當聽到“超聲”檢查一詞時,人們往往會想到懷孕的母親和她們的嬰兒。現在,在檢查的名單中又增加了一個新的成員:航天員。在太空中沒有人懷孕,不需要進行產前檢查。但是,航天員健康檢查是十分必要的。現在,在國際空間站上,航天員正在使用超聲診斷儀來進行相互的身體檢查。這項實驗是美國宇航局的一個被稱為“改良的微重力下超聲技術”(簡稱ADUM)計劃的一部分。這項計劃的負責人是底特律亨利·福特醫院的外科醫生斯科特·德爾恰夫斯基教授,這項研究的目的是將超聲檢測技術用于太空醫學診斷和航天醫學研究。
隨著航天員在太空中停留的時間越來越長,今后還要到其他星球上探險,在太空中建立太空醫院和進行疾病診斷問題提到日程上來了。在地球上,醫生們可以用X射線儀觀察斷裂的骨頭,用電腦斷層掃描儀去尋找腫瘤,也可以用核磁共振成像儀器檢查大腦。但是,這些檢查方法使用的都是龐大的診斷設備,這些設備都不適合在太空中應用。現在,國際空間站上的超聲檢測儀可以對太空中的航天員進行身體檢查了。
采用超聲檢測儀進行疾病的診斷有很多優點:首先,與其它診斷成像設備相比,超聲診斷儀具有體積小、重量輕的優點。這對于只有狹窄空間的太空飛船和每千克負載都要花費巨大發射成本的航天器來說是非常重要。此外,在進行超聲檢測時,醫生可以立即看到超聲圖像,也就是說你不必等待,它的圖像就被打印出來,如果被檢者有什么問題,立刻從超聲圖像中可以看到,醫生當時就可以得出診斷結果。
從某些方面來看,超聲診斷儀的作用類似雷達。它將高頻率(兆赫)的聲波發送到人體內。當這些聲波遇到一個器官的時候(如肝),一部分超聲波立刻被反射回來,其余的繼續向下傳送,直到它們到達下一個器官(例如腎)時再被反射回來。因為聲波穿過每個器官或組織的速度不同,探測器就可以“看到”反射聲波器官是否正常。
超聲檢測方法已經普遍用在觀察人體內部器官和組織上,它通常用于檢查胎兒和腹部臟器。但是,德爾恰夫斯基和他的研究小組已經擴展了它的功能。他們將其用于檢查眼睛、牙齒、肺、骨骼和肌肉上。他們估計今后在太空中可能出現的500個問題中,有2/3的問題可以借助于超聲診斷儀來診斷。
在某種情況下,超聲波在太空中的工作情況甚至比在地面上要好。那是因為在低重力環境下,人的臟器會在體內移動:心臟上移了,肝向北移動了3英寸,結果器官彼此靠得更近了。這對超聲診斷是一種好的現象,可以使診斷儀發出的超聲波從一個器官移向另一個器官時失真較少,提供了一個更加清晰的超聲圖像。
超聲診斷儀操作人員的技術水平對診斷結果的準確性起至關重要的作用,操作技術的不熟練或錯誤,往往會導致錯誤的診斷結果。因此,超聲診斷儀的操作人員是專業人員,他們在上崗前一般需要經過幾百小時的培訓才能承擔此工作。可是,航天員是一些非醫務人員,他們在太空中要進行各種工作,超聲檢查實驗只是其中很小的一部分,不可能花很多時間進行這方面的訓練。一般情況下,航天員在飛行前只有4小時左右的超聲檢查訓練。僅僅這樣短時間的訓練,他們在太空中會操作儀器嗎?可以得出正確的超聲圖像嗎?這正是現在國際空間站上進行的超聲實驗需要解決的問題。當這些航天員操作超聲診斷儀時,他們和地面上的專家們保持不斷的聯系,由地面專家指導他們完成任務。
最近,在國際空間站的第九宇航組中,進行了太空中的第一次超聲檢測技術的評價實驗。參加實驗的是美國航天員邁克·芬克和和俄羅斯航天員吉納迪·帕達爾卡,他們都沒有接受過肩部解剖學學習和肩部超聲儀操作的專業訓練,只是在飛行前進行了一次2.5小時的超聲檢測方法短期培訓。如果通過此實驗,這兩位航天員可以將正確的超聲圖像發回地面的話,說明通過遠程遙控的方法,可以使非專業人員掌握超聲診斷儀的操作方法,幫助醫生診斷疾病。這對于今后保證航天員在太空的健康和地面上的急救工作都有十分重大的意義。
進入國際空間站后,在實驗的前7天,他們對超聲診斷儀的計算機操作方法又進行了一次復習。實驗正式開始了,地面上的工作人員和航天員依靠衛星下行鏈進行相互的聯系。這次實驗輪到邁克當“醫生”了,吉納迪是“病人”。邁克將超聲儀的探頭放在吉納迪肩部的皮膚上,兩秒鐘之后,在約翰遜太空中心的專家就可以看到航天員在太空中所看見的同樣畫面。
在地球上,這種遠程醫療技術已經開始越來越廣泛的應用了。在戰場上或邊遠地區,一些疑難病癥需要及時做出診斷,由于那里沒有經驗豐富的醫生和專業的診斷儀操作人員,必須采用這種遠程醫療技術:在專家的指導下,通過遙控方法,指導另一個地方的非醫務人員操作診斷儀,獲得清晰的診斷照片后傳送到遙遠的、條件好的醫院,由專家進行診斷和提出治療方法。采用這種方法后,已經拯救了不少人的生命。
地面上的遠程治療技術在不斷地改進,應用范圍也在不斷地擴大。德爾恰夫斯基說:“我們正在考慮如何更好地傳送信息的問題,我們可以通過一臺移動電話來實現信息的互通。”他們考慮將超聲診斷儀放到急救車上,在急救的過程中對病人進行超聲檢查,在到達醫院之前,急救室的醫生就可以制定好治療方案。這種想法已經在地面上成功地實現了,在底特律的紅飛行章曲棍球隊中已經采用了遠程治療技術為球員服務。在進行曲棍球比賽時,球員很容易受傷,如果及時地對球員受傷的情況做出診斷,采取有效的治療措施,對球員的健康和球隊實力的保持都是很重要的。因此,在球員的更衣室內配備了一臺超聲診斷儀,一名教練經過短期培訓就可以操作這臺儀器了。在進行曲棍球比賽時,如果有球員受傷了,就可以在專家的指導下,由這名教練對傷員進行超聲檢查,得出診斷結果。
第9宇航組太空中的超聲實驗只是一個起步,今后在國際空間站上要繼續進行這方面的實驗。現在正在太空中飛行的國際空間站第10宇航組的航天員也在進行此實驗。
現在,德爾恰夫斯基和他的同事們正在分析航天中超聲診斷儀得出數據。他們將在此基礎上,制定出指導航天員在太空中自己進行超聲檢查的規章制度。這將使得超聲檢查方法可以用到遠程星際飛行中去,例如火星探險,在那里要像現在一樣從地面獲得專家指導幾乎是不可能的,必須由航天員自己獨立完成整個操作。
ADUM計劃具有重要意義,德爾恰夫斯基說,因為它已經推進了超聲波技術所能夠達到的極限。他和他的同事們計劃將這些技術推進到前所未有的水平。
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