Radiologia part 1-2 BINOMbinom-press.ru/books_1/m_diagn/pages from luchevaya diagn.pdf · Лучевая диагностика заболеваний и повреждений

5

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

От авторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Часть IОбщие вопросы медицинской радиологии1. ЧТО ТАКОЕ РАДИОЛОГИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2. «МИНУВШЕЕ ПРОХОДИТ ПРЕДО МНОЮ…» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.1. Открытие странного мира . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2. Лучи имени Рентгена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.3. Звездный час Беккереля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.4. Что скрывалось за беккерелевыми лучами? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.5. Наступление продолжается. Врачи следуют за физиками . . . . . . . . . . . . . 242.6. Радиология — дисциплина Нобелевских лауреатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.7. История отечественной радиологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3. ИЗЛУЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОЛОГИИ,ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.1. Группировка излучений, применяемых в радиологии . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.2. Источники ионизирующих излучений, применяемых в радиологии . . 333.3. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом . . . . . . . . . . . . . 343.4. Биологическое действие излучений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.5. Осторожно, радиация! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4. ДОКАЗАТЕЛЬНАЯ РАДИОЛОГИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.1. Основные понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.2. Операционные характеристики диагностическихметодов исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474.3. Операционные характеристики наблюдателя (ROC-кривые) . . . . . . . . . . 524.4. Мета-анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Часть IIМетоды и средства лучевой диагностики1. РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

1.1. Получение рентгеновского изображения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571.2. Искусственное контрастирование органов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611.3. Рентгенография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631.4. Цифровая рентгенография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661.5. Рентгеноскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731.6. Флюорография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Radiologia_part_1-2_BINOM.indd 5Radiologia_part_1-2_BINOM.indd 5 16.05.2013 15:32:4316.05.2013 15:32:43

6

1.7. Линейная томография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761.8. Компьютерная томография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781.9. Ангиография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891.10. Интервенционная радиология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

2. РАДИОНУКЛИДНЫЙ МЕТОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164. МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНЫЙ МЕТОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ В РАДИОЛОГИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

5.1. Компьютерные сети общего назначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.2. Специальные медицинские компьютерные сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1435.3. Всемирная компьютерная сеть — Интернет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

6. МЕДИЦИНСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ КАК ОБЪЕКТ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ . . . 154

Часть IIIЛучевая диагностика заболеваний и повреждений1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168

2. ЛЕГКИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1702.1. Рентгенологическая анатомия легких . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1712.2. Лучевые методы исследования функции легких . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1792.3. Рентгенологическая семиотика поражений легких . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182

2.3.1. Затемнение легочного поля или его части . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1832.3.2. Изменения легочного и корневого рисунка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1912.3.3. Просветление легочного поля или его части . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194

2.4. Лучевые симптомы поражений легких . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1952.4.1. Повреждения легких и диафрагмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1952.4.2. Пневмонии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1972.4.3. Тромбоэмболия легочной артерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2022.4.4. Рак легкого . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2042.4.5. Туберкулез легких . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2082.4.6. Пневмокониозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2152.4.7. Плевриты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217

3. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2213.1. Лучевые методы исследования сердечно-сосудистой системы . . . . . .2223.2. Лучевая картина заболеваний сердца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235

3.2.1. Ишемическая болезнь сердца. Инфаркт миокарда . . . . . . . . . . . . . .2363.2.2. Пороки развития митрального клапана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2383.2.3. Пороки развития аортального клапана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2403.2.4. Врожденные пороки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2413.2.5. Перикардиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242


7

3.3. Лучевая ангиология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2433.3.1. Грудная часть аорты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2433.3.2. Брюшная часть аорты и артерии нижних конечностей . . . . . . . . . . 2463.3.3. Вены нижних конечностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

4. ПИЩЕВОД, ЖЕЛУДОК, КИШЕЧНИК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

4.1. Рентгенологическое исследование глотки и пищевода . . . . . . . . . . . . . . . 2504.1.1. Пищевод в норме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2514.1.2. Инородные тела глотки и пищевода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2534.1.3. Заболевания пищевода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2534.1.4. Дисфагия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

4.2. Лучевые методы исследования желудкаи двенадцатиперстной кишки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

4.2.1. Желудок и двенадцатиперстная кишка в норме . . . . . . . . . . . . . . . . . 2624.2.2. Заболевания желудка и двенадцатиперстной кишки . . . . . . . . . . . . 266

4.3. Лучевые методы исследования кишечника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2754.3.1. Тонкая кишка в норме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2764.3.2. Толстая кишка в норме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2784.3.3. Заболевания кишечника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

5. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2945.1. Рентгенологическая анатомия скелета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2955.2. Рентгенологические симптомы поражения скелета . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3035.3. Повреждения костей и суставов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3105.4. Заболевания костей и суставов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

5.4.1. Системные и распространенные поражения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3165.4.2. Очаговые поражения костей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

6. ПЕЧЕНЬ И ЖЕЛЧНЫЕ ПУТИ. ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА. СЕЛЕЗЕНКА . . . . . . 3426.1. Лучевые методы исследование печени и желчных путей . . . . . . . . . . . . . 3426.2. Лучевая картина поражений печени и желчных путей . . . . . . . . . . . . . . . 3466.3. Лучевые методы исследования поджелудочной железы . . . . . . . . . . . . . 357

6.3.1. Лучевая диагностика поражений поджелудочной железы . . . . . . 3596.4. Селезенка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

7. МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. ПРЕДСТАТЕЛЬНАЯ ЖЕЛЕЗА . . . . . . . . . . . . 3627.1. Лучевые методы исследованиямочевыделительной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3627.2. Основные клинические синдромы и тактикалучевого исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3717.3. Пороки развития почек и мочевых путей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3847.3. Заболевания предстательной железы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388


8

8. ЧЕРЕП И ПОЗВОНОЧНИК, ГОЛОВНОЙ И СПИННОЙ МОЗГ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3908.1. Рентгенологическая анатомия черепа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3908.2. Лучевая анатомия головного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3938.3. Повреждения черепа и головного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3968.4. Нарушения мозгового кровообращения. Инсульт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3998.5. Другие неопухолевые заболевания головного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . 4038.6. Опухоли головного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4068.7. Лучевая анатомия позвоночника и спинного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4118.8. Повреждения позвоночника и спинного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4158.9. Вертеброгенный болевой синдром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4188.10. Воспалительные заболевания позвоночника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

9. ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА И ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ.

НАДПОЧЕЧНИКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4289.1. Лучевая анатомия щитовидной железы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4289.2. Радиоиммунологическое исследованиефизиологии щитовидной железы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4309.3. Клинико-радиологические синдромы и диагностические программы при заболеваниях щитовидной железы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4319.4. Паращитовидные железы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4379.5. Надпочечники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437

10. МОЛОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА. РЕПРОДУКТИВНАЯ СИСТЕМА ЖЕНЩИНЫ . . . . . . . . . . 43910.1. Молочная железа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439

10.1.1. Лучевые методы исследования. Молочная железа в норме . . . . 43910.1.2. Заболевания молочных желез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

10.2. Репродуктивная система женщин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45310.2.1. Лучевая анатомия матки и яичников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45310.2.2. Беременность и ее нарушения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45510.2.3. Заболевания органов репродуктивной системы . . . . . . . . . . . . . . . 457

11. ЛОР-ОРГАНЫ. ГЛАЗ И ГЛАЗНИЦА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45911.1. Полость носа и околоносовые пазухи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46011.2. Гортань. Глотка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46611.3. Ухо и височная кость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46711.4. Глаз и глазница . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

12. РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКА В СТОМАТОЛОГИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47212.1. Лучевые методы исследования зубочелюстной системы . . . . . . . . . . . . 47212.2. Аномалии развития и заболевания зубочелюстной системы . . . . . . . . 479


9

«DO UT DES»«ДАЮ, ЧТОБЫ ТЫ ДАЛ»

«Ах, если бы можно было сделатьтело человека прозрачным, как хрусталь!»

