В начале этого года у астронавта на орбите возникла очень опасная для его жизни медицинская проблема – у него в шее образовался тромб. Проблему удалось решить с помощью медикаментов, избежав хирургической операции. Ведь свободно летающие в замкнутом помещении космической станции капли крови и куски тканей организма – последнее, что хотелось бы видеть на борту. Однако человечество движется в сторону частных космических полетов и в ближайшие десятилетия планирует построить колонию на Марсе. Становится очевидной потребность в технологиях проведения хирургических операций в космосе.
Международная космическая станция кружит над головами землян на расстоянии 400 км. В случае необходимости хирургического вмешательства существует процедура стабилизации пациента и доставки его обратно на Землю. Связь в таких случаях происходит в реальном времени.
Планета Марс по космическим меркам бывает очень близко относительно Земли, но все равно между ними остается дистанция в 54,6 млн километров. Эвакуация на Землю потребует многих месяцев полета. Задержка в коммуникациях составит около 20 минут.
Кроме расстояний в космосе также есть другие негативные факторы – мікрогравітація, высокая радиация, герметичные скафандры, закрытые тесные помещения. Например, через мідсутність нормальной гравитации в человеческом теле перераспределяется размещения жидкости, ослабевают кости и мышцы.
По оценкам для команды из семи человек при путешествии на Марс потребуется одна операция каждые 2,4 года. Причины для ее проведения – травмы, аппендицит, воспаление желчного пузыря, рак.
Летающие биологические останки
Хирургические операции при микрогравитации возможны и их уже проводили, однако не на людях. Астронавты «ремонтировали» хвосты крысам и выполняли лапароскопию – процедура для обследования внутренних органов брюшной полости.
По результатам этих операций в условиях микрогравитации разработали новые инструменты с магнитами. Они не летают в пространстве, а примагничиваются к хирургическому столу. Также создали средства крепления самого хирурга.
Осталась важная проблема – при открытой операции внутреннее содержимое тела плавает вокруг скальпеля, мешая нормальному обзору места операции. Один из вариантов решения проблемы – минимальные разрезы, желательно проколы. Хирург может наблюдать за операцией через введенную в тело камеру. При этом внутренние органы остаются сжатыми.
Таким образом уже провели тестовую брюшную операцию на манекене. Хирургам удалось остановить внутреннее кровотечение, вызванное травмой. Но они подчеркнули, что выполнить такую операцию на члену команды будет психологически сложно.
При микрогравитации летают вокруг не только внутренние органы, но и жидкости. Кровь в венах может прилипать к хирургическим инструментам из-за явления поверхностного натяжения. Летающие капли крови могут закрывать обзор хирургу, попадать в систему вентиляции, создавая угрозу распространения инфекции.
Для борьбы с такими явлениями могут использоваться специальные герметичные кабины. В NASA оценивали эффективность прозрачного пластикового колпака, который ограничивает распространение микрокапель крови. Для марсианского поселения это может быть отдельный модуль с собственной системой фильтрации воздуха.
Роботы и 3D-печать
Хирургические операции в космосе показали, что нужно иметь много вспомогательного оборудования. Но везти его с Земли очень дорого и, возможно, космонавтам и инопланетным поселенцам придется самостоятельно его изготавливать. Для этого пригодятся 3D-принтеры, которые будут работать на локальной марсианской сырье.
Распечатанные хирургические инструменты уже прошли успешное тестирование. При этом ими пользовалась команда, которая раньше не имела хирургического опыта. Они успешно выполняли разрез тканей и сшивали их. Время выполнения этих процедур с использованием распечатанных инструментов не отличался от времени, что требуется при использовании обычных инструментов.
Еще одной опцией могут быть операции, выполняющие работы. На Земле это уже стало довольно привычным явлением. NASA во время тестовых миссий NEEMO 7 в подводных капсулах в водах близ Флорида Кис проводила хирургические перации. Одной из таких было удаление фальшивого желчного пузыря и почечного камня с манекена. Роботом управляли дистанционно из другой лаборатории. Однако для космических операций становится критической задержка в передаче сигнала и такие работы должны быть автономными.
Остается еще много проблем при проведении хирургических операций, включая диагностику и анестезию. Пока что лучшим решением остается старый рецепт – включать в команду максимально здоровых людей и максимально их защищать.
По материалам The Conversation
