40 років це було неможливо: у космосі вперше успішно зробили рентген

Чому рентген у космосі раніше вважався неможливим?

Протягом останніх 40 років ультразвукове дослідження (УЗД) залишалося єдиним практичним методом діагностики на орбіті.

Прилад для УЗД є компактним, безпечним, а його датчик притискається безпосередньо до тіла, що зручно в умовах невагомості.

Натомість класичний рентген потребує трьох складових:

• джерела випромінювання;
• детектора з протилежного боку тіла;
• нерухомого пацієнта між ними.

Будь-який рух у процесі зйомки призводить до розмиття зображення. Через складність фіксації обладнання та пацієнта в невагомості вчені тривалий час вважали космічний рентген нездійсненною ідеєю.

Ситуація змінилася завдяки стрімкому розвитку технологій та появі надкомпактних бездротових цифрових рентгенівських апаратів, що працюють від батарейок.

Рентгенівські знімки рук, зроблені (зліва направо) до польоту, на орбіті та після польоту у трьох різних осіб із використанням одного й того самого протоколу візуалізації (фото: Radiology)

Щоб подолати проблему розмиття кадрів через хаотичний рух у невагомості, дослідники знайшли просте рішення - робити знімок надзвичайно швидко.

Історичний експеримент місії Fram2

Перші успішні випробування технології відбулися ще у 2022 році під час параболічних польотів, які на кілька секунд відтворюють умови невагомості. Проте справжній прорив стався під час цивільної космічної місії компанії SpaceX під назвою Fram2 на кораблі Resilience.

Екіпаж корабля пройшов попередню чотиригодинну підготовку на Землі. Перебуваючи на полярній орбіті, астронавти зробили серію знімків:

• Контрольного об'єкта (фантома) та смарт-годинника;
• Власних кінцівок (рук та передпліч);
• Грудних кліток, органів черевної порожнини та таза.

Усі отримані кадри передали на Землю, де незалежні лікарі-радіологи підтвердили їхню високу діагностичну якість.

Рентгенівські знімки грудної клітки, зроблені (A) до польоту, (B) і (C) під час польоту та (D) після польоту (фото: Radiology)

Найпростішими для зйомки виявилися руки, оскільки їх найлегше утримувати нерухомими.

Знімки тулуба та таза далися складніше й мали дещо нижчу якість через дихання та рухи тіла в повітрі, проте вони все одно цілковито відповідали медичним стандартам для встановлення діагнозу.

Рентген за межами медичного відсіку

Потенціал портативного рентген-апарата у космосі значно ширший за звичайну медицину. Як показав успішний знімок смарт-годинника, такий пристрій можна використовувати для неруйнівного контролю деталей самого космічного корабля.

Астронавти зможуть просвічувати важливі кабелі, прилади та елементи обшивки для пошуку прихованих мікротріщин чи внутрішніх пошкоджень без демонтажу обладнання.

Попри значний успіх, технологію ще потрібно вдосконалювати. Для майбутніх польотів на Місяць чи Марс, де зв'язок із Землею відбуватиметься з великою затримкою, систему планують оснастити штучним інтелектом.

Нейромережі допомагатимуть астронавтам безпосередньо в польоті оцінювати якість знімків та самостійно виявляти переломи чи інші травми.