«Медицинские сказки» (1885 г. — за 10 летдо открытия В. Рентгена)


10

ПредисловиеНастоящий учебник выходит в период, когда лучевая диагностика находится

в эпицентре развития передовых научных дисциплин — медицинской информатики, биофизики, ядерной физики, электроники, информационных и компьютерных техно-логий. В современной клинической практике независимо от специализации лучевые методы диагностики стали ведущими в распознавании заболеваний. Приблизительно в 70 % случаев при установлении диагноза учитывают результаты лучевых исследо-ваний. В ведущих европейских и американских лечебных центрах на поддержание лучевой диагностики затрачивают около 20 % бюджета учреждения.

Этот учебник стал логическим развитием ранее подготовленных нами изданий для высшей медицинской школы — учебников «Медицинская радиология и рентгено-логия» (М.: Медицина, 1992) и «Медицинская радиология и рентгенология (основы лучевой диагностики и лучевой терапии)» (М.: Медицина, 2000).

В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования третьего поколения, вступившим в силу с 2011—2012 учебного года, преподавание лучевой диагностики в медицинских вузах начинают на 3-м курсе лечебного, педиатрического и стоматологического факульте-тов. На этом этапе студенты знакомятся с основными понятиями дисциплины, из-учают технологию проведения лучевых исследований и правила радиационной без-опасности при работе с источниками ионизирующих излучений. По мере продвиже-ния студента по образовательной лестнице элементы лучевой диагностики включают в программы изучения отдельных клинических синдромов и нозологических форм заболеваний на всех клинических кафедрах.

Таким образом, изучение лучевой диагностики в медицинских вузах — это не-прерывный образовательный процесс в течение всего периода обучения. Данную особенность современной дидактики высшей медицинской школы авторы постара-лись учесть при подготовке этого учебника. В нем изложены как базовые принци-пы лучевой диагностики, включающие описание методик лучевых исследования, так и сведения по их применению в различных областях медицины — терапии, хирургии, кардиологии, неврологии и др. В связи с этим учебник может быть полезен не только при изучении собственно лучевой диагностики, но и при освоении клинических дис-циплин в течение всего периода обучения в медицинском вузе.

Отличительной особенностью учебника является наличие в нем новых, не изучав-шихся ранее разделов, знание которых тем не менее является обязательным требовани-ем при ознакомлении с лучевой диагностикой. К ним относятся компьютерные сетевые технологии и персональные рабочие станции врача-специалиста, без которых немысли-ма современная лучевая диагностика. Важное место отведено новому направлению — доказательной радиологии. Особое внимание уделено изложению основ медицинского изображения как основного инструмента медицинской визуализации. При этом акцент сделан на современных цифровых технологиях их получения. Для улучшения усвоения изучаемого материала наиболее важные части текста выделены рантовыми линейками.

Характерной чертой образовательного процесса на современном этапе стало «па-раллельное» обучение: с использованием бумажных носителей (книг) и электронных версий на оптических и магнитных носителях. Это заставило студентов вплотную приблизиться к персональному компьютеру. Значительно возросла роль Интернета, что облегчило доступ к информационным ресурсам медицинских знаний.

В настоящем издании мы постарались учесть все изменения в образовательном процессе, произошедшие за последнее время, и по возможности максимально адапти-ровать его к задачам настоящего времени.

Авторы


11

От авторов

Уважаемый читатель!

Признаемся сразу, что трудно найти главные слова в разговоре с новым поко-лением медиков. Ведь у каждого поколения — свое. Когда Н. И. Пирогов, будущий знаменитый хирург, поступал на медицинский факультет Московского универси-тета, при входе в клинику на стене был крест с надписью по-латыни: «Per cruces ad luces» («Через религию — к просвещению»). У одного из авторов этой книги в 1940 г. были казарма Военно-морского медицинского училища и песня «Если завтра война...», а у вас — глубокие социально-экономические преобразования общества, Интернет. Однако есть что-то главное, объединяющее различные по-коления врачей!

Борис Васильев в повести о своей жизни создал трогательный образ доктора Янсена, который всю жизнь лечил бедных людей в окраинном районе Смоленска. Когда он умер, у открытого гроба стоял инвалид-красноармеец Родион Петров, размахивал единственной рукой и прощался «от народа» с доктором Янсеном, а под серым небом на мокрой глинистой почве по всему кладбищу стояли на ко-ленях дети, женщины и мужчины, молясь за доктора Янсена. Может быть, глав-ное — гуманность и доброта? «Я не знаю иных признаков превосходства, кроме доброты!» — писал Бетховен.

...На поле Ватерлоо разгоралась битва между армией Наполеона и войсками со-юзников. Командующий этими войсками фельдмаршал Веллингтон наблюдал за боем с холма Сен-Жан. Сквозь постепенно расходящийся туман он увидел, что среди раз-рывов ядер по полю медленно движется пожилой человек с повязкой и оказывает помощь раненым. «Кто этот смельчак?», — воскликнул главнокомандующий. «Это главный хирург Бонапарта Ларей», — ответили ему. Веллингтон приказал отвести в сторону огонь орудий, снял шляпу и поклонился. Стоявший рядом герцог Кем-бриджский спросил Веллингтона, кому он кланяется. «Я преклоняюсь перед честью и мужеством!», — ответил Веллингтон. Так, может быть, главное — честь и муже-ство? Недаром народная пословица гласит: «Береги честь смолоду».

Одним из героев, о которых предполагал написать Л. Н. Толстой, был москов-ский врач Илларион Иванович Дуброво, который высосал у больного дифтерийный яд и умер. Другой молодой врач, будущий академик С. И. Спасокукоцкий, отсасывая дифтерийную пленку из горла ребенка, заразился сам и заразил своего единственного сына, который вследствие осложнения потерял слух. В 1929 г. немецкий врач Вернер Форсман вопреки запрету начальства ввел себе в локтевую вену мочеточниковый ка-тетер, под контролем рентгеновского просвечивания продвинул его по венам в сердце и впрыснул через этот катетер контрастное вещество — он мечтал разработать рент-генологический метод исследования полостей сердца. И добился успеха! 6 мая 1961 г. А. А. Шаткин заразил себя лабораторной культурой возбудителя трахомы, доказав тем самым, что она патогенна для человека. Может быть, главное — ежедневный подвиг, чувство долга, обнаженная совесть?

Почему мы вспоминаем эти примеры? Ведь мы представляем самую техниче-ски вооруженную медицинскую дисциплину — радиологию. У нас великолепные рентгеновские установки — с телевизионными экранами, видеозаписью и компью-терными устройствами. Гамма-камеры, эмиссионные позитронные томографы по-зволяют следить за превращениями отдельных молекул различных препаратов и ве-ществ, странствующих по организму. Похоже на сказку, не правда ли? В распоря-


12

жении радиологов мощные источники излучения вплоть до аппаратов, тонкий луч которых способен уничтожить маленькую опухоль в глубине мозга, не повреждая окружающие ткани.

Да потому вспоминаем, что за всем удивительным техническим оснащением со-временной медицины должно быть главное, о котором великий врач средневековья Парацельс сказал: «Сила врача — в его сердце». Именно это делает человека врачом. Именно поэтому A. M. Горький называл врачей «маленькими великими людьми», а Поль де Крюи, написавший прекрасную книгу «Охотники за микробами», утверж-дал: «Медицина — это любовь, иначе она ничего не стоит».

