Космическая медицина - Space medicine

Dan Burbank и Шкаплеров участие в медицинском сверлом на случай чрезвычайных ситуаций в лаборатории Destiny на Международной космической станции . Это упражнение дает членам экипажа возможность работать в команде над устранением смоделированной неотложной медицинской помощи на борту космической станции.

Космическая медицина является практикой медицины на космонавтах в космическом пространстве , в то время как астронавтике гигиена является применением науки и техники для предотвращения или контроля воздействия на опасность , которые могут привести к астронавту нездоровья. Обе эти науки работают вместе, чтобы космонавты работали в безопасной среде. Основная цель - выяснить, насколько хорошо и как долго люди могут выжить в экстремальных условиях в космосе и как быстро они могут адаптироваться к окружающей среде Земли после возвращения из путешествия. Медицинские последствия, такие как возможная слепота и потеря костной массы , были связаны с полетами человека в космос .

В октябре 2015 года Управление генерального инспектора НАСА опубликовало отчет об опасностях для здоровья, связанных с исследованием космоса , включая полет человека на Марс .

История

Хубертус Стругхольд (1898–1987), бывший нацистский врач и физиолог, был доставлен в Соединенные Штаты после Второй мировой войны в рамках операции «Скрепка» . Он впервые ввел термин «космическая медицина» в 1948 году и был первым и единственным профессором космической медицины в Школе авиационной медицины (SAM) на базе ВВС Рэндольф , штат Техас . В 1949 году Стругхолд был назначен директором Департамента космической медицины в SAM (сейчас это Школа аэрокосмической медицины ВВС США (USAFSAM) на базе ВВС Райт-Паттерсон, штат Огайо. Он сыграл важную роль в разработке скафандра. носили первые американские астронавты. Он был соучредителем отделения космической медицины Аэрокосмической медицинской ассоциации в 1950 году. В 1977 году в его честь была названа авиационная медицинская библиотека на авиабазе Брукс, но позже переименована, поскольку документы Нюрнбергского трибунала по военным преступлениям связаны Строгий к медицинским экспериментам, в которых заключенных концлагеря Дахау пытали и убивали.

Советские исследования в области космической медицины были сосредоточены в Научно-исследовательском испытательном институте авиационной медицины (НИИАМ). В 1949 году министр обороны СССР А.М. Василевский по инициативе Сергея Королева поручил НИИАМ провести биологические и медицинские исследования. В 1951 году в НИИАМ началась работа над первой научно-исследовательской работой «Физиолого-гигиеническое обоснование летных возможностей в особых условиях», в которой сформулированы основные исследовательские задачи, необходимые требования к гермокабинам, системам жизнеобеспечения, аварийно-спасательной и контрольно-регистрирующей аппаратуре. . В КБ Королева создали ракеты для подъема животных на 200-250 км и 500-600 км, а потом заговорили о создании искусственных спутников и о запуске человека в космос. Затем, в 1963 году, был основан Институт биомедицинских проблем (IMBP) для изучения космической медицины.

Проект Меркурий

Космическая медицина была решающим фактором в космической программе Соединенных Штатов, начиная с проекта «Меркурий» .

Эффекты космических путешествий

Влияние микрогравитации на распределение жидкости по телу (сильно преувеличено) (НАСА)

В октябре 2018 года исследователи, финансируемые НАСА, обнаружили, что длительные путешествия в космос , включая путешествие на планету Марс , могут существенно повредить желудочно-кишечные ткани астронавтов. Исследования поддерживают более ранние работы , которые нашли такие поездки могут значительно повредить мозги из космонавтов , и возраст их преждевременно.

В ноябре 2019 года исследователи сообщили, что астронавты испытывали серьезные проблемы с кровотоком и тромбами на борту Международной космической станции, основываясь на шестимесячном исследовании 11 здоровых астронавтов. По словам исследователей, результаты могут повлиять на долгосрочные космические полеты , включая миссию к планете Марс .

