Medycyna kosmiczna - Space medicine

Dan Burbank i Anton Shkaplerov biorą udział w medycznych ćwiczeniach awaryjnych w laboratorium Destiny na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . To ćwiczenie daje członkom załogi możliwość pracy zespołowej przy rozwiązywaniu symulowanego nagłego wypadku medycznego na pokładzie stacji kosmicznej.

Medycyna kosmiczna to praktyka medycyny na astronautach w przestrzeni kosmicznej, podczas gdy higiena astronautyczna to zastosowanie nauki i technologii do zapobiegania lub kontroli narażenia na zagrożenia, które mogą powodować choroby astronautów. Obie te nauki współpracują ze sobą, aby zapewnić astronautom pracę w bezpiecznym środowisku. Głównym celem jest odkrycie, jak dobrze i jak długo ludzie potrafią przetrwać ekstremalne warunki w kosmosie oraz jak szybko potrafią dostosować się do środowiska ziemskiego po powrocie z podróży. Konsekwencje medyczne, takie jak możliwa ślepota i utrata masy kostnej , są związane z lotami w kosmos .

W październiku 2015 roku Biuro Generalnego Inspektora NASA wydało raport o zagrożeniach dla zdrowia związanych z eksploracją kosmosu , w tym z misją załogową na Marsa .

Historia

Hubertus Strughold (1898–1987), były nazistowski lekarz i fizjolog, został sprowadzony do Stanów Zjednoczonych po II wojnie światowej w ramach operacji Paperclip . On pierwszy użył terminu „medycyny kosmicznej” w 1948 roku i był pierwszym i jedynym profesorem medycyny kosmicznej w Szkole Medycyny Lotniczej (SAM) w Randolph Air Force bazy , w Teksasie . W 1949 Strughold został dyrektorem Departamentu Medycyny Kosmicznej w SAM (obecnie US Air Force School of Aerospace Medicine (USAFSAM) w bazie lotniczej Wright-Patterson w stanie Ohio. Odegrał ważną rolę w rozwoju skafandra ciśnieniowego noszone przez wczesnych amerykańskich astronautów. był współzałożycielem Medicine Przestrzeń Oddziału Stowarzyszenia Medycznego Aerospace w 1950 roku biblioteka lotnicza w Brooks AFB został nazwany po nim w 1977 roku, ale później przemianowany ponieważ dokumenty z norymberskiego Trybunału Zbrodni Wojennych powiązane Walka z eksperymentami medycznymi, w których więźniowie obozu koncentracyjnego Dachau byli torturowani i zabijani.

Radzieckie badania nad medycyną kosmiczną koncentrowały się w Instytucie Badań Naukowych Medycyny Lotniczej (NIIAM). W 1949 r. AM Wasilewski, minister obrony ZSRR, z inicjatywy Siergieja Korolowa wydał NIIAM instrukcje prowadzenia badań biologicznych i medycznych. W 1951 roku NIIAM rozpoczął prace nad pierwszą pracą badawczą pt. „Fizjologiczne i higieniczne uzasadnienie zdolności lotu w warunkach specjalnych”, w której sformułowano główne zadania badawcze, niezbędne wymagania dla kabin ciśnieniowych, systemów podtrzymywania życia, sprzętu ratowniczego i kontrolnego oraz rejestrującego . W biurze projektowym Korolev stworzyli rakiety do podnoszenia zwierząt na odległość 200-250 km i 500-600 km, a następnie zaczęli rozmawiać o opracowaniu sztucznych satelitów i wystrzeleniu człowieka w kosmos. Następnie w 1963 r. powstał Instytut Problemów Biomedycznych (IMBP), który miał zajmować się medycyną kosmiczną.

Projekt Merkury

Medycyna kosmiczna była krytycznym czynnikiem w amerykańskim programie kosmicznym, począwszy od Projektu Mercury .

Skutki podróży kosmicznych

Wpływ mikrograwitacji na dystrybucję płynów w organizmie (bardzo przesadny) (NASA)

W październiku 2018 r. naukowcy finansowani przez NASA odkryli, że długie podróże w kosmos , w tym podróż na planetę Mars , mogą znacząco uszkodzić tkanki żołądkowo - jelitowe astronautów. Badania potwierdzają wcześniejsze prace, które znaleziono takie przejazdy może znacznie uszkodzić mózg z astronautów , a wiek ich przedwcześnie.

W listopadzie 2019 r. naukowcy poinformowali, że astronauci doświadczyli poważnych problemów z przepływem krwi i skrzepami na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, na podstawie sześciomiesięcznego badania 11 zdrowych astronautów. Zdaniem naukowców wyniki mogą wpłynąć na długoterminowe loty kosmiczne , w tym misję na planetę Mars .

