Основные свойства рентгеновского излучения и применение их на практике

ЛЕКЦИИ

Тема 1: История развития рентгенологии. Физическая сущность и свойства рентгеновских лучей

1).История открытия R-лучей

Наука рентгенология получила своё название в честь профессора Вюрцбургского университета Вильгельма Конрада Рентгена, открывшего рентгеновское излучение 8 ноября 1895 г.

Эти неизвестные лучи Рентген назвал X-лучами.

Через 50 дней учёный представил председателю Вюрцбургского физико-медицинского общества рукопись из 17 страниц, содержащую описание открытых им лучей. Этот день, 28 декабря 1895 г., вошёл в историю как официальная дата открытия рентгеновских лучей.

Первый рентгеновский снимок, на котором запечатлена рука жены учёного, Берты Рентген, и её обручальное кольцо.

Годом рождения ветеринарной рентгенологии в России можно считать 1896 г., когда С.С. Лисовский впервые применил рентгеновские лучи для просвечивания собаки. В 1899 г. М.А. Мальцев помимо просвечивания произвёл также снимки головы, шеи и конечностей собаки, плюсны и пута лошади, а также пясти коровы; для фиксации животных во время исследования учёный применял наркоз. Спустя три года в лаборатории Харьковского ветеринарного института была собрана рентгеновская установка, с помощью которой диагностировали переломы костей и вывихи, определяли инородные тела, а также проводили исследования плодов у мелких домашних животных.

Однако эти исследования были единичными, они проводились на примитивных аппаратах, собранных своими силами. Лишь к 1924 г. в мастерских бывшего СССР было начато производство рентгеновских аппаратов, и благодаря Г.В. Домрачёву и А.И. Вишнякову из Казанского и Ленинградского ветеринарных институтов данный вид исследования получил широкое применение в ветеринарии.

Впоследствии мастерские по производству рентгеновских аппаратов превратились в рентгеновские заводы, которые к 1931 г. стали выпускать аппараты, пригодные для исследования не только мелких животных, но и крупных, благодаря чему в 1932 г. в Ленинградском, Харьковском и Казанском ветеринарных институтах, были оборудованы первые рентгеновские кабинеты.

Физика рентгеновских лучей

Рентгенология — раздел радиологии, изучающий воздействие на организм животных и человека рентгеновского излучения, возникающие от этого заболевания, их лечение и профилактику, а также методы диагностики различных патологий при помощи рентгеновских лучей (рентгенодиагностика). В состав типового рентгенодиагностического аппарата входит питающее устройство (трансформаторы), высоковольтный выпрямитель, преобразующий переменный ток электрической сети в постоянный, пульт управления, штатив и рентгеновская трубка.

Рентгеновские лучи — это вид электромагнитных колебаний, которые образуются в рентгеновской трубке при резком торможении ускоренных электронов в момент их столкновения с атомами вещества анода. В настоящее время общепризнанной считается точка зрения, что рентгеновские лучи по своей физической природе являются одним из видов лучистой энергии, спектр которых включает также радиоволны, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи и гамма-лучи радиоактивных элементов.

Устройство рентгеновской трубки:

А — катод;
Б — анод;
В — вольфрамовая нить накала;
Г — фокусирующая чашечка катода;
Д — поток ускоренных электронов;
Е — вольфрамовая мишень;
Ж — стеклянная колба;
З — окно из бериллия;
И — образованные рентгеновские лучи;
К — алюминиевый фильтр.

3).Механизм образования рентгеновского излучения

Рентгеновские лучи образуются в момент столкновения потока ускоренных электронов с веществом анода. При взаимодействии электронов с мишенью 99% их кинетической энергии превращается в тепловую энергию и только 1% — в рентгеновское излучение.

Рентгеновская трубка состоит из стеклянного баллона, в который впаяны 2 электрода: катод и анод. Из стеклянного баллона выкачен воздух: движение электронов от катода к аноду возможно лишь в условиях относительного вакуума (10^-7–10^-8 мм. рт. ст.). На катоде имеется нить накала, являющаяся плотно скрученной вольфрамовой спиралью. При подаче электрического тока на нить накала происходит электронная эмиссия, при которой электроны отделяются от спирали и образуют рядом с катодом электронное облачко. Это облачко концентрируется у фокусирующей чашечки катода, задающей направление движения электронов. Чашечка — небольшое углубление в катоде. Анод, в свою очередь, содержит вольфрамовую металлическую пластину, на которую фокусируются электроны, — это и есть место образования рентгеновских лучей.