Сердечные ритмы

У космонавтов наблюдались нарушения сердечного ритма . Большинство из них были связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями , но неясно, было ли это связано с ранее существовавшими условиями или последствиями космического полета . Есть надежда, что расширенный скрининг на ишемическую болезнь сердца значительно снизил этот риск. Другие проблемы с сердечным ритмом, такие как фибрилляция предсердий , могут развиваться со временем, что требует периодической проверки сердечного ритма членов экипажа. Помимо этих наземных сердечных рисков, существуют некоторые опасения, что длительное воздействие микрогравитации может привести к нарушениям сердечного ритма. Хотя до настоящего времени этого не наблюдалось, необходимы дальнейшие наблюдения.

Декомпрессионная болезнь в космическом полете

В космосе астронавты используют скафандр , по сути автономный индивидуальный космический корабль, для выхода в открытый космос или внекорабельных действий (EVA). Обычно скафандры надуваются 100% кислородом при общем давлении менее трети нормального атмосферного давления . Устранение инертных атмосферных компонентов, таких как азот, позволяет космонавту комфортно дышать, но также имеет возможность использовать свои руки, руки и ноги для выполнения необходимой работы, что было бы труднее в скафандре с более высоким давлением.

После того, как космонавт надевает скафандр, воздух заменяется 100% кислородом в процессе, называемом «продувкой азотом». Чтобы снизить риск декомпрессионной болезни , космонавт должен провести несколько часов «перед дыханием» при промежуточном парциальном давлении азота , чтобы позволить тканям своего тела выделять азот достаточно медленно, чтобы не образовывались пузырьки. Когда после выхода в открытый космос астронавт возвращается в «рубашку» космического корабля, давление восстанавливается до любого рабочего давления этого космического корабля, обычно нормального атмосферного давления. Декомпрессионная болезнь в космическом полете состоит из декомпрессионной болезни (ДКБ) и других травм из-за некомпенсированных изменений давления или баротравмы .

Декомпрессионная болезнь

Декомпрессионная болезнь - это повреждение тканей тела в результате наличия пузырьков азота в тканях и крови. Это происходит из-за быстрого снижения давления окружающей среды, в результате чего растворенный азот выходит из раствора в виде пузырьков газа внутри тела. В космосе риск DCS значительно снижается за счет использования технологии вымывания азота из тканей тела. Это достигается путем вдыхания 100% кислорода в течение определенного периода времени перед тем, как надеть скафандр, и продолжения после продувки азотом. DCS может быть результатом недостаточного или прерванного времени предварительной оксигенации или других факторов, включая уровень гидратации космонавта, физическую подготовку, предыдущие травмы и возраст. Другие риски DCS включают недостаточную продувку азотом в EMU, напряженный или чрезмерно продолжительный EVA или потерю давления в костюме. Члены экипажа, не входящие в открытый космос, также могут подвергаться риску поражения DCS в случае потери давления в кабине космического корабля.

Симптомы DCS в космосе могут включать боль в груди, одышку, кашель или боль при глубоком вдохе, необычную усталость, головокружение, головокружение, головную боль, необъяснимую скелетно-мышечную боль, покалывание или онемение, слабость в конечностях или нарушения зрения.

Принципы первичного лечения состоят из повторного давления в костюме для повторного растворения пузырьков азота, 100% кислорода для повторного насыщения тканей кислородом и гидратации для улучшения кровообращения в поврежденных тканях.

Баротравма

Баротравма - это повреждение тканей полостей тела, заполненных воздухом, в результате разницы в давлении между полостями тела и атмосферным давлением окружающей среды. Пространства, заполненные воздухом, включают среднее ухо, придаточные пазухи носа, легкие и желудочно-кишечный тракт. У человека может быть предрасположенность к уже существующей инфекции верхних дыхательных путей, аллергии на нос, повторяющимся изменениям давления, обезвоживанию или плохой технике выравнивания.

Положительное давление в заполненных воздухом пространствах является результатом пониженного барометрического давления во время фазы сброса давления в EVA. Это может вызвать вздутие живота, боль в ушах или носовых пазухах, снижение слуха, а также боль в зубах или челюсти. Вздутие живота можно лечить расширением живота, легким массажем и стимулированием отхождения газов . Давление в ухе и носовых пазухах можно уменьшить с помощью пассивного сброса положительного давления. Предварительная обработка восприимчивых людей может включать пероральные и назальные деконгестанты или пероральные и назальные стероиды .

