) губчатое вещество (ячеистой структуры), 3) костномозговой канал в центре кости в виде просветления. Различают трубчатые, короткие, плоские и смешанные кости. В каждой трубчатой кости различают эпифиз, метафиз и диафиз, а также апофизы. Эпифиз – суставной отдел кости, покрытый хрящом. У детей он отделяется от метафиза ростковым хрящом, у взрослых – метафизарным швом. Апофизы – дополнительные точки окостенения. Это места прикрепления мышц, связок и сухожилий. Деление кости на эпифиз, метафиз и диафиз имеет большое клиническое значение, т.к. некоторые заболевания имеют излюбленную локализацию (остеомиелит – в области метадиафиза, туберкулез – поражает эпифиз, саркома Юинга локализуется в области диафиза и др.). Между соединяющимися концами костей имеется светлая полоса – так называемая рентгеновская суставная щель, обусловленная хрящевой тканью. На хороших снимках видна капсула сустава, суставная сумка, сухожилие.

Развитие человеческого скелета.

В своем развитии костный скелет проходит перепончатый, хрящевой и костный этапы. В течение первых 4-5 недель скелет плода перепончатый и на снимках не виден. Нарушения развития в этот период ведут к изменениям, составляющим группу фиброзных дисплазий. В начале 2-го месяца утробной жизни плода перепончатый скелет замещается хрящевым, также на рентгенограммах не получающим своего отображения. Нарушения развития ведут к хрящевым дисплазиям. Начиная со 2-го месяца и до 25 лет хрящевой скелет замещается костным. К концу внутриутробного периода большая часть скелета является костным и на снимках живота беременной кости плода хорошо видны.

Скелет новорожденных имеет следующие особенности:

1. кости малы,

2. они бесструктурны,

3. в концах большинства костей еще нет ядер окостенения (эпифизы не видны),

4. рентгеновские суставные щели велики,

5. большой мозговой череп и малый лицевой,

6. относительно велики орбиты,

7. слабо выраженные физиологические изгибы позвоночника.

Рост костного скелета происходит за счет ростковых зон в длину, в толщину – за счет периоста и эндоста. В возрасте 1-2 лет начинается дифференцировка скелета: появляются точки окостенения, кости синостозируются, увеличиваются в размерах, появляются изгибы позвоночника. Рост костного скелета заканчивается к 20-25 годам. Между 20- 25 годами и до 40-летнего возраста костно-суставной аппарат относительно стабилен. С 40 лет начинаются инволютивные изменения (дистрофические изменения суставного хряща), разрежение костной структуры, появление остеопороза и обызвествления в местах прикрепления связок и т.д. На рост и развитие костно-суставной системы оказывают влияние все органы и системы, особенно паращитовидные железы, гипофиз и ЦНС.

План изучения рентгенограмм костно-суставной системы.

Необходимо оценить:

1. форму, положение, величину костей и суставов,

2. состояние контуров,

3. состояние костной структуры,

4. выявить состояние ростковых зон и ядер окостенения (у детей),

5. изучить состояние суставных концов костей (рентгеновской суставной щели),

6. оценить состояние мягких тканей.

Рентгеновская семиотика заболеваний костей и суставов.

Рентгеновская картина изменений кости при любом патологическом процессе складывается из 3-х компонентов: 1) изменения формы и величины, 2) изменения контуров, 3) изменения структуры. В большинстве случаев патологический процесс ведет к деформации кости, складывающейся из удлинения, укорочения и искривления, к изменению объема в виде утолщения за счет периостита (гиперостоз), истончения (атрофия) и вздутия (киста, опухоль и пр.).

Изменение контуров кости: контуры кости в норме характеризуются ровностью (гладкостью) и четкостью. Лишь в местах прикрепления мышц и сухожилий, в области бугров и бугристостей контуры шероховаты. Нечеткость контуров, неровность их нередко является результатом воспалительных или опухолевых процессов. Например, разрушение кости в результате прорастания рака слизистой полости рта.

Все физиологические и патологические процессы, происходящие в костях, сопровождаются изменением костной структуры, уменьшением или увеличением костных балок. Своеобразное сочетание этих явлений создают в рентгеновском изображении такие картины, которые присущи определенным заболеваниям, позволяя диагностировать их, определять фазу развития, осложнения.

