Люди летают в космос уже более 65 лет, однако до недавнего времени единственным практичным способом получить изображение внутренних органов и тканей на орбите оставалось ультразвуковое исследование.
Теперь астронавты впервые сделали в космосе рентгеновские снимки собственных тел. Врачи на Земле подтвердили, что полученные изображения подходят для диагностики.
Ультразвуковые аппараты используют на орбите более 40 лет. Они компактны, безопасны и сравнительно удобны в невесомости: датчик можно прижать непосредственно к телу. Однако получение и расшифровка таких изображений требуют серьезной подготовки.
С рентгеном все сложнее. Источник излучения должен находиться с одной стороны тела, детектор — с другой, а человек должен занять правильное положение и некоторое время оставаться неподвижным. В условиях микрогравитации, где все предметы свободно перемещаются, это трудно организовать.
Ситуация начала меняться после появления небольших переносных рентгеновских аппаратов, работающих от аккумуляторов. В 2022 году ученые впервые получили снимок во время параболического полета, который на несколько секунд создает условия невесомости. После этого оставалось проверить, сможет ли технология работать на орбите.
Эксперимент провели во время частной космической миссии SpaceX Fram2. Ее экипаж находился на полярной орбите в течение трех с половиной дней на корабле Resilience.
На борту был сверхпортативный рентгеновский аппарат с беспроводным цифровым генератором. Участники миссии прошли четырехчасовое обучение и сделали снимки до полета и непосредственно на орбите.
Они снимали кисти рук, предплечья, грудную клетку, живот и таз. Кроме того, астронавты проверили аппарат на контрольном объекте и умных часах.
Все изображения независимо изучили рентгенологи на Земле. По их оценке, качество снимков было сопоставимым и достаточным для медицинской диагностики.
Проще всего оказалось снимать кисти и руки, поскольку их легче удерживать неподвижно. Изображения грудной клетки, живота и таза получились несколько хуже, но все равно соответствовали минимальным требованиям для диагностики.
Исследователи объяснили, что решили одну из главных проблем очень короткой выдержкой. Ученые долго опасались, что из-за свободного перемещения людей и оборудования снимки в невесомости будут размытыми. Однако если делать их достаточно быстро, движения не успевают испортить изображение.
Появление рентгена на орбите может значительно расширить возможности космической медицины. Например, предполагаемый перелом можно будет подтвердить за короткое время, а не полагаться только на косвенные признаки.
При этом устройство пригодно не только для обследования людей. Снимок умных часов показал, что портативный рентген можно использовать для поиска скрытых повреждений в оборудовании и важных деталях космического корабля без их разрушения.
У технологии пока остаются ограничения. Во время эксперимента удалось сделать лишь ограниченное количество снимков. Кроме того, в будущих дальних миссиях экипаж не всегда сможет немедленно связаться с врачами на Земле.
В таких случаях астронавтам может помочь искусственный интеллект. Исследователи предполагают, что он сможет оценивать качество снимков и находить возможные медицинские проблемы без немедленного участия земных специалистов.
После возвращения на Землю аппарат получил повреждения, хотя продолжил работать. Для полетов к Луне и Марсу потребуется более прочная система, способная выдерживать сложные условия.
Устройство также необходимо сделать значительно меньше. На Земле оно считается компактным, но для космического корабля по-прежнему остается слишком крупным и тяжелым. Кроме того, оборудование придется дополнительно защитить для работы в вакууме.
По мере подготовки людей к более дальним путешествиям возможность самостоятельно диагностировать травмы и заболевания становится все важнее. Первый успешный рентген человека на орбите стал важным шагом к появлению полноценной медицинской диагностики за пределами Земли.
Результаты исследования опубликованы в журнале Radiology.
