4 курс / Лучевая диагностика / Osnovy_luchevoy_diagnostiki_dlya_stomatologicheskogo_fakulteta

СМОЛЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОСНОВЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

Морозова Т.Г., Гельт Т.Д., Ковалев А.В.

Учебное пособие рекомендовано центральным методическим советом СГМУ в качестве учебного пособия для обучающихся по учебной дисциплине

«лучевая диагностика»

Смоленск, 2021

ББК: 56.6:53.6 УДК: 616.31:616-073.75

Рецензенты:

Морозов В.Г. - к.м.н., доцент, заведующий кафедрой пропедевтической стоматологии ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России

Михалик Д.С. - д.м.н. профессор, заведующий кафедрой терапии педиатрического и стоматологического факультетов ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России

Основы лучевой диагностики внутренних органов и систем для студентов стоматологическогофакультета/ Морозова Т.Г., Гельт Т.Д., Ковалев А.В.– Смоленск: СГМУ, 2021 год. – 106 стр.

В учебном пособии отражены современные представления о классических и новейших методах лучевой диагностики костной, дыхательной и пищеварительной систем, указано место основных, а также дополнительных методов исследования, представлены преимущества, недостатки и противопоказания к различным видам исследований. В учебном пособии подробно описана рентгеноанатомия и рентгеносемиотика заболеваний костной, дыхательной и пищеварительной систем для врачей стоматологов, приведены примеры рентгенологической картины при различной патологии.

Пособие предназначено для обучающихся по направлению подготовки «стоматология», изучающих учебную дисциплину «лучевая диагностика».

Учебное пособие одобрено и рекомендованоЦентральнымметодическим советом ФГБОУ ВО СГМУ Минздрава России

№3 «28» апреля 2021_г 53.6 ББК 616-073.75 УДК

©Морозова Т.Г., Гельт Т.Д., Ковалёв А.В. 2021 ©ФГБОУ ВО СГМУ Минздрава России, 2021

2

КОМПЕТЕНЦИИ

ОПК-5 - cпособен проводить обследование пациента с целью установления диагноза при решении профессиональных задач

ОПК-8 - cпособен использовать основные физико-химические, математические и естественнонаучные понятия и методы при решении профессиональных задач

3

4

Введение

В наше время уже трудно представить, что до конца 19-ого столетия у врачей не было возможности заглянуть внутрь живого человека и изучить его органы и их системы. История лучевой диагностики как науки началась с 1895г., когда немецкий физик Wilhelm Conrad Roentgen получил первое изображение костей кисти с помощью открытым им X- лучей.

После этого события за короткий срок рентгенография стала использоваться при диагностике заболеваний легких, сердца, ЖКТ и других органов. С течением времени создавались новые аппаратыиметодики,постояннорасширяласьобластьпримененияX-лучей. Втечениедесятилетий рентгенология была практически единственным методом лучевой диагностики.

Новый виток развития специальности произошел во второй половине XX в. Появились ультразвуковые методы диагностики, ангиография, термография. Но революционные преобразования начали происходить после возникновения методов рентгеновской компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии. И на сегодняшний день можно констатировать, что некоторые методы визуализации стали нести исключительно исторический характер, другие - продолжают жить и развиваются с колоссальной скоростью.

С целью структурировать представления о методах лучевой диагностики, данное учебное пособие отразило в себе основные этапы развития рентгенологии как науки, физические и технические аспекты рентгеновских лучей, вопросы стоматологической радиологии и лучевой диагностики в целом и другую полезную информацию, необходимую для успешного изучения дисциплины студентами стоматологического факультета.

5

Раздел 1. Принципы и методы лучевой диагностики. Тема 1.1. Физика и техника рентгеновских лучей

Рентгенология — раздел радиологии, изучающий воздействие на организм человека рентгеновского излучения, возникающие от этого заболевания, их лечение и профилактику, а также методы диагностики различных патологий при помощи рентгеновских лучей.

Всостав типового рентгенодиагностического аппарата входят:

питающее устройство (трансформаторы),

высоковольтный выпрямитель, преобразующий переменный ток электрической сети в постоянный,

пульт управления,

штатив,

рентгеновская трубка.

