骨骼的发育过程十分复杂。它始于结缔组织骨骼的形成。从胎儿宫内第二个月开始,结缔组织骨骼逐渐转变为软骨骨骼(只有颅顶、面骨和锁骨体不经历软骨阶段)。之后,软骨骨骼会经历一个漫长的过渡期,平均在25岁时完成。骨骼的骨化过程可以通过X射线清晰地记录下来。
新生儿的大多数骨骼末端尚未形成骨化中心,且由软骨构成,因此骨骺在X光片上不可见,且X光片上的关节间隙显得异常宽阔。在随后的几年里,所有骨骺和骨突都会出现骨化中心。骨骺与干骺端、骨突与骨干的融合(即所谓的骨性融合)按一定的时间顺序进行,并且通常两侧相对对称。
在放射诊断中,分析骨化中心的形成和骨性愈合的时间至关重要。成骨过程可能因各种原因而中断,从而导致整个骨骼、单个解剖区域或单个骨骼的发育出现先天性或后天性异常。
使用放射学方法,可以识别各种形式的骨骼骨化障碍:骨化点外观不对称。
人类的骨骼种类繁多(人类拥有超过 200 种骨骼),通常分为管状骨(长骨:肱骨、前臂骨、股骨、胫骨;短骨:锁骨、指骨、掌骨和跖骨)、海绵状骨(长骨:肋骨、胸骨;短骨:椎骨、腕骨、跖骨和籽骨)、扁平骨(颅骨、骨盆、肩胛骨)和混合骨(颅底骨)。
所有骨骼的位置、形状和大小在X光片上都能清晰地反映出来。由于X射线主要被矿物盐吸收,因此图像主要显示骨骼的致密部分,即骨束和骨小梁。软组织(例如骨膜、骨内膜、骨髓、血管和神经、软骨、滑液)在生理条件下无法形成结构性X光图像,骨骼周围的筋膜和肌肉也无法形成结构性X光图像。所有这些结构在超声图像、计算机图像,尤其是磁共振断层扫描图像上都能部分地被识别。
海绵状物质的骨小梁由大量紧密相邻的骨板组成,这些骨板形成类似海绵的致密网络,这就是这种骨骼结构称为海绵状的基础。在皮质中,骨板分布非常密集。干骺端和骨骺主要由海绵状物质组成。它在X光片上呈现出由相互交织的骨小梁组成的特殊骨骼图案。这些骨小梁呈由横向横杆连接的弯曲板状,或呈形成细胞结构的管状。骨小梁和骨小梁与骨髓腔的比例决定了骨骼的结构。一方面,它由遗传因素决定,另一方面,在人的一生中,它取决于功能负荷的性质,并且很大程度上取决于生活条件,工作和体育活动。在管状骨的X光片上,可以清晰地辨认出骨干、干骺端、骨骺和骨骺。骨干是骨骼的主体。髓管在其整个长度上清晰可见。髓管被致密的骨质包裹,骨质在骨边缘形成均匀的阴影——皮质层,皮质层向干骺端逐渐变薄。皮质层的外轮廓清晰可见,在韧带和肌腱附着处不均匀。
骨骺是靠近骨骺的骨质突起,具有独立的骨化核;它是肌肉的起源或附着点。关节软骨在X光片上不投射阴影。因此,在骨骺之间(即一个骨的关节头与另一个骨的关节盂之间)可以观察到一条称为X光关节腔的亮带。
扁平骨的X射线图像与长短管状骨的图像有显著差异。在颅腔中,海绵状物质(板障层)分化良好,由薄而致密的外板和内板界定。在骨盆骨中,海绵状物质的结构清晰,边缘覆盖着一层相当明显的皮质层。混合骨在X射线图像中形状各异,可以通过在不同的投影下拍摄照片来正确评估。
CT扫描的一大特色是能够以轴向投影的方式显示骨骼和关节的图像。此外,计算机断层扫描不仅能反映骨骼,还能反映软组织;它能够判断肌肉、肌腱、韧带的位置、体积和密度,以及软组织中是否存在脓肿、肿瘤生长等。
超声检查是检查四肢肌肉和韧带结构的一种极其有效的方法。肌腱断裂、肌腱袖损伤、关节积液、滑膜增生性病变和滑膜囊肿、软组织脓肿和血肿——以上仅仅是超声检查所能发现的全部病理状况。
骨骼的放射性核素显像值得特别关注。该技术通过静脉注射锝标记的磷酸盐化合物(99mTc-焦磷酸盐、99mTc-二膦酸盐等)来实现。RFP(放射性核素)在骨组织中的掺入强度和速率取决于两个主要因素——血流量和骨骼代谢过程的强度。血液循环和代谢的增加或减少都不可避免地会影响RFP在骨组织中的掺入水平,因此会反映在闪烁显像中。
如果需要对血管成分进行研究,则采用三阶段方法。在静脉注射放射性药物后的第一分钟,动脉循环阶段被记录在计算机存储器中;从第二分钟到第四分钟,记录“血池”的动态序列。这是一般血管化阶段。3小时后,生成闪烁显像,即骨骼的“代谢”图像。
在健康人体内,放射性药物在骨骼中的聚集相对均匀且对称。其浓度在骨骼生长区和关节面区域较高。此外,由于约50%的放射性药物在同一时期通过泌尿道排出,因此在闪烁显像中会出现肾脏和膀胱的阴影。在骨骼发育异常和代谢紊乱的情况下,骨骼中放射性药物的浓度会降低。在骨梗塞和骨组织无菌性坏死区域,可发现个别区域存在弱聚集(“冷”灶)。
在许多病理过程中,例如骨折、骨髓炎、关节炎、肿瘤,都会观察到骨骼中放射性药物浓度局部升高(“热”灶)。但如果不考虑疾病的既往病史和临床表现,通常无法确定“热”灶的性质。因此,骨闪烁显像技术具有高灵敏度,但特异性低的特点。
综上所述,需要指出的是,近年来放射治疗已被广泛应用于介入治疗,例如骨和关节活检,包括椎间盘活检、骶髂关节活检、周围骨活检、滑膜活检、关节周围软组织活检,以及关节内注射药物、骨囊肿、血管瘤治疗、粘液囊钙化抽吸、原发性和转移性骨肿瘤血管栓塞等。