Литература 2 / Рентгенанатомия скелета (Логунова)

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

За время, истекшее со дня открытия рентгеновских лучей, рентгено­ логия стала самостоятельным разделом медицинской науки и практики. Объективная документальность наряду с возможностью динамического наблюдения, свойственная рентгенологическому методу, способствова­ ла выяснению вопросов патогенеза и особенностей течения ряда за­ болеваний, возникновения адаптационных и компенсаторных механиз­ мов. Рентгенология обогатила многие клинические дисциплины, спо­ собствовала их прогрессу, позволила обосновать наиболее рациональ­ ную тактику лечения. Наряду с этим рентгенология внесла много ново­ го и в теоретические дисциплины. Это относится в первую очередь к такой древнейшей дисциплине, как описательная анатомия, являющая­ ся основой всей медицины, к топографической анатомии, сравнитель­ ной анатомии, антропологии, судебной медицине и др.

Первым объектом рентгенологического исследования в анатомии стал скелет, поскольку кости в силу особенностей своего химического состава позволили выявить физические возможности рентгеновских лу­ чей. Это обусловило широкое применение рентгенологического метода как при заболеваниях костей и суставов, так и при изучении нормаль­ ного скелета.

В настоящее время рентгеноанатомия является самостоятельной от­ раслью рентгенологии и основой для рентгенодиагностики заболеваний органов и систем человеческого организма. Рентгеноанатомия скелета — наиболее обширный из ее разделов.

Рентгенологический метод дает возможность без применения какихлибо дополнительных фармакологических средств или медицинских ма­ нипуляций, не нарушая целости скелета и не влияя на организм, полу­ чить изображение костей, которое является объективным медицинским документом, имеющим юридической значение.

Рентгеноанатомия скелета, как каждая частная область знаний, име­ ет свою специфику. Это прежде всего особенности самого метода, ис­ пользующего лучистую энергию и ее физические свойства, законы, обу­ словливающие получение рентгеновского изображения.

Анализ рентгеновского изображения и его правильная интерпрета­ ция— очень сложная задача. Для ее решения надо обладать специаль­ ными знаниями из области эмбриологии, возрастной остеологии, нор­ мальной анатомии и физиологии опорно-двигательного аппарата.

В каждом возрастном периоде скелет имеет характерную рентгено­ логическую картину, рентгенолог может проследить его развитие и фор­ мирование, начиная с внутриутробного периода и кончая глубокой старостью. На форму и строение костей оказывают влияние наследст­ венные факторы, условия жизни и быта, труд и спорт. Все это выра­ жается не столько в общем строении скелета и даже не в крупных де­ талях, сколько в многочисленных анатомических вариантах и мелких

5

особенностях, совокупность которых определяет индивидуальный облик скелета и каждой отдельной кости. Функциональная перестройка ске­ лета проявляется особенностями рельефа костей, толщиной коркового слоя, расположением и направлением костных трабекул губчатого ве­ щества. Все это при общей основной картине индивидуально выражено у каждого человека. Рентгенолог, располагающий значительно боль­ шим материалом, чем анатом, и повседневно сталкивающийся с много­ образием индивидуальных черт того или иного отдела скелета, с анато­ мическими вариантами его нормального строения, должен все это учи­ тывать при интерпретации снимков. Консультативно-экспертная работа показывает, что наибольшее число ошибок при рентгенологиче­ ском исследовании скелета обусловлено именно недоучетом или незна­ нием индивидуальных и возрастных особенностей его строения, много­ численных анатомических вариантов и тех факторов, от которых зави­ сит функциональная и физиологическая перестройка костей .

В связи с этим в настоящем руководстве дано подробное описание анатомического Строения отдельных костей, суставов, скелета в целом, его вариантов, процесса остеогенеза и его особенностей, функциональ­ ной и физиологической перестройки. Особое внимание обращено также на скиалогические закономерности образования рентгеновского изо­ бражения вообще и отдельных деталей скелета в особенности, недоучет которых приводит к неправильной трактовке анатомического субстрата теневой картины.

