عکسبرداری با اشعه ایکس پزشکی در فضا

عکسبرداری با اشعه ایکس پزشکی که در میکروگرانش، ۲۰۰ مایلی بالاتر از سطح زمین انجام می‌شود، می‌تواند به ایمن و سلامت فضانوردان در ماموریت‌های طولانی‌مدت کمک کند.

کد خبر: ۱۲۴۶۹۲۵

سه‌شنبه - ۱۹ فروردين ۱۴۰۴ / April 08, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، عکسبرداری با اشعه ایکس پزشکی که در میکروگرانش، ۲۰۰ مایلی بالاتر از سطح زمین انجام می‌شود، می‌تواند به ایمن و سلامت فضانوردان در ماموریت‌های طولانی‌مدت کمک کند.

بسیاری از ما در یک زمان، چه در دندانپزشکی و چه در مطب دکتر، عکس رادیوگرافی گرفته‌ایم. اکنون، فضانوردانی که به دور زمین می‌چرخند نشان داده‌اند که می‌توان از فضا پرتو ایکس گرفت. این تلاش به کاوشگران فضایی آینده کمک می‌کند تا شرایط پزشکی، از شکستگی‌ها و رگ به رگ شدن‌ها گرفته تا نشانه‌های دکلسیفیکاسیون استخوان را در حین حرکت در مدار تشخیص و نظارت کنند.

هفته گذشته، اعضای خدمه ماموریت Fram۲ در رسانه‌های اجتماعی پست کردند و اولین تصویر پزشکی اشعه ایکس گرفته شده در فضا را به اشتراک گذاشتند. این تصویر یک اسکن سیاه و سفید از یک دست با یک حلقه است که بازتاب اولین تصویر اشعه ایکس است که ۱۳۰ سال پیش توسط فیزیکدان ویلهلم رونتگن از دست همسرش گرفته شده است. تصویر جدید اشعه ایکس در میکروگرانش، در داخل یک کپسول فضایی چهار نفره گرفته شده است که با سرعت مداری ۱۷۵۰۰ مایل در ساعت، حدود ۲۰۰ مایل بالاتر از سطح زمین پرواز می‌کند.

اسکن بدن در حین پرواز بخشی از پروژه SpaceXray، یکی از ۲۲ آزمایش علمی بود که فضانوردان در طول ماموریت Fram۲ انجام دادند. فرم ۲ که توسط اسپیس ایکس اداره می‌شد، اولین ماموریت فضایی انسانی بود که در مداری قطبی سفر کرد و از قطبی به قطب دیگر سیاره را چرخاند. Fram۲ نام مأموریت خود را از کشتی نروژی "فرام" گرفته است، که اولین کشتی بود که در اواخر قرن نوزدهم کاوشگران را به مناطق قطب شمال و قطب جنوب برد.

اسکن‌های بدن اولین نمایشی است که تصویربرداری با اشعه ایکس پزشکی را می‌توان در محدوده‌ها و شرایط موجود در فضا انجام داد. لونی پترسن، یکی از محققین پروژه SpaceXray، دانشیار دپارتمان هوانوردی و فضانوردی MIT است که فیزیولوژی فضا و اثرات پرواز فضایی بر بدن انسان را مطالعه می‌کند. پترسن به تعریف و طراحی پروتکل پیرامون پروژه SpaceXray با همکاری شرکای نهادی مانند دانشگاه استنفورد و کلینیک مایو و شرکت‌های سخت‌افزار اشعه ایکس KA و MinXray کمک کرد. پترسن با MIT News در مورد اینکه چگونه این اولین تصاویر اشعه ایکس در مدار می‌توانند به انجام ماموریت‌های طولانی مدت ایمن و سالم در فضا کمک کنند صحبت کرد.

چالش‌های گرفتن عکس پرتو ایکس در فضا در مقایسه با زمین چیست؟

پاسخ: چالش‌های مختلفی در رابطه با سخت‌افزار، روش‌ها و موضوعاتی که اشعه ایکس می‌شوند وجود دارد.

برای دریافت گواهینامه سخت افزار برای پرواز فضایی، باید کوچک و تا حد امکان سبک باشد. همچنین الزامات ایمنی افزایش یافته است، زیرا همه دستگاه‌ها در یک فضای محدود کار می‌کنند. افزایش نیاز‌ها باعث توسعه فناوری می‌شود. من همیشه می‌گویم فضا بهترین شتاب‌دهنده فناوری ما است - این در مورد فناوری پزشکی نیز صادق است.