Rytmy serca

U astronautów zaobserwowano zaburzenia rytmu serca . Większość z nich była związana z chorobami układu krążenia , ale nie jest jasne, czy było to spowodowane wcześniejszymi warunkami lub skutkami lotów kosmicznych . Istnieje nadzieja, że ​​zaawansowane badania przesiewowe w kierunku choroby wieńcowej znacznie złagodziły to ryzyko. Inne problemy z rytmem serca, takie jak migotanie przedsionków , mogą rozwijać się z czasem, co wymaga okresowych badań przesiewowych rytmu serca członków załogi. Poza tymi zagrożeniami dla serca lądowego, istnieją pewne obawy, że przedłużona ekspozycja na mikrograwitację może prowadzić do zaburzeń rytmu serca. Chociaż nie zaobserwowano tego do tej pory, dalsza obserwacja jest uzasadniona.

Choroba dekompresyjna podczas lotów kosmicznych

W kosmosie astronauci używają skafandrów kosmicznych , zasadniczo samodzielnego statku kosmicznego, do spacerów kosmicznych lub aktywności poza pojazdem (EVA). Skafandry kosmiczne są zazwyczaj napompowane 100% tlenem przy całkowitym ciśnieniu mniejszym niż jedna trzecia normalnego ciśnienia atmosferycznego . Wyeliminowanie obojętnych składników atmosferycznych, takich jak azot, pozwala astronaucie na wygodne oddychanie, ale także na mobilność, dzięki której można używać rąk, ramion i nóg do wykonywania wymaganej pracy, co byłoby trudniejsze w skafandrze o wyższym ciśnieniu.

Po tym, jak astronauta założy skafander, powietrze jest zastępowane 100% tlenem w procesie zwanym „przedmuchiwaniem azotem”. Aby zmniejszyć ryzyko wystąpienia choroby dekompresyjnej , astronauta musi spędzić kilka godzin „wstępnego oddychania” przy pośrednim ciśnieniu parcjalnym azotu , aby pozwolić tkankom ciała na odgazowanie azotu na tyle wolno, aby nie tworzyły się pęcherzyki. Kiedy astronauta powraca do środowiska „koszulowego rękawa” statku kosmicznego po EVA, ciśnienie zostaje przywrócone do dowolnego ciśnienia roboczego statku kosmicznego, ogólnie normalnego ciśnienia atmosferycznego. Choroba dekompresyjna podczas lotów kosmicznych składa się z choroby dekompresyjnej (DCS) i innych urazów spowodowanych nieskompensowanymi zmianami ciśnienia lub barotraumy .

Choroba dekompresyjna

Choroba dekompresyjna to uszkodzenie tkanek organizmu wynikające z obecności w tkankach i krwi pęcherzyków azotu. Dzieje się tak z powodu gwałtownego obniżenia ciśnienia otoczenia, które powoduje, że rozpuszczony azot wydostaje się z roztworu w postaci pęcherzyków gazu w ciele. W kosmosie ryzyko DCS jest znacznie zmniejszone dzięki zastosowaniu techniki wypłukiwania azotu z tkanek organizmu. Osiąga się to poprzez oddychanie 100% tlenem przez określony czas przed założeniem skafandra kosmicznego i jest kontynuowane po przedmuchu azotem. DCS może wynikać z nieodpowiedniego lub przerwanego czasu wstępnego natleniania lub innych czynników, w tym poziomu nawodnienia astronauty, kondycji fizycznej, wcześniejszych urazów i wieku. Inne zagrożenia związane z DCS obejmują niewystarczające przedmuchiwanie azotem w EMU, męczącą lub nadmiernie przedłużającą się EVA lub utratę ciśnienia w skafandrze. Członkowie załogi niebędący członkami załogi EVA mogą być również narażeni na DCS w przypadku utraty ciśnienia w kabinie statku kosmicznego.

Objawy DCS w kosmosie mogą obejmować ból w klatce piersiowej, duszność, kaszel lub ból przy głębokim oddechu, niezwykłe zmęczenie, zawroty głowy, zawroty głowy, ból głowy, niewyjaśniony ból mięśniowo-szkieletowy, mrowienie lub drętwienie, osłabienie kończyn lub zaburzenia widzenia.

Podstawowe zasady leczenia polegają na zwiększeniu ciśnienia w skafandrze w celu ponownego rozpuszczenia pęcherzyków azotu, 100% tlenu w celu ponownego natlenienia tkanek oraz nawodnieniu w celu poprawy krążenia w uszkodzonych tkankach.

Barotrauma

Barotrauma to uszkodzenie tkanek wypełnionych powietrzem przestrzeni w ciele w wyniku różnic ciśnienia między przestrzeniami ciała a ciśnieniem atmosferycznym otoczenia. Przestrzenie wypełnione powietrzem obejmują uszy środkowe, zatoki przynosowe, płuca i przewód pokarmowy. Predysponuje do tego istniejąca wcześniej infekcja górnych dróg oddechowych, alergie w nosie, nawracające zmiany ciśnienia, odwodnienie lub słaba technika wyrównania.

