Рассуждение о морфомеханике. 3.13.7 Рентгеновское изображение проксимальной части бедра

3.13.7 Рентгеновское изображение проксимальной части бедра

В «дорентгеновскую эру» строение спонгиозного вещества костей изучалось при их распиливании в той или иной плоскости. Интересно в этом плане описание сечения проксимального конца бедренной кости во фронтальной плоскости, сделанное П.Ф.Лесгафтом в статье «Архитектура костей» и опубликованной в 1882 году. «В верхней части кость эта изогнута в виде крана, поверхность ее прикрыта тонким слоем плотного вещества и содержит губчатое вещество, в котором совершенно отчетливо можно последить кривые перекладины, и идущие с внутренней поверхности плотного вещества. Вещество это можно себе представить, как состоящее из параллельных оси кости концентрических пластинок.

Рис.3.68. Архитектура губчатого вещества
верхней части бедренной кости (из Лесгафт П.Ф., 1968).

Перекладины губчатого вещества, начинаясь с внутренней окружности (спереди, сзади, снаружи и внутри) плотного вещества, направляются дугообразно к средине кости; здесь ни перекрещиваются с осью кости под углом 45° и между собой – под прямым углом и продолжают свой путь до тонкой плотной коры противоположной стороны, где и оканчиваются, подходя к ней под прямым углом. С верхней части внутренней окружности и плотного вещества на том месте, где кость заворачивается внутрь, отходит перекладины, которые, расходясь веерообразно, направляются кверху, к месту наибольшего отягощения (К), где эти перекладины перекрещиваются с плотным веществом под прямым углом. Эти перекладины перекрещиваются также на средине кости с перекладинами, идущими с противоположной стороны под прямым углом, и с осью кости под углом 45°. В настоящем бугре, находящемся по наружной окружности изогнутой части кости, существуют также перекрещивающиеся перекладины, установленные параллельно длинному размеру бугра. Что перекладины в губчатом веществе верхнего конца этой кости идут со всей окружности наружной и внутренней половины, с внутренней поверхности плотного вещества, видно хорошо на поперечных сечения этого конца, на которых всегда довольно часто выражены концентрические кружки, соединенные между собой перекладинами. Все эти явления очень легко себе выяснить на основании поведенных выше разъяснений: тело кости будет цилиндрическая стойка, вещество которой переходит в кривые растяжения с наружной поверхности наружной половины стойки и кривые сжатия – с внутренней поверхности внутренней половины стойки. Они направляются к оси стойки, с которой и перекрещиваются под углом 45° и где они противодействуют, как известно, силе передвижения или смещения» (Лесгафт П.Ф., 1968). 

Рис.3.69. Реальная ориентация трабекул спонгиозного вещества. 

Следует указать, что в действительности трабекулы пересекаются между собой не всегда под прямым углом. Это видно даже на схематическом рисунке П.Ф.Лесгафта. Представление, об абсолютно правильной геометрической форме ячеек спонгиозной кости образованных трабекулами, имевшееся у исследователей прошлого века несколько идеализировано. Реально же ориентация трабекул и форма ячеек спонгиозного вещества гораздо сложнее ввиду множества разнонаправленных сил, действующих на кость (Рис.3.69). С развитием рентгенологии, совершенствованием аппаратуры и улучшением характеристик фотоматериалов значительно повысилось качество рентгенограмм. Ныне, на хорошо выполненном снимке удается четко дифференцировать даже тени мелких объектов, например костных балок (Рис.3.70). Хотя отображаемые на рентгенограмме трабекулы и являются суммацией теней множества костных пластинок, лежащих на одной прямой, обычный рентгеновский снимок позволяет получить достаточно ясное и недвусмысленное представление об истинном строении спонгиозного вещества. Несколько рентгенограмм одной области, сделанные в разных проекциях позволяют судить уже о трехмерной структуре кости, значительно увеличивая информативность исследования. 