Отрицательное давление в заполненных воздухом пространствах является результатом повышенного барометрического давления во время повторного повышения давления после выхода в открытый космос или после запланированного восстановления пониженного давления в кабине. Общие симптомы включают боль в ушах или носовых пазухах, снижение слуха и боль в зубах или челюстях.

Лечение может включать активное выравнивание положительного давления в ушах и носовых пазухах, пероральные и назальные деконгестанты или пероральные и назальные стероиды и, при необходимости, соответствующие обезболивающие.

Снижение работы иммунной системы

Космонавты в космосе ослабили иммунную систему, а это означает, что помимо повышенной уязвимости к новым воздействиям, вирусы, уже присутствующие в организме, которые обычно подавляются, становятся активными. В космосе Т-клетки не воспроизводятся должным образом, а существующие клетки менее способны бороться с инфекцией. Исследования НАСА измеряют изменения в иммунной системе своих астронавтов, а также проводят эксперименты с Т-клетками в космосе.

29 апреля 2013 года , ученые в политехническом институте Rensselaer, финансируемой НАСА , сообщил , что во время космического полета на Международной космической станции , микробы , кажется, адаптироваться к космической среде в отношениях «не наблюдается на Земле» и таким образом , что «может привести к увеличению роста и вирулентности ».

В марте 2019 года НАСА сообщило, что латентные вирусы у людей могут активироваться во время космических миссий , что, возможно, повысит риск для космонавтов в будущих миссиях в дальний космос.

Повышенный риск заражения

Эксперимент с космическим челноком 2006 года показал, что Salmonella typhimurium , бактерия, которая может вызывать пищевое отравление , стала более опасной при выращивании в космосе. 29 апреля 2013 года , ученые в политехническом институте Rensselaer, финансируемой НАСА , сообщил , что во время космического полета на Международной космической станции , микробы , кажется, адаптироваться к космической среде в отношениях «не наблюдается на Земле» и таким образом , что «может привести к увеличению роста и вирулентности ». Совсем недавно, в 2017 году, было обнаружено , что бактерии более устойчивы к антибиотикам и могут процветать в условиях почти невесомости космоса. Было замечено, что микроорганизмы выживают в космическом вакууме . В 2018 году исследователи сообщили, что после обнаружения на Международной космической станции (МКС) пяти штаммов бактерий Enterobacter bugandensis , не являющихся патогенными для человека, за микроорганизмами на МКС следует внимательно следить, чтобы и далее обеспечивать здоровую с медицинской точки зрения среду для космонавтов .

Последствия утомления

Полеты человека в космос часто требуют от экипажей космонавтов длительных периодов без отдыха. Исследования показали, что недостаток сна может вызвать усталость, которая приводит к ошибкам при выполнении критических задач. Кроме того, люди, которые испытывают усталость, часто не могут определить степень своего поражения. Астронавты и наземные бригады часто страдают от недосыпания и нарушения циркадного ритма . Усталость из-за потери сна, смены режима сна и перегрузки на работе могут вызвать ошибки в работе, которые подвергают участников космического полета риску поставить под угрозу цели миссии, а также здоровье и безопасность тех, кто находится на борту.

Потеря баланса

Покидание и возвращение в гравитацию Земли вызывает у космонавтов «космическую болезнь», головокружение и потерю равновесия. Изучая, как изменения могут повлиять на баланс в человеческом теле, включая чувства, мозг, внутреннее ухо и кровяное давление, НАСА надеется разработать методы лечения, которые можно будет использовать на Земле и в космосе для коррекции нарушений баланса. До тех пор астронавты НАСА должны полагаться на лекарство под названием Мидодрин (таблетка от головокружения, которая временно повышает кровяное давление) и / или прометазин, чтобы выполнять задачи, которые им необходимо выполнить для безопасного возвращения домой.

Потеря плотности костей

Остеопения во время космических полетов - это потеря костной массы, связанная с космическими полетами человека . После 3–4-месячного полета в космос требуется около 2–3 лет, чтобы восстановить утраченную плотность костной ткани. Разрабатываются новые методы, которые помогут космонавтам быстрее восстановиться. Исследования в следующих областях могут помочь процессу роста новой кости:

  • Изменение диеты и физических упражнений может уменьшить остеопороз.
  • Вибрационная терапия может стимулировать рост костей.
  • Лекарства могут заставить организм производить больше белка, ответственного за рост и формирование костей.

