Jakákoli mise na Mars vyžaduje hlubší plánování než mise na ISS nebo na Měsíc. Čistě na základě délky mise se nepředvídané události rozvětvují do složitých logistických cest. Co když dojde k nehodě? Co když někomu praskne slepé střevo?
A co když je nutná operace?
Minimálně jeden blízký hovor již proběhl.
Dva měsíce po šestiměsíční misi na ISS dostal nejmenovaný astronaut krevní sraženinu. Bylo zjištěno v rámci studie hodnotící vliv mikrogravitace na jugulární žílu. Astronaut byl schopen udělat ultrazvuk s pomocí specialistů na zemi a byl instruován, aby si vzal injekce léku, který je již dostupný na ISS. Postupem času se krevní sraženina zmenšila a jakmile byl astronaut zpět na Zemi, sraženina zmizela za pouhých 24 hodin.
V jiném případě se ruský kosmonaut musel rychle vrátit na Zemi, když se zdálo, že má apendicitidu. Ačkoli je tato operace na Zemi poměrně běžným jevem, ve vesmíru je to zcela nová míčová hra.
Ale co když? Co když kosmonauta postihla jiná nemoc? Co když dojde k nehodě a bude nutná operace?
Studie z roku 2018 se zabývala některými problémy kolem chirurgie ve vesmíru. Název je prostě ' Chirurgie ve vesmíru “ a autory jsou Sandip Panesar ze Stanfordské univerzity a K. Ashkan, profesor neurochirurgie z King’s College Hospital. Studie byla publikována v British Journal of Surgery. I když je ten papír pár let starý, je stále aktuální.
V laboratoři Columbus na Mezinárodní vesmírné stanici provádí astronaut NASA Chris Cassidy ultrazvuk na astronautovi ESA Lucovi Parmitanovi za účelem vyšetřování spinálního ultrazvuku. Vyšetřování spinálního ultrazvuku se snažilo porozumět nárůstu výšky astronautů při současném pokroku v lékařské zobrazovací technologii testováním menšího a přenosnějšího ultrazvukového zařízení na palubě stanice. Obrazový kredit: NASA/ESA
A nedávno Nina Louise Purvis psala o problému vesmírné chirurgie v Konverzace . Purvis má magisterský titul z astrofyziky, doktorát z lékařské fyziky a v současné době provádí výzkum vesmírné fyziologie na King’s College.
Veškerá tato pozornost věnovaná vesmírné chirurgii je reakcí na obnovený zájem o lidský průzkum vesmíru. Lidské mise zpět na Měsíc a poprvé na Mars jsou na obzoru. Většina řečí je o technologických výzvách, kterým tyto mise čelí. Ale lékařské problémy jsou také skutečné.
První věcí, se kterou je třeba počítat, jsou vzdálenosti. Lékařská pohotovost na ISS znamená stabilizaci pacienta s pomocí odborníků na zemi v reálném čase. Nakonec mohl být pacient vrácen na Zemi.
Nyní skočte na Měsíc. Přesto to není tak špatné. Pokud existuje nějaký druh obytného modulu, pacient by mohl být stabilizován s víceméně v reálném čase pomocí specialistů na Zemi. Návrat na Zemi by byl složitější, ale existovaly by pohotovostní plány.
Teď Mars.
Minimální vzdálenost mezi Marsem a Zemí je asi 54,6 milionů km (31 milionů mil) a maximální vzdálenost je asi 401 milionů km (249 milionů mil). Průměrná vzdálenost je asi 225 milionů km (140 milionů mil). Když je kosmická loď vypuštěna během pravého okna, cesta mezi Marsem a Zemí trvá asi šest měsíců. V případě lékařské pohotovosti může pomoc specialistů na Zemi trpět komunikační latencí až 20 minut. A cesta zpět by v případě potřeby mohla trvat mnohem déle než šest měsíců.
