В мае этого года я очень неудачно упал. Настолько неудачно, что повредил плечевой сустав. Это довольно неприятная, но частая история - плечо очень подвижно, а значит первым страдает от наших неуклюжих действий.
Разумеется я не стал рисковать в таком серьезном деле и сразу пошел к ближайшему свободному травматологу.
С ходу мне были назначены рентген и УЗИ. Чуть позже МРТ, а потом и КТ. Пока я проходил все эти исследования мне стало любопытно, что именно они там смотрят и чем процедуры отличаются друг от друга. Примерную идею я представлял, но захотелось точных ответов. Потому, я засел за чтение, попутно мучая врачей вопросами.
Как оказалось связка Рентген-УЗИ-МРТ-КТ еще называют большой четверкой исследований при травмах. Но сфера их применения куда шире. В этой статье я пройдусь по каждому и расскажу что когда назначают.
Рентген плечевого сустава
Рентгенография (Рентген)
Самый старый тип исследований. Назван так в честь первооткрывателя рентгеновских лучей Вильгельма Конрада Рентгена. Именно этот человек нашел электромагнитные волны с очень большой энергией. По шкале они находятся между ультрафиолетом и гамма-излучением. По частоте занимают диапазон от 3×10¹⁶ до 3×10¹⁹ Герц.
Сам Рентген назвал свое открытие X-лучами, потому что, на тот момент, их природа была неизвестна. А буквой X в математике часто обозначают неизвестное. В английском языке название прижилось (X-rays), но в русском мы традиционно используем фамилию изобретателя.
Главная особенность рентгеновских лучей в том, что они по-разному проходят сквозь мягкие ткани и не проходят сквозь железо и кости. Таким образом, если расположить за объектом исследования специальную пленку (или цифровую матрицу), на ней останется тень от объекта. Но тень не простая, а показывающая состояния костей и, отчасти, внутренних органов.
Для травмы рентгеновское исследование одно из главных. Оно наглядно показывает переломы, вывихи, смещения и прочие неприятности, которые с людьми иногда происходят. Колоссальное применение эти лучи нашли в стоматологии, ведь зубы очень похожи на кости с точки зрения плотности. На снимках отлично видны все неприятные дефекты.
Чуть сложнее история с инородными телами. Где застряла пуля или где находится металлическая скрепка, проглоченная ребенком - это прямо про рентген. Но не металлические тела на снимке можно и пропустить.
У рентгена есть еще одна широкая сфера применения: исследование внутренних органов. С его помощью можно увидеть различные новообразования или затемнения в легких (которые могут оказаться пневмонией). Однако, тут все не так просто.
Рентгеновский снимок - это двухмерная тень и очень усредненное изображение. Чтобы посмотреть на проблему объемно снимки делают в нескольких проекциях. В качестве маркера или профилактики такое годится. Но если за что-то зацепились, то чаще всего назначают другие типы исследований, которые позволят копнуть глубже.
Уровень излучения от рентгеновского аппарата - не константа. В зависимости от того, что смотрим врач подбирает соответствующие настройки. Они обязательно включены в документацию на прибор. Основных настроек четыре:
Напряжение трубки. Измеряется в киловольтах. Чем больше напряжение, чем лучше лучи проходят сквозь плотные ткани.
Сила тока. Больше сила тока - ярче луч - качественнее снимок. Но больше доза облучения.
Время экспозиции. Чем больше времени, тем больше излучения попадает на датчик. Тут как в фото, надо искать баланс между светом и выдержкой.
Коллимация. Коллиматор - это специальная рамка, которая ограничивает луч. Если нам нужен рентген грудной клетки, незачем светить куда-то еще. Таким образом этот параметр отвечает за фокусировку луча на чем-то конкретном.
Рентгеновское исследование не безопасно, там человек получает дозу облучения радиацией. Потому каждый день его делать не стоит. Но и опасность такого излучения часто преувеличивают.
Для примера в исследовании зубов используется очень невысока доза облучения, примерно такая, какую человек получит за день жизни от естественного фона.
Грудная клетка больше по размерам и требует больших доз, примерно в два-три раза.
