史上首次太空X光拍摄成功,,为月球任务中的宇航员健康开辟新前沿
精选图片： NASA格伦研究中心的凯莉·吉尔基、赛·佩弗里尔、丹尼尔·潘、蔡斯·哈迪克斯和阿里尔·托卡兹在俄亥俄州克利夫兰的NASA格伦研究中心测试用于未来太空任务的便携式手持X光系统。图片来源：NASA/Sara Lowthian-Hanna
医用X光首次在太空中成功拍摄,,这一突破可能彻底改变宇航员在未来的月球、火星及更远任务中诊断伤病的方式。
这一里程碑是在私人Fram2载人龙任务中实现的，该任务于2025年3月31日发射，在极地轨道上飞行了三天半。宇航员使用一套市售便携式X光系统，拍摄了手部、前臂、骨盆、腹部、胸部以及电子硬件设备的诊断级图像。研究成果于2026年7月14日发表在《放射学》期刊上。
“拥有多种影像学检查手段来诊断太空中的疾病和伤害，一直是航空航天医学的梦想，”该研究的第一作者、明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所航空航天医学助理教授谢娜·吉福德博士表示。“X光检查快速、简便且具有诊断价值。”
这一成就解决了太空医学中长期存在的限制。40多年来，超声检查一直是轨道上唯一可靠的影像学工具。但超声波需要声波传播介质，需要大量操作培训，且仅限于软组织成像。X光通过检测骨折、牙科损伤和硬件损坏填补了这一空白,,这些都是在无法返回地球接受治疗的长期任务中的关键能力。
“我们相信，一套现成的便携式系统有很大机会通过发射前测试，并由接受过最低限度培训的机组人员在太空中操作，”吉福德说。
操作X光设备的机组人员在飞行前仅接受了四小时培训。尽管准备有限，他们拍摄的图像被认为具有诊断价值,,足以识别骨折等损伤。设备返回地球时仅有一些轻微的外部擦伤，证明了其满足太空飞行所需的坚固性。
传统X光机体积庞大，会产生大量辐射，且如果被拍摄对象移动会产生模糊图像。由于轨道上的一切都在持续运动，许多专家曾认为在太空中进行诊断性X光拍摄在技术上过于困难。
“因为太空中一切都在持续运动，人们普遍认为在轨道上获得诊断级图像在技术上过于困难，”吉福德说。
Fram2任务中使用的便携式系统体积小巧，由太阳能供电，适合非医疗人员操作。它能即时捕获数字图像，无需胶片冲洗。机组人员的估计辐射暴露量与地球上的标准临床影像检查相当。
双重用途技术
除医疗用途外，X光系统在硬件检测方面也证明了其价值。机组人员对飞船上的电子设备和其他设备进行了成像，证明用于诊断宇航员骨折的同一工具也可以定位宇航服裂口或诊断故障电路板。
NASA已在克利夫兰的格伦研究中心独立测试便携式X光系统。该机构审查了200多套商用系统，并选定了三套,,MinXray、Remedi和富士胶片,,进行进一步评估。研究人员正在解剖模型、宇航服和月球车轮上测试这些系统，为集成到未来任务中做准备。
“像迷你X光这样的技术创新将有助于在我们的宇航员比以往任何时候都更深入太空时保持他们的健康，”NASA代理局长肖恩·达菲表示。“由于我们NASA格伦研究中心的科学家们的研究，未来前往月球和火星的任务将更加安全。”
NASA计划在2025年底前选定单一设备，预计2026年或2027年初在国际空间站进行测试。
工作原理
便携式X光机体积小、坚固耐用，可由非医疗人员操作。与超声波不同，X光可在真空中工作，使其成为太空环境的理想选择。Fram2系统是一套现成的商用设备，除了在微重力环境下进行固定外，无需为太空飞行进行任何改装。
研究团队在轨道测试之前，于2022年搭乘“呕吐彗星”进行抛物线飞行期间验证了这一概念，他们在模拟微重力环境下对手部进行了成像。
在轨道上使用过该系统的机组人员提出了改进建议，包括更好的安装和夹紧装置以在舱内固定X光探测器和发生器。团队计划根据这些反馈进一步缩小系统尺寸并提高其坚固性。
未来应用
这项应用的影响远远超出了近地轨道。在月球上，与地球的通信延迟可能长达数秒，无需与任务控制中心实时会诊即可诊断骨折或内伤的能力可能挽救生命。同样的技术可以安装在月球车上用于表面分析，或用于检查轨道上的卫星硬件。
“通过在太空中完成首次人体和设备X光拍摄，我们的研究证明了在轨放射成像的可行性，以及为机组人员健康和硬件评估扩展诊断能力，”吉福德表示。
该技术还具有重要的地球应用。便携式X光系统可以将诊断影像服务带到偏远村庄、灾区和其他医疗资源有限的地区。
“将自主微型X光系统推广到全球各地，也可能改变公共卫生领域的游戏规则，”吉福德补充道。“就太空和地球上的X光而言，天空并非极限。”
未来展望
吉福德表示，需要进行更多前瞻性研究，以建立检查指征、图像判读和宇航员影像基线的指南。该团队旨在进一步减小系统尺寸并改善可用性，使X光检查能力能够作为标准设备纳入未来的载人任务。
随着NASA阿尔忒弥斯计划在本十年晚些时候将宇航员送回月球，以及2030年代的载人火星任务计划，在深空中自主诊断医疗状况已不再是未来需求,,而是一项紧迫的要求。太空中的首次X光拍摄标志着满足这一要求的关键一步。
来源：Radiology（RSNA）、NASA格伦研究中心、SpaceX/Fram2任务数据
婷 翻译