Por mais de 65 anos, os humanos voam no espaço.
Da primeira espaçonave do astronauta Iuri Gagarin Em abril de 1961, a presença humana no espaço tornou-se uma constante, com uma tripulação rotativa de astronautas internacionais estacionada na Estação Espacial Internacional.
Nas próximas décadas, é provável que a nossa presença no espaço se expanda – e com ela, o equipamento médico vital para manter saudáveis os nossos exploradores espaciais.
Agora, pela primeira vez, astronautas em órbita tiraram radiografias de seus próprios corpos com qualidade de diagnóstico – o culminar de anos de trabalho. Os resultados já foram publicados na revista Radiologia.
“Pareceu histórico em muitos aspectos”, disse Shayna Gifford, pesquisadora de medicina aeroespacial da Mayo Clinic, ao Science Alert.
“O que aconteceu mudou o futuro da medicina espacial e das missões espaciais. Num instante, o que antes era impossível tornou-se possível.”
Por mais de quatro décadas, o ultrassom tem sido a única tecnologia prática de imagens médicas disponível para os astronautas em órbita.
A tecnologia funciona transmitindo ondas sonoras de alta frequência para o corpo humano e monitorando como elas retornam dos tecidos de lá. A obtenção e interpretação de imagens de ultrassom requer bastante treinamento, mas a tecnologia é muito versátil.
Em contraste, a imagem de raios X requer uma fonte de raios X, um detector no lado oposto do corpo e um paciente humano perfeitamente posicionado entre eles. Você ainda precisa que tudo permaneça por tempo suficiente para que a imagem seja bem-sucedida.
O ultrassom se tornou a ferramenta de imagem padrão para o espaço porque é portátil e seguro, e seu transdutor pode ser pressionado diretamente contra o corpo, facilitando seu uso em ambientes de microgravidade onde tudo flutua.
Nos últimos anos, a tecnologia de imagem por raios X encolherE com o surgimento de dispositivos pequenos, portáteis e alimentados por bateria, os cientistas começaram a acreditar que a geração de imagens de raios X em órbita poderia ser possível.
“A mudança será significativa: um diagnóstico mais rápido, preciso e indolor. Um raio X é uma das ferramentas de diagnóstico mais poderosas da medicina moderna devido à sua velocidade, precisão e capacidade de ser administrado por uma ampla gama de pessoas”, disse Gifford.
“Os raios X no espaço têm a capacidade de transformar uma suspeita de fratura em uma fratura confirmada em uma fração de minuto.”
Um grande avanço A realizar em 2022Quando os cientistas em um vôo parabólico conseguiram obter imagens de raios X que simularam brevemente a microgravidade orbital.
Mas, tendo demonstrado que a técnica poderia funcionar durante segundos de cada vez, o próximo obstáculo era ver se poderia funcionar num contexto orbital.
O cenário era SpaceX quadro2Uma missão de voo espacial civil em um voo orbital polar de 3,5 dias na espaçonave Resiliência. (nomeado após Fram2 o navio que transportou famosos exploradores polares Fridtjof Nansen E Roald Amundsen)
A tripulação carrega um sistema de raios X que possui um gerador de raios X digital ultraportátil e sem fio. Eles passaram por quatro horas de treinamento e tiraram radiografias de seus corpos antes e durante o vôo orbital.
As imagens incluíam um objeto fantasma que servia de controle, um smartwatch, mãos, braços, tórax, abdômen e pélvis.
Todas as imagens de raios X foram avaliadas de forma independente por radiologistas mundiais, que descobriram que os exames eram de alta qualidade semelhante, adequados para o diagnóstico.
“Em 2022, fizemos parceria com uma empresa comercial de raios X para comprar dois assentos no ZeroG, um provedor de voos parabólicos. Quando a gravidade parou, flutuamos para fora de nossos assentos, levantei minha mão e o primeiro raio X digital foi feito em gravidade alterada, sem mais nem menos”, disse Gifford.
“Durante décadas, os cientistas ficaram desanimados com o número assustador de graus de liberdade, na crença de que isso resultaria em uma imagem difusa. Nossa solução? Tirar fotos muito, muito rápido.”
Como esperado, a maior dificuldade não foi obter as imagens de raios X, mas sim posicionar o paciente, o detector e a fonte de raios X e segurá-los por tempo suficiente para obter uma boa imagem.
Mãos e braços foram claramente as partes mais fáceis de fotografar porque são fáceis de manter imóveis. A obtenção de imagens do tórax, abdômen e pelve tem se mostrado mais difícil; Estas tinham qualidade ligeiramente inferior às imagens de mãos e braços, mas ainda acima do limite para uso diagnóstico.
A tecnologia provavelmente não se limitará ao uso diagnóstico em humanos.
Como mostram as imagens do smartwatch, uma máquina portátil de raios X pode ser usada para inspecionar equipamentos de espaçonaves e outros hardwares de missão crítica em busca de danos ocultos, no que os pesquisadores chamam de testes não destrutivos.
“A aplicação atual dos raios X espectrais começou na Terra e é amplamente utilizada para testes não destrutivos: seu uso na segurança de aeroportos é mundial”, explicou Gifford.
“Embora esta equipa tenha sido a primeira a tentar realizar raios X espectrais no espaço, uma das muitas razões para o fazer é porque traz ferramentas poderosas para a missão que funcionam para além da área médica.”
Ainda existem algumas limitações que precisam ser abordadas. O tempo de geração de imagens durante o voo impõe um limite ao número e variedade de imagens de raios X que podem ser obtidas, e a telessaúde em tempo real pode não estar disponível para futuras missões de voos espaciais.
Os investigadores sugerem que a análise assistida por IA poderá eventualmente ajudar os astronautas a avaliar a qualidade da imagem e a identificar potenciais problemas médicos em missões onde os radiologistas especialistas na Terra estão demasiado longe para fornecer assistência imediata.
Além disso, o equipamento foi danificado quando a tripulação retornou à Terra, embora estivesse funcional. Para futuras missões à Lua e a Marte, poderá ser necessário desenvolver um sistema mais robusto e robusto.
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À medida que os humanos se preparam para essa viagem histórica, a capacidade de diagnosticar doenças e lesões sem depender da Terra torna-se ainda mais importante.
Esta investigação representa um passo importante no sentido de fornecer o equipamento médico básico que os futuros exploradores necessitarão quando se aventurarem corajosamente para além da Terra e para o sistema solar que os aguarda.
“Na Terra, consideramos este sistema extremamente compacto e portátil”, disse Gifford.
“No espaço, este sistema é considerado massivo. Para que os raios X se tornem rotina no espaço, e para que o sistema seja justificado em termos de massa e volume, teria que ser uma fração do volume que tem agora.”
Ele também observou que precisa ser reforçado para o vácuo e que o suporte integrado em tempo real “tornará este sistema universal em missões espaciais: haja humanos a bordo ou não”.
Os resultados são publicados Radiologia.
Este artigo foi verificado por Carly Casella e editado por Rebecca Dyer. Embora nos orgulhemos de nosso processo, somos apenas humanos. Se você encontrar um erro, avise-nos.