Аппараты так же подразделяются на передвижные (палатные, мобильные) и стационарные; цифровые (с наличием кассеты преобразующей рентгеновский снимок в цифровое изображение с последующей передачей на ПК) и аналоговое (с наличием рентген-чувствительной пленки требующей проявки с закрепления с соответствующих растворах для получения изображения).

Рентгеновские лучи (8 ноября 1895 года немецкий физик, руководитель Физического института Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рёнтген открыл, так называемые Х-лучи) — это вид электромагнитных колебаний, которые образуются в рентгеновской трубке при резком торможении ускоренных электронов в момент их столкновения с атомами вещества анода.

Посвоейприродерентгеновылучиотносятсякэлектромагнитнымволнамсоченькороткойдлиной, измеряемой в ангстремах, обладают большой энергией и большой проникающей способностью. Они невидимы, распространяются прямолинейно, вызывают свечение флюоресцирующих веществ, фотоэффект в бромистом серебре эмульсионного слоя фотопленки, ионизацию и обладают биологическим воздействием на живые ткани.

Механизм образования рентгеновского излучения

Получают рентгеновы лучи в электронно-вакуумной трубке (рентгеновской). Она представляет собой стеклянный баллон продолговатой или грушевидной формы, из которого выкачан воздух. В противоположных концах трубки впаяны два электрода – катод и анод. Катод снабжен вольфрамовой спиралью, которая в раскаленном состоянии служит источником получения свободных электронов. Накал спирали осуществляется при напряжении 8 – 15 В. Для получения рентгеновых лучей надо заставить свободные электроны двигаться от катода к аноду со скоростью не менее 1/10 скорости света.Такая скорость необходима для получения достаточной кинетической энергии и образования рентгеновых лучей. С этой целью к полюсам трубки подводится высокое

6

напряжение порядка 40 – 150 кВ и более. Под воздействием такого напряжения свободные электроны направляются к аноду, приобретая во время движения кинетическую энергию, достаточную для получения рентгеновых лучей. При взаимодействии свободных электронов с атомами вещества анода 98 – 99% электронов, а, следовательно, и их кинетическая энергия идет на образование тепла, и только 1 - 2% электронов с их кинетической энергией служат источником образования рентгеновых лучей.

Схема рентгеновской трубки (Мусин М.Ф. Лучевая диагностика. 1980)

По теории Резерфорда – Бора атом состоит из ядра и электронной оболочки, содержащей 7 электронныхслоев. Вкаждом слое электроны вращаются по орбитам. При этом скоростьвращения, а, следовательно, величина кинетической энергии электронов увеличивается по мере удаления от ядра. Количество электронов в пределах электронного слоя также нарастает от ядра к периферии. Свободные электроны, летящие от катода, встречают на своем пути прежде всего связанные электроны внешних слоев атомов вещества анода и выбивают их за пределы атомов, сообщая при этом дополнительное количество энергии самому атому. Атом, потерявший электроны, становится положительно заряженным ионом, а присоединивший лишние – отрицательно заряженным, т.е. происходит ионизация. В этих случаях атомы будут находиться в возбужденном состоянии до тех пор, пока отрицательно заряженный ион не освободится от лишних электронов, а положительный - не присоединит недостающие до нейтрального своего состояния. Возвращение атомов в их нейтральное состояние сопровождается выделением излишка энергии в виде тепла.

Характеристическое излучение

Механизм образования рентгеновых лучей несколько иной. Те свободные электроны, которые не столкнулись со связанными электронами внешних слоев электронной оболочки атома и не израсходовали свою энергию, сохранили способность выбивать электроны из внутренних слоев электронной оболочки атома. В этом случае место выбитого электрона занимает электрон из соседнего наружного слоя, т.е. происходит рекомбинация электронов в пределах внутренних слоев электронной оболочки атома. Такой перескок электронов с соседнего внешнего слоя на внутренний сопровождается выделением излишка энергии, равной разности энергий этих слоев. Выделившийся излишек энергии в виде квантов получил название характеристического излучения, т.к. оно характеризует строение атомов элемента, из которого состоит анод. Энергия характеристических лучей очень маленькая, т.к. она ограничена энергетическими уровнями двух соседних электронных слоев. Длина волны малой энергии велика и поэтому эти лучи обладают малой проникающей способностью. Они неуправляемы, т.к. нельзя изменить их энергию из-за постоянства расположенияэлектронныхслоеввэлектронной оболочке атома.Всвязи стем,чторазница энергий между соседними слоями у атомов одного и того же элемента одинакова, длина волны всех