Исходя из этого, изложение материала мы построили на принципе непосредственного сопоставления анатомического строения и рентгено­ логической картины с последующим анатомоскиалогическим анализом ее. Многолетний педагогический опыт работы на кафедре рентгеноло­ гии Центрального института усовершенствования врачей и в Москов­ ском научно-исследовательском рентгено-радиологическом институте показал, что именно такая структура руководства является наиболее удобной для изучения рентгеноанатомии.

В отечественной литературе рентгеноанатомия скелета нашла отра­ жение в фундаментальном труде В. С. Майковой-Строгановой и Д. Г. Рохлина в трех томах (1952, 1955 и 1957 гг.), давно ставшем библиографической редкостью, в работе В. А. Дьяченко (1954) и в ру­ ководстве под редакцией Г. Ю. Коваль (1975). Отдельные частные во­ просы рентгеноанатомии скелета освещены в трудах и журнальных статьях.

Составить библиографический указатель работ по этим вопросам, как и работ по вопросам остеогенеза, кровоснабжения, иннервации, строения компактного и губчатого вещества, функциональной пере­ стройки и т. д., затронутым в настоящем руководстве, невозможно, так как он был бы слишком велик. Мы ограничились приведением работ, которые имеют историческое значение или в которых наиболее полно освещен какой-либо вопрос, а также работ, авторы которых упомина­ ются нами при изложении материала.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

I

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

ОРАЗВИТИИ СКЕЛЕТА

ВПРОЦЕССЕ

АНТРОПОГЕНЕЗА

Анатомия — одна из древнейших отраслей знания. Ее истоки восхо­ дят к глубокой древности — к IV—III в. до нашей эры. У первобытных людей были достаточно четкие представления о строении тела живот­ ных и человека, о расположении и значении его отдельных частей. Об этом свидетельствуют сохранившиеся до наших дней наскальные ри­ сунки. Постепенно тело человека становилось предметом специального изучения и складывался самостоятельный раздел науки — анатомия. В трудах Гиппократа, Галена, Ибн Сины уже имелись довольно точные сведения о костях. Так, Гиппократ указывал, что тазовая кость состоит из трех частей, и дал им названия (iliоn, ischio, pubis), сохранившиеся до наших дней. В трудах Галена применяются термины «диафиз», «эпифиз», «апофиз», также используемые в современной медицине.

Изучение скелета можно считать древнейшим разделом анатомии. Первобытные орудия труда были сделаны из костей. Кость стала и первым наиболее доступным объектом анатомического исследования. Сам термин «скелет» означает «иссохший, высушенный» и относится к далекому прошлому, когда изучались кости, высохшие в природных ус­ ловиях или высушенные на солнце или в горячем песке.

Анатомия прошла большой путь развития. В конце XIX и в начале XX в. в основном закончился период собирания фактов. Началось их обобщение, изучение общих закономерностей строения и развития че­ ловеческого тела, влияния внешней среды, условий труда, быта и фи­ зических нагрузок, выявление индивидуальных особенностей и их зна­ чения, половых и возрастных различий.

Такой же путь развития вместе со всей анатомией прошел и ее раз­ дел, посвященный изучению системы органов опоры и движения. В этот раздел входили учение о костях — остеология, о связочном аппарате — синдесмология, о суставах — артрология и о мышцах — миология. Все эти разделы тесно связаны, так как опорно-двигательный аппарат пред­ ставляет собой сложный комплекс, составные части которого морфоло­ гически и функционально взаимосвязаны и взаимообусловлены.

7

Еще в конце XVIII века было изучено влияние мышц на формооб­ разование костей. Была установлена роль мышц в развитии внешнего рельефа костей, своеобразие которого зависит от мощности прикрепля­ ющихся к кости мышц и от способа их прикрепления. Если мышца прикрепляется или прилегает к кости на большом протяжении (периостальный способ прикрепления), рельеф последней в этом участке глад­ кий или слегка шероховатый, образуются ямы и вдавления. В случае прикрепления мышц с помощью фасций возникают гребни, а в местах прикрепления посредством сухожилия развиваются бугры. Чем силь­ нее развиты мышцы, тем резче выражен рельеф кости. Там, где мышцы широко прикрепляются к кости (или прилегают к ней), они действуют силой давления, а в местах прикрепления к буграм, бугри­ стостям и гребням — силой тяги. Кроме того, действует сила скручива­ ния. Таким образом, работа мышц, воздействуя на кость, дает импульс для ее развития и формирования. Значительную роль играют и сила тяжести тела и направления ее распределения в скелете. В отдельных участках скелета на рельеф кости влияет и давление соседних органов (отпечатки мозга на внутренней поверхности костей свода черепа, бо­ розда кубовидной кости от проходящего по ее поверхности сухожилия и др.).

