40多年来,超声一直是太空中的唯一医疗成像方法,但这并非出于自愿选择。宇航员需要接受大量培训才能操作设备,而该技术依赖声波传输——在拥挤嘈杂的环境中特别难以维持。
"航空航天医学一直梦想拥有多种成像方式来诊断太空中的疾病和伤害,"妙佑医疗国际(Mayo Clinic)研究员谢娜·吉福德(Sheyna Gifford)解释道。
那么,为什么机组人员没有开始在任务中携带X光设备呢?X光机笨重且产生大量辐射,同时受检者在成像过程中必须保持非常静止。
"因为在太空中一切都在不断移动,人们一直认为在轨道上获取诊断图像是技术上过于困难的,"吉福德补充道。
这些过去的限制终于正在消失。像冰柜大小的MinXray TR90BH这样的商用现成X光机现在允许用户在远离传统设施的地方对受检者进行扫描。2022年,吉福德协助准备机组人员,在抛物线飞行期间经历微重力时成功生成数字X光片。吉福德的团队随后花了数年时间与太空探索技术公司(SpaceX)合作,计划进行另一项可行性研究。这一次,他们不想在模拟太空条件的飞机上操作X光机——他们打算在轨道任务中使用该设备。
这一过程在最近发表在《放射学》(Radiology)期刊上的一项研究中有详细描述,该研究聚焦于去年的Fram2任务。宇航员仅用四个小时学习如何使用便携式放射成像设备,而不是数天的医学培训。然后,在2025年3月31日他们乘坐太空探索技术公司(SpaceX)猎鹰9号火箭发射前,他们对一只手、前臂、胸部、腹部和骨盆进行了飞行前X光检查。进入轨道后,团队先校准系统,然后使用MinXray对相同身体部位以及一块智能手表进行测试。
机组返回后,三名独立放射科医生根据定位、空间和对比度分辨率以及整体扫描质量,对轨道X光图像进行了评估。尽管中心身体图像的定位评分略有下降,但其他所有扫描都与在地球上创建的类似样本相当。同时,宇航员报告称,尽管前期培训极少,但使用该机器非常容易。
"在太空中获取具有诊断价值的X光片是任何人都能做的事情,"吉福德说。"三位非常有才华的非医学人员在最严酷的环境之一中仅接受四小时培训,就正确且出色地完成了任务。"
展望未来,研究人员希望在轨道任务期间进行更多X光测试,同时继续减小设备的整体尺寸。据吉福德称,其影响远不止于医疗紧急情况。
"对于在太空中的持续人类存在,X光不仅对机组成员至关重要,对电子设备和宇航服等其他任务组件也同样重要,"她说。"不拆解这些物体就能查看内部的唯一方法就是X光检查。"
在宇航员将X光机安装在月球上之前,至少有一个问题需要立即关注。尽管在任务期间仍然有用,Fram2任务的宇航员确实报告称,他们的设备在起飞和着陆过程中受到了一些相对轻微的外部损伤。
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