Структурные изменения кости могут носить характер физиологической (функциональной) и патологической перестройки, вызванной различными причинами (травматическими, воспалительными, опухолевыми, дегенеративно-дистрофическими и др.).

Насчитывается свыше 100 заболеваний, сопровождающихся изменением содержания минералов в костях. Наиболее часто является остеопороз. Это - уменьшение количества костных балок в единице объема кости. При этом общий объем и форма кости обычно остаются без изменений (если нет атрофии).

Различают: 1) идиопатический остеопороз, развивающийся без видимых причин и 2) при различных заболеваниях внутренних органов, эндокринных желез, в результате приема лекарств и др. Кроме того, остеопороз могут вызвать нарушения питания, состояние невесомости, алкоголизм, неблагоприятные условия труда, длительная иммобилизация, воздействие ионизирующих излучений и др. Отсюда, в зависимости от причин различают остеопороз физиологический (инволютивный), функциональный (от бездеятельности) и патологический (при различных заболеваниях). По распространенности остеопороз подразделяют на: 1) местный, например, в области перелома челюсти спустя 5-7 дней, 2) регионарный, в частности, захватывающий область ветви нижней челюсти при остеомиелите 3) распространенный, когда поражается область тела и ветви челюсти и 4) системный, сопровождающийся поражением всего костного скелета.

В зависимости от рентгенологической картины различают: 1) очаговый (пятнистый) и 2) диффузный (равномерный) остеопороз. Пятнистый остеопороз определяется в виде очагов разрежения костной ткани размером от 1 до 5мм (напоминает материю изъеденную молью). Встречается при остеомиелите челюстей в острой фазе его развития. В челюстных костях чаще наблюдается диффузный (стеклянный) остеопороз. При этом кость становится прозрачной, структура широкопетлистой, корковый слой истончается в виде очень узкой плотной линии. Наблюдается в старческом возрасте, при гиперпаратиреоидной остеодистрофии и других системных заболеваниях.

Остеопороз может развиться в течение нескольких дней и даже часов (при каузалгиях), при иммобилизации – за 10-12 дней, при туберкулезе требуется несколько месяцев и даже лет. Остеопороз – процесс обратимый. С устранением причины костная структура восстанавливается.

Выделяют и гипертрофический остеопороз. При этом на фоне общей прозрачности отдельные костные балки представляются гипертрофированными.

Остеосклероз – симптом довольно часто встречающихся при заболеваниях костей. Сопровождается увеличением количества костных балок в единице объема кости и уменьшением межбалочных костномозговых пространств. При этом кость становится более плотной, бесструктурной. Корковый слой расширяется, костномозговой канал суживается.

Различают: 1) физиологический (функциональный) остеосклероз, 2) идиопатический в результате аномалии развития (при мраморной болезни, миелореостозе, остеопойкилии) и 3) патологический (посттравматический, воспалительный, токсический и др.).

В отличие от остеопороза, для возникновения остеосклероза требуется довольно длительное время (месяцы, годы). Процесс необратимый.

Деструкция – разрушение кости с замещением ее патологической тканью (грануляционной, опухолевой, гноем, кровью и др.).

Различают: 1) воспалительную деструкцию (остеомиелит, туберкулез, актиномикоз, сифилис), 2) опухолевую (остеогенная саркома, ретикулосаркома, метастазы и др.), 3) дегенеративно-дистрофическую (гиперпаратиреоидная остеодистрофия, остеоартроз, кисты при деформирующем остеоартрозе и др.).

Рентгенологически, независимо от причин, деструкция проявляется просветлением. Она может выглядеть мелко или крупноочаговой, многоочаговой и обширной, поверхностной и центральной. Поэтому для установления причин необходим тщательный анализ очага деструкции. Необходимо определить локализацию, размеры, количество очагов, характер контуров, рисунок и реакцию окружающих тканей.

Остеолиз – полное рассасывание кости без замещения ее какой-либо патологической тканью. Это результат глубоких нейротрофических процессов при заболеваниях центральной нервной системы, повреждениях периферических нервов (спинная сухотка, сирингомиелия, склеродермия, проказа, чешуйчатый лишай и др.). Рассасыванию подвергаются периферические (концевые) отделы кости (ногтевые фаланги, суставные концы крупных и мелких суставов). Этот процесс наблюдается при склеродермии, сахарном диабете, травматических повреждениях, ревматоидном артрите.