Nadciśnienie w przestrzeniach wypełnionych powietrzem wynika z obniżonego ciśnienia barometrycznego podczas fazy rozprężania EVA. Może powodować wzdęcie brzucha, ból ucha lub zatok, osłabienie słuchu oraz ból zębów lub szczęki. Wzdęcie brzucha można leczyć wydłużeniem brzucha, delikatnym masażem i zachęceniem do przechodzenia wzdęć . Ciśnienie w uszach i zatokach można zmniejszyć poprzez bierne uwolnienie dodatniego ciśnienia. Leczenie wstępne dla osób podatnych może obejmować doustne i donosowe leki obkurczające naczynia lub doustne i donosowe steroidy .

Podciśnienie w przestrzeniach wypełnionych powietrzem wynika ze zwiększonego ciśnienia barometrycznego podczas ponownego zwiększania ciśnienia po EVA lub po planowanym przywróceniu obniżonego ciśnienia w kabinie. Typowe objawy to ból ucha lub zatok, osłabienie słuchu oraz ból zębów lub szczęki.

Leczenie może obejmować aktywne wyrównywanie ciśnienia w uszach i zatokach, leki obkurczające przekrwienie jamy ustnej i nosa lub doustne i donosowe steroidy oraz w razie potrzeby odpowiednie leki przeciwbólowe.

Zmniejszone funkcjonowanie układu odpornościowego

Astronauci w kosmosie mają osłabiony układ odpornościowy, co oznacza, że ​​oprócz zwiększonej podatności na nowe ekspozycje, wirusy już obecne w ciele – które normalnie zostałyby stłumione – stają się aktywne. W kosmosie komórki T nie rozmnażają się prawidłowo, a komórki, które istnieją, są mniej zdolne do zwalczania infekcji. Badania NASA mierzą zmiany w układzie odpornościowym astronautów, a także przeprowadzają eksperymenty z komórkami T w kosmosie.

W dniu 29 kwietnia 2013 roku, naukowcy z Rensselaer Polytechnic Institute, finansowanego przez NASA , poinformował, że podczas lotów kosmicznych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej , mikroby wydają przystosować się do środowiska kosmicznego w sposób „nie obserwowane na Ziemi” oraz w sposób, który „może prowadzić do wzrostu wzrostu i zjadliwości ”.

W marcu 2019 r. NASA poinformowała, że ​​ukryte wirusy u ludzi mogą zostać aktywowane podczas misji kosmicznych , co może zwiększyć ryzyko dla astronautów w przyszłych misjach kosmicznych.

Zwiększone ryzyko infekcji

Eksperyment z promem kosmicznym z 2006 r. wykazał, że Salmonella typhimurium , bakteria, która może powodować zatrucia pokarmowe , stała się bardziej zjadliwa, gdy jest hodowana w kosmosie. W dniu 29 kwietnia 2013 roku, naukowcy z Rensselaer Polytechnic Institute, finansowanego przez NASA , poinformował, że podczas lotów kosmicznych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej , mikroby wydają przystosować się do środowiska kosmicznego w sposób „nie obserwowane na Ziemi” oraz w sposób, który „może prowadzić do wzrostu wzrostu i zjadliwości ”. Niedawno, w 2017 roku, okazało się , że bakterie są bardziej odporne na antybiotyki i rozwijają się w prawie nieważkości kosmosu. Zaobserwowano, że mikroorganizmy przeżywają próżnię kosmosu. Naukowcy w 2018 r. poinformowali, po wykryciu obecności na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) pięciu szczepów bakterii Enterobacter bugandensis , które nie są patogenne dla ludzi, że mikroorganizmy na ISS powinny być uważnie monitorowane, aby nadal zapewniać astronautom zdrowe medycznie środowisko .

Skutki zmęczenia

Ludzki lot kosmiczny często wymaga od załóg astronautów znoszenia długich okresów bez odpoczynku. Badania wykazały, że brak snu może powodować zmęczenie, które prowadzi do błędów podczas wykonywania krytycznych zadań. Również osoby, które są zmęczone, często nie są w stanie określić stopnia ich upośledzenia. Astronauci i personel naziemny często cierpią z powodu pozbawienia snu i zaburzeń rytmu dobowego . Zmęczenie spowodowane utratą snu, przesunięciem snu i przeciążeniem pracą może powodować błędy w działaniu, które narażają uczestników lotów kosmicznych na ryzyko naruszenia celów misji, a także zdrowia i bezpieczeństwa osób na pokładzie.

Utrata równowagi

Opuszczanie i powrót do ziemskiej grawitacji powoduje „choroba kosmiczna”, zawroty głowy i utratę równowagi u astronautów. Badając, w jaki sposób zmiany mogą wpływać na równowagę w ludzkim ciele – obejmując zmysły, mózg, ucho wewnętrzne i ciśnienie krwi – NASA ma nadzieję na opracowanie terapii, które można by zastosować na Ziemi i w kosmosie w celu skorygowania zaburzeń równowagi. Do tego czasu astronauci NASA muszą polegać na leku zwanym Midodrine (pigułka „przeciw zawrotom głowy”, która tymczasowo podnosi ciśnienie krwi) i/lub prometazynie, aby pomóc im w wykonaniu zadań, które muszą wykonać, aby bezpiecznie wrócić do domu.

