Medycyna kosmiczna staje się inteligentna

Inteligentne urządzenia medyczne, które pomagają astronautom radzić sobie z sytuacjami awaryjnymi, takimi jak oparzenia elektryczne, staną się częścią Międzynarodowej Stacji Kosmicznej być może już w przyszłym miesiącu. W dalszej części drogi astronauci w tarapatach mogą również polegać na wirtualnych klinikach na Ziemi, aby uzyskać dogłębną pomoc medyczną.

Technologie te, zaprezentowane na czerwcowym spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Telemedycyny w Fort Lauderdale na Florydzie, mogą być również wykorzystywane do pomocy ludziom na ziemi w odosobnionych miejscach bez lekarza w pobliżu.

Mniejszy i mądrzejszy

Naukowcy z Wyle Laboratories w Houston w Teksasie i NASA Johnson Space Center opracowują inteligentne wersje respiratorów mechanicznych, pomp dożylnych, monitorów parametrów życiowych oraz innych urządzeń terapeutycznych i diagnostycznych.

Nowe urządzenia komunikują się za pośrednictwem połączeń bezprzewodowych i są mniejsze, lżejsze i bardziej wytrzymałe niż dotychczasowe, mówi George Beck, inżynier i kierownik projektu ds. opieki krytycznej na orbicie w firmie Wyle.

Są również mądrzejsi, ponieważ nie ograniczają się do rejestrowania stanu danej osoby, ale mogą również wymyślić plan leczenia, aby astronauta w kosmosie dokładnie wiedział, co dalej robić.

Jako dodatkowe zabezpieczenie, eksperci medyczni na Ziemi mogą monitorować maszyny zawsze, gdy otwarte są linie komunikacyjne do Stacji Kosmicznej.

Aby przygotować urządzenia, naukowcy przeanalizowali szereg problemów medycznych, z którymi astronauci mogą napotkać w kosmosie, a następnie zaprogramowali w oprogramowaniu odpowiednie protokoły medyczne.

Beck mówi, że ponieważ coraz więcej ludzi wylatuje w kosmos na dłuższy czas, wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia problemów medycznych podczas lotu, patrząc w przyszłość na pierwszą załogową misję na Marsa, być może nie dalej niż za 10 lat.

Wirtualne Kliniki Współpracy

W przypadku poważnych sytuacji medycznych w kosmosie, takich jak złamania kości lub nawet niewydolność serca, naukowcy z Uniwersytetu Nowego Meksyku oceniali technologie telemedyczne, które mogłyby łączyć ekspertów z odpowiednich ośrodków medycznych ze Stacją Kosmiczną i innymi lokalizacjami.

Na przykład astronauci uczestniczący w planowanej misji na Marsa mogą wysyłać informacje medyczne do wirtualnej, wspólnej kliniki ekspertów na Ziemi, mówi dr Dale Alverson, dyrektor medyczny Centrum Badań Telezdrowia i Cybermedycyny na Uniwersytecie w Nowym Meksyku.

Połączeni w sieć z szybkimi łączami szerokopasmowymi i satelitarnymi, członkowie kliniki interaktywnie przeglądaliby trójwymiarowe rekonstrukcje danych w czasie rzeczywistym, aby określić najlepsze podejście proceduralne do radzenia sobie z konkretnym problemem lub urazem, mówi Alverson. Wirtualny przewodnik po planie leczenia można następnie przesłać z powrotem do opiekunów w kosmosie, dostarczając obrazy i instrukcje dotyczące pożądanego sposobu postępowania.

Ta technologia telemedyczna powinna być szczególnie przydatna, gdy komunikacja głosowa w czasie rzeczywistym staje się niepraktyczna lub zawodna, dodaje dr Muriel Ross z University of New Mexico. Na przykład na Marsie nadejście sygnałów głosowych na Ziemię może zająć od czterech do 40 minut, w zależności od położenia planety w stosunku do Ziemi.

CyberSkalpel

Na poprzednim stanowisku dyrektora NASA Ames Center for Bioinformatics Ross pracowała już nad opracowaniem narzędzi wirtualnej rzeczywistości, które mogłyby przekazywać cenne informacje medyczne astronautom w kosmosie, a także fizycznie rozproszonym lekarzom na Ziemi.

CyberScalpel to instrument opracowany w Ames, który może być używany do operowania trójwymiarowymi symulacjami na ekranie komputera, dzięki czemu chirurdzy mogą testować lub ćwiczyć procedury wirtualnie przed wykonaniem ich na pacjencie, mówi Ross. Dodaje, że CyberScalpel przecina obrazy ludzkiej tkanki, podobnie jak nóż przecina żywność.

Jeśli na przykład astronauta doznałby złamania, członkowie wirtualnej kliniki mogliby użyć CyberScalpela do zrekonstruowania obszaru złamania i wyświetlenia kroków naprawczych niezbędnych do zresetowania kości lub innej naprawy. Obrazy z wirtualnej operacji mogą być przesyłane do opiekunów w kosmosie, albo do prób na Stacji Kosmicznej, albo do oglądania jako przewodnik podczas rzeczywistej procedury.

Ideałem jest, aby zawsze wszystko było tak proste, żeby ktoś mógł wejść z ulicy i z niego skorzystać, mówi Ross.

Ziemskie zastosowanie

Skuteczność wirtualnej kliniki została zasygnalizowana w 1999 roku, kiedy pięciu ekspertów medycznych z tak odległych miejsc jak Kalifornia i Ohio zapewniło opiekę pacjentom Navajo w Shiprock, odległym mieście na pustyni Nowego Meksyku. Wykazano leczenie wadliwego serca niemowlęcia, a także inne formy kardiochirurgii.

Lekarze biorący udział w badaniu wykonywali swoje zabiegi na rekonstrukcjach 3D wirtualnego pacjenta, podczas gdy inni lekarze śledzili każdy ruch na ekranach komputerów w swoich lokalizacjach.

Gdzie indziej na świecie wirtualna medycyna była stosowana na kole podbiegunowym, ale Ross zauważa, że ​​ogólny brak funduszy medycznych w połączeniu z wysokimi kosztami komunikacji szerokopasmowej może spowolnić jej postęp w kierunku powszechnej dostępności.

Niemniej jednak, do 2011 lub 2012 roku, kiedy astronauci mają wystartować w pierwszą załogową misję na Marsa, ultraczułe czujniki i skanery zdolne do wytwarzania trójwymiarowych obrazów neuronalnych i anatomicznych powinny być gotowe, aby im towarzyszyć. Czujniki te mogą być osadzone w koszulce lub być może w ręcznych urządzeniach podobnych do Palm Pilotów.

Co więcej, przed startem można wykonać skany tomografii komputerowej każdego astronauty, aby dokładne dane przedstawiające stan astronauty przed startem mogły odnieść się do wszelkich obrażeń poniesionych w kosmosie.

Jest nawet możliwe, mówi Ross, że chirurg-robot może pewnego dnia pomóc opiekunowi w misjach na Marsa lub gdzie indziej.

ukryć