SpaceX的Fram2任务于2025年3月下旬发射，将四名业余宇航员送往人类从未涉足的轨道。这次飞行将作为首次将宇航员送入极地轨道的壮举载入史册，但它也因在航空航天医学领域取得的重大成就而被铭记。
在任务期间，Fram2宇航员在轨道飞行中进行了首次医疗X光扫描。在没有地面控制指导的情况下，他们使用一台小型便携式X光机，完成了手部、前臂、腹部、骨盆和胸部的扫描。飞行中的图像立即传输到机载计算机供机组人员查看，证明了轨道放射摄影的可行性。研究人员今天在《放射学》杂志发表的一项研究中公布了这些成果。
几十年来，超声波一直是宇航员在太空飞行中唯一可靠的医学成像技术。但太空环境充满危险，随着任务时间延长和距离增加，不良医疗事件的风险也随之上升。超声波需要大量操作员培训，并且依赖声波传输介质，可能并不总是足够。
梅奥诊所航空航天医学助理教授、首席研究员谢娜·吉福德告诉Gizmodo："X光是现代医学中最强大的诊断工具之一，因为它速度快、准确性高，并且可以由广泛人群操作，不需要声波传输介质。"
她补充道："在太空环境中，我们也会希望知道宇航服手套是否有破损、岩石凿子是否会因应力断裂而损坏，以及我们在月球行走时捡起的岩石是否含有正确的矿物质。一套光谱X光系统可以使用同一组设备满足所有这些需求。"
业余宇航员变身业余医生
![手部放射影像图，分别是在2025年3月下旬SpaceX Fram-2任务前(A)、任务中(B)和任务后(C)获取的。©北美放射学会(RSNA)]
2022年，吉福德共同撰写了一项研究，将便携式X光机送上抛物线飞行，证明机组人员可以在模拟微重力环境中进行可行的诊断性X光扫描。下一步是在轨道上测试这种能力。
吉福德团队与SpaceX合作，研究宇航员是否可以在为期3.5天的极地轨道飞行Fram2任务中使用商用现成的便携式X光机。起飞前，三名机组成员接受了四小时的操作员培训，并获取了飞行前图像。
Fram2于2025年3月31日搭乘SpaceX猎鹰9号火箭发射，将载人龙飞船送入距海平面264至280英里（425至450公里）的90度轨道。在飞行期间，机组人员使用便携式X光机扫描了各种身体部位以及一块智能手表，测试他们诊断损伤以及电子设备或装备问题的能力。吉福德表示，智能手表扫描的分辨率达到了微米级别。
该任务于2025年4月4日返回，在加利福尼亚州奥申赛德海岸附近溅落。X光发生器在着陆和回收过程中遭受了一些表面损伤，但其内部硬件和X光输出未受影响。返回地球后，一名非机组成员的操作员进行了飞行后X光扫描，复制了飞行前和飞行中的图像。
三名独立放射科医生评估了所有图像的质量、空间分辨率、对比度分辨率和定位。尽管定位有所不同，但图像在所有其他指标上都相同，飞行中的扫描达到了诊断级别。
开启太空医学新时代
这项研究的发现标志着我们在扩展太空诊断能力方面迈出了重要一步。国际空间站(ISS)等航天器长期以来仅依靠超声波来评估宇航员健康状况，但这种成像技术存在局限性。
吉福德解释道："在熟练技术人员手中，超声波有时可以检测到某些伤害和疾病，但准确性往往参差不齐，通常需要仔细观察。要使超声波发挥作用，你所寻找的伤害或疾病必须存在于对声波有响应的介质中。"
由于肌肉、器官组织和动脉含有大量水分，它们对声波具有传导性，在超声波屏幕上显示效果良好。骨骼虽然可见，但细节和清晰度明显较低。
吉福德说："熟练的超声波技术人员可能知道尝试最佳扫描角度以使声波少量穿透骨骼，但骨骼的内部结构在超声波上通常仍然是个谜。"
![Fram2任务中在任务前(A)、任务中(B, C)和任务后(D)拍摄的胸部X光片。©北美放射学会(RSNA)]
随着人类重返月球，诊断太空中的骨骼损伤将变得更加重要。
吉福德解释道："月球有重力——地球重力的六分之一——我们已经看到，即使这么小的重力也足以让宇航员跌倒。宇航服很重，地面坚硬，中间还有带锯齿边缘的岩石以及各种设备。在人类探索的下一阶段，我们撞到、擦伤、跌倒和骨折的几率几乎是100%。"
更重要的是，超声波无法像X光那样诊断电子设备、装备和其他物体的问题。在航天器上配备X光机将使宇航员能够扫描宇航服是否有损坏，或查看月球岩石内部。因此，X光机在太空中的用途远远超出了诊断范围。
虽然本研究中使用的便携式X光机与医院或机场TSA使用的设备相比相当紧凑，但为太空飞行设计的未来系统需要更小。吉福德说："为了让X光在太空中成为常规手段，并且系统占用的上行质量和体积得到合理证明，它的体积需要缩小到现在的一小部分。"
她还强调了将这些系统强化以适应真空环境的重要性，以便它们能伴随宇航员进行月球漫步或太空行走，并集成实时成像指导和支持。吉福德表示，这些改进将使这些系统在太空和地球上的应用更加便捷，为宇航员和偏远或服务不足社区的患者带来益处。
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