И пусть вас не удивляет наше вступление. Этот учебник — не для терапевтов, не для радиологов, не для хирургов, не для стоматологов, а для будущего врача. Значит, он должен быть шире и глубже, чем учебник по одной специальности, должен касать-ся врача любого профиля.

И вот эта книга перед вами. Авторы поставили перед собой честолюбивую и почти неосуществимую задачу — добиться, чтобы каждый читатель (подумайте только — каждый!) полюбил эту книгу (подумайте только — учебник!), сделал ее на какое-то время своим помощником, а затем сохранил о ней добрую память. И не потому, что книга легка для восприятия. Нет! Перед Вами трудный учебник. Он тру-ден для авторов, так как он первый в своем роде. Он труден для преподавателей, ко-торым придется отказаться от многих привычных понятий и представлений и стать на путь перестройки процесса преподавания. И, наконец, он труден для студента, поскольку требует вдумчивости, настойчивости, сообразительности, использования интерактивных обучающих программ, модульных блоков по основным темам учеб-ной программы, компьютерных атласов и телеконсультаций. А впрочем, стоит ли учиться иначе?

В чем же особенности учебника? Прежде всего — в новизне содержания. Оно от-ражает величественные достижения научно-технического прогресса. В книге немало сведений, которые сегодня неизвестны даже квалифицированным врачам, но завтра станут буднями медицинской практики. Впервые в учебник введены материалы по доказательной радиологии, без которой невозможно использовать новые технические средства и анализировать получаемую с их помощью диагностическую информацию. Доказательная радиология в настоящее время является стандартом в медицинской науке и практике.

В распоряжении современного врача имеется большой набор лучевых, инстру-ментальных и лабораторных методов обследования больного. Их рациональное ис-пользование во многих типовых клинических ситуациях обеспечивает быстрое и точ-ное распознавание болезни. Однако непременным условием является продуманный выбор необходимых методов и рациональная последовательность их применения, по-этому в учебнике даны рекомендации относительно тактики комплексного лучевого обследования больных с наиболее часто встречающимися и опасными заболеваниями и клиническими синдромами.

Другой особенностью учебника является его гуманитарная и эмоциональная направленность. Мы не можем одобрить обучение любой медицинской профессии вне связи с высокими нравственными идеалами, вне атмосферы новых идей и, пожа-луй, доброго юмора. «К большинству серьезнейших своих достижений человечество пришло под спасительным прикрытием шутки», — писал Герберт Уэллс. Читатель, конечно, почувствует и то, что авторы неравнодушны к истории. «История, в том числе древнейшая, — не давно прошедшее вчера, но важнейшее звено живой связи времен...» (А. С. Пушкин). Отголоском этих вещих слов кажется нам стихотворение В. Шефнера:


13

Распадаясь на микрочастицы,Жизнь минувшая не умерла.И когда-то умершие птицыПролетают сквозь наши тела.Мир пронизан минувшим. Он вечен.С каждым днем он богаче стократ.В нем живут наши давние встречиИ погасшие звезды горят.

Уважаемый читатель! Вам предоставлено право выбора. «В сущности, почти чу-до, что современные методы обучения еще не совсем удушили святую любознатель-ность, ибо это нежное растеньице требует наряду с поощрением прежде всего сво-боды — без нее оно неизбежно погибает» (А. Эйнштейн). Так вот — Вы свободны в выборе пути! Забирайте из учебника то, что подходит Вам лично. Ведь учебник — это средство индивидуальной работы, это самоучитель. Однако помните: «В 20 лет мож-но колебаться перед каким-либо решением, но не отступать, когда решение принято» (А. Мюссе). Мы убеждены, что удача поджидает не на легком, а на верном пути.

Твой ум уклончивый ведет тебя в обход,Ища проторенных тропинок.Но ты вступи с ним в поединок:Дать радость может только взлет!

Эмиль ВерхарнСейчас Вы все рядом, на старте изучения новой для Вас дисциплины — радиоло-

гии. На финиш Вы придете уже по отдельности: ведь некоторые глубоко изучат книгу, и наши взгляды, быть может, станут частью их собственной системы мышления, а другие лишь мельком просмотрят учебник перед занятиями. Составьте же себе сами «модель потребного будущего». Сегодня нам не нравится многое из того, что было сделано вчера; не стоит распространять подобный опыт на будущее. Нужно наблю-дать за меняющимся миром и предвидеть.

Объем и содержание учебника соответствуют современным требованиям, предъ-являемым к врачу общей практики. Учебник предназначен не только для студентов, изучающих основы радиологии — лучевой диагностики. Он может быть использован также студентами всех курсов — начиная от тех, кто проходит анатомию и физиоло-гию, и кончая теми, кто поступил в интернатуру и клиническую ординатуру по основ-ным клиническим дисциплинам.

СТУДЕНТУ НА ЗАМЕТКУ

Вы — начинаете изучать медицинскую радиологию.Мы — продолжаем ее преподавать. На практических занятиях и на лекциях.Но помните, что у лектора передача информации вам составляет:

55 % — через выражение лица, позы и жесты,38 % — через модуляции и интонации голоса,7 % (только!) — через слова.

(E. Mihrobien. «Non-verbal communication». — London, 1949)

Такова реальность психологического общения в аудитории.


14

Часть I

ОБЩИЕ ВОПРОСЫМЕДИЦИНСКОЙ РАДИОЛОГИИ

Живые борются! И живы только те,Чье сердце предано возвышенной мечте,Кто, цель прекрасную поставив пред собою,К вершинам доблести идут крутой тропоюИ, точно факел свой, в грядущее несутВеликую любовь или священный труд. Виктор Гюго

Сальвадор Дали.Открытие Америки Христофором Колумбом, 1958.


15

1. ЧТО ТАКОЕ РАДИОЛОГИЯНаука — одна из тех замечательных сферчеловеческой деятельности, где наиболееярко проявляется творческий потенциалотдельных людей и всего человечества.

Евгений Трунковский

Мы — жители планеты Земля. Все живое на ней существует и развивается в постоянном взаимодействии с излучениями и упругими колебаниями. Излучения и жизнь неразрывны!

Анри Беккерель открыл явление естественной радиоактивности. Мария Склодов-ская и Пьер Кюри выделили необычайно радиоактивный химический элемент, кото-рому присвоили романтическое наименование — «радий», что в переводе с латинско-го означает «лучистый». От этого «лучезарного» слова и произошло название науки об излучениях — «радиология».

Радиология — область медицины, изучающая действие ионизирующего излуче-ния на организм человека, разрабатывающая методы его применения с лечебной или диагностической целью, а также вопросы противолучевой защиты и радиа-ционной гигиены. Радиология включает три основные дисциплины (или поддис-циплины): лучевую диагностику (диагностическая радиология), лучевую тера-пию (радиотерапия) и радиационную медицину (схема 1).В практическом здравоохранении лучевая диагностика представлена четырьмя врачебными специальностями, одна из которых является основной — рентгено-логия (включая магнитно-резонансную томографию), а три —дополнительными: рентгеноэндоваскулярная диагностика и лечение, радионуклидная диагностика, ультразвуковая диагностика (схема 2).

Современному читателю, постоянно обращающемуся к Интернету в поисках но-вых сведений по лучевой диагностике, полезно знать не только русские, но и между-народные названия составляющих ее специальностей.

