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在太空做手术,是怎样一种惊险的体验?

科普小知识2022-07-10 17:40:09
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探索头顶上的宇宙是人类永恒的梦想。今天,我们比以往任何时候都更接近太空殖民化的目标。然而,在我们谈论星海之前,我们还有许多实际问题要考虑。我们未来的殖民地会有足够的水和食物吗?脆弱的人类应该如何抵御致命的宇宙辐射?还有更可怕的事情:在外太空,如果我们生病需要手术,我们能得到及时的手术治疗吗?

在太空做手术,是怎样一种惊险的体验?

航天器手术室概念图

到目前为止,飞出地球轨道并去过外层空间的人都是强壮且极其健康的宇航员。此外,他们在太空停留的时间不长。如果普通人将来也想进行长途太空旅行,医疗问题是不可回避的。

目前,至少有三名宇航员驻扎在国际空间站。如果他们有健康问题,首选策略是紧急返回地球。然而,这种方法不是万能的——空间站仍然在地球轨道上,离地面不太远。从火星返回地球的最快时间是9个月。

在太空做手术,是怎样一种惊险的体验?

空间站上的宇航员测量他们的血压(美国航天局)

也许有人会想到远程机器人手术的想法。是的,达芬奇手术系统领导的远程手术机器人取得了很大的突破:截至2014年6月,世界上大约有3000个达芬奇手术系统,外科医生每年可以通过遥控在世界各地进行数百万次手术。

然而,对于太空旅行来说,有一个致命的问题:空间太大,甚至无线电也太慢。地球和火星之间的距离为7820万公里,这意味着无线电信号的通信延迟时间将为4-22分钟。换句话说,地球上的医生命令切割伤口,刀在火星上切割需要4-22分钟,地球上的医生需要4-22分钟才能看到切割伤口的图像。

这种延迟根本无法完成需要密切观察和快速反应的行动。万一手术刀不小心割破了动脉,在地球上的医生注意到这一事件之前,火星上的外科病人可能已经失血过多而死。

因此,远程手术是不可能的。要在太空中进行手术,必须有一个完整的外科团队,包括外科医生、助理医生、外科护士和麻醉师。

在太空做手术,是怎样一种惊险的体验?

1992年,太空模拟手术

除了庞大的团队,我们还需要携带各种专业设备。然而,现有航天器上的储存空间非常稀缺,甚至需要节约水和氧气,更不用说携带特殊手术台、呼吸机甚至巨大的核磁共振机。

目前,有人想出了一个解决方案,那就是3D打印。人类不需要在飞船上有一个小医院,只需要将各种机械图纸载入一个可打印的数据库。当你需要使用它时,使用3D打印机来制造你需要的机器。

此外,顺便说一下,手术本身也是一个大问题。

在太空中,在没有重力的情况下,血液会在空气中*游走,并到处流动。这不仅会挡住医生的视线,还会破坏飞船上的精密仪器。此外,如果血液中有病毒或细菌,将有很大的感染风险。

血液不是唯一受失重影响的东西。与漂浮的血液相比,更可怕的是漂浮的肠子。如果需要进行开放式手术,肠道可能会漂浮在失重的环境中——这不仅会给手术造成障碍,导致肠道错位,还会有肠壁被切开后内容物四处泄漏的风险。肠壁充满了细菌粪便,这些粪便可能进入病人身体的其他部位,也可能沿着伤口流向血管。而且污染了整个宇宙飞船。这将是一场可怕的灾难。

此外,人类还需要考虑他们的身体在空间条件下的变化。健康人的血压和骨骼在太空中会有不同的表现,何况是病人?在实际进行太空手术之前,人类还必须更新现有的医学知识。目前,美国航天局在模拟空间环境的条件下开展了医学实验,研究药物的作用和干细胞在微重力环境下的生长。

在未来,人类还有很长的路要走。然而,科学家们很乐观——有了足够的知识储备,人类将征服世界。