Долгое время считалось, что костная структура везде одинакова и остается неизменной на протяжении всей жизни человека, а костные балки расположены хаотично. Но уже в середине XIX в. было обраще­ но внимание на закономерное расположение костных перекладин губ­ чатого вещества в разных костях. По мере накопления фактов потре­ бовалось объяснить различия в губчатой структуре отдельных костей. В 1867 г. анатом Meyer и профессор механики Culmann изучили своеоб­ разие расположения трабекул губчатого вещества в верхнем отделе бедренной кости в соответствии с условиями статической нагрузки, оп­ ределили его зависимость от силы тяжести и создали теорию «подъем­ ного крана». Они впервые графически изобразили внутреннюю струк­ туру кости, связав расположение костных перекладин с направлением сил, воздействующих на кость, и обосновав это законами механики.

Wolff (1870, 1901) в своих работах сформулировал «закон транс­ формации костной ткани», который гласил, что любое изменение функ­ ции костей влечет за собой изменение ее внутренней архитектоники.

Roux (1893, 1895) сформировалось механистическое направление в изу­ чении костной системы, положившее в основу изучения строения кости законы механики. Оно было весьма прогрессивным для того времени. Однако накопленные материалы и факты показали, что одними закона­ ми механики нельзя объяснить все явления, происходящие в костях жи­ вого человека. В них происходит гораздо более сложный биофизиоло­ гический процесс перестройки и приспособления, отвечающий конкрет­ ным запросам организма в определенные периоды жизни человека. Каждая кость приобретает внутреннее строение, отвечающее не только ее положению в скелете, но и условиям ее жизнедеятельности. Дейст­ вительно, трабекулы губчатого вещества располагаются в каждом от­ деле каждой кости в соответствии с направлением тех сил, которые воздействуют на этот отдел. Этим обеспечивается наибольшая проч­ ность кости при наименьшей затрате костного вещества, но при малей-

8

шем изменении условий жизнедеятельности кости биологически актив­ ная костная ткань перестраивает свою структуру. Таким образом, фор­ ма и внутренняя структура каждой кости является производным не только той функции, которую она выполняет, но и совокупности всех биофизиологических условий внутренней и внешней среды.

Кость является наглядным примером утверждения Ф. Энгельса о том, что «вся органическая природа является одним сплошным доказатель­ ством тождества или неразрывности формы и содержания. Морфоло­ гические и физиологические явления, форма и функция обусловливают взаимно друг друга»1.

Функциональное направление в изучении скелета утвердилось не сразу. В развитие этого направления большой вклад внесли отечествен­ ные ученые П. Ф. Лесгафт, В. П. Воробьев, В. Н. Тонков. Было уста­ новлено, что в скелете, представляющем собой систему рычагов, при­ водимых в движение мышцами, от их сокращений зависит не только форма кости, но и конфигурация суставных поверхностей, а также их взаимоотношения. Вполне определенно эту мысль высказал Н. И. Пи­ рогов еще в 1849 г. Он считал, что не только внешняя форма каждой кости «...есть осуществленная идея назначения этой кости», но и «спо­ соб их соединения приспособлен к выполнению специальной задачи». В системе движущихся рычагов, кроме мышц, немалую роль играют и эластические хрящевые прокладки — суставные хрящи, внутрисуставные мениски, межпозвонковые диски. Функциональные запросы к хрящевым образованиям обусловливают создание в них специальных структур — волокон, перекладин, сетей, располагающихся и переплетающихся в соответствующих направлениях, под определенными углами, для созда­ ния максимальной эластичности (буферности) при достаточной проч­ ности, в соответствии с функцией того или иного отдела скелета.