Потому врач не назначит рентген без веской причины. Однако, когда на кону здоровье кости и надо четко понимать, как она там сломалась, доза в несколько дней не выглядит большей из зол.
Иногда рентген еще называют флюорографией, но тут путаница в терминах. Флюорография - это частный случай рентгена, когда человека просвечивают сниженной дозой только в области грудной клетки. Размер снимка получается меньше, а разрешение хуже. Делается для профилактики. Любая флюорография - это рентген, но не любой рентген - флюорография.
И, наконец, еще один важный параметр, который надо знать. При назначении исследования врач указывает с контрастом его делать или нет. Что это значит?
Рентген с контрастом - это когда в организм предварительно вводят специальное вещество (йодосодержащее или бариевое). Такой способ помогает лучше рассмотреть отдельные детали, например ширину сосудов или структуру кишечника.
Без контраста - это обычный снимок.
Рентген показал у меня едва-различимые аномалии в области сустава. Потому следом за ним я отправился на УЗИ.
Ультразвуковая диагностика (УЗИ)
Наверное, самый узнаваемый визуальный образ УЗИ - это еще не рожденный человек в утробе матери. И не зря этот образ связан с беременностью.
Еще не родившийся, но уже человек
Основной принцип такого исследования - излучать в мягкие ткани организма ультразвуковой сигнал и ловить его отражения. Эти отражения визуализируют в виде картинки.
УЗИ идеально подходит именно для мягких тканей. Живот, сердце, сосуды. А еще этот метод исследования безопасен и не награждает пациента дозой облучения.
Потому его смело назначают всем, вплоть до беременных женщин и еще не родившихся детей.
Важное преимущество УЗИ - это компактный датчик, которым врач может водить там, где необходимо. Такая процедура в разы удобнее рентгеновской “пушки” или трубы аппарата МРТ.
Но есть важное ограничение. Когда речь идет про кости или легкие, УЗИ мало что может рассказать. Тут ультразвук бессилен.
В моем случае смотрели на состояние мягких тканей и искали важнейшую побочку вывиха: жидкость в суставе. Дело в том, что при повреждениях в сустав может попасть кровь, это называется гемартроз. Гемартроз очень опасен, он может привести к дальнейшим воспалениям, артрозу и прочим неприятным вещам.
А еще в суставе, в норме, всегда находится синовиальная жидкость. Она служит смазкой для сустава и питает хрящи. При воспалениях может скопиться ее избыток, Такое воспаление называют синовит. Тоже мало приятного: сустав опухает, ограничиваются движения, может начаться процесс гниения и вплоть до потери подвижности.
Именно УЗИ выручает, когда надо быстро решить, нужно ли оперативное вмешательство для откачки жидкости. К счастью, в моем случае этого не понадобилось.
Вторым пунктом исследования изучают состояние нервов: нет ли обрыва или зажима. Саму проводимость нервов потом смотрят отдельно другим методом (неройграфия). Но для оперативной оценки последствий УЗИ вполне подходит.
Как я уже сказал, я отделался относительно легко. Но плечо стало нестабильным, пару раз было ощущение, что сустав снова выходил и возвращался. Очевидно, что надо копать дальше. Потому, меня отправили на МРТ.
Магнитно-резонансная томография (МРТ)
Если работу рентгена или УЗИ достаточно легко понять и представить, то с МРТ мы погружаемся в мир черной магии. Точнее сплетения биологии, химии, физики, математики и прочих серьезных наук.
Скрытый текст
Вообще томография - это термин, который означает получение послойных изображений внутренней структуры объекта, в нашем случае человеческого тела. Метод тут значения не имеет.
Дать понятное объяснение, как работает МРТ довольно сложно, но я попробую.
Основа аппарата магнитно-резонансной томографии - огромный магнит. Конструктивно это может быть постоянный магнит, электромагнит, но чаще применяются сверхпроводники, погруженные в кипящий гелий. Напомню, что явления сверхпроводимости можно достигнуть только при ультранизких температурах, потому аппарат МРТ - это еще и очень дорогой холодильник, который может поддерживать температуру порядка -269 градусов Цельсия.
