فضا در خدمت پزشکی و سلامت

سيناپرس/ شرايط ويژه فضا و ساير سيارات به دليل تفاوت‌هاي بارز با شرايط زمين، مي‌تواند محيط منحصر به فردي براي پيشرفت و توسعه دانش و تکنولوژي بشر فراهم سازد. از ويژگي‌هاي متمايزکننده محيط فضا از زمين، مي‌توان به نبود جاذبه موثر (ميکروگراويتي)، وجود پرتوهاي کيهاني و نبود ريتم سيرکادين (24 ساعت) اشاره کرد. از ابتداي ماموريت‌هاي فضايي تاکنون مشخص شده است که قرارگيري در فضا با تغييرات سازشي و غيرسازشي (بيماري) در بدن انسان همراه است. فضانوردان در ماموريت‌هاي خود، دچار مشکلاتي چون تهوع، شيفت و تغيير در ميزان مايعات بدن، اختلال در الگوي خواب، کاهش مقاومت و سيستم ايمني بدن و ديگر تغييرات سازشي مي‌گردند. با بازگشت به زمين، بسياري از اين تغييرات مجددا تعديل مي‌شوند که اين تعديل در برخي مشکلات به‌ سرعت و در برخي ديگر به صورت تدريجي و کند اتفاق مي‌افتد. براي مثال تغييراتي چون کاهش توده استخواني و اتروفي استخوان‌ها، سال‌ها زمان مي‌برد تا به حالت اول و طبيعي برگردد. به نظر مي‌رسد که اين تغييرات سازشي و غيرسازشي حاصل تغييرات در سطح سلول‌ها و عملکرد آنها باشد. شرايط ويژه فضا و ساير سيارات به دليل تفاوت‌هاي بارز با شرايط زمين، مي‌تواند محيط منحصر به فردي براي پيشرفت و توسعه دانش و تکنولوژي بشر فراهم سازد. ايجاد شرايط کامل بي‌وزني به‌ويژه در ترکيب با ساير فاکتورهاي فضا، مانند پرتوهاي کيهاني، را نمي‌توان به طور کامل بر روي زمين شبيه‌سازي کرد. مطالعه کامل و جامع تاثير اين شرايط بر زيستمند‌هاي زنده را تنها مي‌توان در فضا انجام داد. با اين وجود به دليل هزينه بر بودن تحقيقات درفضا، بسياري از اين مطالعات در شرايط شبيه سازي شده بر روي زمين انجام مي شود. مطالعات فضايي تا به امروز نشان داده است که نتايج به دست آمده از اين مطالعات نه تنها در رفع مشکلات ماموريت‌هاي فضايي سودمند واقع شده است بلکه در ارتقاي کيفيت زندگي بشر روي زمين نيز بسيار موثر بوده است. از آن جا که تجهيزات فضايي براي کار در شرايط سخت و ويژه طراحي و ساخته شده‌اند بدون شک داراي دقت و کيفيت بالاتري براي شرايط زميني خواهند بود و موجب تسهيل و سرعت بخشيدن به گسترش علم در حوزه هاي مختلف شده‌اند. بدون شک رشد و توسعه ايران اسلامي در گرو گسترش بيش از پيش علوم و فناوري‌هاي نوين در بخش‌هاي مختلف به ‌ويژه در مراکز علمي و دانشگاهي در حوزه‌هاي هوافضا است. شرايط ويژه فضا و ساير سيارات به دليل تفاوت‌هاي بارز با شرايط زمين، مي‌تواند محيط منحصر به فردي براي پيشرفت و توسعه دانش و تکنولوژي بشر فراهم سازد. فناوري هاي فضايي و پزشکي فضانوردان در ماموريت‌هاي خود، با مشکلات عديده‌اي چون تهوع، شيفت و تغيير در ميزان مايعات بدن، اختلال در الگوي خواب، کاهش مقاومت و سيستم ايمني بدن، اتروفي عضلاني و کاهش توده استخواني و ديگر تغييرات سازشي مواجه هستند. با بازگشت به زمين، بسياري از اين تغييرات مجددا تعديل مي‌گردد که اين تعديل براي برخي مشکلات به‌سرعت و براي برخي ديگر به صورت تدريجي و کند است. به طور نمونه تغييراتي چون کاهش توده استخواني و اتروفي استخوان‌ها، سال‌ها زمان مي‌برد تا به حالت اول و طبيعي برگردد. تحقيقاتي که به منظور تعيين روند