Utrata gęstości kości

Osteopenia lotów kosmicznych to utrata masy kostnej związana z lotami kosmicznymi . Po 3-4 miesięcznej podróży w kosmos odzyskiwanie utraconej gęstości kości zajmuje około 2-3 lata. Opracowywane są nowe techniki, które pomogą astronautom szybciej wrócić do zdrowia. Badania w następujących obszarach mają potencjał, aby wspomóc proces wzrostu nowej kości:

  • Zmiany diety i ćwiczeń fizycznych mogą zmniejszyć osteoporozę.
  • Terapia Wibracyjna może stymulować wzrost kości.
  • Leki mogą pobudzać organizm do wytwarzania większej ilości białka odpowiedzialnego za wzrost i tworzenie kości.

Utrata masy mięśniowej

W kosmosie mięśnie nóg, pleców, kręgosłupa i serca słabną i zanikają, ponieważ nie są już potrzebne do pokonania grawitacji, podobnie jak ludzie tracą mięśnie, gdy się starzeją z powodu zmniejszonej aktywności fizycznej. Astronauci polegają na badaniach w następujących obszarach, aby budować mięśnie i utrzymywać masę ciała:

  • Ćwiczenia mogą budować mięśnie, jeśli co najmniej dwie godziny dziennie spędza się na ćwiczeniach oporowych.
  • Suplementy hormonalne (hGH) mogą być sposobem na wykorzystanie naturalnych sygnałów wzrostu organizmu.
  • Leki mogą pobudzić organizm do produkcji białek wzrostu mięśni.

Utrata wzroku

Po długich lotów kosmicznych misji, astronauci mogą wystąpić poważne wzroku problemy. Takie problemy ze wzrokiem mogą być poważnym problemem dla przyszłych misji lotów kosmicznych, w tym misji załogowej na Marsa .

Utrata zdolności umysłowych i ryzyko choroby Alzheimera

W dniu 31 grudnia 2012 roku, o NASA -supported badania wykazały, że ludzki lotów kosmicznych mogą uszkodzić mózg z astronautów i przyspieszyć wystąpienie choroby Alzheimera .

W dniu 2 listopada 2017 roku naukowcy poinformowali, że na podstawie badań MRI u astronautów, którzy odbyli podróże w kosmos , wykryto znaczące zmiany w pozycji i strukturze mózgu . Astronauci, którzy odbywali dłuższe podróże kosmiczne, byli kojarzeni z większymi zmianami w mózgu.

Nietolerancja ortostatyczna

System kondycjonowania odruchów sercowo-naczyniowych Beckman napompował i opróżnił mankiety w kombinezonach lotniczych Gemini i Apollo, aby stymulować przepływ krwi do kończyn dolnych.

„Pod wpływem ziemskiej grawitacji krew i inne płyny ustrojowe są przyciągane w kierunku dolnej części ciała. Gdy podczas eksploracji kosmosu grawitacja zostaje odebrana lub zmniejszona, krew ma tendencję do gromadzenia się w górnej części ciała, powodując obrzęk twarzy i inne niepożądane Efekty uboczne. Po powrocie na ziemię krew ponownie zaczyna gromadzić się w kończynach dolnych, powodując niedociśnienie ortostatyczne ”.

W kosmosie astronauci tracą objętość płynów — w tym do 22% objętości krwi. Ponieważ ma mniej krwi do przepompowania, serce ulegnie atrofii . Osłabione serce powoduje niskie ciśnienie krwi i może powodować problem z „tolerancją ortostatyczną” lub zdolnością organizmu do wysyłania wystarczającej ilości tlenu do mózgu bez omdlenia lub zawrotów głowy.

Efekty promieniowania

Porównanie dawek promieniowania – obejmuje ilość wykrytą podczas podróży z Ziemi na Marsa przez RAD na MSL (2011-2013).

Radziecki kosmonauta Walentin Lebiediew , który w 1982 roku spędził na orbicie 211 dni (absolutny rekord pobytu na orbicie Ziemi), stracił wzrok z powodu zaćmy postępującej . Lebiediew stwierdził: „Cierpiałem na duże promieniowanie w kosmosie. Wszystko to było wtedy ukrywane, w czasach sowieckich, ale teraz mogę powiedzieć, że tym lotem spowodowałem uszczerbek na zdrowiu”. 31 maja 2013 roku naukowcy NASA poinformowali, że możliwa misja człowieka na Marsa może wiązać się z dużym ryzykiem promieniowania w oparciu o ilość promieniowania cząstek energetycznych wykrytą przez RAD w Mars Science Laboratory podczas podróży z Ziemi na Marsa w latach 2011-2012.