برای این پروژه ما از یک ژنراتور و آشکارساز پرتابل و تخصصی اشعه ایکس که توسط MinXray و KA Imaging برای میدان نبرد توسعه یافته است استفاده کردیم و آن را برای پرواز‌های فضایی قابل استفاده کردیم.

از نظر روش ها، یکی از نگرانی‌های من این بود که تشعشعات پس زمینه افزایش یافته ممکن است کیفیت تصویر را کاهش دهد به طوری که از استاندارد‌های بالینی پایین بیاید. از اولین تصاویری که از فضا دریافت کرده‌ایم، به نظر می‌رسد که کیفیت عالی است. من برای تجزیه و تحلیل بیشتر مجموعه کامل تصاویر بسیار هیجان زده هستم.

ما می‌خواهیم اشعه ایکس مستقیماً در قسمت مورد نظر بدن حرکت کند. این امر مستلزم هماهنگی تجهیزات و بیمار است. همانطور که می‌توانید تصور کنید، قرار دادن یک سوژه شناور دشوارتر خواهد بود. ما هر گونه تأثیر بالقوه این را کمی می‌کنیم و از آن برای به روز رسانی‌های آینده استفاده می‌کنیم.

رادیولوژیست و تکنسین هم در فضا نداریم. روش‌ها باید به اندازه کافی ساده و قوی باشند تا افراد غیرمجاز بتوانند آنها را به کار گیرند؛ و در نهایت در مورد موضوعات: ورود به فضا تأثیر زیادی بر بدن انسان دارد. خون و مایع دیگر توسط نیروی گرانش به سمت پا پایین کشیده نمی‌شوند. آنها به طور مساوی توزیع می‌شوند و بنابراین فشار‌های منطقه‌ای و تغییرات پرفیوژن وجود دارد. سیستم قلبی عروقی و مغز در طول زمان تحت تاثیر این امر قرار می‌گیرند. تخلیه مکانیکی بدن منجر به آتروفی عضلانی و کلسیفیکاسیون استخوان و همچنین کاهش ظرفیت ورزش می‌شود. این ماموریت تنها ۳.۵ روز طول کشید، بنابراین خدمه احتمالاً اثرات منفی زیادی را تجربه نخواهند کرد، اما با یک اشعه ایکس، اکنون می‌توانیم سلامت استخوان‌ها را در فضا بررسی کنیم. ما قبلاً هرگز نتوانسته‌ایم این کار را انجام دهیم. ما می‌توانیم تجمع مایع بالقوه در ریه‌ها را کنترل کنیم یا بیماری‌های شکم را بررسی کنیم.

همچنین کلاه پزشکم را برمی دارم و کلاه مهندسی خود را بر سر می‌گذارم: اشعه ایکس ابزار مفیدی در آزمایش‌های سخت افزاری غیرمخرب در هوانوردی (و سایر زمینه ها) است. این پروژه قابلیت‌های تشخیصی ما را در فضا افزایش می‌دهد، نه فقط برای بیماران، بلکه برای سخت افزار.

خدمه Fram۲ چگونه این کار را انجام دادند؟

پاسخ: خدمه در یک بعد از ظهر یاد گرفتند که چگونه اشعه ایکس بگیرند. این به عنوان یک مدل قطار مربی انجام شد. پروتکل از قبل ایجاد شده بود و خدمه از یکدیگر عکس گرفتند، کیفیت را بررسی کردند و تصاویر را ذخیره کردند. ما تاکنون فقط یک تصویر دیده‌ایم، اما از آن پس، ما تحت تأثیر کیفیت، مهارت‌ها و تعهد خدمه به پیشبرد علم هستیم.

از این اولین تصاویر چه خواهید آموخت؟

پاسخ: اول از همه، این یک نمایش فناوری بود: آیا می‌توانیم این کار را در فضا انجام دهیم؟ ما مشتاقانه منتظر تجزیه و تحلیل همه تصاویر هستیم، اما از داده‌های اولیه به نظر می‌رسد که کاملاً می‌توانیم. اکنون یک تجزیه و تحلیل دقیق ارائه می‌شود تا تمام درس‌هایی را که احتمالاً می‌توانیم از آن یاد بگیریم، هم با توجه به قابلیت‌های فعلی و هم در مراحل بعدی، به دست می‌آوریم. این تیم، البته، بسیار هیجان زده است که این تحقیق را به پیش ببرد و زمینه‌های بیشتری را ایجاد کند.