Потеря мышечной массы

В космосе мышцы ног, спины, позвоночника и сердца ослабевают и истощаются, потому что они больше не нужны для преодоления силы тяжести, точно так же, как люди теряют мышцы с возрастом из-за снижения физической активности. Для наращивания мышечной массы и поддержания массы тела астронавты полагаются на исследования в следующих областях:

  • Упражнения могут нарастить мышцы, если хотя бы два часа в день посвящать упражнениям с отягощениями.
  • Гормональные добавки (hGH) могут быть способом задействовать естественные сигналы роста организма.
  • Лекарства могут вызвать выработку в организме белков для роста мышц.

Потеря зрения

После длительных космических полетов астронавты могут испытывать серьезные проблемы со зрением . Такие проблемы со зрением могут стать серьезной проблемой для будущих полетов в дальний космос, включая полет человека на Марс .

Потеря умственных способностей и риск болезни Альцгеймера

31 декабря 2012 года НАСА -Поддерживаемые исследование показало , что человеческий космический полет может повредить мозг из космонавтов и ускорить начало болезни Альцгеймера .

2 ноября 2017 года ученые сообщили, что на основе исследований МРТ у космонавтов, совершавших космические путешествия , были обнаружены значительные изменения в положении и структуре мозга . Астронавты, которые совершали более длительные космические путешествия, были связаны с более значительными изменениями мозга.

Ортостатическая непереносимость

Система кондиционирования сердечно-сосудистого рефлекса Beckman надувает и сдувает манжеты летных костюмов Gemini и Apollo, чтобы стимулировать приток крови к нижним конечностям.

"Под действием земного притяжения кровь и другие биологические жидкости тела притягиваются к нижней части тела. Когда гравитация снимается или уменьшается во время исследования космоса, кровь имеет тенденцию скапливаться в верхней части тела, что приводит к отеку лица и другим нежелательным явлениям. побочные эффекты. По возвращении на землю кровь снова начинает скапливаться в нижних конечностях, что приводит к ортостатической гипотензии ».

В космосе космонавты теряют объем жидкости, в том числе до 22% объема крови. Из-за того, что ему нужно перекачивать меньше крови, сердце атрофируется . Ослабленное сердце приводит к низкому кровяному давлению и может вызвать проблемы с «ортостатической толерантностью» или способностью организма посылать достаточное количество кислорода в мозг без потери сознания или головокружения.

Радиационные эффекты

Сравнение доз радиации - включает количество, обнаруженное во время полета с Земли на Марс RAD на MSL (2011–2013).

Советский космонавт Валентин Лебедев , который провел на орбите 211 дней в 1982 году (абсолютный рекорд пребывания на орбите Земли), потерял зрение из-за прогрессирующей катаракты . Лебедев заявил: «Я сильно пострадал от радиации в космосе. Все это было скрыто тогда, в советские годы, но теперь могу сказать, что нанесло вред своему здоровью из-за этого полета ». 31 мая 2013 года ученые НАСА сообщили, что возможная человеческая миссия на Марс может быть связана с большим радиационным риском, основанным на количестве излучения энергичных частиц, обнаруженных RAD в Марсианской научной лаборатории во время путешествия с Земли на Марс в 2011–2012 годах.

Нарушения сна

Пятьдесят процентов астронавтов космических шаттлов принимают снотворное и спят не более двух часов. НАСА изучает две области, которые могут дать ключи к лучшему ночному сну, поскольку улучшенный сон снижает утомляемость и увеличивает дневную продуктивность. Постоянно обсуждаются самые разные методы борьбы с этим явлением. Неполный список средств правовой защиты будет включать:

  • Каждую ночь ложитесь спать в одно и то же время. Практикуясь, вы (почти) всегда будете уставать и готовы ко сну.
  • Мелатонин , который когда-то считался чудодейственным лекарством против старения (это произошло из-за хорошо задокументированного наблюдения, что с возрастом люди постепенно вырабатывают все меньше и меньше гормона естественным путем). Количество мелатонина, производимого организмом, линейно уменьшается в течение жизни. Хотя антивозрастная мода на мелатонин была полностью опровергнута после большого количества рандомизированных испытаний, вскоре она снова оказалась в центре внимания из-за наблюдения, что нормальный уровень мелатонина у здорового человека широко варьируется в течение дня: обычно уровень повышается вечером. и падать утром. С тех пор, как было обнаружено, что уровень мелатонина наиболее высок перед сном, некоторые считают мелатонин эффективным средством для сна - он особенно популярен при смене часовых поясов. Эффективность мелатонина при лечении бессонницы горячо обсуждается, поэтому в США он продается как пищевая добавка. «Эти утверждения не были оценены FDA», напечатано на упаковке, несмотря на то, что мелатонин был очень тщательно изучен.
  • Рамелтеон , агонист рецепторов мелатонина , является относительно новым лекарством, созданным с использованием молекулы мелатонина и формы рецепторов мелатонина в качестве отправных точек. Рамелтеон связывается с теми же рецепторами M1 и M2 в супрахиазматическом ядре («биологические часы» в головном мозге), что и мелатонин (M1 и M2 получили свои названия от мелатонина). Он также может получить некоторые из своих свойств из-за его втрое большего периода полувыведения. У Рамелтеона есть недоброжелатели, которые утверждают, что он не более эффективен, чем мелатонин, а мелатонин на порядки дешевле. Неясно, заставляет ли Рамелтеон свои рецепторы вести себя иначе, чем при связывании с мелатонином, и Рамелтеон может иметь значительно большее сродство к этим рецепторам. Более подробная информация об эффективности Рамелтеона должна быть доступна в ближайшее время, и, несмотря на вопросы о его эффективности, общее отсутствие побочных эффектов делает Рамелтеон одним из очень немногих снотворных, которые потенциально могут безопасно использоваться астронавтами.
  • Барбитураты и бензодиазепины являются очень сильными седативными средствами. Хотя они, безусловно, будут работать (по крайней мере, в краткосрочной перспективе), помогая астронавтам уснуть, у них есть побочные эффекты, которые могут повлиять на способность космонавта выполнять свою работу, особенно "утром". Этот побочный эффект делает барбитураты и бензодиазепины непригодными для лечения космической бессонницы. Наркотики и большинство транквилизаторов также попадают в эту категорию.
  • Золпидем и Зопиклон являются седативно-снотворными средствами, более известными под торговыми названиями «Амбиен» и «Лунеста». Это чрезвычайно популярные снотворные, в значительной степени из-за их эффективности и значительно меньшего количества побочных эффектов по сравнению с бензодиазепинами и барбитуратами. Хотя другие препараты могут быть более эффективными в стимулировании сна, у золпидема и зопиклона по существу отсутствуют побочные эффекты, которые не позволяют использовать другие препараты от бессонницы для астронавтов, для которых возможность легко и быстро просыпаться может иметь первостепенное значение; астронавты, которые не могут ясно мыслить, вялые и дезориентированные, когда их разбудит внезапная чрезвычайная ситуация, могут в конечном итоге променять свою слабость на безразличие смерти за считанные секунды. Золпидем, зопиклон и тому подобное - у большинства людей - значительно реже вызывают связанную с наркотиками дневную сонливость или чрезмерную сонливость при резком пробуждении.
  • Соблюдайте гигиену сна . Другими словами, кровать предназначена только для сна; вставать с постели через несколько мгновений после пробуждения. Не сидите в постели перед телевизором или за ноутбуком. Когда человек приучен проводить много часов в постели без сна , это может нарушить естественный набор суточных циклов организма, который называется циркадным ритмом . Хотя это не проблема для космонавтов, у которых очень ограниченные возможности развлечений в спальных зонах, другой аспект гигиены сна - это соблюдение определенного распорядка перед сном (душ, чистка зубов, складывание одежды, проведение 20 минут с мусором. роман, например); Регулярное соблюдение такого распорядка дня может значительно улучшить качество сна. Конечно, все исследования гигиены сна проводились на уровне 1G, но кажется возможным (если маловероятным), что соблюдение гигиены сна сохранит хотя бы некоторую эффективность в условиях микрогравитации.
  • Модафинил - это препарат, который назначают при нарколепсии и других расстройствах, сопровождающихся чрезмерным дневным истощением. Он был одобрен в различных военных ситуациях и для космонавтов благодаря своей способности снимать усталость. Неясно, применяют ли астронавты это лекарство иногда из-за недосыпания - его можно использовать только во время выходов в открытый космос и в других ситуациях с повышенным риском.
  • Декседрин - это амфетамин, который раньше был золотым стандартом для пилотов-истребителей, выполняющих длительные и несколько вылетов подряд, и поэтому в какой-то момент мог быть доступен, если астронавтам требовался сильный стимулятор. Сегодня модафинил в значительной степени, если не полностью, заменил декседрин; время реакции и рассуждения пилотов, которые недосыпают и принимают декседрин, страдают и тем хуже, чем дольше пилот не спит. В одном исследовании пилоты вертолетов, которым давали двести миллиграммов модафинила каждые три часа, смогли значительно улучшить свои характеристики летного тренажера. Однако исследование показало, что модафинил не так эффективен, как дексамфетамин, в повышении работоспособности без побочных эффектов.

