Рентгенологические методы исследования ортопедического больного

Томография

Томография — послойное исследование — дополнительный метод, позволяющий получить изображение определенного слоя изучаемой области, избежав суперпозиций теней, затрудняющих трактовку рентгенограмм. Используются специальные аппараты-томографы или томографические приставки. Во время проведения томографии пациент неподвижен, рентгеновская трубка и кассета с пленкой перемещаются в противоположных направлениях. С помощью томографии можно получить рентгеновское изображение определенного слоя кости на нужной глубине. Этот метод особенно ценен для изучения различной патологии височно-челюстного сочленения, нижней челюсти в области ее углов (по поводу травмы, опухоли и др.).

Томограммы можно получать в трех проекциях: сагиттальной, фронтальной и аксиальной. Снимки делают послойно с «шагом» 0,5-1 см. Чем больше угол, тем больше размазывание и тоньше выделяемый слой. При угле качания 20° толщина исследуемого слоя составляет 8 мм, при 30°, 45° и 60° — соответственно 5,3 мм, 3,5 мм и 2,5 мм.

Томография применяется в основном для уточнения патологии верхней челюсти и височно-нижнечелюстного сустава. Метод позволяет оценить взаимоотношение патологического процесса с верхнечелюстной пазухой, дном полости носа, крыловидно-небной и подвисочной ямками, состояние стенок верхнечелюстной пазухи, клеток решетчатого лабиринта, детализировать структуру патологического образования.

Послойное исследование с малым углом качания (8-10°) — зонография. При этом изображение исследуемой области получается более четким и контрастным. Зонография на глубине 4-5 см в лобно-носовой проекции в вертикальном положении больного является методом выбора для выявления выпота и оценки состояния слизистой оболочки верхнечелюстной пазухи. Толщина среза по расчетам составляет 30 мм. Для исследования височно-нижнечелюстного сустава выполняются боковые томограммы в положении с открытым и закрытым ртом. Больной лежит на животе, голова повернута и исследуемый сустав прилегает к деке стола. Сагиттальная плоскость черепа должна быть параллельна плоскости стола. Томограмма проводится на глубине 2-2,5 см.

Схема измерения параметров височно-нижнечелюстного сустава представлена на рис. 77.

Ширина суставной ямки у основания по — линии АВ, соединяющей нижний край слухового прохода с вершиной суставного бугорка; ширина суставной ямки — по линии СД, проведенной на уровне вершины нижнечелюстной головки параллельно линии АВ; глубина суставной ямки — по перпендикуляру K.L, проведенному от ее самой глубокой точки к линии АВ, высота нижнечелюстной головки (степень погружения) — по перпендикуляру КМ, восстановленному от самой высокой точки вершины головки к линии АВ (почти всегда совпадаете KL); ширина нижнечелюстной головки — A₁B₁; ширина суставной щели у основания спереди — АА₁и сзади — В₁В, а также под углом 45° к линии АВ из точки К в переднем отделе (отрезок а), в заднем (отрезок с) и в верхнем (отрезок b); угол степени наклона заднего ската суставного бугорка к линии АВ (угол а).

Современные панорамные томографы имеют отдельные программы для выполнения обычных ортопантомограмм, зонограмм височно-нижнечелюстных суставов, верхнечелюстных пазух, средней трети лица, атлантоокципитального сочленения, орбит с отверстиями зрительных нервов, лицевого черепа в боковой проекции.

Фазовый рентгеноструктурный анализ.

Первый этап анализа – определение межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей для каждой линии, межплоскостных расстояний d и относительных интенсивностей I. Величина d определяется уравнением Вульфа-Брэгга, величина I – по микрофотометрическим измерениям почернения рентгеновской пленки.

Если нужно идентифицировать материал, достаточно сравнить полученный набор d и I со справочными данными. В более общем случае, когда материал состоит из нескольких фаз, отличающихся по структуре и по размерам элементарной ячейки, проводят фазовый рентгеноструктурный анализ

Справочники (базы данных) содержат данные о рентгенограммах громадного количества соединений и дают возможность проводить быстро (иногда за несколько минут) идентифицировать вещества, хотя для получения этих данных иногда требовались годы работ целой лаборатории. У разных веществ могут быть совпадающие в пределах точности эксперимента межплоскостные расстояния, но набор межплоскостных расстояний является уникальным, т.е. является «паспортом» вещества.

