Primele raze X diagnostice din spațiu îmbunătățesc capacitățile medicale ale astronauților
O echipă de membri ai unei misiuni comerciale în spațiu a realizat primele raze X diagnostice în timpul unui zbor orbital. Rezultatele misiunii au fost publicate recent în revista „Radiology”, editată de Societatea Radiologică din America de Nord (RSNA).
Aerospațienii au visat mult timp la dezvoltarea mai multor modalități de imagistică pentru diagnosticarea bolilor și accidentelor în spațiu. Raze X sunt rapide, ușor de utilizat și oferă informații diagnostice valoroase.
„Pentru mai bine de patru decenii, ecografia a fost singura modalitate de imagistică medicală fiabilă utilizată în misiunile spațiale. Pe măsură ce misiunile spațiale devin mai lungi și mai îndepărtate, riscurile medicale adverse cresc, iar limitările ecografiei devin tot mai greu de acceptat”, a declarat Sheyna Gifford, M.D., cercetător principal și profesor asistent de medicină aerospațială, Mayo Clinic, Rochester, Minnesota.
Mașinile tradiționale de raze X sunt foarte mari, generează radiații semnificative și pot produce imagini neclare în cazul mișcărilor. „Deoarece totul în spațiu este în continuă mișcare, s-a crezut că obținerea unei imagini diagnostice în orbită era prea provocatoare din punct de vedere tehnic”, a explicat Dr. Gifford.
Disponibilitatea mașinilor de raze X portabile a oferit echipei oportunitatea de a testa capacitățile de raze X în orbită. În 2022, echipajul de zbor, cu o pregătire medicală minimă, a utilizat o mașină de raze X portabilă pe un zbor parabolic și a obținut cu succes o rază X digitală a unei mâini în microgravitație.
Echipa a colaborat cu compania comercială SpaceX pentru a investiga fezabilitatea utilizării unui sistem de radiografie portabil disponibil pe piață în cadrul misiunii Fram2, care a durat 3,5 zile și a avut loc pe o orbită polară.
„Mașinile de raze X portabile sunt utilizate peste tot – la Kentucky Derby, pe marginea terenului la Super Bowl și în zone cu resurse limitate – deoarece pot funcționa cu energie solară și pot fi operate de persoane fără expertiză medicală”, a adăugat Dr. Gifford. „Am crezut că un sistem portabil disponibil pe piață ar avea șanse foarte mari să supraviețuie pretestării înainte de lansare și să fie operațional în spațiu, operat de membri ai echipajului cu pregătire minimă.”
În cadrul studiului prospectiv, raze X anatomice și ale echipamentului au fost obținute atât înainte de zbor, cât și în timpul zborului, de către membri ai echipajului folosind un sistem de raze X cu un generator digital wireless ultraportabil. Toate imaginile au fost evaluate de radiologi independenți.
„Un sistem de radiografie pregătit pentru zborul în spațiu ar avea implicații profunde nu doar pentru sănătatea echipajului, ci și pentru sarcini critice non-medicale”, a spus Dr. Gifford. „Pentru o prezență umană susținută în spațiu, razele X sunt esențiale nu doar pentru membrii echipajului, ci și pentru alte componente ale misiunii, cum ar fi electronica și costumele spațiale. Singura modalitate de a privi în interiorul acestor obiecte fără a le desfăcea este prin raze X.”
Înainte de zborul Fram2, trei membri ai echipajului au primit patru ore de instruire asupra sistemului de radiografie portabil. De asemenea, personalul SpaceX a efectuat teste de impact și compatibilitate asupra sistemului pentru nava spațială. Echipa a obținut imagini pre-zbor, inclusiv raze X ale unei mâini, antebrațului, abdomenului, pelvisului și pieptului.
Misiunea Fram2 a fost lansată pe 31 martie 2025, pe o rachetă SpaceX Falcon 9, intrând într-o orbită de 90 de grade la o altitudine de 425 până la 450 de kilometri deasupra nivelului mării. Durata misiunii a fost de 3 zile și 14 ore, iar nava spațială s-a întors pe Pământ pe 4 aprilie 2025. Generatorul de raze X a suferit daune structurale superficiale în timpul aterizării și recuperării. Cu toate acestea, componentele interne și outputul de raze X nu au fost afectate.
Imaginile obținute în timpul zborului, fără suport la sol, au inclus raze X ale unui obiect-fantomă utilizat pentru calibrarea sistemului, precum și ale unui ceas inteligent, mâinii, antebrațului, abdomenului, pelvisului și pieptului. Aceste imagini au fost transmise imediat către un computer de bord și revizuite de echipaj. La întoarcerea pe Pământ, au fost obținute și raze X post-zbor care replicau imaginile pre-zbor și cele din timpul zborului.
Toate razele X au fost evaluate de trei radiologi independenți pentru calitatea generală a imaginii, rezoluția spațială, rezoluția contrastului și poziționare. Cercetătorii nu au găsit diferențe în calitatea generală a imaginii, rezoluția contrastului sau rezoluția spațială între razele X pre-zbor și cele din timpul zborului. Calitatea imaginilor din timpul zborului a atins un nivel diagnostic pentru toate razele X, în ciuda scorurilor mai scăzute pentru poziționarea razelor X ale corpului central, inclusiv imaginile pieptului, pelvisului și abdomenului.
„Prin obținerea primelor raze X umane și ale echipamentului în spațiu, studiul nostru demonstrează fezabilitatea radiografiei în orbită și capacitățile diagnostice extinse pentru sănătatea echipajului și evaluarea echipamentului”, a spus Dr. Gifford. „Obținerea unor raze X cu utilitate diagnostică în spațiu este ceva ce oricine poate face. Trei persoane foarte talentate, fără pregătire medicală, au reușit să facă acest lucru corect și bine în unul dintre cele mai dure medii.”
Membrii echipajului au fost de acord în unanimitate că sistemul de raze X a fost ușor de utilizat și că protocoalele de imagistică au fost ușor de urmat. Aceștia au sugerat îmbunătățiri pentru sistemul de radiografie, inclusiv mecanisme pentru montarea și fixarea în siguranță a detectorului și generatorului de raze X. Estimarea expunerii la radiații pentru membrii echipajului nu a fost mai mare decât cea asociată cu imaginile clinice standard de pe Pământ.
Cercetătorul a menționat că sunt necesare mai multe studii prospective pentru a stabili linii directoare pentru indicațiile examenului, interpretarea imaginilor și bazele de imagistică.
„Sper că putem reduce în continuare dimensiunea sistemelor de imagistică portabile și să îmbunătățim durabilitatea și utilizabilitatea acestora, astfel încât să poată fi incluse în viitoarele misiuni”, a adăugat Dr. Gifford.
Alte aplicații legate de spațiu pentru sistemele de raze X portabile includ imagistica sateliților defectuoși în orbită și echiparea roverilor lunari pentru a analiza suprafața lunii.
„Diseminarea sistemelor autonome de raze X miniaturale în întreaga lume ar putea, de asemenea, să schimbe regulile în domeniul sănătății publice”, a adăugat Dr. Gifford. „Cerul nu este limita în ceea ce privește razele X în spațiu și aici, pe Pământ.”