Zaburzenia snu

Pięćdziesiąt procent astronautów promów kosmicznych bierze tabletki nasenne i nadal śpi dwie godziny lub mniej. NASA bada dwa obszary, które mogą stanowić klucz do lepszego snu w nocy, ponieważ lepszy sen zmniejsza zmęczenie i zwiększa produktywność w ciągu dnia. Stale dyskutowane są różne metody zwalczania tego zjawiska. Częściowa lista środków zaradczych obejmowałaby:

  • Idź spać o tej samej porze każdej nocy. Z praktyką będziesz (prawie) zawsze zmęczony i gotowy do snu.
  • Melatonina , kiedyś uważana za cudowny lek przeciwstarzeniowy (było to spowodowane dobrze udokumentowaną obserwacją, że wraz z wiekiem ludzie stopniowo wytwarzają coraz mniej hormonu w sposób naturalny). Ilość melatoniny wytwarzanej przez organizm zmniejsza się liniowo przez całe życie. Chociaż moda na przeciwdziałanie starzeniu się melatoniny została dokładnie obalona po dużej liczbie randomizowanych badań, wkrótce ponownie znalazła się w centrum uwagi ze względu na obserwację, że normalny poziom melatoniny u zdrowej osoby zmienia się znacznie w ciągu dnia: zwykle poziom wzrasta wieczorem i wpadnij rano. Od czasu odkrycia, że ​​poziom melatoniny jest najwyższy przed snem, niektórzy twierdzą, że jest to skuteczna pomoc w zasypianiu – jest szczególnie popularna w przypadku zmiany strefy czasowej. Skuteczność melatoniny w leczeniu bezsenności jest przedmiotem gorących dyskusji i dlatego w USA jest sprzedawana jako suplement diety. „Te oświadczenia nie zostały ocenione przez FDA” są wydrukowane na opakowaniu, mimo że melatonina była bardzo intensywnie badana.
  • Ramelteon , agonista receptorów melatoniny , jest stosunkowo nowym lekiem zaprojektowanym z wykorzystaniem cząsteczki melatoniny i kształtów receptorów melatoniny jako punktów wyjścia. Ramelteon wiąże się z tymi samymi receptorami M1 i M2 w jądrze nadskrzyżowaniowym („zegar biologiczny” w mózgu) co melatonina (M1 i M2 mają swoje nazwy od melatoniny). Może również czerpać niektóre ze swoich właściwości z trzykrotnie dłuższego okresu półtrwania w fazie eliminacji. Ramelteon nie jest pozbawiony krytyków, którzy twierdzą, że nie jest bardziej skuteczny niż melatonina, a melatonina jest tańsza o rzędy wielkości. Nie jest jasne, czy Ramelteon powoduje, że jego receptory zachowują się inaczej niż po związaniu z melatoniną, a Ramelteon może mieć znacznie większe powinowactwo do tych receptorów. Lepsze informacje na temat skuteczności Ramelteona powinny być dostępne wkrótce i pomimo pytań o jego skuteczność, ogólny brak skutków ubocznych sprawia, że ​​Ramelteon jest jednym z niewielu leków nasennych, które potencjalnie mogą być bezpiecznie stosowane przez astronautów.
  • Barbiturany i benzodiazepiny są bardzo silnymi środkami uspokajającymi. Chociaż z pewnością zadziałałyby (przynajmniej krótkoterminowo) pomagając astronautom spać, mają skutki uboczne, które mogą wpłynąć na zdolność astronauty do wykonywania swojej pracy, szczególnie „rano”. Ten efekt uboczny sprawia, że ​​barbiturany i benzodiazepiny prawdopodobnie nie nadają się do leczenia bezsenności kosmicznej. Do tej kategorii należą również narkotyki i większość środków uspokajających.
  • Zolpidem i Zopiclone to środki uspokajająco-nasenne, lepiej znane pod nazwami handlowymi „Ambien” i „Lunesta”. Są to niezwykle popularne środki nasenne, w dużej mierze ze względu na ich skuteczność i znacznie zmniejszone profile skutków ubocznych w stosunku do benzodiazepin i barbituranów. Chociaż inne leki mogą być bardziej skuteczne w wywoływaniu snu, Zolpidem i Zopiclone zasadniczo nie mają skutków ubocznych, które dyskwalifikują inne leki na bezsenność dla astronautów, dla których możliwość łatwego i szybkiego wybudzenia się może mieć ogromne znaczenie; astronauci, którzy nie myślą jasno, są oszołomieni i zdezorientowani, gdy budzi się ich nagły wypadek, mogą w ciągu kilku sekund zamienić swoje osłabienie na obojętność śmierci. Zolpidem, Zopiclone i tym podobne – u większości ludzi – znacznie rzadziej powodują senność w ciągu dnia związaną z narkotykami, ani nadmierną senność po nagłym przebudzeniu.
  • Ćwicz dobrą higienę snu . Innymi słowy, łóżko służy tylko do spania; wstać z łóżka w ciągu kilku chwil po przebudzeniu. Nie siedź w łóżku oglądając telewizję lub korzystając z laptopa. Kiedy ktoś jest przyzwyczajony do spędzania wielu godzin bezsennie w łóżku, może to zakłócić naturalny zestaw codziennych cykli organizmu, zwany rytmem dobowym . Chociaż nie stanowi to problemu dla astronautów, którzy mają bardzo ograniczone możliwości rozrywki w swoich miejscach do spania, innym aspektem higieny snu jest przestrzeganie określonej rutyny przed snem (prysznic, mycie zębów, składanie ubrań, spędzanie 20 minut ze śmieciami). na przykład powieść); regularne przestrzeganie tego rodzaju rutyny może znacznie poprawić jakość snu. Oczywiście wszystkie badania dotyczące higieny snu zostały przeprowadzone przy 1G, ale wydaje się możliwe (jeśli nie jest prawdopodobne), że przestrzeganie higieny snu zachowa przynajmniej pewną skuteczność w mikrograwitacji.
  • Modafinil jest lekiem przepisywanym na narkolepsję i inne zaburzenia, które wiążą się z nadmiernym wyczerpaniem w ciągu dnia. Został zatwierdzony w różnych sytuacjach wojskowych i dla astronautów dzięki swojej zdolności do zażegnania zmęczenia. Nie jest jasne, czy astronauci czasami używają tego narkotyku z powodu braku snu – może być stosowany tylko na spacerach kosmicznych i w innych sytuacjach wysokiego ryzyka.
  • Deksedryna to amfetamina, która kiedyś była złotym standardem dla pilotów myśliwców latających długo i wielokrotnie z rzędu, i dlatego mogła w pewnym momencie być dostępna, gdyby astronauci potrzebowali silnego środka pobudzającego. Obecnie modafinil w dużej mierze – jeśli nie całkowicie – zastąpił deksedrynę; Czas reakcji i rozumowanie wśród pilotów pozbawionych snu i na Dexedrine cierpią i pogarszają się, im dłużej pilot nie śpi. W jednym z badań piloci helikopterów, którym podawano dwieście miligramów modafinilu co trzy godziny, byli w stanie znacznie poprawić wydajność symulatora lotu. Badanie wykazało jednak, że modafinil nie był tak skuteczny jak deksamfetamina w zwiększaniu wydajności bez powodowania skutków ubocznych.

