太空中的首次诊断 X 射线预示着宇航员健康的新时代

随着许多载人月球和火星任务以及商业太空飞行的计划每年变得越来越普遍，有必要开发解决太空健康风险的医疗方法。除了通常担心的辐射暴露、骨密度和肌肉损伤之外，还应该提供诊断工具来确定受伤和疾病的程度。开发这些技术并确保宇航员的健康和长寿是“太空医学”这一新兴领域的目标。

一个国际跨学科研究团队最近实现了一个重要的里程碑，他们对商业航天器进行了首次 X 射线分析。这是太空医学的重要一步，因为超声波在过去四十年中一直是唯一可靠的医学成像工具，但它也有局限性。随着航天任务的持续时间和距离的增加，对能够解决各种健康问题的可靠诊断工具的需求也在增加。

梅奥诊所航空航天医学教授希娜·吉福德博士领导了这项研究。该团队包括来自加州大学圣地亚哥分校 (UCSD)、斯坦福大学、西雅图放射学物流顾问公司、麻省理工学院 (MIT) 医学工程与科学研究所、MinXray、KA Imaging、加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 的放射科医生、技术人员和工程师。他们的任务结果出现在杂志上 放射科。

JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）宇航员 Satoshi Furukawa 踩着升级后的 CEVIS 系统，在太空飞行期间保持肌肉和骨骼密度水平。（来源：美国宇航局）

由于后勤原因，太空医学和全身医学成像四十多年来一直仅限于超声波。虽然超声波可以通过手持设备和成像设备进行管理，但 X 射线成像传统上需要更大的机器，这会增加宇航员接收的辐射剂量。正如吉福德在北美放射学会 (RSNA) 最近的一份新闻稿中解释的那样：

拥有多种成像方式来诊断太空疾病和损伤是航空航天医学的梦想。 X 射线快速、简单且具有诊断价值。传统的 X 射线机体积非常大，会产生大量辐射，并且如果有移动，则容易产生模糊的图像。由于太空中的一切都在不断移动，因此在轨道上获取诊断图像在技术上非常具有挑战性。

近年来，随着商用现成便携式 X 射线机的出现，这种情况发生了变化，极大地增加了这种医疗技术的普及。除了服务水平低下的社区和发展中国家的便携式医疗之外，太空医疗是另一个潜在的应用。 2022 年，吉福德和她的团队研究了在模拟太空飞行微重力的抛物线飞行中使用便携式放射成像系统的可行性。正如她所说：

便携式 X 光机随处可见——在肯塔基德比、超级碗赛场边以及世界各地资源匮乏的地区——因为它们可以由太阳能供电，并且由没有医疗专业知识的人操作。我们相信，现成的便携式系统很有可能通过发射前测试，并且可以由经过最少培训的机组人员在太空中操作。

飞行前，三名机组人员进行了四个小时的关于如何使用便携式放射成像系统的培训，而 SpaceX 的机组人员则对该系统的航天器进行了有效性和兼容性测试。尽管面临挑战，工作人员还是成功地在模拟微重力条件下获得了手部的数字 X 射线照片。基于此，吉福德博士和她的团队与 SpaceX 合作，在企业家王春赞助的商业太空任务 Fram2 期间测试了他们的便携式 X 射线系统。

吉福德博士和她的团队在 Fram2 商业航天飞行期间获得的 X 射线图像。图片来源：Gifford, SA 等。 (2026)

这次任务是第一次将航天器送入极地轨道，它在极地轨道上只停留了三天半。吉福德说：

适合航天飞行的放射成像系统不仅对机组人员的健康具有深远的影响，而且对关键任务的非医疗任务也具有深远的影响。为了维持人类在太空中的存在，X 射线不仅对机组人员至关重要，而且对电子设备和宇航服等其他任务组件也至关重要。在不拆开这些物体的情况下观察其内部的唯一方法是对它们进行 X 射线检查。

在这项研究中，该团队使用了一个 X 射线系统，其中包括一个超便携式无线数字 X 射线发生器，以在飞行前和飞行过程中获得解剖和仪器扫描。这包括手、前臂、腹部、骨盆和胸部的 X 射线图像。在获得模型物体的 X 射线来校准系统后，机组人员获得了相同解剖部位的飞行图像。机组人员还获得了飞行后的 X 射线，这些 X 射线反映了飞机返回时的飞行前和飞行中图像。

所有 X 射线图像均由三名独立放射科医生进行评估，他们发现整体图像质量没有差异。尽管他们在胸部、腹部和腹部定位方面得分较低，但总体空间分辨率、对比度分辨率和定位与诊断 X 射线一致。工作人员还表示，X 射线系统易于使用，协议也易于遵循。正如吉福德总结的那样：