К электронной трубке подключены 2 трансформатора: понижающий и повышающий. Понижающий трансформатор раскаляет вольфрамовую спираль низким напряжением (5—15 вольт), в результате чего возникает электронная эмиссия. Повышающий, или высоковольтный, трансформатор подходит непосредственно к катоду и аноду, на которые подаётся напряжение 20–140 киловольт. Оба трансформатора помещаются в высоковольтный блок рентгеновского аппарата, который наполнен трансформаторным маслом, обеспечивающим охлаждение трансформаторов и их надёжную изоляцию.

После того как при помощи понижающего трансформатора образовалось электронное облачко, включается повышающий трансформатор, и на оба полюса электрической цепи подаётся высоковольтное напряжение: положительный импульс — на анод, и отрицательный — на катод. Отрицательно заряженные электроны отталкиваются от отрицательно заряженного катода и стремятся к положительно заряженному аноду — за счёт такой разности потенциалов достигается высокая скорость движения — 100 тыс. км/с. С этой скоростью электроны бомбардируют вольфрамовую пластину анода, замыкая электрическую цепь, в результате чего возникает рентгеновское излучение и тепловая энергия.

Рентгеновское излучение подразделяется на тормозное и характеристическое. Тормозное излучение возникает из-за резкого замедления скорости электронов, испускаемых вольфрамовой спиралью. Характеристическое излучение возникает в момент перестройки электронных оболочек атомов. Оба этих вида образуются в рентгеновской трубке в момент столкновения ускоренных электронов с атомами вещества анода. Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического рентгеновских излучений.

Рентгенограммы

Рис. 1 — рентгенограмма черепа кошки в латеральной проекции. Рис. 2 — рентгенограмма черепа собаки в латеральной проекции.

Рис. 3 —рентгенограмма пальцев кошки в косой (дорсолатерально-пальмарномедиальной) проекции. Рис. 4 — рентгенограмма пальцев собаки в косой (дорсомедиально-пальмарнолатеральной) проекции.

Рис. 5 — рентгенограмма запястья молодой особи кошки в прямой (краниокаудальной) проекции: зоны роста дистального отдела предплечья ровные, прямые. Рис. 6 — рентгенограмма запястья молодой особи собаки в прямой (каудокраниальной) проекции: зоны роста дистального отдела предплечья неровные, клиновидные.

Рис. 7 — рентгенограмма плечелопаточного сустава кошки в медиолатеральной проекции: имеется рудимент ключицы. Рис. 8 — рентгенограмма плечелопаточного сустава собаки в медиолатеральной проекции: рудимент ключицы отсутствует.

Рис. 9 — рентгенограмма таза хорька в латеральной проекции: визуализируется os. Penis. Рис. 10 — рентгенограмма таза собаки в латеральной проекции: визуализируется os. Penis.

Рис. 11 — рентгенограмма локтевого сустава кошки в медиолатеральной проекции: локтевой бугор ровный, прямой. Рис. 12 — рентгенограмма локтевого сустава собаки в латеромедиальной проекции: локтевой бугор неровный, скошенный.

Рис. 13 — рентгенограмма грудной клетки кошки в левой латеральной проекции: форма треугольная, ровная. Рис. 14 — рентгенограмма грудной клетки собаки в левой латеральной проекции: форма её выгнутая.

Рис. 15 — рентгенограмма коленного сустава кошки в медиолатеральной проекции: форма коленной чашечки заострённая, каплевидная. Рис. 16 — рентгенограмма коленного сустава собаки в медиолатеральной проекции: форма коленной чашечки бобовидная, незаострённая.

Рис. 17 — рентгенограмма поясничного отдела позвоночника кошки в латеральной проекции: тела поясничных позвонков прямоугольные, продолговатые.

Рис. 18 — рентгенограмма поясничного отдела позвоночника собаки в латеральной проекции: тела поясничных позвонков относительно квадратной формы.

Рис. 19 — рентгенограмма таза кошки в вентродорсальной проекции: форма прямоугольная, ровная. Рис. 20 — рентгенограмма таза собаки в вентродорсальной проекции: форма выгнутая, бабочковидная.

Клинические признаки

неспецифические симптомы:

• быстрая утомляемость
• хромота на одну или обе конечности
• вихляющая походка
• неустойчивость задних конечностей на гладкой поверхности
• слабость опоры задних конечностей при вставании и прыжке
• полная неспособность опоры на задние конечности
• атрофия мышц бедра вследствие гиподинамии (собака не проявляет физическую активность)
• асимметрия тазобедренных суставов
• поворот бедра внутрь при посадке
• у животного возникают болевые ощущения при вытягивании конечностей каудально.