Русское название Международное названиеЛучевая диагностика Diagnostic Radiology

Рентгенология Radiology (Roentgenology — редко)Радионуклидная диагностика Nuclear Mtdicine (NM)

Ультразвуковая диагностика, УЗИ,сонография Ultrasound (US)

Магнитно-резонансная томография (МРТ) Magnetic Resonance Imaging (MRI)


16

События, произошедшие в конце ХХ — начале ХХI века, оказали большое вли-яние на развитие медицины и фактически открыли новый период в истории меди-цинской радиологии. Они повлияли на оформление важного раздела радиационной физики, который теперь именуют «медицинская физика». Невольно вспоминаются слова Михаила Эпштейна (2001): «Основное содержание новой эры — сращение моз-га и вселенной, техники и органики, создание мыслящих машин, работающих атомов и квантов, смыслопроводящих физических полей, доведение всех бытийных процес-сов до скорости мысли».

Лучевая диагностика объединяет все диагностические специальности радио-логии — рентгенологическую (к ней примыкает магнитно-резонансная томогра-фия), ультразвуковую и радионуклидную. В настоящее время она претерпевает бук-вально революционные преобразования: разрабатываются новые методы лучевой визуализации, меняются их технология и техническое оснащение. Стали возможны изучение тонких анатомических деталей, в том числе с получением трехмерных изображений, исследование диффузионно-перфузионных процессов, построение функциональных и виртуальных моделей органов и патологических образований. Новые горизонты обозначились в связи с бурным развитием молекулярной радио-логии. На базе биологических и лучевых технологий строят «молекулярные изобра-жения» (Molecular Imaging) и «биохимические изображения» (Biochemical Imaging). В большинстве лучевых исследований оперируют с образами нормальных или па-тологически измененных органов, поэтому их логично объединяют терминами «ме-дицинское изображение» (Medical Imaging) или «диагностическое изображение» (Diagnostic Imaging).

Последние новации в области лучевой диагностики еще сильнее укрепили ее связь со всеми клиническими дисциплинами. Они способствовали также более широ-кому проведению диагностических и лечебных процедур, осуществляемых совместно радиологами и клиницистами, т. е. развитию интервенционной радиологии. Техноло-гии интервенционной радиологии активно используют при инвазивной диагностике, выполняемой под рентгенологическим, ультразвуковым или магнитно-резонансным контролем (биопсия, эндоскопия). Под лучевым контролем выполняют также лечеб-ные интервенционные процедуры при ряде оперативных вмешательств, а также при-цельную доставку лечебных препаратов к патологическим образованиям (в частно-сти, к злокачественным опухолям).


17

Роль лучевой диагностики в подготовке врача к медицинской практике непре-рывно возрастает. Это связано с созданием в стране консультативно-диагностических и лечебно-профилактических центров, вводом в строй крупных городских, областных и республиканских больниц со специализированными радиологическими отделения-ми и лабораториями.

Лучевая терапия — это наука о применении ионизирующих излучений для ле-чения преимущественно онкологических заболеваний. Лучевая терапия располагает большим набором источников квантового и корпускулярного излучений, обеспечива-ющих облучение нужного объема тканей в оптимальной лечебной дозе. Естественно, лучевые терапевты работают в тесном контакте с онкологами, хирургами, химиоте-рапевтами. Для российского читателя будет небезынтересно узнать, что за рубежом в высшей медицинской школе лучевую терапию изучают в курсе онкологии.

Радиационная медицина — важная часть радиологии, посвященная диагно-стике и лечению лучевой болезни и различных патологических изменений в органах и тканях человека, возникающих в результате воздействия ионизирующих излучений. Естественно, ее развитие тесно связано с важным направлением биологической нау-ки — радиационной биологией.

Без радиологии сегодня не могут обойтись никакие медицинские дисциплины. Лучевые методы широко используют не только в клинической медицине, но и в ана-томии (лучевая нормальная и патологическая анатомия), физиологии (лучевая фи-зиология и патофизиология), химии (радиационная биохимия), криминалистике (судебная радиология). В связи с развитием ядерных технологий и широким при-менением излучений в медицинской практике, народном хозяйстве и научных ис-следованиях все большее значение приобретает радиационная гигиена, предметом которой является изучение радиационной ситуации в зоне потока ионизирующего излучения.

Помимо радиационной гигиены, современный радиолог должен иметь представ-ление о радиобиологии (раздел биологии, изучающий воздействие ионизирующего излучения на живые организмы), радиационной физике (раздел физики, освещающий природу радиоактивных излучений), радиационной технологии (раздел инженер-ных знаний об устройстве и принципах работы генерирующих излучение аппаратов и принципах регистрации этих излучений), радиоэкологии (раздел экологии, изучаю-щий воздействие ионизирующего излучения на окружающую среду), доказательной медицине (методический инструмент, позволяющий подтвердить качество и досто-верность выполненных исследований).

Небезынтересно добавить, что радиологические методы исследования широко применяют также в археологии (изучение ископаемых останков животных с рекон-струкцией их внешнего облика, особенностей строения и состояния тела), атрибуции произведений искусств (установление автора, времени, технологии и места создания произведений живописи), в технике для изучения структуры веществ (рентгенострук-турный анализ). Рентгеновские сканеры повсеместно установлены на границах госу-дарств в зонах таможенного досмотра.

В этом содружестве дисциплин радиология занимает обширную территорию. В учебнике мы постарались очертить ее контуры, изложить главные теоретические построения, описать наиболее распространенные методики и тем самым дать Вам, читатель, в руки путеводитель для клинической практики, а уж обходить эту стра-ну — «Радиологию» — Вам придется самостоятельно. Некоторые захотят стать специалистами и заглянут во все углы. Другие будут врачами общей практики, для них главное — сведения по радиологии, необходимые в повседневной деятельности врача. Одним словом, «судьба твоих грядущих дней, мой сын, в твоей отныне воле» (А. С. Пушкин).


18

2. «МИНУВШЕЕ ПРОХОДИТ ПРЕДО МНОЮ…»Взобравшись на плечи своих предшественников,мы увидим оттуда, как со сторожевых башен, дальше и яснее.

Амбруаз Паре

Неторопливо, по нынешним меркам, сменялись столетия, и неторопливо разви-валась медицина. И во все времена, в продолжение многих веков основой врачевания оставался осмотр больного. «Глаз — тот орган чувств, который приносит нам более всего удовлетворения, ибо позволяет постичь суть природы...» (Аристотель). Вели-кий Гете в старости уже не мог совершать экскурсии на гору Брокен, описанную им в «Фаусте», но зато часами созерцал свою коллекцию минералов. Он писал Шиллеру: «Возникает... мир глаза, который исчерпывается формой и цветом... Если внимательно последить за собой, я мало пользуюсь помощью других органов чувств». Теперь мы знаем, что на зрительный анализатор работают едва ли не 3/4 головного мозга.

2.1. Открытие странного мираМгновенье длился этот миг,Но он и вечность бы затмил.

Б. Пастернак

Поразительно, но факт: день рождения медицинской радиологии точно обозначен в истории — 8 ноября 1895 г. Вечером этого дня в баварском городе Вюрцбурге, в фи-зической лаборатории местного университета профессор Вильгельм Конрад Рентген, работая с катодной трубкой, заметил свечение, которое исходило от банки с кристалла-ми платиносинеродистого бария. Он не мог тогда знать, что начинал прорыв научного фронта, прорыв из нашего зримого мира в невидимый мир фантастических скоростей и энергий, исчезающе малых длительностей и необычных превращений, но предчув-ствие великого, очевидно, овладело ученым. Он не ушел в тот вечер из лаборатории и на ближайшие недели стал ее добровольным узником. В короткий срок с помощью само-дельных приборов и остроумных приемов, которые затем были использованы в дру-гих областях физики, Рентген настолько полно изучил новое излучение, что до 1908 г. к установленным им данным не было добавлено ничего существенного.