Analogi lotów kosmicznych

Badania biomedyczne w kosmosie są drogie i skomplikowane logistycznie i technicznie, a przez to ograniczone. Samo prowadzenie badań medycznych w kosmosie nie zapewni człowiekowi dogłębnej wiedzy potrzebnej do zapewnienia bezpieczeństwa podróżującym międzyplanetarnym. Uzupełnieniem badań w kosmosie jest zastosowanie analogów lotów kosmicznych. Analogi są szczególnie przydatne do badania odporności, snu, czynników psychologicznych, wydajności człowieka, zamieszkiwania i telemedycyny. Przykłady analogów lotów kosmicznych obejmują komory odosobnienia ( Mars-500 ), siedliska podwodne ( NEEMO ) oraz stacje antarktyczne ( stacja Concordia ) i arktyczne FMARS i ( projekt Haughton–Mars ).

Kariera w medycynie kosmicznej

Powiązane stopnie, obszary specjalizacji i certyfikaty

  • Certyfikacja lotniczo-medyczna
  • Medycyna lotnicza
  • Badania lotnicze
  • Medycyna pracy i profilaktyka
  • Globalne zdrowie
  • Zdrowie publiczne
  • Medycyna katastrofy
  • Medycyna przedszpitalna
  • Dzicz i medycyna ekstremalna

Pielęgniarstwo kosmiczne

Pielęgniarstwo kosmiczne to specjalność pielęgniarska, która bada wpływ podróży kosmicznych na wzorce reakcji człowieka. Specjalność, podobnie jak medycyna kosmiczna, przyczynia się również do poszerzania wiedzy o opiece pielęgniarskiej nad pacjentami naziemnymi.

Medycyna w locie

Ultradźwięki i przestrzeń

Ultradźwięki to główne narzędzie diagnostyczne do obrazowania na ISS oraz w przewidywalnych przyszłych misjach. Zdjęcia rentgenowskie i tomografia komputerowa obejmują promieniowanie, które jest niedopuszczalne w środowisku kosmicznym. Chociaż MRI wykorzystuje magnetyki do tworzenia obrazów, jest obecnie zbyt duży, aby rozważać go jako realną opcję. Ultradźwięki, które wykorzystują fale dźwiękowe do tworzenia obrazów i są dostępne w opakowaniach wielkości laptopa, zapewniają obrazowanie szerokiej gamy tkanek i narządów. Obecnie jest używany do patrzenia na gałkę oczną i nerw wzrokowy, aby pomóc określić przyczynę (przyczyny) zmian, które NASA zauważyła głównie u astronautów o długim czasie trwania. NASA przesuwa również granice stosowania ultradźwięków w odniesieniu do problemów mięśniowo-szkieletowych, ponieważ są to jedne z najczęstszych i najbardziej prawdopodobnych problemów. Istotnym wyzwaniem związanym z używaniem ultradźwięków w misjach kosmicznych jest wyszkolenie astronauty w obsłudze sprzętu (technicy ultradźwiękowi spędzają lata na szkoleniu i rozwijaniu umiejętności niezbędnych do bycia „dobrym” w swojej pracy), a także interpretacji uchwyconych obrazów. Wiele interpretacji USG odbywa się w czasie rzeczywistym, ale niepraktyczne jest szkolenie astronautów, aby faktycznie odczytywali/interpretowali USG. W związku z tym dane są obecnie przesyłane z powrotem do kontroli misji i przekazywane personelowi medycznemu w celu odczytania i interpretacji. Przyszłe misje eksploracyjne będą musiały być autonomiczne ze względu na zbyt długi czas transmisji w przypadku nagłych/nagłych schorzeń. Obecnie trwają badania nad możliwością bycia autonomicznym lub korzystania z innego sprzętu, takiego jak rezonans magnetyczny.

Era promu kosmicznego

Dzięki dodatkowemu udźwigowi oferowanemu przez program Space Shuttle, projektanci NASA byli w stanie stworzyć bardziej wszechstronny zestaw gotowości medycznej. SOMS składa się z dwóch oddzielnych pakietów: Zestawu Leków i Bandaży (MBK) oraz Zestawu Ratunkowego (EMK). Podczas gdy MBK zawierał leki kapsułkowe (tabletki, kapsułki i czopki), materiały opatrunkowe i leki miejscowe, EMK miał leki do wstrzykiwania, przedmioty do wykonywania drobnych operacji, przedmioty diagnostyczne/terapeutyczne oraz zestaw testów mikrobiologicznych.

John Glenn , pierwszy amerykański astronauta, który okrążył Ziemię, powrócił z wielkimi fanfarami w kosmos na STS-95 w wieku 77 lat, aby stawić czoła fizjologicznym wyzwaniom uniemożliwiającym astronautom długoterminowe podróże w kosmos – utrata gęstości kości, utrata masa mięśniowa, zaburzenia równowagi, zaburzenia snu, zmiany sercowo-naczyniowe i depresja układu odpornościowego – wszystko to są problemy, z którymi borykają się starzejący się ludzie, a także astronauci.

Przyszłe badania

Wykonalność długotrwałych lotów kosmicznych

W interesie stworzenia możliwości dłuższego lotu kosmicznego, NASA zainwestowała w badania i zastosowanie prewencyjnej medycyny kosmicznej, nie tylko w przypadku patologii, którym można zapobiec medycznie, ale także urazów. Chociaż trauma stanowi bardziej sytuację zagrażającą życiu, patologie, którym można zapobiec medycznie, stanowią większe zagrożenie dla astronautów. „Zaangażowany członek załogi jest zagrożony z powodu stresu związanego z misją i brakiem pełnych możliwości leczenia na pokładzie statku kosmicznego, co może skutkować manifestacją cięższych objawów niż te zwykle związane z tą samą chorobą w środowisku ziemskim. potencjalnie niebezpieczne dla innych członków załogi, ponieważ mały, zamknięty, ekologiczny system statku kosmicznego sprzyja przenoszeniu choroby.Nawet jeśli choroba nie jest przenoszona, bezpieczeństwo innych członków załogi może być zagrożone przez utratę zdolności członka załogi, który jest chory. Zdarzenie takie będzie poważniejsze i potencjalnie niebezpieczne w miarę wydłużania się czasu trwania misji z załogą i komplikowania procedur operacyjnych. choroba występuje podczas lotu.Przerwanie misji powrotu chorego członka załogi przed misją goa Ukończenie prac jest kosztowne i potencjalnie niebezpieczne."

Wpływ na naukę i medycynę

Nie tylko astronauci czerpią korzyści z badań medycyny kosmicznej. Opracowano kilka produktów medycznych, które są kosmicznymi spin-offami , które są praktycznymi zastosowaniami w dziedzinie medycyny wywodzącej się z programu kosmicznego. Dzięki wspólnym wysiłkom badawczym NASA, National Institutes on Aging (część National Institutes of Health) i innych organizacji związanych ze starzeniem się, eksploracja kosmosu przyniosła korzyści konkretnemu segmentowi społeczeństwa, seniorom. Dowody badań medycznych związanych ze starzeniem się przeprowadzonych w kosmosie były najbardziej widoczne publicznie podczas STS-95 (patrz poniżej).

Pre-rtęć przez Apollo

  • Radioterapia w leczeniu raka: W połączeniu z Cleveland Clinic , cyklotron w Glenn Research Center w Cleveland w stanie Ohio został użyty w pierwszych badaniach klinicznych dotyczących leczenia i oceny terapii neutronowej u pacjentów z rakiem.
  • Składane chodziki : Wykonane z lekkiego materiału metalowego opracowanego przez NASA dla samolotów i statków kosmicznych, składane chodziki są przenośne i łatwe w zarządzaniu.
  • Osobiste systemy ostrzegania: są to urządzenia alarmowe, które mogą być noszone przez osoby, które mogą wymagać pomocy medycznej w nagłych wypadkach lub pomocy w zakresie bezpieczeństwa. Po naciśnięciu przycisku urządzenie wysyła sygnał do zdalnej lokalizacji w celu uzyskania pomocy. Do wysłania sygnału urządzenie wykorzystuje technologię telemetrii opracowaną w NASA.
  • Skany CAT i MRI : te urządzenia są używane przez szpitale do zaglądania do wnętrza ludzkiego ciała . Ich rozwój nie byłby możliwy bez technologii dostarczonej przez NASA po znalezieniu sposobu na wykonanie lepszych zdjęć księżyca Ziemi.
  • Urządzenie do stymulacji mięśni: To urządzenie jest używane przez pół godziny dziennie, aby zapobiec atrofii mięśni u osób sparaliżowanych. Zapewnia stymulację elektryczną mięśni, co odpowiada bieganiu trzech mil tygodniowo. Christopher Reeve wykorzystał je w swojej terapii.
  • Narzędzia do oceny ortopedycznej: W NASA opracowano sprzęt do oceny zaburzeń postawy, chodu i równowagi, wraz z bezpromieniowym sposobem pomiaru elastyczności kości za pomocą wibracji.
  • Mapowanie stopy cukrzycowej : Ta technika została opracowana w centrum NASA w Cleveland w stanie Ohio, aby pomóc w monitorowaniu skutków cukrzycy w stopach.
  • Amortyzująca pianka: Specjalna pianka używana do amortyzowania astronautów podczas startu jest stosowana w poduszkach i materacach w wielu domach opieki i szpitalach, aby zapobiegać wrzodom, zmniejszać nacisk i zapewniać lepszy sen.
  • Maszyny do dializy nerek: Maszyny te opierają się na technologii opracowanej przez NASA w celu przetwarzania i usuwania toksycznych odpadów ze zużytego płynu dializacyjnego.
  • Mówiące wózki inwalidzkie : Osoby sparaliżowane, które mają trudności z mówieniem, mogą używać funkcji mówienia na swoich wózkach inwalidzkich, która została opracowana przez NASA w celu stworzenia syntezy mowy dla samolotów.
  • Składane, lekkie wózki inwalidzkie: Wózki te zostały zaprojektowane z myślą o przenoszeniu i można je składać i wkładać do bagażników samochodów. Opierają się na materiałach syntetycznych, które NASA opracowała dla swoich statków powietrznych i kosmicznych
  • Chirurgicznie wszczepialny rozrusznik serca : Urządzenia te opierają się na technologiach opracowanych przez NASA do użytku z satelitami. Przekazują informacje o aktywności stymulatora, np. ile czasu pozostało do wymiany baterii.
  • Wszczepialny defibrylator serca : To narzędzie stale monitoruje aktywność serca i może dostarczyć porażenia prądem, aby przywrócić regularność bicia serca.
  • Komunikacja EMS: Technologia wykorzystywana do komunikacji telemetrycznej między Ziemią a kosmosem została opracowana przez NASA w celu monitorowania zdrowia astronautów w kosmosie z ziemi. Karetki pogotowia wykorzystują tę samą technologię do przesyłania informacji — takich jak odczyty EKG — od pacjentów w transporcie do szpitali. Pozwala to na szybsze i lepsze leczenie.
  • Terapia nieważkości : Nieważkość przestrzeni może umożliwić niektórym osobom o ograniczonej mobilności na Ziemi – nawet tym, które zwykle poruszają się na wózkach inwalidzkich – swobodę poruszania się z łatwością. Fizyk Stephen Hawking wykorzystał nieważkość samolotu Vomit Comet w 2007 roku. Pomysł ten doprowadził również do opracowania bieżni antygrawitacyjnej z technologii NASA.

Mikrograwitacja ultradźwiękowa

Badanie Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity Study jest finansowane przez National Space Biomedical Research Institute i obejmuje stosowanie ultradźwięków wśród astronautów, w tym byłych dowódców ISS Leroya Chiao i Giennadija Padalkę, którzy są prowadzeni przez zdalnych ekspertów w celu diagnozowania i potencjalnego leczenia setek schorzeń w kosmosie . Badanie to ma szeroki wpływ i zostało rozszerzone na urazy w sportach zawodowych i olimpijskich, a także na studentów medycyny. Przewiduje się, że zdalnie sterowane ultradźwięki będą miały zastosowanie na Ziemi w sytuacjach nagłych i w opiece na obszarach wiejskich. Wyniki tego badania zostały przesłane do publikacji w czasopiśmie Radiology na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej; pierwszy artykuł przesłany w kosmos.

Zobacz też

Bibliografia

Uwagi
Źródła
  • MacPhersona G (2007). „Podatność na chorobę dekompresyjną na wysokości”. Medycyna lotnicza, kosmiczna i środowiskowa . 78 (6): 630-631. PMID  17571668 .
  • John-Baptiste A, Cook T, Straus S, Naglie G; i in. (2006). „ Analiza decyzji w medycynie lotniczej „Koszty i korzyści instalacji hiperbarycznej w kosmosie”. Medycyna lotnicza, kosmiczna i środowiskowa . 77 (4): 434–443. PMID  16676656 .CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )
  • DeGroot D, Devine JA, Fulco CS. „Występowanie działań niepożądanych od 23 000 ekspozycji na symulowane wysokości ziemskie do 8900 m”. Medycyna lotnicza, kosmiczna i środowiskowa . 74 (9): 994-997.CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )

Zewnętrzne linki