специфические симптомы:

• ограничение подвижности в суставе
• возникновение щелчка в суставе при пассивном повороте бедра внутрь
• смещение головки бедра относительно впадины при отведении бедра в сторону
• относительное укорочение конечностей
• выпячивание большого вертела и его контурирование
• «заячья» прыгающая походка, при которой собака старается оттолкнуться от пола обеими задними лапами одновременно

В большинстве случаев дисплазия проявляется в возрасте от 8 недель до 10 месяцев, при этом пик её проявления — 4,5–6 месяцев. На начальной стадии наблюдается общее недомогание и вялость: щенки без желания поднимаются со своего места, особенно утром и после отдыха (стартовая хромота). Через некоторое время хромота уменьшается или проходит вовсе до следующего отдыха. Щенки быстро устают.

Иногда отмечается хромота на передние конечности, при этом можно видеть некоторую сгорбленность животного, что связано с тем, что животное пытается снизить нагрузку на больные суставы, перемещая свой центр тяжести на передние конечности и перегружая их. В результате в локтевых и коленных суставах могут возникнуть вторичные артрозные изменения. Вследствие неправильной нагрузки на позвоночник может отмечаться остеохондроз и спондилёз начиная с возраста 1 года.

Болезнь Легга-Пертеса.

Рис. 1 — проксимальная часть бедренной кости.

А — головка бедра,
Б — вертельная ямка,
В — большой вертел,
Г — шейка бедра,
Д — малый вертел,
Е — межвертельный гребень,
Ж — ямка головки бедренной кости.

Болезнь Легга-Кальве-Пертеса, или асептический некроз головки бедра, возникает вследствие окклюзии (закрытия) кровеносных сосудов, идущих к головке через шейку бедра, из-за чего нарушается питание головки и возникает её некроз. Впоследствии происходит вторичная васкуляризация некротического очага, и головка бедра рассасывается фрагментарно или полностью, что вызывает тяжёлое поражение сустава. Асептический некроз головки бедра — наследуемое заболевание, встречающееся в основном у мелких и миниатюрных пород до 12 кг, таких как чихуахуа, йоркширский терьер, тойтерьер, левретка, мопс, джек рассел терьер и другие.

Точная причина окклюзии сосудов, питающих головку бедра, пока не установлена, однако ряд теорий предполагает связь с индивидуальными анатомическими особенностями, гормональным влиянием и изменением капиллярного давления.

Течение болезни только в 15% случаях билатеральное (двустороннее). Начинается этот процесс в большинстве случаев в возрасте 5-6 месяцев или в этом возрасте становится заметным. Клинически на ранних стадиях болезнь проявляется нарушениями походки, собака может разлизывать и выгрызать кожу в области тазобедренного сустава; на поздних стадиях наблюдается сильная хромота, сопровождающаяся болью. С момента старта патологического процесса хромота постепенно усиливается в течение 3–4-ёх месяцев. Также наблюдается гипотрофия мышц бедра, ограничение амплитуды пассивных движений в суставе (контрактура) и относительное укорочение поражённой конечности, которую собака может волочить за собой.

Диагноз ставится на основании рентгенологического исследования. На рентгенограмме болезнь Легга-Пертеса характеризуется снижением рентгенологической плотности головки бедра, особенно центральной её части, из-за рассасывания костной ткани; на поздней стадии происходит полная резорбция некротического очага. Также возможна деформация головки, патологические переломы и смещение целых фрагментов кости. Следует отметить, что снижение плотности костной ткани становится заметным лишь через несколько недель после начала патологического процесса. До этого времени на рентгенограмме можно зафиксировать лишь увеличение суставной щели за счёт скопления жидкости в полости сустава.

Лечение оперативное: резекция головки бедра. На ранних стадиях возможно консервативное лечение с иммобилизацией поражённой конечности: в ветеринарной практике известны случаи полной ремиссии болезни и восстановление головки бедренной кости. Консервативное лечение можно проводить не более месяца, затем по результатам повторного рентгенологического исследования, если не наблюдается улучшений, выполняется операция.

Рис. 3 — Сосудистый рисунок проксимальной части бедра: слева — нормальная васкуляризация; справа — окклюзия сосудов головки бедра при болезни Легга-Пертеса.

Рис 4 — Болезнь Легга-Пертеса прав. тазобедренного сустава.