Остановитесь, читатель, и задумайтесь над произошедшим! Случайны ли круп-ные открытия? Датский физик Ханс Кристиан Эрстед установил взаимосвязь электри-чества и магнетизма, когда работавший с ним студент заметил отклонение намагни-ченной стрелки при пропускании тока по проводнику. Майкл Фарадей зафиксировал отклонение стрелки прибора и сформулировал закон электромагнитной индукции. Серебряная ложка французского художника Луи Дагера оказалась на полированной металлической поверхности, и полученное изображение назвали дагеротипом (про-образ фотографии).

И все же прав Луи Пастер: «Случай выбирает подготовленный ум». Многие уче-ные до Рентгена работали с катодными лучами, замечали свечение экранов и непо-нятные темные полосы на фотопластинках (например, преподаватель физики Бакин-ского реального училища Е. С. Каменский, профессор из Праги И. П. Пулюй), однако открытие совершил Рентген. Объяснение можно найти в воспоминаниях его ученика, в будущем известного российского физика А. Ф. Иоффе. Рентген вышел из блестящей классической школы А. Кундта в Страсбурге (вот она — роль Учителя!). Воспитанни-


19

ками этой школы были крупные физики, в том числе замечательный русский ученый П. Н. Лебедев, открывший давление света. В школе А. Кундта развил свой талант экспериментатора Рентген, здесь он научился тщательному анализу возможных оши-бок и строго продуманной постановке опыта, стал лучшим экспериментатором своего времени.

Историческая заслуга Рентгена состоит в том, что он не прошел мимо случайно замеченного факта, как многие его коллеги, а подверг его всестороннему ана-лизу и установил его причину. Как отметил известный русский физиолог А. А. Ух-томский, «...бесценные вещи и бесценные области реального бытия проходят мимо наших ушей и мимо наших глаз, если не подготовлены уши, чтобы слышать, и не подготовлены глаза, чтобы видеть...».

Легенда о «случайном» открытии рентгеновского излучения весьма живуча, од-нако ее нетрудно поколебать. В июле 1896 г. Рентген объяснил своему коллеге, по-чему он использовал экран, покрытый платиносинеродистым барием: «В Германии мы пользуемся этим экраном, чтобы найти невидимые лучи спектра, и я полагал, что платиносинеродистый барий окажется подходящей субстанцией, чтобы открыть не-видимые лучи, которые могли бы исходить от трубки».

23 января 1896 г. Рентген выступил с докладом на заседании местного научного общества. Он сообщил о своем открытии и тут же сделал рентгеновский снимок кисти председателя заседания — известного анатома А. Р. фон Кёлликера. Подумайте, как символично! Делая этот снимок, Рентген как бы передавал открытие в руки медика. И старик Кёлликер, потрясенный, встал и заявил, что за 48 лет пребывания в научном обществе он впервые присутствует при столь великом открытии. Он провозгласил троекратное «ура» в честь ученого и предложил назвать новые лучи его именем.

После сообщения Рентгена разразилась подлинная научная буря. Более 1200 пу-бликаций появилось только в 1896 г. История науки еще не знала подобного бума. Имя Рентгена сразу стало известно всему миру, но он не изменил ни своим занятиям, ни своему относительно замкнутому образу жизни. Он отказался от места президен-та научного общества, звания акаде-мика Прусской академии наук, дво-рянства и различных орденов, а сами лучи до последних лет жизни называл Х-лучами. Он не согласился получить патент, предложенный Берлинским всеобщим электрическим обществом, заявив, что его открытие принадле-жит всему миру и не может быть за-креплено за одним предприятием.

Уместно отметить благородные качества Рентгена, характеризующие его как выдающегося ученого и чело-века: глубокий ум, тонкую наблюда-тельность, скромность, отсутствие ко-рыстных замыслов. 10 декабря 1901 г. Рентгену была присуждена первая Нобелевская премия по физике. Ее де-нежную часть — 50 000 крон — Рент-ген передал Вюрцбургскому универ-ситету. Мы можем гордиться тем, что правительство России первым увеко-вечило имя ученого. 29 января 1920 г.


20

в Петрограде на маленькой улочке, которая называлась Лицейской, а затем получила имя Рентгена, был открыт первый памятник ученому.

1895 г. был весьма примечательным. Вначале А. С. Попов изобрел радио, летом на улицах европейских городов появились первые автомобили, а в декабре в Париже загорелся экран первого кинематографа братьев Люмьер. Не правда ли, целая серия открытий! Объяснялось это тем, что вторая половина XIX столетия была ознамено-вана бурным развитием естественных наук. Открытие Рентгена было одним из зве-ньев этой цепи и в свою очередь сыграло революционизирующую роль, открыв че-ловечеству путь в атомную эру. Первый Рентгеновский конгресс состоялся в Берлине 30 апреля — 3 мая 1905 г. На этом конгрессе были приняты термины «рентгенология», «рентгеноскопия», «рентгенография», «рентгенограмма».

Однако остановимся, читатель. Подобно тому, как Шехерезада при восходе солн-ца прерывала свой рассказ на самом интересном месте, мы на время отвлечемся от прошлого, чтобы рассмотреть предмет открытия Рентгена — рентгеновское излуче-ние — и напомнить о его свойствах.

2.2. Лучи имени РентгенаОткрытие рентгеновских лучей было первымвеликим прорывом в область, куда ни одинчеловеческий ум не дерзал проникнуть.

Артур Кларк

Рентгеновское излучение занимает область электромагнитного спектра между гамма- и ультрафиолетовым излучением и представляет собой поток квантов (фото-нов), распространяющихся со скоростью света (300 000 км/с). Кванты не имеют элек-трического заряда. Масса кванта составляет ничтожно малую часть атомной единицы массы. Энергию квантов измеряют в джоулях (Дж), но на практике часто используют внесистемную единицу — электрон-вольт (эВ).

Один электрон-вольт — это энергия, которую приобретает один электрон, пройдя в электрическом поле разность потенциалов в 1 В. 1 эВ = 1,6 · 10—19 Дж. Производ-ными являются килоэлектрон-вольт (кэВ), равный 1 тыс. эВ, и мегаэлектрон-вольт (МэВ), равный 1 млн эВ.

Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых электронов в элек-трическом поле атомов вещества (тормозное излучение) или при перестройке вну-тренних оболочек атомов (характеристическое излучение). Тормозное излучение име-ет непрерывный спектр, зависящий от анодного напряжения на рентгеновской трубке. Средняя эффективная энергия квантов составляет приблизительно 2/3 от максималь-ного напряжения, приложенного к трубке. Например, при максимальном напряжении 50 киловольт (кВ) средняя энергия рентгеновских квантов около 30 кэВ, при 100 кВ — 65 кэВ, при 150 кВ — 100 кэВ. Рентгеновское излучение именно в данном диапазоне энергий используют в рентгенодиагностике.

Рентгеновское излучение обладает рядом свойств, обусловливающих его значи-тельные отличия от видимого света. Оно проникает через тела и предметы, не про-пускающие свет, вызывает свечение ряда химических соединений (на этом основана методика рентгеновского просвечивания), разлагает галоидные соединения серебра, в том числе находящиеся в фотоэмульсиях, что позволяет получать рентгеновские снимки. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является способность вы-зывать распад нейтральных атомов на положительно и отрицательно заряженные ча-стицы (ионизирующее действие). В связи с этим понятно, что это излучение небез-


21

различно для живых организмов, поскольку обусловливает определенные изменения в биосубстрате.

