Ядерно-физическая медицинская элементология как раздел медицинской радиологии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение: Медицинская элементология и её подраздел ядерно-физическая медицинская элементология, как важнейшее направление медико-биологической науки, еще в недостаточной мере используется в качестве фундаментальной основы для разработки и использования новых методов диагностики и лечения различных заболеваний, включая онкологические. Для успешного становления ядерно-физической медицинской элементологии как новой научной дисциплины необходимо разработать четкую методологию ее дальнейшего развития.

Результаты и обсуждение: Приведено определение предмета исследования и основных постулатов медицинской элементологии. Показана тесная взаимосвязь знаний о содержании и метаболизме химических элементов, а также их радиоактивных и стабильных изотопов с потребностями медицинской радиологии. Рассмотрены следующие направления исследований: 1) Использование химических элементов, а также их радиоактивных и стабильных изотопов в медицине; 2) Визуализация органов и тканей, а также in vivo определение в них содержания химических элементов; 3) Ядерно-физические методы определения химических элементов в образцах тканей и жидкостей тела человека в решении онкологических задач; 4) Роль химических элементов в расчёте поглощённых доз при радиотерапии; 5) Использование ядерно-физических методов при формировании групп повышенного риска онкологических заболеваний. Очерчен круг современных радиационных и ядерных аналитических методов, приемлемых в клинической практике и в качестве адекватного исследовательского инструмента. Продемонстрирована необходимость комплексного использования ядерно-физических и современных аналитических технологий для получения референсных значений содержания химических элементов в различных органах, тканях и жидкостях организма человека в норме и при различных патологических состояниях, а также организации контроля качества измерений и унификации методических подходов.

Определены современные возможности использования достижений медицинской элементологии в решении задач медицинской радиологии и намечены первоочередные задачи на будущее.

Заключение: Неуклонное развитие ядерно-физических методов химического анализа и их внедрение в медицину постоянно расширяют рамки возможностей медицинской элементологии. Развитие этого направления, безусловно, внесёт весомый вклад в будущие успехи медицинской радиологии.