Наряду с изучением влияния функции на форму и структуру костей взрослого человека начал проявляться интерес и к их возрастной пе­ рестройке. Сроки появления точек окостенения и наступления синосто­ зов отдельных костей были известны еще в конце XVIII в., а в начале XIX в. уже имелось систематизированное описание окостенения скелета во внутриутробном и внеутробном периодах. Но возрастным особенно­ стям растущего скелета не уделялось внимания. Инволютивным (стар­ ческим) изменениям костей вообще не придавалось значения. Только начиная с первой половины текущего столетия рядом авторов были подробно разработаны эти разделы остеологии.' Наибольшее значение для их развития имели работы В. Г. Штефко (1935, 1947), который считал, что изучение постепенно слагающихся, повозрастных анатоми­ ческих особенностей скелета дает ключ к раскрытию индивидуальных и видовых отличий, к познанию анатомо-биологических свойств челове­ ка, а также работы Д. Г. Рохлина (1936), Г. А. Зедгенидзе (1960), Н. С. Косинской (1963), Е. П. Подрушняка (1972) и др., подробно изу­ чивших инволютивные изменения скелета, их характер и закономер­ ности.

В последние десятилетия большое внимание было уделено функ­ циональной перестройке скелета при различной профессиональной и спортивной нагрузке [Привес М. Г., 1951; Кураченков А. И., 1951]. Об­ щее признание получил термин «рабочая гипертрофия кости». Клас-

1 Э н г е л ь с Ф. Диалектика природы. — Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е, изд. т. 20, с. 619—620.

9

Вприроде нет двух тождественно построенных скелетов. Никогда одна и та же кость не бывает совершенно идентичной у разных людей, даже у близнецов. Границы нормальных вариантов скелета и каждой отдельной кости очень широки, и норма представляет собой вариацион­ ный ряд от редких до часто встречающихся вариантов, являясь поня­ тием динамическим. Можно указать наиболее часто встречающийся вариант каждой кости, как и скелета в целом, и обозначить его как «типический», однако это будет чисто теоретическая схема.

Впроцессе филогенеза и антропогенеза скелет человека значительно

перестроился. Переход от проноградного положения (горизонтальное с наклоном кпереди; рис. 1,а) к ортоградному (вертикальное прямое; рис. 1,б) вызвал перепланировку отдельных костей скелета. Вертикаль­ ное положение позвоночника привело к изменению его кривизны, умень­ шению длины, редукции хвоста и уменьшению числа позвонков, изме­ нению их размеров и соотношений. Прямая посадка головы в силу из­ менения точки ее опоры обусловила иное соотношение между черепом и I шейным позвонком; изменилось соотношение между мозговым и лицевым скелетом. Грудная клетка человека приобрела сдавленную спереди назад форму, стала относительно короче, уменьшилось число ребер и изменились их соотношения с грудиной. Произошла переста­ новка конечностей, которые у человека расположены в фронтальной плоскости по отношению к туловищу. Изменилось положение лопаток и костей таза.

Лопатки переместились кзади и стали прилегать к задней поверх­ ности грудной клетки, в силу чего их суставные ямки оказались обра­ щенными кнаружи (а не вниз, как у четвероногих). Вслед за лопаткой соединяющаяся с ней головка плеча повернулась почти на 90° по от­ ношению к нижнему концу конечности. Произошло скручивание (torsio) плечевой кости, присущее только человеку, и локтевой сустав сво­ ей вершиной обратился назад.

Втазовом поясе сильно расширились подвздошные кости, которые при вертикальном положении должны были удерживать внутренние ор­ ганы. Таз расположился наклонно, образуя угол с горизонтальной пло­ скостью. Свободные нижние конечности приняли положение соответст­ венно вертикальной оси тела, образуя подставки, на которые опирается вся его тяжесть. Возник шеечно-диафизарный угол бедра, характерный только для человека, и относительно удлинилась его шейка. Бедрен­ ная кость повернулась кпереди, и коленный сустав своей вершиной об­ ратился вперед.

Впроцессе эволюции изменилась функция конечностей. Задние ко­ нечности стали нижними, приняли на себя всю тяжесть тела, и их функциями стали опора и передвижение. Кости нижних конечностей сделались массивнее, связочный аппарат прочнее, изменилось соотно-

10

Рис. 1. Положение скелета в пространстве.