Рентгеновское излучение широко используют в науке, технике и промышленно-сти, но наибольшее значение оно приобрело в медицине, где это излучение легло в ос-нову одного из ведущих методов клинического обследования. Однако это «уже совсем другая история», как любил повторять датский сказочник Ханс Кристиан Андерсен, и мы вернемся к ней позднее.

2.3. Звездный час БеккереляКак бы ни было разнообразно воображение человека, природа в тысячу раз богаче.

А. Пуанкаре

Стокгольм, 10 декабря 1903 г. В зале Шведской академии наук, на том месте, где 2 года назад стоял Рентген, находился невысокий человек, тоже физик, но из Фран-ции — Анри Беккерель. Король Швеции вручал ему диплом лауреата Нобелевской премии. О чем думал Анри Беккерель в эти минуты душевного волнения, когда перед человеком порой проходит вся его жизнь?

Может быть, в памяти Анри Беккереля возник на мгновение образ деда — чле-на Парижской академии наук Антуана Беккереля. Красота светящегося ночного моря в Венеции заставила его еще в молодости задуматься над удивительным явлением люминесценции — способности некоторых веществ светиться в темноте после воз-действия на них видимого света. С тех пор эта проблема стала чуть ли не фамильным достоянием семьи Беккерелей. Или Анри Беккерель мысленно обратился к тем уже далеким дням, когда вместе с отцом — профессором физики Александром Беккере-лем — он ставил первые опыты по изучению люминесценции солей урана. Уже тог-да он знал, что эти соли светятся в темноте, если их предварительно подвергнуть действию солнечных лучей. А может быть, ему вспомнился период научного поиска и вдохновения, охватившего физиков всего мира после открытия Рентгена и побудив-шего многих ученых возвратиться к загадочному явлению люминесценции. Научный мир тогда был словно заражен лихорадкой открытий — поиском таинственных из-лучений. Именно Анри Беккерель вместе с другим французским ученым — физиком, математиком и философом Анри Пуанкаре — предположил, что «Х-лучи» могут ис-пускаться фосфоресцирующими веществами.

Для своих опытов Беккерель выбрал кристаллы калийуранилсульфата — одно-го из наиболее сильных фосфоресцирующих веществ. Беккерель был страстным, но строгим искателем, и даже сильное волнение не могло нарушить педантичность экспе-риментатора. Проследите за чистотой его опытов! Он ставит исходный эксперимент: в полной темноте берет фотопластинку, заворачивает ее в два слоя черной бумаги, не пропускающей видимый свет, и выставляет в окно: пусть весеннее солнце заливает ее лучами. Затем он проявляет пластинку и убеждается, что она не экспонирована. На следующий день Беккерель повторяет опыт, но сверху на пластинку помещает метал-лический крест, покрытый солью урана. Под действием солнечных лучей соль должна сильно светиться. Если она, кроме видимого света (фосфоресценция), испускает не-видимое излучение, то через несколько часов... Скорее проявим пластинку... Успех! На пластинке получено изображение креста, следовательно, урановая соль дает излу-чение, проходящее через черную бумагу и разлагающее соли серебра в фотоэмульсии, подобно рентгеновскому излучению. Значит, фосфоресцирующие вещества испуска-ют не только видимый свет, но и невидимое излучение?


22

24 февраля 1896 г. Анри Беккерель доложил результаты своих опытов на заседании Парижской академии наук. Это было предварительное сообщение, казалось бы, под-тверждающее предположение А. Беккереля и А. Пуанкаре. Однако дальше события при-няли иной оборот. 2 марта должен был состояться основной доклад Беккереля. Готовясь к нему, ученый наметил провести новую серию опытов, но 26 и 27 февраля в Париже было пасмурно и пластинки, подготовленные для эксперимента, пролежали два дня на полке вместе с кристаллами калийуранилсульфата. 1 марта, наконец, выглянуло солнце, и, хотя это был воскресный день, Беккерель пришел в лабораторию, чтобы закончить опыт. Однако остановимся на мгновение, ибо здесь кульминация драмы и торжество мастера! Он не выставляет пластинки в окно, а проявляет их. Ведь они пролежали дол-гое время вместе с солями урана, а это не соответствует условиям прежних опытов. Вот оно — господство над случаем! Впрочем, Беккерель позднее скажет: «Я сделал новый опыт, который все равно провел бы рано или поздно, когда я систематически изучил бы формы и продолжительность действия фосфоресцирующих веществ через непро-зрачные тела на фотографическую пластинку». Значит, и случай может быть пойман в ловушку искусного последовательного экспериментатора.

Начал Беккерель с того, что проявил пластинки, предполагая увидеть на них лишь легкую вуаль. Каково же было его удивление, когда оказалось, что пластинки засвече-ны, причем очень сильно. Что это могло означать? Только то, что соли урана способны самостоятельно, без возбуждения извне засвечивать фотопластинки. Благодаря чему? Очевидно, вследствие того, что они испускают невидимые лучи особого рода, проника-ющие через черную бумагу. Бесконечной вереницей тянутся новые и новые опыты. Бек-керель устанавливает, что источником излучения является сам уран. 23 ноября 1896 г. на заседании Парижской академии наук Беккерель окончательно прощается с мыслью о связи фосфоресценции и открытого им излучения, которое он называет урановыми лу-чами. Так теоретическая догадка, пусть и не до конца правильная, послужила толчком к познанию неведомого естественного явления природы. «Гипотезы — писал В. Ге те — это леса, которые возводят перед зданием и сносят, когда здание готово, — они необхо-димы для работника: он не должен только принимать леса за здание».

Гипотеза о специфических «урановых лучах» была вскоре развенчана. Оказалось, что способностью испускать проникающее излучение обладает также торий. Об этом сообщили 4 февраля 1898 г. Берлинскому научному обществу Г. Шмидт и 12 апреля того же года Парижской академии наук М. Склодовская-Кюри, а Э. Резерфорд устано-вил, что так называемые урановые лучи — это на самом деле смесь излучений. Стало известно, что в их состав входят α-, β-частицы и γ-излучение.

Итак, Беккерель открыл явление естественной радиоактивности. Открытие рент-геновского излучения и естественной радиоактивности — звенья одной цепи, пер-вые камни фундамента, на котором были построены и современная ядерная физика, и современная медицинская радиология. В следующем разделе мы познакомимся со свойствами γ-излучения, α- и β-частицами.

2.4. Что скрывалось за беккерелевыми лучами?Глаза, вы видали так много прекрасных мгновений...Скажите, что краше всего?— Шаг вперед — без сомненья.

Расул Гамзатов

Излучение, открытое Рентгеном, было названо рентгеновским, поэтому излу-чение, обнаруженное Беккерелем, первоначально стали именовать беккерелевыми


23

лучами. Однако, возможно, к неудовольствию Беккереля, это название скоро было оставлено. Оказалось, что новое излучение неоднородно и представляет собой смесь трех излучений, которым дали новые «имена» — по первым трем буквам греческого алфавита: α-частица, β-частица и γ-излучение.

Альфа-частица (4α2) — как бы голое ядро атома гелия, состоящее из двух про-тонов (р) и двух нейтронов (n). Следовательно, она имеет положительный двойной заряд и относительно большую массу, равную 4 атомным единицам массы. Эта части-ца возникает при α-распаде естественных радиоактивных элементов. В тканях тела человека α-частицы пробегают расстояние лишь несколько десятков микрон.