Рис.3.70. Рентгенограмма проксимального отдела бедренной кости, на которой четко выявляются трабекулярные системы и зоны разрежения спонгиозного вещества (из Pauwels F., 1965 с изменениями). 

Балочная система проксимального конца бедренной кости издавна привлекала к себе внимание клиницистов, биомехаников и рентгенологов. В ней виделось отражение действенности законов трансформации костной ткани, высочайшей целесообразности организации живого. Рентгеновский метод позволил изучать структуру кости in vivo, и в динамике. Рассечение кости стало менее значимым и порой даже ненужным.

Дистанционная и неинвазивная технология рентгеновского исследования вторглась в пределы микроанатомии, что доселе было невозможным. Достоверность фактов, полученных посредством рентгенографии, не вызывает сомнений и с учетом положения о суммации теней, снимки вполне можно считать гистотопографическим изображениям. Особенно хорошо видно строение балочной системы проксимального конца бедренной кости в рентгеновском изображении.

Рентгенархитектоника проксимального отдела бедренной кости достаточно хорошо изучена. Представления о ней сложились и устоялись, а, будучи принятые авторитетами научного сообщества, широко используются в практической деятельности для лечения и диагностики патологии ТБС.

В трабекулярной системе спонгиозного вещества верхней части бедренной кости принято выделять три основные системы костных балок. Они обычно отчетливо отображаются на стандартных рентгенограммах области ТБС в задней проекции. Архитектоника проксимального конца бедра отвечает особенностям функциональной нагрузки и представляет собой специальную систему траекторий – линий Пакард–Мейера (Paquard-Meyer). Максимального развития системы костных трабекул достигают к 25 годам. Первый ансамбль состоит из трабекул, идущих от дуги Адамса по направлению к головке, противодействующий изгибу и сжатию ШБК в вертикальном направлении. Второй – представляет дугообразный пучок, направляющийся от основания большого вертела внутрь к головке и малому вертелу, который противостоит сжатию со стороны приводящих мышц и растяжению отводящих. Он как бы противостоит растяжению и разрыву верхнего отдела ШБК. Третий ансамбль костных пластинок возникает из компактного вещества дуги Адамса и направляется к большому вертелу, противодействуя силам сжатия. Кроме этого, в ШБК на рентгенограмме определяются так называемые слабые места – треугольник Уорда (Ward) и участок Вольфа (Wolf), первый появляется к 5 годам, второй к 8–10 (Мирзоева И.И. и соавт., 1976). M.Harty (1984) также указывает на наличие двух треугольных участков. Один из них он именует треугольник Варда, а второй, в области нижнего полюса ГБК, - участок Бебкока. Он ограничен снаружи первой системой трабекул, снизу субхондральной костной пластинкой, медиальной его стороной является медиальная часть второй системы трабекул (Рис.3.31, 3.32).

В.А.Дьяченко (1954) также выделяет три системы трабекул верхнего конца бедренной кости аналогичной ориентации. Однако дает им иные названия, связанные с их «назначением». Первый ансамбль трабекул именует «перекладины сжатия». Вторую систему называет «перекладины растяжения», а третью «нейтральные» перекладины». При наличии третьего вертела обычно наблюдается и особое построение трабекул в верхнем конце бедренной кости. 

Следует отметить, что исследователи архитектоники проксимального отдела бедра выделяют различное число систем трабекул. Зачастую отличается изображение хода трабекул, и названия им зачастую даются различные. Здесь мы приведем несколько рисунков иллюстрирующих существующую палитру мнений (Рис.3.71, 3.72, 3.73, 3.74).

Рис.3.71-74. Изображение трабекулярных систем проксимального отдела бедра. 

N.Rydell (1966) в проксимальном отделе бедренной кости выделяет три системы трабекул: латеральную, медиальную и дугообразную. Первая начинается от нижнего контура ШБК и направляется в верхний полюс ГБК, вторая начинается от подвертельной области, следует по дуге в верхней половине ШБК и, проходя через центр ГБК, заканчивается в нижнем ее секторе. Третья система следует через центр ГБК, заканчивается в нижнем ее секторе. 

