
太空中的首次X射线为前往月球的潜在患者带来了希望
左侧是Ffram2机组人员手部的预飞行X射线,中间是轨道上拍摄的X射线,右侧是飞行后拍摄的X射线。(图片来源:北美放射学会(RSNA))一种微型X射线机在轨道上的成功测试后,将改变宇航员的健康前景。作为附加好处,除了检查月球上是否有骨折外,这项技术还可以分发到偏远地区的小城镇和村庄,以提供远离大医院的增强医疗服务。在很大一部分太空时代里,宇航员仅能获取超声波机器作为诊断伤害的工具。与需要声波介质的超声波不同,X射线可以在真空中使用。X射线机器的问题在于,传统上它们体积庞大且笨重,耗电量大,成像存在困难(导致模糊影像),在发射和大气再入时容易受到损坏。然而,随着人类航天飞行以及超出地球轨道的航行再次受到重视(有关于在月球上建立前哨基地的提议),宇航员受伤的概率更高,因此对太空中的医疗X射线的需求更加迫切。技术现已发展到小型便携式X射线设备在地球上已成为普遍现象。“便携式X射线机器随处可见——在肯塔基德比赛马、超级碗的场边以及全球低资源地区——因为它们可以使用太阳能供电,并且可以由没有任何医疗专业知识的人操作,”明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所的航空医学助理教授Sheyna Gifford在一份声明中表示。Gifford希望在太空测试其中一种便携式X射线设备。她的团队首次模拟在太空环境中拍摄X射线的机会是在2022年的一次抛物线飞行中(当时一架飞机通过在抛物线轨迹上攀升来模拟微重力,正如著名的“呕吐彗星”)时,飞行员成员使用便携式X射线机拍摄了某人手的X射线。然而,真正的测试发生在2025年3月31日,随着私营Fram2任务的发射,该任务带着四名首次飞行的宇航员乘坐SpaceX Crew Dragon进行为期3.5天的环地球飞行。这些宇航员中的任何一位都不是医疗专家,但在发射前接受了四小时的便携式X射线设备培训,然后在轨道上,他们的任务是拍摄智能手表、手部、腹部、骨盆和胸部的X射线。这些X射线影像被数字记录下来,使宇航员能够立即查看,无需冲洗胶卷。回到地球后,三位独立医学专家将Fram2的X射线图像与发射前拍摄的类似X射线进行了比较。他们发现,尽管地面拍摄的X射线质更好,但太空拍摄的X射线足以用于诊断如骨折等伤害。此外,X射线设备在发射和受到冲击后仅有外部略有损坏就回到了地球,搭乘Crew Dragon。Fram2的机组成员均报告称,X射线机器易于使用,并建议未来应设计得更易于在机舱内稳定夹紧。代表性的预飞行、飞行中和飞行后胸部X射线影像。胸部X射线在:A)由机组成员在预飞行时采集,B、C)在发射后第3天(L+3)由机组成员飞行中拍摄,D)由非机组操作员在飞行后按相同成像协议拍摄。(图片来源:北美放射学会(RSNA))“我们相信现成的便携式系统在预发射测试中非常有可能幸存,并能够在宇航员经过最少的培训后在太空中投入使用,”Gifford说。“通过获取太空中的第一张人类及设备X射线,我们的研究展示了在轨道进行放射线摄影的可行性,以及对机组健康和硬件评估的扩展诊断能力。” X射线机器在太空中的用途不仅仅限于应用于人类健康。X射线可用于检查电子设备和航天服的潜在损坏,诊断功能失常卫星的问题,甚至可以系在月球探测车上分析月球表面。Gifford说,下一步是将便携式系统做得更小。“我希望我们能进一步缩小便携式成像系统的尺寸,提高它们的坚固性和可用性,以便能够包含在未来的任务中,”她说。这项技术在地球上也能证明其价值。易于使用和高度便携的X射线设备,可以生成数字图像并在平板电脑甚至智能手机上进行检查,这将对偏远地区或狭小空间的救援队伍非常宝贵。这也将改变农村地区的医疗服务。
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