Бета-частица — это либо электрон (е—1), либо позитрон (е+1). Каждая такая части-ца обладает одним элементарным электрическим зарядом: электрон — отрицатель-ным, позитрон — положительным. Масса частицы невелика, всего 1/1840 массы ядра атома водорода. Позитроны образуются при распаде некоторых искусственных ради-онуклидов. Происхождение электронов может быть двояким. С одной стороны, они могут возникать при распаде радионуклидов. В этом случае энергетический спектр β-излучения непрерывный с максимумом до 2 МэВ. В мягких тканях человека такие электроны распространяются всего на несколько миллиметров. С другой стороны, электроны могут быть получены в ускорителях заряженных частиц в результате тер-моэлектронной эмиссии. Энергия таких электронов достигает 50—100 МэВ, и они характеризуются большим пробегом в тканях.

Гамма-излучение — электромагнитное излучение, испускаемое при распаде радиоактивных веществ и ядерных реакциях. В отличие от спектра тормозного излу-чения спектр γ-излучения дискретный, так как переход ядра атома из одного энерге-тического состояния в другое осуществляется скачкообразно. Свойства γ-излучения, как и других электромагнитных излучений, определяются длиной волны (К) и энер-гией квантов (Е). Энергия γ-квантов находится в пределах от нескольких десятков килоэлектрон-вольт до нескольких десятков мегаэлектрон-вольт, поэтому они ха-рактеризуются высокой проникающей способностью и выраженным биологическим действием.

Излучение, содержащее α-, β-частицы и γ-лучи, испускают естественные радио-нуклиды — уран, радий, торий, актиний, радон, поэтому на заре радиологии их ис-пользовали в качестве радиоактивных препаратов для лечения больных, впрочем, их биологическое действие не сразу было оценено. В апреле 1902 г. Беккерель по просьбе Пьера Кюри подготовил препарат радия для демонстрации его свойств на конферен-ции. Он положил стеклянную трубочку с радием в карман жилета, где она находилась почти 6 ч. Спустя 10 дней на коже под карманом появилась эритема, а еще через не-сколько дней образовалась язва, которая долго не заживала. Встретившись с Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри, Беккерель сказал: «Я очень люблю радий, но я на него в обиде».

Шутка Беккереля не была случайной. Остроумие находится в родстве с научной мыслью. Юмор свойствен ученым, в том числе физикам и медикам-радиологам. «Весе-лый куплет может опрокинуть трон и низвергнуть богов», — говорил Анатоль Франс.

Рентген не был лишен чувства юмора. Однажды он получил письмо, автор кото-рого просил выслать ему «несколько рентгеновских лучей» и инструкцию, как ими пользоваться. В прошлом он был ранен револьверной пулей, но для поезд-ки к Рентгену у него, видите ли, не было времени. Рентген ответил так: «К сожа-лению, в настоящее время у меня нет Х-лучей. К тому же пересылка их — дело очень сложное. Поступим проще: пришлите мне вашу грудную клетку».


24

2.5. Наступление продолжается.Врачи следуют за физиками

Самое большое достоинство хорошо выполненной работыв том, что она открывает путь другой, еще лучшей работе...Цель научно-исследовательской работы — продвижение не ученого, а науки.

А. Лоуэлл

В течение полувека после открытия рентгеновского излучения и естественной радиоактивности стремительно развивалось наступление физиков на тайны микро-мира. Одно открытие влекло за собой другое. Сообщение А. Беккереля определило научную судьбу Марии Склодовской-Кюри. Она установила странный факт: урановая и ториевая руды оказались более «радиоактивными» (предложенный ею термин), чем чистый уран или торий. М. Склодовская-Кюри предположила, что в урановой руде должны содержаться очень радиоактивные примеси.

В оборудованной на собственные средства примитивной лаборатории М. Склодовская-Кюри и ее муж Пьер Кюри в течение 2 лет с поразительным упор-ством вели работу по выявлению этих примесей. «В этом скверном сарае, — вспо-минала М. Склодовская-Кюри, — прошли лучшие, счастливые годы нашей жизни, целиком посвященные работе. Часто я тут же готовила себе и Пьеру что-нибудь по-есть, чтобы не прерывать опытов. К вечеру я падала от усталости». Урановая руда была получена супругами Кюри в небольшом чешском городке Якимово. Она имела сложный состав и содержала большое количество элементов: серебро, висмут, барий, свинец и др. Каково же было изумление ученых, когда выяснилось, что выделенные ими из руды фракции бария и висмута также были радиоактивными, хотя чистые ба-рий и висмут такими свойствами не обладают.

Дальнейшую гигантскую работу супругов Кюри историки охарактеризовали как величайший научный подвиг. Переработав около 7 т руды, они получили около 1 г нового элемента, который оказался в 1 млн раз активнее урана. Этот элемент был на-зван ими «радий», что в переводе с латинского означает «лучистый». Открытие радия и исследование его излучения явились новым этапом в развитии атомной физики. «Великий революционер — радий», — так называли его ученые в начале XX в. Су-пруги Кюри были удостоены Нобелевской премии по физике. Затем ими был открыт элемент, испускавший еще более интенсивное (в 10 млрд раз) излучение, чем уран. Он получил название «полоний» в честь Польши — родины М. Склодовской. В 1911 г. ей была присуждена вторая Нобелевская премия, на этот раз по химии. В последующие годы были обнаружены все другие элементы, способные к самопроизвольному рас-паду. Они были названы «естественные радиоактивные вещества». В 1904 г. в России вышла в свет первая переведенная на русский язык книга М. Склодовской-Кюри «Ис-следования над радиоактивными веществами».

Следом за авангардом физиков продвигался фронт врачей, инженеров и кон-структоров, пытавшихся использовать новейшие достижения теории для практиче-ских медицинских целей. Применение рентгеновского излучения в медицине, как уже отмечалось ранее, началось в 1896 г. Первоначально рентгеновские снимки произво-дили главным образом для распознавания инородных металлических тел, переломов и болезней костей. В дальнейшем были разработаны способы рентгенологического исследования сердца, легких, желудка и других органов. Одновременно исследова-тели приступили к глубокому изучению биологического действия рентгеновского излучения и излучения радиоактивных веществ. В 1896—1899 гг. появились первые сообщения об успешном применении рентгеновского излучения для эпиляции (удале-


25

ния волос) и лечения некоторых дерматозов, а также о попытках провести рентгенотера-пию опухолей внутренних органов.

Благодаря дальнейшим физическим и ра дио биологическим изысканиям были открыты новые возможности для развития медицинской радиологии. Исключитель-ное значение имели работы Эрнеста Ре-зерфорда. В 1919 г. путем бомбардировки ядер атомов азота α-частицами он добился превращения их в ядра атомов кислорода, т. е. превращения одного химического эле-мента в другой. Полушутя, полусерьезно мы можем назвать Э. Резерфорда алхими-ком XX в. Ученик Э. Резерфорда академик П. Капица вспоминал, что его шефа про-звали «крокодилом». По-видимому, потому, что он всегда целеустремленно продвигался вперед и не мог, как и крокодил, двигаться назад. В 1920 г. на заседании Британской ас-социации содействия развитию наук Э. Ре-зерфорд высказал предположение, которое, как это нередко случается в науке, не было понято и оценено современниками. Ученый предположил, что в созданной им мо-дели ядра атома существует некая гипотетическая частица, которая по массе равна протону (протон тоже был открыт Э. Резерфордом), но в отличие от него не имеет заряда. Эту частицу Э. Резерфорд предложил назвать «нейтрон». В эксперименте нейтрон обнаружил Д. Чедвик — ученик Э. Резерфорда. Открытие нейтрона по-зволило немецкому ученому В. Гейзенбергу и независимо от него российскому уче-ному Д. Д. Иваненко создать теорию строения ядра, которую в течение многих лет использовали в физике и радиологии.