Bourgery (1832) описал внутреннюю архитектуру ШБК, а также ГБК и утверждал, что трабекулярная система увеличивает прочность кости. Он чувствовал, что средняя трабекулярная система несет груз, действующий на ГБК через ШБК к кортикальному слою диафиза. Он также описал два треугольника, сформированные различными трабекулярными системами, средний, позже был назван треугольником Варда. Функция трабекулярных систем все еще обсуждается. Считается, что медиальная система трабекул испытывает напряжение сжатия, аналогично думал и Bourgery (1832). Функция дугообразной части неясна. Интересно отметить, что в поперечном разрезе через ШБК, вблизи диафиза, костные пластинки располагаются в форме буквы «T». По мнению N.Rydell (1966) дугообразная система трабекул и Т-образное расположение костных пластинок есть результат противодействия ШБК изгибу.

Согласно P.Maquet (1985) пять основных групп трабекул проксимального конца бедренной кости обеспечивают несущую способность головки и шейки и иллюстрируют распределение основных напряжений в них (Мителева З.М., 1988).

По мнению В.М.Шаповалова и соавт. (1998) в межвертельной зоне отмечаются сжимающие усилия, а довольно значительные растягивающие имеют место на участке перехода ШБК в большой вертел (Рис.3.75).

A.Kolodny (1925) выделял наружное и внутреннее бедренные стропила, перекрещивающиеся в ГБК. Наружное, в виде арки, заканчивается в нижней части ГБК и противодействует растяжению, а внутреннее компрессии. Продолжением их являются костные пластинки, идущие вдоль безымянной линии тазовой кости. F.Villemin, A.Simeon (1937) описывая строение ШБК также наблюдали три пучка трабекул:

1. «Головной пучок, исходящий из компактного вещества внутренней стенки шейки и заканчивающийся в большом вертеле».

2. «Трохантерный пучок, также выделяющийся из компактного вещества внутренней стенки шейки и заканчивающийся в большом вертеле».

3. «Дугообразный пучок, берущий начало из компактного вещества наружной части подвертельной области проходящий в виде дуги вдоль верхней части стенки и заканчивающийся ниже ямки головки. Этот пучок особенно прочно укрепляет шейку». 

Рис.3.75. Зоны растяжения и сжатия проксимального
 отдела бедра по Th. Wyss (1948). 

Между означенными системами пластинок имеется участок относительно разряженного костного вещества – треугольник Варда, описанный им в 1838 г. (Николаев Л.П., 1947).

A.M.Pankovich (1983) описывает пять групп трабекул проксимального конца бедренной кости. Первая группа трабекул сжатия соответствует первой системе трабекул. Вторая группа трабекул сжатия соединяет малый и большой вертелы и соответствует третьей системе трабекул. Группа трабекул большого вертела, следующая от вершины, вертела к его основанию приблизительно параллельно длинной оси бедра. Первая группа трабекул растяжения – соответствует второй системе трабекул. Вторая группа трабекул растяжения параллельна и расположена ниже вышеозначенной, не заходя в область ШБК.

При остеопорозе некоторые из указанных групп трабекул исчезают, что позволило M.Singh выделить шесть степеней выраженности остеопороза (Рис.3.76) проксимального конца бедренной кости (Laros G.S., 1983).

На рентгенограммах области ТБС, выполненной двухлетнему ребенку, хоть и нечетко, но уже определяются три системы костных пластинок. К четырем годам системы костных балок уже хорошо дифференцируются. В шестилетнем возрасте на рентгенограммах ансамбли трабекул еще более выражены, при этом отмечается еле заметная дифференцировка в ГБК. В этот период в ШБК обнаруживаются два относительно разрыхленных участка: один в нижнемедиальном углу, а другой в межвертельной области. Развитие систем костных пластинок продолжается особенно в периоде полового созревания (Крюк А.С., 1970). 