а — проноградное (обезьяна); б — ортоградное (человек).

шение костей. Три кости тазового пояса слились в одну безымянную кость. Парные безымянные кости, спереди неподвижно связанные меж­ ду собой симфизом, сзади через крестец также почти неподвижно со­ единились со скелетом туловища, образуя мощное костное кольцо.

Передние конечности стали верхними. Освободившись от функции опоры и передвижения, они стали выполнять новые задачи, преврати­ лись в захватывающий аппарат, в орудие труда и приобрели более тон­ кое строение. Из четырех костей плечевого пояса, имеющихся у живот­ ных (ключица, коракоид, лопатка и надлопаточная кость — эпистернум), две (коракоид и надлопаточная кость) редуцировались. Коракоид превратился в клювовидный отросток и слился с лопаткой. Эпистернум редуцировалась полностью; лишь небольшая часть ее трансформиро­ валась во внутрисуставной диск грудино-ключичного сустава. Лопатка и ключица, связанные между собой суставом, получили значительный объем движения. Ключица, которая у человека сильно развита, связы­ вает плечевой пояс с туловищем только одним своим концом; плечевой пояс укреплен в основном за счет мышечного массива.

Гомологичные суставы — коленный и локтевой — перестали быть аналогичными по функции, и строение их у человека существенно раз-

11

личается. В образовании локтевого сустава принимают участие обе ко­ сти предплечья, которые подвижно соединены между собой, в образо­ вании коленного сустава — только большеберцовая кость, а обе кости голени соединены между собой неподвижно, передавая силу давления на стопу. В локтевом суставе движения осуществляются комплексом четырех суставов (плечелоктевой, плечелучевой и лучелоктевые — верх­ ний и нижний), а торможение разгибания происходит за счет костного упора — локтевого отростка. В коленном суставе движение происходит в одном бедренно-большеберцовом суставе, усложненном наличием надколенника и хрящевых менисков, а торможение разгибания осуще­ ствляется только за счет связок и мышц.

Возможны значительные повороты верхней конечности вдоль общей оси почти на 360° (пронация и супинация). В нижней конечности эти движения отсутствуют. Особенно сильно отразилось различие в функ­ ции конечностей на строении концевых отделов. При общем типе стро­ ения концевых отделов конечностей у всех позвоночных в процессе эво­ люции произошли видоизменения, выражающиеся как в редукции от­ дельных костей, так в слиянии их между собой, а также в изменении из размеров и соотношений.

Пальцы стопы человека сильно укоротились; I — палец располага­ ется в ряду с другими и не отличается от них большей подвижностью. Вся стопа приобрела форму свода, свойственного только человеку, и представляет собой массивное, почти единое механическое целое. Кости кисти не так массивны, пальцы значительно удлинены. Они обладают большей подвижностью, особенно I палец, который значительно откло­ нен в сторону от остальных и может быть противопоставлен им, в том числе V пальцу, что свойственно только человеку. В совокупности кисть является сложной системой рычагов.

Наибольшие видоизменения у человека претерпели кости запястья и предплюсны (рис. 2). Соответствующий отдел первичной конечности

слились между собой в крючковатую. Дополнительно развилась горо­ ховидная кость.

На стопе (см. рис. 2, в) tibiale и intermedium слились в одну таран­ ную кость; fibulare превратилась в пяточную, две центральные слились в ладьевидную; I, II и III тарзальные кости 1, 2, 3 стали I, II и III клиновидными, а IV и V (4, 5) слились, образовав кубовидную кость. Плюсна и пястье, заканчивающиеся пальцами, как в первичной конеч­ ности, так и у человека, имеют пять лучей. III луч занимает срединное положение. Остальные расположены по сторонам от него, ориентирова­ ны на соответствующие кости предплюсны и запястья, а также голени (тибиальные и фибулярные) и предплечья (радиальные и ульнарные). II—V лучи состоят из четырех звеньев — плюсневой или пястной кости и трех фаланг. У I луча только три звена — плюсневая или пястная кость и две фаланги. На протяжении всей истории анатомии длится спор о том, что же представляют собой звенья I луча. Учитывая, что

12