在太空做手術有哪些困難?

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要參加在倫敦舉行的世界極端醫學大會(International World Extreme Medicine Conference),需要具備一定的勇氣。

當我悄悄走進禮堂時,屢破世界紀錄的極地探險家雷納夫·法因斯爵士(Sir Ranulph Fiennes)正在滔滔不絕、繪聲繪色地描述著他的同伴在一次北極探險時遭遇的腳部凍傷。法因斯詳細闡述了一塊腐爛的皮膚如何在他朋友的靴子裏被慢慢剝下,暴露出神經末端。他還在現場展示了當時的照片。就連一些對血肉模糊的場景習以為常的醫護人員也都把臉扭向一邊,足以見得那張照片有多麼血腥恐怖。

法因斯曾經接受過地球上最嚴酷環境的洗禮,挑戰過最冷、最高、最危險的環境,也有好幾次險些命喪異鄉——他遭受過飢餓和病痛,還曾被凍掉過手指,有時甚至需要自己為自己做截肢手術。

Image caption 在國際空間站上,宇航員只是短暫遠離了醫療設施——但如果他們是在去往火星的半路上呢?(圖片來源:NASA/SPL)

幾個世紀以來,與世隔絕的極端環境中隨機應變地治療傷病,甚至實施手術,已經成為探險者的重要技能。隨著各國宇航局紛紛規劃月球和火星探索計劃,接下來的演講嘉賓把主題放在了終極探險環境中的急救醫學問題上。

「我猜很多人把我視作《星際迷航》裏的麥考伊醫生——這太抬舉我了。」演講結束後,醫生兼,美國航空航天局(NASA)宇航員邁克爾·巴拉特(Michael Barratt)對我坦陳,「可惜的是,我們現在還沒有那麼多成員,更沒有電影裏那種專職太空醫生。」

事實上,你的那番想像完全不切實際。在真實的世界中,太空醫務室沒有舒適的沙發,沒有閃爍的燈光,也沒有發著古怪聲音的醫療器械探頭。國際空間站上的醫療設施非常原始——幾乎與普通的公共室內泳池裏的設備處在同一水平。

「工具箱裏可能有一套很簡陋的醫療設備。」巴拉特說,「我們有一個除顫儀、一台呼吸機,還有一些急救藥物,這樣一來,我們就能穩定住受了重傷的人,但不能長期維持病人的生命。」

太空傷病

幸運的是,國際空間站成員之前遭遇的醫療問題都沒有危及生命。只有一位宇航員——意大利人盧卡·帕米塔諾(Luca Parmitano)——在太空行走時因為頭盔漏水而險些溺水。然而,國際空間站還是存在很多太空環境中獨有的常規問題。除了肌肉和骨骼損耗等長期挑戰外,居住在國際空間站上的宇航員還匯報了許多醫療問題。

Image caption 未來的月球基地需要擁有自己的醫院嗎?(圖片來源:David A Hardy/Science Photo Library)

「我們都遭遇了暈動病、背痛、視力改變——這其實是因為視覺神經和視網膜的變化造成的。」巴拉特說,「免疫系統變化了,體液調控也變化了……這些變化都有可能給你造成一系列健康問題。」

由於國際空間站距離地面只有400公里(250英里),所以當前的政策是將遭受嚴重傷病的宇航員通過聯盟號宇宙飛船盡快送回地球。「我們只需要幾個小時就能將宇航員送回到地球上的醫療中心。」巴拉特說,「但如果想去更遠的地方,這個問題就會變得更加嚴峻。如果你在前往月球或火星的半路上怎麼辦?」

為了了解在外層空間實施急診手術所面臨的挑戰,科學家們進行了多次零重力手術實驗。早在1991年,當工程師計劃為太空站配備一個設施齊全的醫務室時,外科醫生便在失重飛機上對麻醉後的兔子實施了手術。

結果並不樂觀。

Image caption 如果宇航員在火星上發生腿部骨折,就有可能危及生命(圖片來源:Science Photo LIbrary)

「如何保持液體不外洩是我們面臨的挑戰之一。」巴拉特說,「所以,如果血管破裂,表面張力就會導致血液吸附在手術台上,而不是流到地縫裏。」

這還不是最糟糕的情況。「如果你的動脈被割破,」他解釋道,「血壓足以將血液噴射到周圍的空氣中,妨礙你的視野——這對我們來說是一個要命的問題。」NASA最近支持了一項在失重飛機上進行的研究,希望能用一個充滿液體的小圓頂罩住病人所在的手術區域,讓醫生可以操作儀器、手術刀和內窺鏡。這個設備不僅能避免血液四處噴濺,還有助於保持傷口清潔。由於微粒在太空中不會下沉,所以各類細菌會在太空站裏四處漂浮,大幅增加感染的機率。

手術機器人

控制疼痛也是一大問題。「在嚴格控制的環境中使用吸入式麻醉劑非常困難。」巴拉特說,「我們的污染物移除系統無法應對這種情況,所以必須開發其他方案。」

NASA還在研究遙控機器人的可行性——由人類外科醫生在地球上控制手術機器人——甚至全自動手術機器人。「一台能夠(獨自)完成整台手術的外科手術機器人似乎有點遙遠,但這正是我們努力的方向。」巴拉特說。

Image caption 這種與世隔絕且缺乏醫療設施的環境與極地探險者所處的環境相似(圖片來源:Getty Images)

「我認為我們更有可能在工作人員中配備一位掌握基礎技能的醫務官,以便我們可以向此人發送詳細指令,進行我們所謂的『及時』(just in time)培訓——通過複習手術視頻或進行虛擬練習的方式來實施手術。」他說,「然後部署機器人輔助設備……這有可能會成功。」

如果你認為,讓不合格的同事在DIY(Do It Yourself, 自己動手)視頻的指導下實施手術是一件難以想像的事情,那就千萬不要報名參加任何火星任務。在執行登陸月球或火星的計劃時,宇航員一旦受傷,這番設想就有可能變成現實。在外星球的表面,倘若宇航員發生腿部骨折或者闌尾破裂,幾乎沒有可能接受與地球上相同的治療。

「離地球越遠,我們所能攜帶的儀器和人員就會受到越多的限制。」巴拉特說,「如果你要去月球,仍然可以進行一些實時通訊,而且可以與地面上的人對話,但要回到地球卻很困難——很可能需要5天時間。」

對於登陸火星這樣的任務來說,由於重量限制非常嚴格,因此能夠攜帶的手術器具很少。而由於存在信號延遲,所以不可能讓地球上的專家遠程遙控機器人,或者與火星上的人展開實時通訊。

Image caption 太空中的零重力環境意味著手術可能成為一件危險而混亂的事情(圖片來源:Getty Images)

事實上,前往月球或火星的宇航員不得不面臨更大的風險,這一點與極地探險頗為相似。

「這有點像古代的探險活動——有很多東西都不能帶到火星去,而最好的醫療服務遠在數億英里之外。」巴拉特說,「無論是個人、團隊、宇航局還是公眾,都必須接受這種風險。」

但巴拉特仍然很樂觀,他相信自己的接班人有朝一日可以獲得與麥考伊醫生相同的設施。「太空醫務室肯定會在未來成為現實,但在我們突破成本收益障礙之前,仍然要在人員數量、飛船尺寸和偏遠程度方面受到種種局限。」

「麥考伊醫生會出現……但不會很快出現。」

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(責編:凱露)

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