Fra svævende indvolde til klæbrigt blod – her er hvordan man opererer i rummet

Tidligere i år, det blev rapporteret, at en astronaut i rummet havde udviklet en potentielt livstruende blodprop i nakken. Dette blev med succes behandlet med medicin af læger på jorden, undgå operation. Men i betragtning af at rumbureauer og private rumfartsselskaber har forpligtet sig til at lande mennesker på Mars i de kommende årtier, vi er måske ikke så heldige næste gang.

Kirurgiske nødsituationer er faktisk en af ​​de største udfordringer, når det kommer til menneskelig rumrejse. Men i løbet af de sidste par år, rummedicinske forskere er kommet med en række ideer, der kunne hjælpe, fra kirurgiske robotter til 3-D printere.

Mars er hele 54,6 millioner kilometer (33,9 millioner miles) væk fra Jorden, når tættest på. Sammenlignet med, Den Internationale Rumorganisation (ISS) kredser kun 400 kilometer over Jorden. Til kirurgiske nødsituationer på ISS, proceduren er at stabilisere patienten og transportere dem tilbage til Jorden, hjulpet af telekommunikation i realtid. Dette vil ikke fungere på Mars-missioner, hvor evakuering ville tage måneder eller år, og der kan være en forsinkelse i kommunikation på over tyve minutter.

Samt afstand, det ekstreme miljø, man møder under transit til og på Mars, omfatter mikrogravitation, høje strålingsniveauer og en lukket trykkabine eller dragt. Dette er hårdt for astronauternes kroppe og tager tid at vænne sig til.

Vi ved allerede, at rumrejser ændrer astronauternes celler, blodtryksregulering og hjerteydelse. Det påvirker også kroppens væskefordeling og svækker dens knogler og muskler. Rumrejsende kan også lettere udvikle infektioner. Så med hensyn til egnethed til operation, en såret eller syg astronaut vil allerede være i en fysiologisk ulempe.

Men hvor sandsynligt er det, at en astronaut rent faktisk skal opereres? For en besætning på syv personer, forskere vurderer, at der i gennemsnit vil være én kirurgisk nødsituation hvert 2,4 år under en Mars-mission. De vigtigste årsager omfatter skader, blindtarmsbetændelse, galdeblærebetændelse eller kræft. Astronauter screenes grundigt, når de udvælges, men kirurgiske nødsituationer kan forekomme hos raske mennesker og kan blive forværret i det ekstreme miljø i rummet.

Flydende tarme

Kirurgi i mikrogravitation er mulig og er allerede blevet udført, omend ikke på mennesker endnu. For eksempel, astronauter har formået at reparere rottehaler og udføre laroskopi - en minimalt invasiv kirurgisk procedure, der bruges til at undersøge og reparere organerne inde i maven - på dyr, mens du er i mikrogravitation.

Disse operationer har ført til nye innovationer og forbedringer såsom magnetisering af kirurgiske værktøjer, så de holder sig til bordet, og at fastholde "kirurgen".

Et problem var, at under åben operation, tarmene ville flyde rundt, slørende udsyn over det kirurgiske område. For at håndtere dette, rumrejsende bør vælge minimalt invasive kirurgiske teknikker, såsom nøglehulskirurgi, opstår ideelt set i patienters indre hulrum gennem små snit ved hjælp af et kamera og instrumenter.

En laroskopi blev for nylig udført på falske underliv under en parabolsk "zero gravity"-flyvning, med kirurger, der med held dæmper traumatisk blødning. Men de advarede om, at det ville være psykisk hårdt at udføre en sådan procedure på en besætningskammerat.

Kropsvæsker vil også opføre sig anderledes i rummet og på Mars. Blodet i vores årer kan klæbe til instrumenter på grund af overfladespænding. Flydende dråber kan også danne strømme, der kan begrænse kirurgens udsyn, hvilket ikke er ideelt. Den cirkulerende luft i en lukket kabine kan også være en infektionsrisiko. Kirurgiske bobler og blodafvisende kirurgiske værktøjer kunne være løsningen.

Forskere har allerede udviklet og testet forskellige kirurgiske indhegninger i mikrogravitationsmiljøer. For eksempel, NASA evaluerede et lukket system bestående af en kirurgisk overdækning af klar plastik med armporte, med henblik på at forhindre forurening.

Når du kredser om eller slog sig ned på Mars, imidlertid, Vi ville ideelt set have brug for en hypotetisk "traumapod", med strålingsafskærmning, kirurgiske robotter, avanceret livsstøtte og begrænsninger. Dette ville være et dedikeret modul med filtreret luftforsyning og en computer til at hjælpe med diagnosticering og behandling.

Robotter og 3-D print

De operationer, der hidtil er udført i rummet, har afsløret, at en stor mængde støtteudstyr er afgørende. Dette er en luksus, som besætningen måske ikke har på en jomfrurejse til Mars. Du kan ikke tage meget udstyr med på en raket. Det er derfor blevet foreslået, at en 3-D printer kunne bruge materialer fra selve Mars til at udvikle kirurgiske værktøjer.

Værktøjer, der er blevet 3-D printet, er blevet testet med succes af besætning uden forudgående kirurgisk erfaring, udføre en opgave, der ligner kirurgi, blot ved at skære og sy materialer (i stedet for en krop). Der var ingen væsentlig forskel i tid til færdiggørelse med 3-D-printede instrumenter såsom håndklædeklemmer, skalpelhåndtag og tandtang.

Robotkirurgi er en anden mulighed, der er blevet brugt rutinemæssigt på Jorden, og testet til planetariske udflugter. Under NEEMO 7, en række missioner i undervandshabitatet Aquarius i Florida Keys af NASA, operation af en robot styret fra et andet laboratorium blev med succes brugt til at fjerne en falsk galdeblære og nyresten fra en falsk krop. Imidlertid, forsinkelsen i kommunikationen i rummet vil gøre fjernstyring til et problem. Ideelt set kirurgiske robotter skal være autonome.

Der er et væld af forskning og forberedelse til den mulige hændelse af en kirurgisk nødsituation under en Mars-mission, men der er mange ubekendte, især når det kommer til diagnostik og anæstesi. Ultimativt, forebyggelse er bedre end operation. Så det vil være afgørende at udvælge sund besætning og udvikle de tekniske løsninger, der er nødvendige for at beskytte dem.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.