Такая конструкция позволяет создать мощное и относительно стабильное магнитное поле силой 1,5-3 Теслы. Для сравнения - это в 30 000 - 60 000 раз больше магнитного поля Земли на поверхности.
Скрытый текст
Именно по этой причине в МРТ нельзя людям с металлом: кардиостимуляторами, имплантами и прочими кусками железа, которые иногда вживляют в тело. На самом деле нельзя именно с ферромагнитными металлами (железо, кобальт, никель). Например, у меня один зуб ненастоящий. Он керамический и сидит на титановом стержне, вживленном в десну. Однако, титан не ферромагнитен, потому к магниту томографа его не притянет (а мне не разворотит челюсть). В теории он может создать некоторые искажения в районе своего расположения, но нас интересовало мое плечо, которое довольно далеко от зуба.
Хорошо, у нас есть огромный технологичный магнит, который создает магнитное поле. Что дальше? Как это поможет в исследованиях?
А вот тут начинается та самая черная магия, которую многие зовут наукой. Дело в том, что в нашем теле огромное число атомов водорода. Живут они в первую очередь в жидкостях: в воде, в жире, в крови. Если очень упрощенно, то их можно назвать крошечными магнитиками, которые хаотично смотрят в разные стороны.
При воздействии мощнейшего магнитного поля они все выстраиваются строго вдоль него, как металлические опилки. После их ориентирования томограф шлет импульс радиоволн, который сбивает наши магнитики с позиции. Они начинают колебаться. радиоволна отключается и магнитики вновь возвращаются на позиции вдоль поля. При этом они шлют слабый сигнал, который способны уловить датчики томографа. Магия тут в том, что у разных тканей эти магнитики возвращаются на исходные позиции с разной скоростью. Благодаря этому аппарат МРТ слой за слоем может строить изображение нашего тела и отрисовывать его мягкие ткани с крайне высоким разрешением.
ОК, а кости? А вот с костями проблема. Их аппарат почти не видит. Но у нас есть границы мягких тканей, есть костный мозг (который тоже отлично виден), а то, что между ними и есть кости. Хотя на снимках можно понять только их границы, для исследований, при которых назначают МРТ этого вполне достаточно.
Как вы уже могли догадаться, МРТ - это про все мягкие ткани в отличном разрешении. В том числе про повреждения этих тканей. И про опухоли.
Как и УЗИ, томограф не облучает наше тело, потому, в общем, безвреден. Но каждое исследование занимает много времени (20-40 минут), а при стоимости аппарата МРТ (и требований к его эксплуатации) получается довольно дорогим. И это главная причина, по��ему через МРТ не прогоняют всех подряд.
В моем случае на результатах углядели повреждение суставной губы и заподозрили перелом передне-нижнего края гленоида. Гленоид - это такая чаша на лопатке, куда входит головка плечевой кости. Грубо говоря, это то, что держит шарнир нашего сустава. В случае ее разрушения сустав теряет стабильность и надеяться как раньше на него уже нельзя.
Чтобы проверить эту теорию и выбрать окончательную модель лечения (а уже понятно, что речь про операцию), меня отправляют на финальное и очень серьезное исследование. КТ.
Компьютерная томография (КТ)
Хотя КТ тоже проводят на томографе в форме трубы, она даже отдаленно не похожа по своему принципу на МРТ.
КТ - это мега-продвинутый рентген. Там используется тот же принцип: трубка посылает x-ray излучение, оно проходит сквозь тело и его ловит датчик. Вся эта система может вращаться и по ходу работы делает огромное число снимков. Эти снимки “сшиваются” в единую 3D-модель, которую потом можно детально покрутить на компьютере.
В чем сила КТ? Разные ткани по-разному поглощают излучение: кость — сильно, мышцы — меньше, воздух — почти совсем нет. На выходе мы получаем детальную модель человеческого тела с большим акцентом на скелет.
Хотя компьютерный томограф видит отдельные органы и мягкие ткани, он все же уступает в этом аппарату МРТ. Зато когда есть подозрение, что откололся крошечный кусок кости и надо проверить куда он делся и точно ли откололся - это про КТ.
