據(jù)估計(jì)，未來火星任務(wù)平均每2.4年將有一次外科急診。

簡介：

在太空中，如果受傷應(yīng)該怎么急救？和地球環(huán)境有什么區(qū)別？又要防范哪些潛在危害？

正文翻譯如下：

據(jù)報(bào)道，今年早些時(shí)候，一名宇航員在太空中頸部出現(xiàn)了一塊血塊，可能危及生命。地球上的醫(yī)生成功地指導(dǎo)宇航員通過藥物治療好，從而避免了一場外科手術(shù)。但考慮到航天機(jī)構(gòu)和私人航天公司已經(jīng)承諾在未來幾十年內(nèi)讓人類登陸火星，我們下次要是遇到類似的事故可能就不會(huì)這么幸運(yùn)了。

實(shí)際上，外科緊急事故是人類太空旅行面臨的主要挑戰(zhàn)之一。不過在過去幾年中，太空醫(yī)療研究人員提出了許多可能奏效的方法，從能做手術(shù)的機(jī)器人一直到3D打印機(jī)。

火星的照片（圖片來源：wikipedia）

即使當(dāng)火星距離地球最近時(shí)，離地球的距離也高達(dá)5460萬公里（3390萬英里）。相比之下，國際空間站（ISS）的軌道距離地球僅400公里。對于國際空間站上的外科緊急事故，目前的手段是先穩(wěn)定患者，并通過實(shí)時(shí)通信將患者運(yùn)回地球。但是這種方法在火星任務(wù)中是行不通的。在火星任務(wù)中，需要數(shù)月或數(shù)年的時(shí)間將患者運(yùn)回地球，而通信延遲可能超過20分鐘。

除了距離遠(yuǎn)的考驗(yàn)以外，宇航員還得面臨在往返火星的途中和在火星上的極端環(huán)境，包括微重力、高水平輻射和封閉的加壓艙或宇航服。這些都極其考驗(yàn)宇航員的身體素質(zhì)，他們也非常需要時(shí)間去適應(yīng)。

宇航員在太空（圖片來源：wikipedia）

目前我們已經(jīng)知道，太空航行會(huì)影響宇航員的細(xì)胞生長、血壓調(diào)節(jié)和心臟功能。同時(shí)，太空航行對體液分布造成影響，并削弱骨骼和肌肉。太空旅行者也可能更容易被細(xì)菌或病毒感染。因此，就太空外科手術(shù)的條件而言，宇航員受傷或身體不適時(shí)的生理狀態(tài)是極度不利。

宇航員克里斯·哈菲爾德在國際空間站的一個(gè)心臟病實(shí)驗(yàn)室工作。（圖片來源：NASA）

然而宇航員真正需要手術(shù)的概率有多大呢？研究人員估計(jì)，在一次火星任務(wù)中，有七名成員的宇航員團(tuán)隊(duì)平均每2.4年就需要一次外科急診。手術(shù)主要原因包括受傷、闌尾炎、膽囊炎癥或癌癥。雖然在選拔宇航員時(shí)要求嚴(yán)格，但是健康人仍舊可能會(huì)發(fā)生外科緊急事故，并且太空的極端環(huán)境多半會(huì)增加這類事故的風(fēng)險(xiǎn)。

失重的腸子

雖然在微重力條件下進(jìn)行的手術(shù)還未在人類身上臨床試驗(yàn)過，但它確實(shí)是可行的，并且已經(jīng)成功了。例如，宇航員在微重力條件下成功地為老鼠續(xù)接尾巴，也能在動(dòng)物身上開展腹腔鏡檢查。（腹腔鏡檢查是一種用來檢查和修復(fù)腹部器官的微創(chuàng)手術(shù)。）

這些實(shí)驗(yàn)促成了醫(yī)療上新的創(chuàng)造和改革，如磁化的手術(shù)工具，它們能被吸附在手術(shù)臺(tái)上，同時(shí)也能減少手術(shù)失誤。

