超声诊断技术在航天飞行中的应用

国际空间站的航天员们距地球上最近医院的垂直距离大约是250英里。现在美国政府正在讨论派遣航天员前往火星，那么这个距离就更远了，据估计大约是3500万英里。所以，如果有人在火星上生病或受伤怎么办？飞船上的医生会治疗一些病，但他们不是医治百病的专家。何况，在制定治疗方案前，最重要的是对疾病做出准确的诊断。在飞船或其他星球上有仪器可以进行诊断吗？有专业的人员可以操作这些仪器和做出正确的诊断吗？为了保证航天员的飞行中健康，在今后的长期飞行中必须解决这个问题。

　　美国宇航局的工程师和飞行外科医生建议，用一台超声诊断仪来解决这个问题。它具备双重功能，既能作为科学研究用，又能作为航天员身体检查的医疗设备。

　　超声诊断仪是一种孕妇在怀孕期间为了保证腹中胎儿健康而需要多次使用的仪器。既然它能诊断出胎儿在母亲腹中的健康状态，也应该可以对航天员身体检查起作用。这种联想使人们提出了将其应用范围扩大到太空中的计划。美国宇航局（NASA）提出通过安排地面上的一名专业放射学专家来指导太空中的航天员使用超声诊断仪的方法，对飞行中的航天员进行身体检查。

　　这项计划的负责人是底特律亨利·福特医院的外科医生斯科特·德尔恰夫斯基教授，他认为要实现这个计划还有很多工作要做。要熟练地操纵一台超声检诊仪并对测试结果做出正确的诊断并不是一件容易的事。在地面上，训练一个人掌握这项技术大约需要500小时的时间。

　　德尔恰夫斯基说要能够准确地控制超声仪的探头是很困难的。特别是在太空中，器官的大小和它们在体内的位置与在地面时都发生了变化。对于超声诊断技术来说，即使器官出现毫米范围内的变化，要用探头去寻找到准确的位置也很困难。一名放射学家要花费几年的时间才能准确地掌握解释黑白、带阴影的超声图。德尔恰夫斯基和美国宇航局的工程师于是提出了在国际空间站和地面基地之间建立视频通讯，由专家来指导航天员进行超声诊断仪操作的想法。

　　香农·麦尔登是一名生物医学工程师，她是维尔实验室的超声课题负责人。麦尔登说要实现此计划的方法是在太空和地面架起一个航天员－内科医生沟通的连续视频连线，这些医生可以给航天员发出应该在哪里安放超声探头以获得清晰图片的指令。航天员在太空也可通过看人体结构图来安放探测器。按照麦尔登的说法，放射学家在看航天员发回的超声图时就好像在放“家庭录像带的拷贝”。

　　空间站与地面之间的联系有两秒钟的滞后。航天员和放射学家在进行联系时使用一个TiVo装置，这是一种利用硬驱动使图片暂停的装置。空间站和地面基地进行有效实时通讯的时间只占60％。

　　麦尔顿参与这个项目的工作时间大约有5年了，他说航天员进行这个项目训练的时间只有4-6个小时，其中包括教室和实战训练。她说尽管这项技术还没有用于太空中对医疗紧急情况的处理，但美国宇航局已经完成了整个过程的检测，并在国际空间站上进行了实验。在国际空间站第9宇航组中，第一次进行了太空超声诊断技术应用的实验。两名航天员在地面专家的指导下，成功地向地面发回了清晰的肩部肌肉结构图像。证明了只受过最少时间训练的航天员可以掌握超声诊断仪的操作。目前正在太空中飞行的第10宇航组继续进行超声实验，并增加了超声探测的部位，他们将对航天员的腹部、牙齿和骨骼进行超声扫描。

图1 在国际空间站上，第9宇航组的航天员帕达尔卡使用 一台超声诊断仪对航天员芬克进行身体检查。

本文编辑：李迁