Об авторах

В. Е. Зайчик

Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба Минздрава России

Email: vzaichick@gmail.com
Калужская область, Обнинск

В. П. Колотов

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской Академии Наук

Email: vzaichick@gmail.com

Список литературы

  1. Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука, 1978. 358 c.
  2. Vernadskiy V.I. Scientific Thought as a Planetary Phenomenon. Moscow: Nongovernmental Ecological Vernadsky V.I. Foundation, 1997. 265 p.
  3. Виноградов А.П. Труды Биогеохимической лаборатории АН СССР. 1935. №3.
  4. Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Высшая школа, 1960. 544 c.
  5. Ковальский В.В. Геохимическая экология. Очерки. М.: Наука, 1974. 300 c.
  6. Zaichick V. Medical Elementology as a New Scientific Discipline // J. Radioanal Nucl. Chem. 2006. No. 269. P. 303-309. DOI: https://doi.org/10.1007/s10967-006-0383-3.
  7. Зайчик В., Агаджанян Н.А. Некоторые методологические вопросы медицинской элементологии // Вестник восстановительной медицины. 2004. T.3, № 9. C. 19-23.
  8. Zaichick V., Ermidou-Pollet S., Pollet S. Bio- and Medical Elementology as a New Scientific Discipline. 1. Fundamental Postulates // Proceedings of 5th International Symposium on Trace Elements in Human: New Perspectives. 13-15 October 2005, Athens, Greece. Athens, Greece: Athens University, 2005. P. 24-30.
  9. Zaichick V., Ermidou-Pollet S., Pollet S. Medical Elementology: a New Scientific Discipline // Trace Elements and Electrolytes. 2007. V.24, No. 2. P. 69-74. doi: 10.5414/TEP24069.
  10. Авцин А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека. М.: Медицина, 1991. 496 c.
  11. Chellan P., Sadler P.J. The Elements of Life and Medicines // Philos. Trans. A Math. Phys. Eng. Sci. 2015. V.373, No. 2037. P. 20140182. doi: 10.1098/rsta.2014.018.
  12. Зайчик В.Е., Павлов Б.Д., Ткачев А.В. Влияние гипертермии на скорость выведения131I из щитовидной железы и организма // Бюлл. эксперим. биол. мед. 1974. Т.78, № 10. C. 51-55.
  13. Зайчик В.Е. Способ определения объема внеклеточной жидкости: А. с. № 1377739 СССР: МПК4 G01N33/48 / Институт медицинской радиологии АМН СССР. Бюлл. № 8. № 3984517; заявл. 28.11.1985; опубл. 28.02.1988.
  14. Zaichick V. X-Ray Fluorescence Analysis of Bromine for the Estimation of Extracellular Water // Appl. Radiat. Isot. 1998. V.49, No. 12. P. 1165-1169. doi: 10.1016/s0969-8043(97)10118-x.
  15. Horta J.S., Abbatt J.D., Motta L.C., Tavares M.H. Leukaemia, Malignancies and Other Late Effects Following Administration of Thorotrast // Zeitschrift für Krebsforschung und Klinische Onkologie. 1972. V.77, No. 3. P. 202–216. doi: 10.1007/BF02570686.
  16. Gao S.-Y., Zhang X.-Y., Wei W., Li X.-T., Li Y.-L., Xu M., Sun Y.-S., Zhang X.-P. Identification of Benign and Malignant Thyroid Nodules by in vivo Iodine Concentration Measurement Using Single-Source Dual Energy CT: A Retrospective Diagnostic Accuracy Study // Medicine (Baltimore). 2016. V.95, No. 39. P. e4816. doi: 10.1097/MD.0000000000004816.
  17. Binh D.D., Nakajima T., Otake H., Higuchi T., Tsushima Y. Iodine Concentration Calculated by Dual-Energy Computed Tomography (DECT) as a Functional Parameter to Evaluate Thyroid Metabolism in Patients with Hyperthyroidism // BMC Med. Imaging. 2017. No. 17. P. 43. doi: 10.1186/s12880-017-0216-6.
  18. Hansson M., Berg G., Isaksson M. In vivo x-Ray Fluorescence Analysis (XRF) of the Thyroid Iodine Content- Influence of Measurement Geometries on the Iodine Kα Signal // X-Ray Spectrometry. 2008. V.37, No. 1. P. 37–41. DOI: https://doi.org/10.1002/xrs.991.
  19. Kapadia A.J., Sharma A.C., Tourassi G.D., Bender J.E., Howell C.R., Crowell A.S., Kiser M.R., Harrawood B.P., Pedroni R.S., Floyd C.E.Jr. Neutron Stimulated Emission Computed Tomography for Diagnosis of Breast Cancer // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2008. V.55, No. 1. P. 501-509. doi: 10.1109/TNS.2007.909847.