Поворотным моментом в развитии ядерной физики явилось открытие искус-ственной радиоактивности супругами Ирен и Фредериком Жолио-Кюри. С целью по-лучения нейтронов они облучали α-частицами различные элементы. При облучении алюминия было установлено, что наряду с нейтронами он испускает еще одну части-цу — позитрон. Последующие опыты показали, что при облучении ряда элементов α-частицами рождаются новые химические элементы, которые обладают радиоактив-ностью. Впервые появилась возможность получать радиоактивные элементы искус-ственным путем. В 1935 г. супругам Жолио-Кюри за открытие искусственной радио-активности была присуждена Нобелевская премия по химии.

Еще о роли юмора и случайности в науке.Академик А. С. Боровик-Романов рассказывал: «...Долгое время не удавалось напылить франций на германий. Тогда нидерландский физик Хендрик Казимир предложил в качестве промежуточного слоя использовать рений. Логика его предложения состояла в том, что... между Францией и Германией в качестве «скрепляющего» природного элемента протекает река Рейн. Результат превзо-шел все ожидания». Добавим, что эта работа способствовала открытию сверхпроводимости при от-носительно высоких температурах.


26

Еще один важный шаг на пути становления радиологии сделал американский физик Эрнест Лоуренс. В 30-е годы он предложил использовать ускорение элемен-тарных частиц для придания им высоких энергий. Вскоре Э. Лоуренс воплотил эту идею в жизнь, построив циклотрон, за что в 1938 г. был удостоен Нобелевской пре-мии. Циклотрон стал одним из основных источников получения искусственных ра-диоактивных элементов и генерации электромагнитных излучений высоких энергий. Появились даже специальные циклотроны медицинского назначения.

Другой физик — итальянец Энрике Ферми — предложил эффективный способ получения радиоактивных элементов посредством облучения стабильных элементов нейтронами. Удостоенный за это открытие Нобелевской премии Э. Ферми вынужден был эмигрировать из фашистской Италии в США, где в 1944 г. запустил первый в ми-ре атомный реактор. В настоящее время многие радионуклиды получают в атомных реакторах. Именно открытию Э. Ферми мы обязаны становлением ядерной медицины как важного раздела лучевой диагностики.

В то же время нельзя не вспомнить грустную страницу истории медицинской радиологии, связанную с неизвестной вначале или недооцененной опасностью об-лучения. Г. Мейеру принадлежит предложение воздвигнуть монумент жертвам ра-диации. Памятник был сооружен на территории больницы Святого Георга в Гамбурге и открыт 4 апреля 1936 г. В 1940 г. основная стела была дополнена двумя небольшими колоннами. На скрижалях памятника начертаны имена врачей, инженеров, физиков, ставших жертвами радиационного облучения (к 1959 г. их было 360). Из числа рос-сийских рентгенологов и радиологов к 1959 г. были приведены фамилии 13: С. П. Гри-горьев, П. Баумгартен, И. М. Розенблат, И. Г. Либерзон, А. И. Штернман, С. В. Голь-дберг, Н. Н. Исаченко, Б. К. Розенцвейг, А. И. Арутюнов, А. Т. Будинов, С. Ф. Иванова, М. И. Карлин, М. Е. Веселый.

2.6. Радиология —дисциплина Нобелевских лауреатов

Редко какая из медицинских дисциплин зарождается и так бурно развивается в те-чение столетия. Фейерверк открытий в области ядерной физики, приборостроения, компьютерных технологий — все это стало фундаментом радиологии. Ее история — цепь величайших открытий, которые удостоены наивысшей награды за научные от-крытия — Нобелевской премии. Вот они — герои науки, получившие Нобелевскую премию за выдающиеся достижения в области физики, химии и медицины, обеспе-чившие создание и развитие радиологии:

1901 г. Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Rontgen) — за открытие из-лучения, впоследствии названного его именем.

1903 г. Антуан Анри Беккерель (Antoine Henri Becquerel) — за открытие спонтан-ной радиоактивности.

Пьер Кюри, Мария Кюри (Pierre Curie, Marie Curie) — за исследование радиаци-онных феноменов, открытых А. А. Беккерелем.

1911 г. Мария Кюри /Мария Склодовская-Кюри (Marie Curie) — за открытие ра-дия и полония и изучение природы и связей этих элементов.

1935 г. Фредерик Жолио, Ирен Жолио-Кюри (Frederic Joliot, Irene Joliot-Curie) — за синтез новых радиоактивных элементов.

1938 г. Энрико Ферми (Enrico Fermi) — за открытие ядерной реакции под воздей-ствием медленных нейтронов и новых радиоактивных элементов.


27

1939 г. Эрнест Орландо Лоуренс (Ernest Orlando Lawrence) — за создание цикло-трона — устройства для получения искусственных радиоактивных элементов и гене-рации электромагнитных излучений высоких энергий.

1943 г. Дьёрдь де Хевеши (George de Hevesy) — за работу по применению изо-топов как индикаторов химических процессов.

1952 г. Феликс Блох, Эдвард Миллс Перселл (Felix Block, Edward Mills Pursell) — за разработку метода измерения ядерно-магнитной прецессии.

1956 г. Андре Фредерик Курнан, Вернер Форсман, Дикинсон Ричардс (Andre Frederic Cournand, Werner Forssman, Dickinson W. Richards) — за разработку метода катетеризации сердца и изучение патологии сосудистой системы.

1979 г. Аллан Кормак, Годфри Хаунсфилд (Allan М. Cormack, Godfrey N. Houns-fi eld) — за разработку компьютерной томографии.

1991 г. Ричард Эрнст (Richard R. Ernst) — за развитие методологии магнитно-резонансной спектроскопии высокого разрешения.

2003 г. Питер Мэнсфилд, Пол Лаутербур (Peter Mansfi eld, Paul С. Lauterbur) — за открытия в области получения магнитно-резонансных изображений.

Вильгельм Рентген(1845–1923)

Антуан Беккерель(1852–1908)

Пьер Кюри(1859–1906)

Мария Кюри (1867–1934) Фредерик Жолио (1900–1958) Ирен Жолио-Кюри (1897–1956)


28

Энрико Ферми (1901–1954) Эрнест Лоуренс (1901–1958) Дьёрдь де Хевеши (1885–1966)

Феликс Блох (1905–1983) Эдвард Перселл (1912–1997) Андре Курнан (1895–1988)

Вернер Форсман (1904–1979) Дикинсон Ричардс-мл.(1895–1973)

Аллан Кормак (1924–1998)


29

Интернет-ресурсы Нобелевских лауреатовhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1901/rontgen-bio.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/George_de_Hevesyhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1903/http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1903/marie-curie.htmlhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1903/pierre-curie.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Fr%C3%A9d%C3%A9ric_Joliot-Curiehttp://en.wikipedia.org/wiki/Ernest_Lawrencehttp://n-t.ru/nl/fz/fermi.htmhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1935/joliot-curie-bio.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/George_de_Hevesyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Felix_Blochhttp://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Mills_Purcellhttp://www.nobel-winners.com/Medicine/werner_forssmann.htmlhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1956/richards-bio.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Allan_McLeod_Cormackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Godfrey_Hounsfi eldhttp://en.wikipedia.org/wiki/Richard_R._Ernsthttp://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Mansfi eld

Сэр Годфри Хаунсфилд(1919–2004)

Ричард Эрнст (род. 1933 г.)

Сэр Питер Мэнсфилд(род. 1933 г.)

Пол Лаутербур (1929–2007)


Documents

Radiologia part 1-2 BINOMbinom-press.ru/books_1/m_diagn/pages from luchevaya diagn.pdf · Лучевая диагностика заболеваний и повреждений