Частым спутником заболеваний костей и суставов являются остеонекроз и секвестрация. Остеонекроз – омертвление участка кости вследствие нарушения питания. При этом в кости уменьшается количество жидких элементов (кость «высыхает») и рентгенологически такой участок определяется в виде затемнения (уплотнения). Различают: 1) асептические остеонекрозы (при остеохондропатии, тромбозах и эмболиях кровеносных сосудов), 2) септические (инфекционные), встречающиеся при остеомиелите, туберкулезе, актиномикозе и др. заболеваниях.

Процесс отграничения участка остеонекроза называется секвестрацией, а отторгнутый участок кости – секвестром. Различают корковые и губчатые секвестры, краевые, центральные и тотальные. Секвестрация характерна для остеомиелита, туберкулеза, актиномикоза и других заболеваний.

Изменение контуров кости часто связано с периостальными наслоениями (периоститами и периостозами).

В норме надкостница на снимках не определяется. Для ее выявления необходимы уплотнение (обызвествление) и отслоение. Периостит – ответная реакция надкостницы на то или иное раздражение. У детей рентгенологические признаки периостита определяются на 7-8, у взрослых – на 12-14 день.

В зависимости от причины различают: 1) асептические (при травме), 2) инфекционные (остеомиелит, туберкулез, сифилис), 3) ирритативно-токсические (опухоли, нагноительные процессы) и 4) функционально-адаптационные периоститы. Две последние формы следует именовать периостозами.

При выявлении периостальных изменений следует обратить внимание на их локализацию, протяженность и характер наслоений, Чаще всего периоститы выявляются в области нижней челюсти.

По форме различают линейные, слоистые, бахромчатые, спикулообразные периоститы (периостозы) и периостит в виде козырька.

Линейные периоститы в виде тонкой полоски параллельной корковому слою кости обычно встречаются при воспалительных заболеваниях, травмах, саркоме Юинга и характеризуют начальные стадии заболевания.

Слоистые (луковичные) периоститы рентгенологически определяются в виде нескольких линейных теней и обычно свидетельствуют о толчкообразном течении процесса (саркома Юинга, хронический остеомиелит и др.).

При разрушении линейных наслоений возникает бахромчатый (разорванный) периостит. По своему рисунку он напоминает пемзу и считается характерным для сифилиса. При третичном сифилисе может наблюдаться и кружевной (гребневидный) периостит.

Патогномоничным для злокачественных опухолей считается спикулообразный (игольчатый) периостит. Своеобразным является и периостит в виде козырька. Встречается при остеогенной саркоме в результате выхода опухоли в мягкие ткани.

Изменения рентгеновской суставной щели, являющейся отображением суставного хряща и могут быть в виде сужения – при разрушении хрящевой ткани (туберкулез, гнойный артрит, остеоартроз), расширения за счет увеличения хряща (остеохондропатия), а также подвывиха. При скоплении в полости сустава жидкости, расширения рентгеновской суставной щели не бывает.

Изменения мягких тканей весьма разнообразны и также должны быть объектом пристального рентгенологического исследования (опухолевые, воспалительные, травматические изменения).

Повреждения костей и суставов.

Задачи рентгенологического исследования:

1. подтвердить диагноз или отвергнуть его,

2. определить характер и вид перелома,

3. определить количество и степень смещения отломков,

4. обнаружить вывих или подвывих,

5. выявить инородные тела,

6. установить правильность лечебных манипуляций,

7. осуществлять контроль в процессе заживления.

Признаки перелома:

1. линия перелома (в виде просветления и уплотнения) – поперечные, продольные, косые, внутрисуставные и пр. переломы.

2. смещение отломков: по ширине или боковое, по длине или продольное (с захождением, расхождением, вклинением отломков), по оси или угловое, по периферии (спиралевидное). Смещение определяют по периферическому отломку.

Особенности переломов у детей – обычно поднадкостничные, в виде трещины и эпифизолиза. У лиц пожилого возраста – переломы обычно носят многооскольчатый характер, с внутрисуставной локализайией, со смещением отломков, заживление медленное, часто осложняющееся развитием ложного сустава.

Признаки переломов тел позвонков: 1)клиновидная деформация с острием направленным кпереди, уплотнение структуры тела позвонка, 2) наличие тени гематомы вокруг пораженного позвонка, 3) смещение позвонка кзади.

Различают травматические и патологические переломы (в результате деструкции). Дифференциальная диагностика часто трудна.