微重力手術(shù)的一個(gè)主要問題是，開放式手術(shù)時(shí)腸道會(huì)處于漂浮狀態(tài)，遮擋了手術(shù)視線。為了應(yīng)對這個(gè)問題，太空旅行者最好選擇微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)。比如說鎖孔手術(shù)，手術(shù)時(shí)在病人身上只用開一個(gè)小切口，利用攝像機(jī)和手術(shù)儀器就可以在腹腔內(nèi)完美完成。

在一次拋物線形的“零重力”飛行中，外科醫(yī)生對模擬腹部進(jìn)行了腹腔鏡檢查，并成功地止血。但他們?nèi)耘f擔(dān)心宇航員在那樣的環(huán)境中對這些操作在心理上難以接受。

太空中的手術(shù)有很多不利因素。首先人的體液在太空和火星上分布也會(huì)與地球上有所不同；其次由于表面張力，我們靜脈中的血液可能會(huì)粘附在器械上；并且漂浮的液滴也能形成霧氣，干擾外科醫(yī)生的視線；最后密閉艙內(nèi)的循環(huán)空氣也會(huì)導(dǎo)致感染風(fēng)險(xiǎn)加大。解決這些問題的關(guān)鍵可能是構(gòu)建手術(shù)氣泡罩和研究不沾染血液的手術(shù)工具。

研究人員已經(jīng)在微重力環(huán)境下開發(fā)并測試了各種外科手術(shù)防護(hù)罩。例如，美國宇航局評估了一個(gè)可以防止污染的醫(yī)療封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個(gè)外科手術(shù)用透明塑料罩蓋和手臂端口組成。

不論如何，當(dāng)我們圍繞火星運(yùn)行或在火星上定居時(shí)，我們最好在飛船中配備“醫(yī)療艙”。該艙不但可以屏蔽輻射，而且配備有醫(yī)療機(jī)器人、先進(jìn)的生命支持系統(tǒng)和調(diào)控裝置。它應(yīng)該是一個(gè)可以過濾空氣的醫(yī)療專用模塊，利用電腦進(jìn)行診斷和治療。

機(jī)器人與3D打印技術(shù)

迄今為止實(shí)驗(yàn)表明，在太空中進(jìn)行手術(shù)需要大量的醫(yī)療設(shè)備。但是恐怕在到火星的首航中，沒有哪個(gè)宇航員能享受這樣的奢侈的服務(wù)，因?yàn)槲覀儾荒茉诨鸺蠑y帶太多的設(shè)備。因此，又有人建議我們可以利用3D打印機(jī)在火星上就地取材制造醫(yī)療工具。

在實(shí)測中，一名沒有手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的宇航員成功地利用3D打印技術(shù)制造的工具，在模擬人身上完成了類似切割或縫合的操作。而使用3D打印工具（如毛巾夾、手術(shù)刀柄和有齒鉗）來完成手術(shù)的時(shí)間與平常并沒有多大區(qū)別。

火星定居點(diǎn)或許需要一個(gè)醫(yī)療艙。（圖片來源：NASA）

機(jī)器人手術(shù)通常是地面上外科手術(shù)的另一種選擇，我們對旨在用于星際短程航行中的機(jī)器人手術(shù)進(jìn)行了測試。NEEMO7是美國宇航局在佛羅里達(dá)群島的水下棲息地“寶瓶座”執(zhí)行了一系列實(shí)驗(yàn)之一。在這次實(shí)驗(yàn)中，由實(shí)驗(yàn)室控制機(jī)器人在隔壁房間進(jìn)行手術(shù)，成功地從模擬人身上移除了“膽囊”和“腎結(jié)石”。

然而，遠(yuǎn)程控制的主要問題是太空通信太滯后了，手術(shù)機(jī)器人最好要能夠自主完成手術(shù)。

我們針對火星任務(wù)中可能發(fā)生的外科緊急事故，進(jìn)行了大量的研究和準(zhǔn)備工作，但是在太空中實(shí)施手術(shù)仍舊有許多變數(shù)，尤其是在診斷和麻醉方面。不論如何，預(yù)防肯定比補(bǔ)救更重要。因此，選擇一名健康的宇航員和設(shè)計(jì)保障人身安全的工程方案才是重中之重。

本文由倫敦國王學(xué)院的尼娜·路易斯·普維薩特在期刊《對話》上首先發(fā)表。

BY: inverse

FY: park

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處