Минус очевиден. Множество рентгеновских снимков - это серьезная нагрузка на организм. КТ всего тела сопоставимо с дозой, которую организм получает за несколько лет естественного фона. Но современные аппараты используют низкодозовые протоколы. Если грубо, то стараются прикрутить дозу излучения везде, где это возможно, самыми разными ухищрениями(в основном оптимизируют параметры сканирования). От одного современного КТ большой беды быть не должно. Но вот частые процедуры в этом аппарате неизбежно вызывают большие дозы облучения и, в теории, могут привести, например к раку.
Потому КТ - это разовая акция, которой лучше пользоваться как можно реже.
Очень много разговоров про КТ было в связи с пандемией ковида. Если подобный тип исследований про кости - почему всех больных стремились запихнуть в компьютерный томограф?
Тут интересная история. Дело в том, что легкие - это очень специфичная часть нашего организма. Они постоянно в движении (мы же дышим), при этом состоят из воздуха и тонкой ткани, которая этот воздух прокачивает.
Пока МРТ включит свой магнит, подаст радиоимпульс и получит информацию со всех атомов, пройдет много времени. Все это время легкие в движении. И картина получается смазанной. Кроме того, в легких относительно мало атомов водорода (а МРТ ориентируется на них), следовательно информации для исследования тоже мало.
Иное дело КТ. Тут снимки мгновенные. А на воздушном фоне отлично видны любые поражения тканей самих легких, даже крошечные. Строго говоря их и рентген видит, но качества снимка рентгена не хватает для выявления ковида на ранней стадии и оценки площади поражения в разгар болезни. Мы помним, что рентген - это проекция трехмерного изображения на плоскость. Грубо говоря, если очаги поражения при такой проекции наложились один на другой, то мы не сможем их разделить. Кроме того, часть очагов могут оказаться перекрыты костьми или плотными тканями. Ну и усредненность самого снимка деталей не добавляет.
КТ - это та самая томография, т.е. послойное отображение объекта, в нашем случае легких. Никакого наложения не будет - легкие изначально отрисовываются в 3D. Разрешение выше. Любые преграды (кости) можно выключить как слой. И именно компьютерная томография показала нам, как выглядит то самое жуткое “матовое стекло”.
Я прошел и КТ, после чего посмотрел (с монитора врача) на свой грудной отдел в 3D. Мне показали тот самый кусочек кости, что откололся и больше не поддерживает мой сустав в стабильном состоянии. Вердикт был однозначный - операция. Правда обещают, что спустя шесть месяцев буду лучше, чем был до.
Резюме
Попробуем подвести итог нашего обзора. Итак, что и когда используется:
Рентген. Оперативен, доступен практически в любой больнице, хорошо смотреть кости и зубы, неплохо видит легкие, почти бесполезен на мягких тканях. Вызывает небольшое облучение.
УЗИ. Оперативно, доступно практически в любой больнице. Хорошо смотреть мягкие ткани и жидкости, ограниченно поможет при травмах кости. Благодаря компактному датчику, можно подлезть везде. Не вызывает облучения.
МРТ. Ограниченно доступна, есть далеко не в каждой больнице. Исследование дорогое и занимает значительное время. Отлично видны все ткани, насыщенные жидкостями (точнее атомами водорода) и сами жидкости. Есть проблемы с видимостью костей и легких. Строит послойную модель. Не вызывает облучения.
КТ. Ограниченно доступна, есть далеко не в каждой больнице. Исследование дорогое и занимает значительное время. Отлично видны все кости и легкие. Есть проблемы с видимостью мягких тканей. Строит послойную модель. Вызывает самую большую дозу облучения из всех четырех видов исследования.
Заключение
Надеюсь, этот обзор «большой четверки исследований» был для вас интересен. Искренне желаю, чтобы интерес оказался лишь в теории, а на практике вам пришлось как можно меньше сталкиваться с подобными вещами. Разве что для профилактики. Я отправлюсь на операцию и напоминаю — зима близко, а с ней и гололед. Чтобы не повторить мой опыт старайтесь передвигаться аккуратно. Но если уж не повезет — теперь вы хотя бы знаете, как это работает.