  20. Martini N., Koukou V., Michail C., Fountos G. Dual Energy X-ray Methods for the Characterization, Quantification and Imaging of Calcification Minerals and Masses in Breast // Crystals. 2020. V.10, No. 3. P. 198. doi: 10.3390/cryst1003019.
  21. Зайчик В.Е., Втюрин Б.М., Жербин Е.А., Матвеенко Е.Г. Способ дифференциальной диагностики рака щитовидной железы: А. с. № 619859 СССР: МПК5 G01N33/16 / Научно-исследовательский институт медицинской радиологии. Бюлл. № 30. № 2429566; заявл. 06.12.1976; опубл. 15.08.1978.
  22. Бизер В.А., Жербин Е.А., Зайчик В.Е., Калашников В.М., Прошин В.В. Способ диагностики новообразований костей: А. с. № 677748 СССР: МПК5 A61B10/00 / Научно-исследовательский институт медицинской радиологии. Бюлл. 29. № 2445679; заявл. 10.01.1977; опубл. 16.04.79.
  23. Дунчик В.Н., Жербин Е.А., Зайчик В.Е., Леонов А.И., Свиридова Т.В. Способ дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных опухолей предстательной железы: А. с. № 764660 СССР: МПК5 A61B10/00 / Научно-исследовательский институт медицинской радиологии АМН СССР. Бюлл. № 35. № 2537192; заявл. 27.10.1977; опубл. 23.09.1980.
  24. Цыб А.Ф., Зайчик В.Е., Вапняр В.В., Калашников В.М., Кондрашов А.Е. Способ диагностики злокачественных опухолей: А. с. № 1096775 СССР : МПК5 A61B10/00, G01N33/48 / Научно-исследовательский институт медицинской радиологии АМН СССР. № 3407080; заявл. 15.03.1982; зарегистр. 08.02.1984.
  25. Зайчик В.Е., Цыб А.Ф., Дунчик В.Н., Свиридова Т.В. Способ диагностики заболеваний предстательной железы: А. с. № 997281 СССР: МПК5 A61B10/00 / Научно-исследовательский институт медицинской радиологии АМН СССР. № 3267411; заявл. 30.03.1981; зарегистр. 14.10.1982.
  26. Зайчик В.Е., Цыб А.Ф., Втюрин Б.М., Медведев В.С. Способ диагностики скрытого рака щитовидной железы: А. с. № 1096776 СССР: МПК4 A61B10/00, G01N33/48 / Научно-исследовательский институт медицинской радиологии АМН СССР. Бюлл. № 44. № 3407081; заявл 15.03.1982; опубл. 30.11.1985.
  27. Zaichick V. Data for the Reference Man: Skeleton Content of Chemical Elements // Radiat Environ Biophys. 2013. V.52, No. 1. P. 65-85. DOI: https://doi.org/10.1007/s00411-012-0448-3.
  28. Zaichick V., Wynchank S. Reference Man for Radiological Protection: 71 Chemical Elements’ Content of the Prostate Gland (Normal and Cancerous) // Radiat Environ Biophys. 2021. No. 60. P. 165–178. doi: 10.1007/s00411-020-00884-5.
  29. Landry G., Reniers B., Murrer L., Lutgens L., Gurp E.B., Pignol J.P., Keller B., Beaulieu L., Verhaegen F. Sensitivity of Low Energy Brachytherapy Monte Carlo Dose Calculations to Uncertainties in Human Tissue Composition // Med. Phys. 2010. V.37, No. 10. P. 5188-5198. doi: 10.1118/1.3477161.
  30. Boffetta P., Nyberg F. Contribution of Environmental Factors to Cancer Risk // British Medical Bulletin // 2003. No. 68. P. 71-94. doi: 10.1093/bmp/ldg023.
  31. Zaichick V., Ovchjarenko N., Zaichick S. In Vivo Energy Dispersive x-Ray Fluorescence for Measuring the Content of Essential and Toxic Trace Elements in Teeth // Appl. Radiat. Isot. 1999. V.50, No. 2. P. 283-293. doi: 10.1016/s0969-8043(97)10150-6.
  32. International Commission on Radiological Protection No 23. Report of the Task Group on Reference Man. Oxford: Pergamon Press, 1975. https://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%2023.
  33. Iyengar G.V., Kollmer W.E., Bowen H.J.M. The Elemental Composition of Human Tissues and Body Fluids. A Compilation of Values for Adults. Weinheim: Werlag Chemie, 1978. 512 P. DOI: https://lib.ugent.be/en/catalog/rug01:000082752.
  34. Szpunar J. Advances in Analytical Methodology for Bioinorganic Speciation Analysis: Metallomics, Metalloproteomics and Heteroatom-Tagged Proteomics and Metabolomics // Analyst. 2005. No. 130. P. 442–465. doi: 10.1039/b418265k.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».