Historijski uspjeh, astronauti prvi put u svemiru napravili rendgenske snimke ljudi

Više od 65 godina nakon što je čovjek prvi put otišao u svemir, astronauti su napravili prvi dijagnostički kvalitetni rendgenski snimak ljudskog tijela u orbiti. Ovaj uspjeh predstavlja važan korak u razvoju svemirske medicine, a rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Radiology.

Od leta Jurija Gagarina u aprilu 1961. godine ljudi neprekidno borave u svemiru, prvenstveno na Međunarodnoj svemirskoj stanici. Kako se u narednim decenijama očekuju sve duže misije prema Mjesecu i Marsu, raste i potreba za medicinskom opremom koja će astronautima omogućiti dijagnosticiranje bolesti i povreda bez oslanjanja na pomoć sa Zemlje.

Istraživačica svemirske medicine s klinike Mayo, Sheyna Gifford, kaže da je riječ o prekretnici.

- Osjećaj je bio historijski na više načina. Sam trenutak kada se to dogodilo promijenio je budućnost svemirske medicine i svemirskih misija. U jednom trenutku ono što je ranije bilo nemoguće postalo je moguće, izjavila je Gifford za ScienceAlert.

Nakon četiri decenije ultrazvuka stigao je i rendgen

Više od 40 godina ultrazvuk je bio jedina praktična tehnologija medicinskog snimanja dostupna astronautima u orbiti. Ova metoda koristi visokofrekventne zvučne valove za prikaz unutrašnjosti tijela, ali zahtijeva značajnu obuku za pravilno izvođenje i tumačenje nalaza.

Rendgensko snimanje je znatno složenije jer zahtijeva izvor rendgenskih zraka, detektor postavljen s druge strane tijela i precizno pozicioniranje pacijenta, pri čemu sve mora ostati potpuno mirno tokom snimanja. Upravo zbog uslova mikrogravitacije, u kojima predmeti i ljudi lebde, takvo snimanje dugo se smatralo nepraktičnim.

Razvoj malih, prijenosnih uređaja na baterije posljednjih godina otvorio je mogućnost da se rendgensko snimanje ipak koristi u svemiru.

- Promjena bi bila ogromna. Brža, preciznija i bezbolna dijagnoza. Rendgen je jedan od najmoćnijih dijagnostičkih alata moderne medicine zbog svoje brzine, tačnosti i činjenice da ga može koristiti širok krug ljudi. U svemiru može omogućiti da se sumnja na prijelom za nekoliko trenutaka potvrdi rendgenskim snimkom, rekla je Gifford.

Prvi veliki iskorak napravljen je 2022. godine, kada su naučnici uspjeli snimiti rendgenske fotografije tokom paraboličnog leta koji nakratko simulira mikrogravitaciju. Sljedeći izazov bio je dokazati da ista tehnologija može funkcionirati i tokom orbitalnog leta.

Snimci nastali tokom misije SpaceX Fram2

Eksperiment je izveden tokom misije Fram2, prvog potpuno civilnog orbitalnog leta preko polarne putanje, koji je kompanija SpaceX realizirala svemirskom letjelicom Resilience. Misija je trajala tri i po dana, a ime je dobila po brodu kojim su nekada polarna istraživanja predvodili Fridtjof Nansen i Roald Amundsen.

Posada je sa sobom ponijela rendgenski sistem koji se sastojao od ultra-prijenosnog bežičnog digitalnog generatora. Astronauti su prije leta prošli svega četiri sata obuke, nakon čega su rendgenske snimke pravili prije polijetanja i tokom boravka u orbiti.

Snimljeni su kontrolni predmet, pametni sat, šake, podlaktice, grudni koš, abdomen i karlica. Sve rendgenske snimke nezavisno su analizirali radiolozi na Zemlji i zaključili da je njihov kvalitet bio dovoljno visok za postavljanje dijagnoze.

Gifford podsjeća da je prvi digitalni rendgenski snimak u uslovima promijenjene gravitacije nastao još 2022. godine.

- Kada je gravitacija nestala tokom paraboličnog leta, podigli smo se sa sjedišta, podigla sam ruku i napravljen je prvi digitalni rendgenski snimak u promijenjenoj gravitaciji. Godinama se vjerovalo da će veliki broj mogućih pomjeranja dovesti do mutnih snimaka. Naše rješenje bilo je jednostavno – napraviti snimak izuzetno brzo, rekla je.

Najveći izazov bilo je pravilno pozicioniranje

Kako se i očekivalo, najveći problem nije bilo samo snimanje, već pravilno postavljanje pacijenta, rendgenskog izvora i detektora te njihovo održavanje u stabilnom položaju dovoljno dugo da bi nastao kvalitetan snimak.

Najlakše su snimljene šake i ruke jer ih je bilo jednostavno zadržati u mirnom položaju. Fotografije grudnog koša, abdomena i karlice bile su nešto slabijeg kvaliteta, ali su i dalje ispunjavale standarde potrebne za dijagnostičku upotrebu.

Koristan i za pregled opreme u svemiru

Istraživači navode da primjena ove tehnologije neće biti ograničena samo na medicinu. Rendgenski uređaj mogao bi služiti i za pregled svemirske opreme bez njenog rastavljanja, uključujući elektroniku i druge ključne dijelove letjelice.

- Spektralni rendgen na Zemlji se već dugo koristi za nerazorna ispitivanja, a najpoznatiji primjer je sigurnosna kontrola na aerodromima. Ovo je prvi pokušaj njegove primjene u svemiru, a jedan od razloga je što misijama donosi mogućnosti koje daleko nadilaze medicinske potrebe, objasnila je Gifford.

Ipak, ostaju određena ograničenja. Vrijeme predviđeno za snimanje tokom leta bilo je ograničeno, pa nije bilo moguće napraviti veći broj različitih rendgenskih snimaka. Također, na budućim misijama prema Mjesecu i Marsu neće uvijek biti moguće ostvariti trenutnu vezu sa specijalistima na Zemlji.

Zbog toga istraživači smatraju da bi umjetna inteligencija u budućnosti mogla pomoći astronautima u procjeni kvaliteta snimaka i prepoznavanju mogućih zdravstvenih problema kada stručnjaci budu predaleko za konsultacije u realnom vremenu.

Tokom povratka na Zemlju uređaj je pretrpio određena oštećenja, ali je ostao funkcionalan. Naučnici ističu da će za buduće misije prema Mjesecu i Marsu biti potrebno razviti robusniji sistem otporniji na uslove svemirskih letova.

- Na Zemlji ovaj sistem smatramo izuzetno kompaktnim i prenosivim. U svemiru se i dalje smatra velikim. Da bi rendgen postao standardna oprema svemirskih misija, sistem će morati biti znatno manji nego danas. Također će morati biti prilagođen vakuumu i imati integrisanu podršku u realnom vremenu kako bi bio univerzalno primjenjiv na misijama, bez obzira na to da li se na njima nalaze ljudi ili ne, zaključila je Gifford.

Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Radiology.