Snímek oběžných drah Země a Marsu shora dolů. Vzdálenost mezi nimi se neustále mění, jak planety obíhají kolem Slunce. Mise jsou spouštěny v oknech, které umožňují 6 měsíců cesty. Nouzová evakuace by ale byla problematická. Obrázek: NASA
Jak se to dá zvládnout?
Vzdálenost není jediný problém. Neustálé vystavení záření je také nebezpečné. Ale dalším překlenujícím problémem je pravděpodobně mikrogravitace. Nejen chronické účinky mikrogravitace v průběhu měsíců nebo let, ale důsledky pro provádění operací na lidském těle v malé nebo žádné gravitaci.
Lidské tělo reaguje na mikrogravitaci redistribucí krve. Krev se koncentruje v hlavě a ostatní části těla to musí kompenzovat. V srdečním a cévním systému je méně krve. S tím souvisí řada dalších změn, jejichž výsledkem je snížení objemu plazmy a objemu krve.
Tělo v důsledku toho snižuje srdeční frekvenci a krevní tlak. V rámci toho všeho se tělo také stává náchylnějším k infekcím. Nezní to ideálně pro někoho, kdo podstupuje nouzovou operaci.
Astronauti identických dvojčat, Scott a Mark Kelly, jsou předmětem studie NASA Twins Study. Scott (vpravo) strávil rok ve vesmíru, zatímco Mark (vlevo) zůstal na Zemi jako kontrolní subjekt. Vědci se zabývali vlivem cestování vesmírem na lidské tělo. Kredit: NASA
'Takže pokud jde o způsobilost k operaci, zraněný nebo nemocný astronaut bude již ve fyziologické nevýhodě,' napsal Purvis v ní. článek .
Úspěšný plán pro lékařské pohotovosti ve vesmíru musí brát v úvahu pravděpodobnost vážných zranění vyžadujících chirurgický zákrok. Výzkum ukazuje, že sedmičlenná posádka bude mít během mise na Mars každé 2,4 roku naléhavou situaci vyžadující operaci. Vědci také přišli na to, jaké jsou nejpravděpodobnější scénáře: zánět slepého střeva, zranění, zánět žlučníku a rakovina. I přes intenzivní zdravotní screening, který kandidáti na astronauty podstupují, se tyto problémy mohou objevit.
Astronauti provedli na ISS několik operací krysy . Byly to důležité experimenty, které vedly k některým základním vylepšením. Ale to je jen krysa.
Představte si, že otevíráte lidské tělo v nulové gravitaci. Tělo člena posádky. 'Jedním problémem bylo, že během otevřené operace střeva plula kolem a zakrývala výhled na operační pole,' napsal Pervis. Pravděpodobným řešením je operace klíčové dírky, kde se provede pouze malý řez. Budou rozmístěny drobné přístroje a kamery. Ale krev by stále chtěla vyplavat ven a bylo by potřeba ji zadržet.
Je v pořádku myslet na řízenou operaci klíčové dírky pro něco jako apendicitida. Ale co traumatická nehoda? Ječící, svíjející se pacient. Mohli by být uvedeni do celkové anestezie? To vyžaduje specialistu. A co krev vytékající do vzduchu, zatemňující vidění a vytváření rizika infekce? A co krev ulpívající na nástrojích místo toho, aby odkapávala.
Je nepříjemné o tom přemýšlet, ale je to skutečné.
Proto potřebujeme nějaký chirurgický modul.
Medpod z mimozemského filmu Prometheus. Jednalo se o plně automatizovanou diagnostickou a chirurgickou stanici. Bylo by hezké mít tyto, ale... Image Credit: 20th Century Fox.
Mikrogravitační lékařské lusky již někteří zkoumali. Sama NASA strávila nějaký čas zkoumáním jednoho typu systému chirurgického pouzdra; uzavřený systém s čirou plastovou kopulí. Otvory pro paže ve vrchlíku by lidem umožnily léčit pacienta uvnitř.
Robotická chirurgie je taky věc.