Аналоги космических полетов

Биомедицинские исследования в космосе дороги, сложны с точки зрения логистики и техники, и поэтому ограничены. Проведение медицинских исследований только в космосе не предоставит людям глубоких знаний, необходимых для обеспечения безопасности межпланетных путешественников. В дополнение к исследованиям в космосе используются аналоги космических полетов. Аналоги особенно полезны для изучения иммунитета, сна, психологических факторов, возможностей человека, обитаемости и телемедицины. Примеры космических аналогов включают камеры локализации ( Марс-500 ), подводные среды обитания ( NEEMO ), а также антарктические ( станция Конкордия ) и арктические станции FMARS и ( Проект Хотон – Марс ).

Карьера в космической медицине

Связанные степени, области специализации и сертификаты

  • Авиамедицинская сертификация
  • Аэрокосмическая медицина
  • Аэрокосмические исследования
  • Медицина труда и профилактика
  • Глобальное здоровье
  • Здравоохранение
  • Медицина катастроф
  • Догоспитальная медицина
  • Дикая природа и экстремальная медицина

Космический уход

Космический уход - это специальность медсестер , изучающая, как космические путешествия влияют на реакцию человека. Подобно космической медицине, эта специальность также способствует повышению знаний о сестринском уходе за наземными пациентами.

Медицина в полете

Ультразвук и космос

Ультразвук - это основной инструмент диагностической визуализации на МКС и для будущих миссий в обозримом будущем. Рентген и компьютерная томография включают излучение, которое недопустимо в космической среде. Хотя МРТ использует магнитные поля для создания изображений, в настоящее время он слишком велик, чтобы рассматривать его как жизнеспособный вариант. Ультразвук, который использует звуковые волны для создания изображений и поставляется в корпусах размером с ноутбук, позволяет получать изображения самых разных тканей и органов. В настоящее время его используют для осмотра глазного яблока и зрительного нерва, чтобы помочь определить причину (ы) изменений, которые НАСА отметило в основном у космонавтов длительного пребывания. НАСА также расширяет границы использования ультразвука в отношении проблем с опорно-двигательным аппаратом, поскольку это одни из наиболее распространенных и наиболее вероятных проблем. Существенными проблемами при использовании ультразвука в космических миссиях является обучение космонавта использованию оборудования (специалисты по ультразвуку тратят годы на обучение и развитие навыков, необходимых для «хорошего» выполнения своей работы), а также на интерпретацию полученных изображений. Большая часть интерпретации ультразвука выполняется в режиме реального времени, но непрактично обучать астронавтов считывать / интерпретировать результаты ультразвуковых исследований. Таким образом, данные в настоящее время отправляются обратно в центр управления полетами и направляются медицинскому персоналу для чтения и интерпретации. Будущие миссии исследовательского класса должны будут быть автономными из-за слишком длительного времени передачи для срочных / неотложных медицинских состояний. Возможность работать автономно или использовать другое оборудование, такое как МРТ, в настоящее время изучается.