Рис 7 — Резорбция головки бедра при болезни Легга-Пертеса.

Вывих коленной чашки.

Рис. 1 — бедренночашечный сустав:

А — надколенник;
Б — прямая связка надколенника;
В — сухожилие квадрицепса;
Г — латеральная бедрочашечковая связка.

Смещение коленной чашечки может быть наследственным или приобретённым в результате травмы. Наследственный вывих иногда встречается у пород группы Той, хотя бывает и у других пород.

Надколенник представлен небольшой костью, лежащей впереди коленного сустава. Он фиксирован по бокам латеральной и медиальной бедрочашечковыми связками, проксимально — сухожилием четырёхглавой мышцы бедра, а дистально — прямой связкой надколенника, прикрепляющейся к апофизу большеберцовой кости. Надколенник скользит в межмыщелковом углублении блока бедренной кости, защищая от боковых смещений суставные поверхности бедренной и большеберцовой костей.

Факторы, предрасполагающие к вывиху надколенника: недостаточно глубокая межмыщелковая вырезка, обусловленная врождённой аномалией развития; слабые (разболтанные) связки; перемещение и укорочение сухожилий и мышц, распрямляющих коленный сустав. Вывих надколенника происходит внутрь (медиальный вывих) и наружу (латеральный вывих).

Симптомы: невозможность выпрямить конечность в коленном суставе, боль и хромота. Скакательные суставы направлены наружу, а пальцы внутрь (коровий постав). Диагноз подтверждается обследованием коленного сустава и вправлением надколенника кнутри или кнаружи. На рентгенограмме в прямой проекции можно видеть смещение коленной чашечки относительно её нормального положения. Хирургическое вмешательство включает в себя углубление межмыщелковой вырезки бедра и/или пластику неправильно расположенного сухожилия.

Рис. 2 — коленный сустав в норме

Рис 3 — медиальный вывих надколенника

Рис. 4 — коленный сустав в норме.

Рис. 5 — латеральный вывих надколенника

Эозинофильный паностит.

Эозинофильный паностит — заболевание, возникающее у щенков в возрасте 5–12 месяцев и проявляющееся хромотой, которая может переходить с одной конечности на другую. По этой причине данную болезнь также именуют перемежающейся хромотой. В настоящее время этиология паностита до конца не установлена, однако он имеет тенденцию поражать собак определённых пород, а именно: немецких овчарок, золотистых ретриверов, бассет-хаундов и лабрадоров, — поэтому его этиология связана с генетическим фактором. Несмотря на породную предрасположенность, эозинофильный паностит может возникнуть у особи любой породы и размера, хотя чаще всего встречается у средних и крупных собак. Установлено, что самцы заболевают чаще, чем самки.

Патогенез паностита характеризуется возникновением спонтанной активности фибробластов в надкостнице и внутренней оболочке костномозгового канала. Длинные трубчатые кости содержат красный костный мозг, находящийся между костных перекладин губчатого вещества, а также жёлтый костный мозг, который представлен ретикулярной тканью с жировыми включениями и заполняет костномозговые каналы трубчатых костей. Кровеобразующие элементы в жёлтом костном мозге отсутствуют, однако при больших кровопотерях он может преобразовываться в красный и включаться в гемопоэз.

В результате бесконтрольной деятельности фибробластов жёлтый костный мозг замещается фиброзной тканью, которая со временем замещается грубоволокнистой костной тканью. Как результат, в полости костномозгового канала образуются костные включения, иногда почти полностью заполняющие пространство канала. На фоне болезни резко возрастает количество эозинофилов в крови; может наблюдаться анорексия и лихорадка. Давление по оси поражённой конечности вызывает болевую реакцию.

Рентгенография поражённой конечности выявляет зоны повышенной плотности в костно-мозговом канале трубчатой кости. Грубоволокнистая костная ткань в костномозговом канале обычно визуализируется как рыхлый, бесформенный очаг затемнения. В одной трубчатой кости может встречаться несколько таких очагов.

Аномалии зубной аркады.

В ветеринарной медицине для рентгенодиагностики периодонтитов широко применяются внутри ротовые контактные рентгенограммы, панорамные боковые рентгенограммы и ортопантомограммы, а при отсутствии специальной аппаратуры вне ротовые контактные рентгенограммы в косой проекции.Рентгенологический метод обследования при заболеваниях пародонта позволяет судить о распространенности, характере, степени выраженности процесса у разных групп зубов,оценить динамику заболевания и обосновать методы лечения.

СОБАКА

РЕЗЦЫ