Хірургія - просто космос: невагомість, підвищений ризик кровотечі та відсутність лікарів
Медичний відсік космічного корабля майбутнього у представленні художника. || Фото: S. S. Panesar, et al./T. Trapp/BJS Society/John Wiley & Sons Ltd.
Якщо згадати гарячі суперечки двох-трирічної давності про можливість колонізації Марса, однією з основних небезпек здавалася радіація. Високоенергетичні частинки і космічні промені жорсткіші і більш канцерогенні, ніж гамма-випромінювання, характерне для радіоактивних джерел на Землі. Фахівці НАСА оцінюють ймовірність смерті космонавтів від раку в 3%, а при тривалому польоті цей показник може збільшуватися. Але, судячи з метааналізу, нещодавно опублікованого в British Journal of Surgery, банальні травми на кшталт забоїв, струсу мозку або переломів становлять не меншу загрозу для життя і здоров'я екіпажу. Частково тому, що в космос не відправляють лікарів і навряд чи почнуть в найближчому майбутньому.
Як відомо, одна з головних характеристик ракети - вантажопідйомність, а її ефективність розраховується виходячи з того, скільки кілограмів корисного навантаження вона може доставити на орбіту. Це накладає великі обмеження на те, що і кого відправляють у космос. Складне медичне обладнання багато важить, а для його експлуатації потрібен лікар-фахівець. Враховуючи досить низьку ймовірність виникнення ситуації, при якій буде потрібно негайне медичне втручання, представляється нерозумним включати в екіпаж, наприклад, хірурга. Набагато корисніше і цінніше для місії буде ще один вчений, який зможе проводити експерименти і збирати наукові дані. Тому на борту МКС немає ні лікаря, ні медичного обладнання складніше УЗД і набору для зашивання ран.
Природно, всі члени екіпажу проходять спеціальний курс медичної підготовки, який дозволяє їм впоратися з некритичними травмами на борту, а при підозрі на щось серйозне, наприклад апендицит або запалення жовчного міхура, космонавта повертають на Землю. Але якщо мова заходить про багаторічний космічний переліт, евакуація неможлива, а значить, команді доведеться вирішувати проблеми своїми силами. Тим більше що через атрофію кісток і м'язів, яку неможливо повністю скомпенсувати вправами, зростає ризик отримання травм при виконанні повсякденних фізичних завдань. Перерозподіл рідини в організмі також накладає відбиток, посилюючи наслідки пошкоджень внутрішніх органів і підвищуючи ризик крововиливів у черевну порожнину, грудний відділ і мозок. Для того щоб впоратися з можливими критичними ситуаціями, кораблі майбутнього повинні бути забезпечені всім необхідним для того, щоб члени екіпажу, могли при необхідності проводити операції навіть не будучи професійними хірургами. Аптечка на МКС містить невеликий набір перевірених необхідних медикаментів.
Для будь-якої операції необхідний високоточний інструмент. У хірургії, як і в більшості інших областей медицини, кожне пристосування має досить вузьку область застосування, і, щоб бути готовим до будь-якої ситуації, необхідний цілий склад медичного обладнання, що не підходить для космічних перельотів. Тому фахівці пропонують нічого не брати з собою з Землі, а просто встановити на борту 3D-принтер і відповідне програмне забезпечення, щоб він міг роздрукувати, при необхідності, будь-який потрібний хірургічний інструмент або навіть протез. Таким чином вийде заощадити велику кількість простору, особливо, якщо робити інструменти одноразовими.
Через невисоку медичну підготовку членів екіпажу, фахівці віддають перевагу найбільш простим методам лікування. Зокрема, для запобігання утворення внутрішньочерепних гематом в умовах симульованої мікрогравітації були успішно проведені (поки на мишах) трепанації, краніотомії та інші нескладні хірургічні процедури.
Для зупинки внутрішньої кровотечі або усунення пошкоджень внутрішніх органів розглядається варіант операції з розкриттям черевної порожнини. Такий метод дає можливість отримати повний і простий доступ до основних внутрішніх органів і судин. Подібне втручання вимагає значного терміну для загоєння всіх ран і реабілітації потерпілого. Також це може створити небезпеку біологічного забруднення корабля фрагментами тканини і рідинами пацієнта. В умовах невагомості кров, як і будь-яка інша рідина, утворює бульбашки, які «липнуть» до різних поверхонь через силу натягнення і розлітаються на безліч крапель, якщо їх потривожити. Це особливо актуально при травмах органів травлення, які можуть містити хвороботворні бактерії. При розтині черевної порожнини в умовах невагомості також існує небезпека випадково пошкодити кишечник, оскільки він щільно прилягає до передньої стінки живота.
Перший крок для вирішення цієї проблеми - герметична ізоляція медичного відсіку від решти корабля. Можна піти ще далі і відокремити пацієнта від навколишнього середовища, помістивши його в камеру, заповнену стисненим повітрям або стерильною рідиною. Оточуючи пацієнта, вона не дозволяє частинкам тканини і, наприклад, крові розлітатися по відсіку, але дослідники відзначають, що мобільність рухів хірурга і видимість при цьому сильно обмежена. Гарною альтернативою могла б стати мінімально інвазивна хірургія, при якій операція проводиться без розтину, через невеликі отвори за допомогою спеціальних приладів. Для нескладної операції це можуть бути щуп, скальпель і оптоволоконна камера для контролю процесу. Після хірургічних втручань такого типу у пацієнта залишається лише пара невеликих шрамів, пошкодження кожного покриву і м'язів мінімальні, а значить і ризик ускладнень нижче. Проблема лише в тому, що подібні маніпуляції вимагають висококваліфікованих фахівців, чия участь у місіях вкрай малоймовірна. Мінімально інвазивна хірургія дозволяє проводити операції без розтинів і великих розрізів.
Як альтернативу пропонувалося використовувати роботів-хірургів, які могли б управлятися дистанційно. Цю можливість успішно перевірили, проводячи операції на Землі з інших континентів, під водою і навіть у штучній мікрогравітації. Правда, у випадку з космічними перельотами все не так просто. По-перше, апаратура, необхідна для подібних операцій, дуже масивна, вимагає багато енергії і займає багато місця. По-друге, затримка сигналу під час польоту на Марс може становити від 4 до 22 хвилин, що ставить під сумнів доцільність використання цих технологій. У зв'язку з цим ведуться розмови про створення повністю автономних роботів-хірургів, правда, навряд чи вони будуть менш габаритні, ніж апаратура для дистанційних операцій.
У висновку автори статті зазначають, що, незважаючи на те, що перспективи довгих космічних переліків здаються досить далекими, починати до них готуватися необхідно вже сьогодні. Багато медичних проблем, з якими належить зіткнутися екіпажу першої довгострокової місії, нам складно навіть уявити. А ті труднощі, які відомі вже зараз, можуть вимагати для вирішення технологій, які поки ще не винайдені. Тому необхідно більше даних і експериментів, щоб бути готовими до розвитку будь-якого сценарію.