Эпоха космических шаттлов

Благодаря дополнительной подъемной способности, представленной программой Space Shuttle, конструкторы НАСА смогли создать более полный комплект медицинской готовности. SOMS состоит из двух отдельных пакетов: набора лекарств и перевязок (MBK) и набора неотложной медицинской помощи (EMK). В то время как MBK содержал капсулированные лекарства (таблетки, капсулы и суппозитории), перевязочные материалы и лекарства для местного применения, в EMK были лекарства для инъекций, предметы для выполнения небольших операций, диагностические / терапевтические предметы и набор для микробиологических тестов.

Джон Гленн , первый американский астронавт, побывавший на орбите Земли, снова с большой помпой вернулся в космос на STS-95 в возрасте 77 лет, чтобы противостоять физиологическим проблемам, мешающим долгосрочному космическому путешествию астронавтов - потере плотности костей, потере костной ткани. мышечная масса, нарушения равновесия, нарушения сна, сердечно-сосудистые изменения и депрессия иммунной системы - все это проблемы, с которыми сталкиваются стареющие люди, а также космонавты.

Будущие исследования

Возможность длительных космических полетов

В интересах создания возможности более продолжительных космических полетов НАСА инвестировало в исследования и применение превентивной космической медицины не только для лечения предотвратимых с медицинской точки зрения патологий, но и при травмах. Хотя травма представляет собой более опасную для жизни ситуацию, предотвратимые с медицинской точки зрения патологии представляют большую опасность для космонавтов. "Участвующий в этом член экипажа находится под угрозой из-за стресса, связанного с миссией, и отсутствия полноценного лечения на борту космического корабля, что может привести к проявлению более серьезных симптомов, чем те, которые обычно связаны с тем же заболеванием в земной среде. потенциально опасен для других членов экипажа, поскольку небольшая замкнутая экологическая система космического корабля способствует передаче болезней. Даже если болезнь не передается, безопасность других членов экипажа может быть поставлена ​​под угрозу из-за потери способностей члена экипажа, который Такое происшествие будет более серьезным и потенциально опасным по мере увеличения продолжительности миссий с экипажем и усложнения эксплуатационных процедур. Не только здоровье и безопасность членов экипажа становятся критическими, но и вероятность успеха миссии уменьшается, если заболевание возникает во время полета. Прерывание миссии по возвращению больного члена экипажа перед полетом. Завершение работ является дорогостоящим и потенциально опасным ".

Влияние на науку и медицину

Не только астронавты получают пользу от исследований в области космической медицины. Было разработано несколько медицинских продуктов, которые являются побочными космическими продуктами , которые представляют собой практические приложения в области медицины, возникшие в результате космической программы. Благодаря совместным исследовательским усилиям НАСА, Национальных институтов старения (часть Национальных институтов здравоохранения) и других организаций, занимающихся проблемами старения, освоение космоса принесло пользу определенному сегменту общества - пожилым людям. Свидетельства медицинских исследований, связанных со старением, проведенных в космосе, были наиболее заметны во время STS-95 (см. Ниже).