Рентгеноструктурный анализ не заменяет, а дополняет другие виды анализа, например, химический и спектральный (в том числе рентгеноспектральный). Расположение линий на рентгенограмме связано только с расположением атомов, а не с их природой, хотя анализ относительных интенсивностей линий и уровня фона между линиями может дать информацию о расположении атомов разных химических элементов в химических соединениях.

Вещество, дающее постоянный набор линий на рентгенограмме (межплоскостных расстояний), называют фазой, а соответствующий вид рентгеноструктурного анализа – фазовым анализом. При этом вещества различного химического состава часто имеют одну и ту же кристаллическую структуру, т.к. число известных веществ на несколько порядков превышает число возможных структурных типов (расположений атомов). Например, С (алмаз), Si и Ge имеют одинаковую кристаллическую структуру и отличаются по результатам рентгеноструктурных исследований только расстояниями между атомами (длиной ребер кубической элементарной ячейки).

Вещества одинакового химического состава могут иметь различную кристаллическую структуру. Так, С может быть со структурой алмаза, графита, фуллерена, а также в виде сажи, которая является аморфной..

При нагреве и изменении химического состава вещества (например, металлического сплава) может изменяться кристаллическая структура, возникают новые фазы. В сплаве Fe-0,3%С (малоуглеродистая сталь) по рентгеновским данным есть одна фаза – феррит с объемноцентрированной кубической структурой (в элементарной ячейке атомы расположены в вершинах и центре куба). При повышении температуры возникает другая фаза – аустенит с гранецентрированной кубической структурой (атомы расположены в вершинах куба и центрах граней). При увеличении содержания углерода в сплаве на рентгенограммах фиксируются линии Fe₃C (цементита) с ромбической кристаллической структурой (элементарная ячейка имеет форму параллелепипеда с разными длинами сторон и фиксированным расположением атомов углерода).

Исследование металлографического шлифа под микроскопом не может дать сведений о расположении атомов, но дает другую ценную информацию о форме и размерах зерен составляющих структуры. При этом сплавы Fe-C могут содержать только три кристаллические фазы феррит, аустенит и цементит, а металлические структуры чрезвычайно разнообразны. Если сплав Fe-C термодинамически неравновесен, (например, в результате быстрого охлаждения, закалки), в нем дополнительно возникает метастабильная фаза – мартенсит с тетрагональной структурой (параллелепипед с двумя одинаковыми ребрами).

Иногда металлографический анализ является более чувствительным, чем рентгеноструктурный, например, в стали с 0,3% С металлографическим методом обнаруживается перлитная структура, содержащая цементит.

У фазы может не бы постоянного состава, в кристаллическую решетку могут входить атомы другого элемента, заменяя атомы основного или внедряясь между ними. Такие фазы называют твердыми растворами замещения или внедрения, соответственно. При образовании твердых растворов замещения с введением атомов большего размера, чем атомы основного материала, и твердых растворов внедрения, длина ребра элементарной ячейки увеличивается.

Имея систему эталонных сплавов, состав которых определен химическим или спектральным методом, можно создать таблицы и графики для экспресс- метода определения состава сплавов. Для этого недостаточно определить величины межплоскостных расстояний, нужно также провести индицирование рентгенограммы

Преимущества и недостатки метода

Указанный метод контроля качества сварочных швов имеет высокую эффективность, т.к. обладает следующими преимуществами:

1. Для получения представления о состоянии шва, выполненного любым методом сварки, достаточно всего нескольких секунд.
2. РК имеет более высокую точность по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.
3. РК выявляет широкий спектр дефектов.
4. Рентгенография показывает не только место расположения дефекта, но и его размер, тип.
5. Способ можно применять в полевых условиях, что удобно при контроле трубопроводов или обследовании строительных объектов.

Есть у радиографического метода контроля и свои недостатки:

1. Для проведения рентгенографии требуется специальное оборудование, а его стоимость высока.
2. Необходимо использовать одноразовые расходные материалы: пленку или пластины, а также реагенты, экраны и т.д.
3. Для выполнения работ оператор должен обязательно пройти обучение и сдать экзамены.
4. Чтобы получить достоверный результат, требуется правильно настроить оборудование.
5. Излучение прибора опасно для здоровья.