7

характеристических лучей данного элемента тоже будет одинакова. Следовательно, при графическом изображении они дадут линейный спектр. Характеристические лучи относятся к «мягким»ичастичнопоглощаютсястекломрентгеновскойтрубки.Припопаданиинателобольного они поглощаются кожей и подкожной клетчаткой и не могут дать изображения ни на экране, ни на пленке. От этих лучей стараются избавиться, помещая на их пути поглощающие фильтры или отсеивающие решетки.

Принцип образования характеристического рентгеновского излучения.

Тормозное излучение

Вторая разновидность рентгеновых лучей получила название «тормозные». Тормозные лучи образуются в околоядерном пространстве в результате торможения свободных электронов и перехода всей кинетической энергии этих электронов в энергию электромагнитных колебаний, т.е. тормозных лучей. Так как кинетическая энергия электронов, летящих от катода, не была израсходована на столкновение со связанными электронами наружных и внутренних слоев электронной оболочки атомов анода и сохранилась полностью до торможения, то энергия тормозных лучей большая, длина волны малая, а проникающая способность огромная. Свободные электронымогуттормозитьсянаразномрасстоянииотядра,поэтомуидлинаволнтормозныхлучей будет неодинакова. При графическом изображении тормозные лучи дадут сплошной спектр, т.е. он будет состоять из различных длин волн в пределах коротковолновой части спектра. Эти лучи управляемы, т.к. при повышении напряжения увеличивается скорость свободных электронов, а, следовательно, их кинетическая энергия, которая идет на увеличение энергии тормозных лучей, что и приводит в свою очередь к увеличению проникающей способности.

Принцип образования тормозного рентгеновского излучения.

8

При прохождении рентгеновых лучей через любой предмет в нем возникает вторичное излучение, которое по механизму возникновения похоже на характеристическое. От вторичного излучения избавляются при помощи отсеивающих свинцовых решеток, их помещают между объектом исследования и пленкой.

Применение рентгеновского излучения

Рентгеновские лучи применяются не только в рентгенодиагностических целях, но также и в терапевтических. Способность рентгеновского излучения подавлять рост опухолевых клеток позволяет использовать его в лучевой терапии онкологических заболеваний. Помимо медицинской области применения, рентгеновское излучение нашло широкое применение в инженернотехнической сфере, материаловедении, кристаллографии, химии и биохимии: так, например, возможно выявление структурных дефектов в различных изделиях (рельсах, сварочных швах и пр.) с помощью рентгеновского излучения.

Свойства рентгеновых лучей.

1.Они невидимы.

2.Распространяются прямолинейно.

3.Обладают проникающей способностью, которая зависит от плотности ткани, толщины слоя и качества рентгеновского излучения (мягкое, жесткое).

4.Вызывают флюоресценцию некоторых химических соединений (платиносинеродистого бария, солей вольфрама, сульфида цинка и кадмия и др.).

5.Оказывают фотохимическое действие на хлористое или бромистое серебро эмульсии фотографической пленки.

6.Обладают ионизирующей способностью.

7.Способны вызывать биологические изменения в животных и растительных организмах.

8.Поглощаются веществами.

9

Тема 1.2. Радиационная безопасность.

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 междуисточником рентгеновскогоизлученияи теломоблучаемого.Сильнеевсего рентгеновылучи 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.

Средства индивидуальной защиты (фартуки, перчатки, маски, воротники, очки)

Защитавременемпредусматриваетограниченное пребываниевсфере воздействия рентгеновского излучения. При исследованиях больных необходимо стремиться к тому, чтобы время, в течение которого больной был вынужден находиться под лучами, было минимальным.

Защита расстоянием основана на использовании закона обратных квадратов. Отсюда и правило: как обследуемые, так и персонал должны находиться на макси

10