Roboticky asistovaná chirurgie je potenciálním částečným řešením chirurgie ve vesmíru. Robotičtí chirurgové se používají při některých srdečních operacích, některých hrudních operacích, některých gastrointestinálních operacích a dalších. Ale tyto systémy nejsou AI chirurgové. Jsou řízeny na dálku chirurgem, což není možné, když trvá 20 minut, než se signál dostane na Mars.
The DaVinci Xi robotický chirurgický systém od Interactive. Používá se pro různé složité postupy. Bude v budoucnu vesmírná loď obsahovat něco takového? Obrazový kredit: Interaktivní
Dalším problémem chirurgie a lékařské péče ve vesmíru je zásobování. Prostor je na kosmické lodi vždy omezen a rozhodnutí je třeba činit opatrně. Kolik lékařského vybavení lze přepravovat? ISS má palubní lékárnu a obsahuje věci jako ředidla krve a injekční stříkačky. Ale nemůže nést vše pro jakoukoli nahodilost.
Možná není nutné nosit všechno, pokud 3D tiskárny mohou pomoci překlenout propast mezi tím, co je potřeba, a tím, co je po ruce.
Je možné, že 3D tiskárny by mohly být použity k výrobě alespoň některých typů zdravotnických potřeb. Zabývalo se tím několik studií, včetně jedné provedené během simulované 4měsíční pozemské analogové mise na Mars. v ten scénář , členové posádky bez chirurgických zkušeností úspěšně „dokončili 16 časovaných sad simulovaných přípravných, roušovacích, řezacích a šicích úkolů, aby vyhodnotili relativní rychlost použití čtyř ABS termoplastických nástrojů vytištěných na Zemi ve srovnání s konvenčními nástroji.
I když tato zjištění byla omezená, alespoň ukazují určitý potenciál pro 3D tisk chirurgických zařízení na vyžádání. Je dokonce možné, že některá zařízení by mohla být 3D vytištěna pomocí in-situ zdrojů na Marsu, i když to je ještě hodně daleko.
Vše o vesmírné misi je pevně rozpočtováno. Není možné vzít specializované členy posádky s chirurgickými dovednostmi a vybavením pro každou událost. Ale problém je skutečný a zájem o studium tohoto problému roste.
Přístup k lékařské péči je u traumatu samozřejmě zásadní. Ve Spojených státech je úmrtnost na traumata na venkově vysoká o 50 % vyšší než v městském prostředí, kvůli přístupu k péči.
Umělecká ilustrace raného osídlení Marsu. Nějaký typ chirurgického zařízení bude nezbytný v každém sídle. Kredit: Bryan Versteeg/MarsOne
Každé nehodě nelze zabránit a každého pacienta nelze zachránit, ale každý člen posádky na misi na Mars je pro misi zásadní. Ztráta jednoho člena posádky, ať už k smrti nebo ke ztrátě pracovní schopnosti, by mohla znamenat, že mise nesplní své cíle. Jeden neschopný člen posádky by mohl vystavit i zbytek posádky zvýšenému riziku.
„Existuje množství výzkumu a příprav na možnou událost chirurgické nouze během mise na Mars,“ píše Purvisová na konci svého článku, „ale existuje mnoho neznámých, zejména pokud jde o diagnostiku a anestezii.“
Zatímco čekáme na lepší řešení těchto problémů, Purvis poukazuje na prevenci jako na primární nástroj. 'V konečném důsledku je prevence lepší než operace,' píše Purvis. 'Výběr zdravé posádky a vývoj technických řešení potřebných k jejich ochraně bude tedy zásadní.'
Pokud screening astronautů ještě není energický, očekávejte, že bude ještě přísnější, až přijde čas na misi na Mars.
Více:
- Výzkumný papír: Chirurgie ve vesmíru
- Konverzace: Od plovoucích vnitřností po „lepkavou“ krev – zde je návod, jak provádět operace ve vesmíru
- Výzkumný papír: Těžké traumatické zranění během dlouhodobého kosmického letu: Světelné roky za ATLS
- Výzkumný papír: Nouzové situace ve vesmíru