Пре-Меркурий через Аполлона

  • Лучевая терапия для лечения рака: в сотрудничестве с клиникой Кливленда циклотрон в Исследовательском центре Гленна в Кливленде, штат Огайо, использовался в первых клинических испытаниях для лечения и оценки нейтронной терапии онкологических больных.
  • Складные ходунки : изготовленные из легкого металлического материала, разработанного НАСА для самолетов и космических кораблей, складные ходунки портативны и просты в управлении.
  • Системы персонального оповещения: это устройства оповещения о чрезвычайных ситуациях, которые могут носить люди, которым может потребоваться неотложная медицинская помощь или помощь в обеспечении безопасности. При нажатии кнопки устройство отправляет сигнал о помощи в удаленное место. Для отправки сигнала устройство использует технологию телеметрии, разработанную в НАСА.
  • КПП и МРТ сканирование: Эти устройства используются в больницах , чтобы увидеть внутри человеческого тела . Их разработка была бы невозможна без технологии, предоставленной НАСА после того, как оно нашло способ делать более качественные снимки Луны.
  • Устройство для стимуляции мышц: это устройство используется в течение ½ часа в день для предотвращения атрофии мышц у парализованных людей. Он обеспечивает электрическую стимуляцию мышц, равную бегу трусцой на три мили в неделю. Кристофер Рив использовал их в своей терапии.
  • Инструменты ортопедической оценки: в НАСА было разработано оборудование для оценки нарушений осанки, походки и равновесия, а также безрадиационный метод измерения гибкости кости с помощью вибрации.
  • Картирование диабетической стопы: этот метод был разработан в центре НАСА в Кливленде, штат Огайо, чтобы помочь контролировать влияние диабета на стопы.
  • Амортизирующая пена: специальная пена, используемая для смягчения космонавтов во время взлета, используется в подушках и матрасах во многих домах престарелых и больницах, чтобы предотвратить язвы, снизить давление и обеспечить лучший ночной сон.
  • Аппараты для диализа почек: в этих аппаратах используются технологии, разработанные НАСА для обработки и удаления токсичных отходов из использованной диализирующей жидкости.
  • Говорящие инвалидные коляски : парализованные люди, которым трудно говорить, могут использовать функцию разговора на своих инвалидных колясках, которая была разработана НАСА для создания синтезированной речи для самолетов.
  • Складные легкие инвалидные коляски: эти инвалидные коляски предназначены для переноски, их можно сложить и положить в багажник автомобилей. Они полагаются на синтетические материалы, которые НАСА разработало для своих воздушных и космических кораблей.
  • Хирургически имплантируемый кардиостимулятор : эти устройства зависят от технологий, разработанных НАСА для использования со спутниками. Они передают информацию об активности кардиостимулятора, например, сколько времени осталось до замены батареек.
  • Имплантируемый дефибриллятор сердца : этот инструмент постоянно контролирует сердечную деятельность и может подавать электрический разряд для восстановления регулярности сердцебиения.
  • Связь EMS: технология, используемая для передачи телеметрии между Землей и космосом, была разработана НАСА для наблюдения за здоровьем космонавтов в космосе с земли. Машины скорой помощи используют ту же технологию для отправки информации - например, показаний ЭКГ - от пациентов в транспорте в больницы. Это позволяет быстрее и лучше лечить.
  • Невесомость терапия: Невесомость пространства может позволить некоторым лицам с ограниченной подвижностью на Землю, даже те , которые обычно приурочены к инвалидным коляскам-свободе двигаться с легкостью. Физик Стивен Хокинг воспользовался невесомостью в самолете НАСА Vomit Comet в 2007 году. Эта идея также привела к разработке антигравитационной беговой дорожки по технологии НАСА.

Ультразвуковая микрогравитация

Расширенной диагностики Ультразвук в условиях микрогравитации исследование финансируется Национальным институтом космического Биомедицинские исследования и включает в себя использование ультразвука среди космонавтов , включая бывшего Командиры МКС Лерой Чиао и Геннадий Падалка , которые ориентируются на удаленных специалистов для диагностики и потенциально лечат сотни медицинских условий в космическом пространстве . Это исследование имеет широкое влияние и было распространено на профессиональные и олимпийские спортивные травмы, а также на студентов-медиков. Ожидается, что дистанционно управляемый ультразвук найдет применение на Земле в экстренных случаях и при оказании помощи в сельской местности. Результаты этого исследования были представлены для публикации в журнале Radiology на борту Международной космической станции; первая статья, представленная в космосе.

Смотрите также

использованная литература

Примечания
Источники
  • Макферсон G (2007). "Восприимчивость к высотной декомпрессионной болезни". Авиационная, космическая и экологическая медицина . 78 (6): 630–631. PMID  17571668 .
  • Иоанн-Батист А., Кук Т., Страус С., Нагли Г.; и другие. (2006). " " Анализ решений в аэрокосмической медицине "Стоимость и преимущества гипербарической установки в космосе". Авиационная, космическая и экологическая медицина . 77 (4): 434–443. PMID  16676656 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • ДеГрут Д., Дивайн Дж. А., Фулько С.С. «Частота побочных реакций от 23 000 воздействий на смоделированных земных высотах до 8900 м». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 74 (9): 994–997.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

внешние ссылки