Nuclear Physics Medical Elementology as a Section of Medical Radiology

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Purpose: Medical elementology and its subsection nuclear physics medical elementology, as the most important areas of biomedical science, are still insufficiently included in the arsenal of medical radiology as a fundamental basis for the development and use of new methods for diagnosing and treating various diseases, including oncological ones. For the successful establishment of nuclear physics medical elementology as a new scientific discipline, it is necessary to develop a clear methodology for its further development.

Results: The definition of the subject of research and the main postulates of medical elementology is given. The close interrelation of knowledge about the content and metabolism of chemical elements, as well as their radioactive and stable isotopes, with the needs of medical radiology is shown. The following areas of research are considered: 1) The use of chemical elements, as well as their radioactive and stable isotopes in medicine; 2) Visualization of organs and tissues, as well as in vivo determination of the content of chemical elements in them; 3) Nuclear physical methods for determining chemical elements in samples of tissues and fluids of the human body in solving oncological problems; 4) The role of chemical elements in calculating absorbed doses during radiotherapy; 5) The use of nuclear physical methods in the formation of groups at increased risk of cancer. A range of modern nuclear physics analytical methods acceptable in clinical practice and as an adequate research tool is outlined. The need for the integrated use of nuclear physics analytical technologies to obtain reference values ​​for the content of chemical elements in various organs, tissues and fluids of the human body in normal and various pathological conditions, as well as to organize the strictest quality control of measurements and unify methodological approaches is demonstrated. The modern possibilities of using the achievements of nuclear physics medical elementology in solving the problems of medical radiology are determined and the priorities for the future are outlined.

Conclusion: The steady development of nuclear physical methods of chemical elements analysis and their implementation in medicine is constantly expanding the scope of possibilities of medical elementology. The development of this area will certainly make a significant contribution to the future successes of medical radiology.

Авторлар туралы

V. Zaichick

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: vzaichick@gmail.com
Obninsk, Russia

V. Kolotov

V.I. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: vzaichick@gmail.com

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

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».