Контроль за заживлением перелома. В течении первых 7-10 дней костная мозоль носит соединительнотканный характер и на снимках не видна. В этот период отмечается расширение линии перелома и закругленность, сглаженность концов сломанных костей. С 20-21 дня, чаще спустя 30-35 дней в костной мозоли появляются островки обызвествлений отчетливо определяемых на рентгенограммах. Полное обызвествление занимает от 8 до 24 недель. Отсюда, рентгенологически можно выявить: 1) замедление формирования костной мозоли, 2) чрезмерное её развитие, 3) формирующийся или сформированный ложный сустав. При этом отсутствует костная мозоль, имеет место закругление и отшлифовка концов отломков и заращение костномозгового канала.

Перестройка костной ткани под влиянием чрезмерной механической силы. Кость чрезвычайно пластичный орган, перестраивающийся всю жизнь, приспосабливаясь к условиями жизнедеятельности. Это физиологическая перестройка. При предьявлении кости несоразмерно повышенных требований развивается патологическая перестройка. Это срыв приспособительного процесса, дезадаптация. В отличие от перелома в данном случае имеет место повторно действующая травматизация – суммарное влияние часто повторяющихся ударов и толчков (металл и тот не выдерживает). Возникают особые зоны временной дезинтеграции – зоны перестройки (лоозеровские зоны), зоны просветления, которые мало известны практическим врачам и часто сопровождаются диагностическими ошибками. Чаще всего поражается скелет нижних конечностей (стопа, бедро, голень, тазовые кости).

В клинической картине различают 4 периода:

1. в течение 3-5 недель (после строевых занятий, прыжков, работы с отбойным молотком и пр) появляется болезненность, хромота, пастозность над местом перестройки. Рентгенологических изменений в этот период нет.

2. спустя 6-8 недель хромота, сильные боли, припухлость и местная отечность увеличиваются. На снимках появляется нежная периостальная реакция (обычно веретенообразной формы).

3. 8-10 недель. Сильная хромота, боли, выраженная припухлость. Рентгенологически – выраженный периостоз веретенообразной формы, в центре которого линия «перелома», проходящая через поперечник кости и плохо прослеживаемый костномозговой канал.

4. период восстановления. Хромота исчезает, припухлости нет, рентгенологически периостальная зона уменьшается, костная структура восстанавливается. Лечение – сначала покой, затем физиопроцедуры.

Дифференциальная диагностика: остегенная сакрома, остеомиелит, остеод-остеома.

Типичным примером патологической перестройки является маршевая стопа (болезнь Дойчлендера, перелом новобранцев, перегруженная стопа). Обычно поражается диафиз 2-3 плюсневой кости. Клиника описана выше. Рентгеносемиотика сводится к появлению линии просветления (перелома) и муфтообразному периоститу. Общая длительность заболевания 3-4 месяца.

Другие разновидности патологической перестройки.

1. Множественные лоозеровские зоны в виде треугольных насечек по передне-медиальным поверхностям большеберцовых костей (у школьников во время каникул, спортсменов при чрезмерных тренировках).

2. Лакунарные тени поднадкостнично расположенные в верхней трети большеберцовых костей.

3. Полосы остеосклероза.

4. В виде краевого дефекта

Изменения в костях при вибрации возникают под влиянием ритмически действующего пневматического и вибрирующего инструмента (горняки, шахтеры, ремонтники асфальтовых дорог, некоторые отрасли металлообрабатывающей промышленности, пианисты, машинистки). Частота и интенсивность изменений зависит от стажа работы (10-15 лет). В группу риска входят лица до 18 лет и старше 40 лет. Методы диагностики: реовазография, термография, каппиляроскопия и пр.

Основные рентгенологические признаки:

1. островки уплотнения (эностозы) могут встречаться во всех костях верхней конечности. Форма неправильная, контуры неровные, структура неравномерная.

2. кистовидные образования чаще встречаются в костях кисти (запястья) и выглядят в виде просветления размером 0,2-1,2 см округлой формы с ободком склероза вокруг.

3. остеопороз.

4. остеолиз концевых фаланг кисти.

5. деформирующий остеоартроз.

6. изменения в мягких тканях в виде параоссальных обызвествлений и окостенений.

7. деформирующий спондилез и остеохондроз.

8. остеонекрозы (чаще полулунной кости).