Рис.3.73. Степени выраженности остеопороза проксимального отдела бедра. 

Е.П.Подрушняк (1972) рентгенологически изучая проксимальный конец бедренной кости, отметил структурные его изменения, происходящие с возрастом. В частности, в пожилом возрасте лучше всего выражена первая система костных балок. Она представляет собой мощный пучок трабекул, поднимающийся вверх по линии нагрузки, в виде веера, достигая субхондральной костной пластинки ГБК. Вторая система берет свое начало из нижневнутреннего сектора ГБК. Она направляется латерально вверх по дуге, подходит к кортикальному слою, а затем переходит в область большого вертела и достигает кортикального слоя латеральной стороны бедра. У пожилых, вторая система костных балок, чаще всего, выражена слабо и имеет рассыпной тип. Третий же ансамбль трабекул в большинстве случаев отсутствует совсем. Две последние системы содержат тонкие костные балки, рисунок их прерывистый, не ясный. У многих лиц слабо выражена и первая система, при этом медиальное статически слабое место (треугольник Варда), соединяется с латеральным. Нередко наблюдается продолжение костных пластинок первой системы в костной ткани крыши ВВ. Вообще же костные пластинки двух соседних костей являются как бы продолжением друг друга через сустав и ТБС не является исключением (Богданов В.А., 1976).

Наряду с радиально ориентированными трабекулами в области тела подвздошной кости над ВВ имеются и поперечно расположенные костные пластинки, параллельные ее крыше. Компактный слой в ЯВВ едва достигает 1 мм, в то время как компактный слой крыши, полулунной поверхности, значительно более широкий и равен нескольким миллиметрам (Майкова-Строганова В.С., Рохлин Д.Г., 1957).

Компактный слой бедренной кости, начинаясь в области ГБК тонкой линией, утолщается, переходя на ШБК, а затем на диафиз, где достигает наибольшей ширины. Именно этот мощный слой компактного вещества и именуется дугой Адамса. Она становится хорошо выраженной на 2-3 году жизни ребенка, постепенно утолщаясь. По верхней поверхности ШБК, компактный слой тоньше, чем по нижней. На границе ГБК с ШБК зачастую видна полоска более плотного костного вещества – эпифизарный шов, след синостоза. Он виден в первые годы после синостозирования ШБК и ГБК, но иногда обнаруживается и у стариков (Дьяченко В.А., 1954).

Эпифизарная линия указывает на местоположение росткового хряща, существующего до зрелого возраста. Она совпадает на ШБК с границей между эпифизом и диафизом (Курс топографической…, 1932).

В спонгиозном веществе ШБК еще имеется своего рода перегородка из компактной костной ткани – шпора Меркеля (Рис.3.34) (перегородка Роде, пластинка Биголова) (Рукосуев С.Г., 1948). Она является как бы продолжением компактного вещества диафиза. В области основания ШБК также визуализируется на рентгенограммах межвертельный гребень (Майкова-Строганова В.С., Рохлин Д.Г., 1957). Представляя собой накостное образование, его линия соединяет малый и большой вертел, пересекая губчатое вещество ШБК и симулируя внутрикостно расположенный элемент.

Шпора Меркеля, на поперечном срезе, соответствует основанию системы веерообразных трабекул, отделяющихся от нижнемедиальной стенки шейки и направляющихся в ГБК. Утолщение компактного вещества вдоль нижнемедиальной стенки ШБК именуется дугой Адамса (Николаев Л.П., 1947).

Приведенные выше мнения и описания демонстрируют, что внутренняя структура костей изменчива, а представления о ней зачастую отличаются друг от друга. Вместе с тем точка зрения о наличии определенной внутренней структуры кости не оспаривается никем.

 

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Примечания:

Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика