如果在去火星的太空旅途中突發心髒病該怎麼辦?

4月19日消息,在距離地球幾百萬公里外的太空,哪怕是極輕微的健康問題都可能是致命的。不過,盡管困難重重,太空「藥劑師」還是給出了一些創造性的解決方案。

如果在去火星的太空旅途中突發心髒病該怎麼辦?

在太空人的工作中,處理超出常人經驗范圍的情況是必不可少的一部分。即便如此,我們仍然可以想像國際空間站的太空人在太空飛行期間第一次被診斷出現靜脈血栓時的心情。當然,無論在什麼時間、什麼地點,在頸靜脈里發現血凝塊都是令人不適的,但如果是在距離地球表面400多公里的的地方,發生這種情況實在是很不方便。

幸運的是,國際空間站配備了抗凝血劑藥物,可以應對這種潛在的生命威脅。盡管如此,在治療進行到一半的時候,太空人的服藥劑量不得不減少三分之一,以等待補給飛船送來更多的藥物。幾個月後,這名並未透露身份的太空人返回地球,後來完全康復。

2020年1月,《新英格蘭醫學雜誌》(New England Journal of Medicine)發表了一篇論文,描述了這一事件的細節。可以說,該事件之所以能取得圓滿的結局,很大程度上是因為太空人與地球上的醫療專業人員保持著定期聯系,並可以獲得藥物補給。想像一下,如果是在第一次火星任務中,太空人們可能就要面臨沒有補給飛船的問題,而且無法與地球進行快速的通話。

「最終,我們將不得不承擔一些重大風險,特別是如果想超越地球軌道的話,」歐洲空間局醫療項目和技術團隊負責人喬納森•斯科特說,「這就是我們的工作,盡可能地降低風險。」

很顯然,降低風險並不是一件容易的事,因為太空是一個非常危險的地方。甚至穿上太空衣也會增加太空人溺死和指甲脫落的風險。在地球大氣層之外活動時,太空人會暴露在輻射中,其後果尚不完全清楚,但不太可能安然無虞。失重或許很有趣,但也會導致一系列問題,包括骨骼和肌肉的損耗。一些太空人的視力開始下降。隨著在太空中待的時間越長,所有這些問題都變得越來越緊迫。

最重要的是,太空人和地球上的我們一樣,也會遇到各種各樣的健康問題,但卻無法方便地去醫院治療。美國國家航空航天局列出了大約100種可能在太空發生的疾病,包括牙痛、流鼻血、脊椎骨折和化學燒傷等。對於國際空間站的太空人來說,生病後返回地球還是可能做到的,但如果是在前往火星的途中,情況就變得相當棘手了。往返火星大約需要3年時間,這意味著途中如果出現醫療緊急情況,太空人之間就必須互相幫助,進行治療。

如果你在飛往火星的途中心髒驟停,那可以放心,研究人員已經考慮過如何在太空中實施心肺復蘇(一種方法是用雙腳抵住天花板,雙臂向下按壓病人的胸部)。由於太空人的年齡范圍和良好的身體素質,他們不太可能患中風或突發闌尾炎。這一點很重要,因為如果真的發生這些情況,他們就會陷入喬納森•斯科特所說的「無效醫療」的境地。換句話說,任何人對此都無能為力。

在國際空間站上,當醫療事故發生時,太空人可以求助美國國家航空航天局眾多醫學專家的專業知識。斯科特說:「病人在空間站,醫生在地面,如果有問題的話,病人可以向這些醫生咨詢。」到太空人到達火星時,如果有可能與地球通訊的話,將會有40分鍾的延遲。斯科特說:「我們必須開始准備,不僅要能夠診斷太空飛行中可能出現的健康問題,還要能夠進行治療。」

人工智慧可能是很好的解決方案,但如果你想像的是《星際迷航》(Star Trek)中那樣的全息醫生,請降低你的預期,這在未來幾十年里可能都無法實現。美國國家航空航天局負責探索太空醫療能力的科學家克里斯•林哈特表示:「我們還需要很多、很多年才能實現這樣的目標,目前只能(讓太空人)說明醫療緊急情況的性質。」

伊曼紐爾·烏奎塔是太空健康轉化研究所(TRISH)的副首席科學家。該研究所是美國國家航空航天局資助的項目之一,主要研究深空任務的醫療服務。盡管完全實現人工智慧診療尚需時日,但烏奎塔認為某種形式的人工智慧仍可以發揮關鍵作用。「這對火星任務而言至關重要,」他說。盡管在火星任務的太空人中可能會包括一名醫生,但烏奎塔解釋道:「沒有一個醫生可以知道一切。而且,如果那個太空人生病了怎麼辦?」

TRISH資助的研究項目包括「Butterfly iQ」,一款可供非醫務人員使用的手持式超聲波診斷設備,這非常有實用性,尤其是在沒有龐大設備和訓練有素的操作者的情況下。另一款診斷工具是VisualDx,具有相當的人工智慧,最初開發用於分析圖像和識別皮膚狀況。目前,這項技術已被用於幫助太空人診斷在太空中最常見的各種狀況,而且無需連接網際網路。

減少醫療設備的數量和大小,以及使用這些設備所需的專業技術水平,將是人類登上火星的關鍵。另一個關鍵是保持足夠數量的消耗性醫療用品。目前,太空人在太空所需要的幾乎所有東西都是從地球帶來的(國際空間站上的大部分飲用水則是從廢水中回收的,包括太空人自己的汗水和尿液)。

美國國家航空航天局的一項研究得出結論,一艘前往火星的飛船應該儲存248升的靜脈注射液,這在宇宙飛船上會占據大量寶貴的空間。因此,在過去的十年里,美國國家航空航天局一直致力於利用飲用水來製造靜脈注射液。目前研究人員正在改進這項技術,以便將其用於火星任務。林哈特說:「你可能會在去火星的路上遇到一個生病或受傷的人,太空人打開供水系統的開關,再把一個袋子掛在水龍頭上,五分鍾後,你就會能得到滿滿一袋無菌靜脈注射液。」

從此前國際空間站的血栓事件可以看到,保持充足的藥物供應也是一個問題。部分原因是宇宙飛船的藥櫃空間有限,另一方面,藥物在太空中的降解速度也比在地球上更快,可能是暴露在輻射中導致的。而且,太空人往往需要服用大量的藥物。2017年一項對國際空間站太空人的研究發現,太空人平均每周都要服用四種藥物。

菲爾·威廉士是英國諾丁漢大學的生物物理學教授,領導著世界上第一個太空藥物研究項目。他的團隊正在研究太空環境下的免疫系統和抗生素耐藥性等問題,並已將線蟲送上了國際空間站,以研究微重力下肌肉的分解。

威廉士和他的同事們也在研究如何解決藥物供應問題,他說:「我們正在尋找就地和按需生產藥物的方法。」通過從抗輻射細菌中篩選出能夠製造蛋白質的種類,並將其與蛋白質類藥物的DNA配對,威廉士的團隊成功地在試管里生產出了更多的藥物。威廉士表示,在未來,使用3D列印技術甚至能夠「用一個黑匣子,輸入你想要的東西,然後就能取出藥物」。

這項技術或許在第一次火星任務時就能用上,但也可能沒那麼快。如果人類想要殖民其他星球的話,我們就需要走得更遠,而不僅僅是在太空中生產藥物。這可能涉及3D列印醫療技術和更先進的手術工具,甚至是可替換的器官;目前科學家正在研究在國際空間站上3D列印人類心髒的可能性。

科學家的最終目標是研究出如何在太空中用最少的資源來治療疾病,這對於深空探索至關重要,而另一方面,這在地球上也有很多應用。畢竟,如果我們能減少太空中的「無效治療」,我們也能其應用在地球上的類似場景中。「如果能在火星上治療人類,那我們就能在任何地方展開治療,」威廉士說,「在南極,在潛水艇中,在聯合國難民署的非洲營地里,在小地方的醫院里。治療的地點就變得不那麼重要了。」(任天)

來源:cnBeta