اين تغييرات و همچنين پيشگيري و يا کم کردن سرعت ايجاد اين آسيب‌ها در ماموريت‌هاي فضايي مورد استفاده قرار مي‌گرفتند، در بهبود کيفيت زندگي بشر نيز تاثير به سزايي داشته‌اند. همچنين مانيتورينگ علايم حياتي فضانوردان نيز در طول ماموريت فضايي امري لازم و ضروري براي بررسي روند تغييرات فيزيولوژيک و همچنين ارزيابي سلامت فضانورد است. امروزه بسياري از دستگاه‌ها و سيستم‌هايي که در مراکز پزشکي استفاده مي‌شوند در ابتدا براي کاربردهاي هوافضايي و استفاده در محيط‌هاي سفينه و شرايط فضايي طراحي و ساخته شده بودند. فناوري‌هاي پيشرفته‌اي مانند اسپکترومتر مينياتوري، تجهيزات اولتراسوند قلبي، تصويربرداري از استخوان، روش‌هاي غيرتهاجمي براي بررسي‌هاي بيوشيميايي نمونه‌‌هاي خون و بافت و پيشرفت روش‌هاي درمان آسيب‌هاي نخاعي همگي نتيجه مطالعات فضايي هستند. درمان و تشخيص سرطان در سال 1996 مرگ و مير زنان ناشي از سرطان سينه در امريکا حدودا 44560 نفر بود. پيشرفت‌هاي اخير در فناوري فضايي در حال حاضر منجر به تحول چشمگيري در فناوري تصوير برداري شده است. يکي از اين فناوري‌ها سيستم ماموگرافي ديجيتال است که اين سيستم به طور دقيقي نمونه برداري از سينه را امکان پذير مي سازد. در اين دستگاه از backside-thinned CCD بهره گرفته شده است که اولين بار براي اسپکترومتر تلسکوپ‌هاي فضايي طراحي و ساخته شده بود. در واقع فناوري فضايي باعث شد ماموگرافي ديجيتال مستقيم ظرف کمتر از 2 سال پيشرفت قابل توجهي داشته باشد و در تشخيص زودرس و درمان سرطان سينه موثر باشد. درمان بيماري هاي قلبي عروقي نتيجه تحقيقات دانشمندان و پزشکان در زمينه فضا، کشف روش‌هاي نوين درمان پزشکي و ارتقاي بهداشت و سلامت بر روي زمين بوده است. به طور نمونه مي‌توان به ساخت وسايل قرارگيري درون بطن قلب (ventricular assist device) براي بيماراني که دچار نارسايي قلبي هستند و منتظر پيوند قلب هستند اشاره کرد. پيشرفت در تکنيک‌هاي تله مديسين که به پزشکان اين امکان را مي‌دهد که بتوانند بيماران را در نقاط دور افتاده تحت مراقبت و درمان قرار دهند و همچنين در سفرهاي فضايي بيماري و مشکلات بهداشتي فضانوردان را تشخيص دهند و درمان کنند نيز از نتايج اين تحقيقات است. برنامه‌هاي آموزشي فضايي به طور موثر براي جلوگيري از اختلالات حاد قلبي عروقي در شرايط استراحت مطلق يا سفرهاي فضايي توسعه يافته است. امروزه اين فناوري براي درمان بيماراني که به مدت طولاني بستري هستند به کار گرفته مي شود. از جمله اين بيماري‌ها مي‌توان به زنان جواني با سندروم تاکي کاردي که سندرومي ناتوان کننده است و مانع از راست ايستادن بيمار در مدت زمان طولاني مي شود؛ و همچنين بيماران چاق، فشار خون بالا، نارسايي قلبي و يا بيماران ايسکمي و افراد داري پوکي استخوان مي باشد اشاره کرد. تحقيقات فضايي در پيشرفت علم مهندسي پزشکي فناوري هوافضا در زمينه‌هاي مختلف علم پزشکي مثل پردازش تصاوير ديجيتال، پزشکي و زيست‌شناسي فضايي، ميکروالکترونيک، اپتيک، الکترواپتيک و تصويربرداري التراسونيک، کاربردهاي ثانويه پيدا کرده است. در واقع دستاورد‌هاي فناوري فضايي، مشکلات علوم پزشکي و بهداشت را حل نموده است. يکي از اين موارد ساخت سنسورهاي غير تهاجمي براي بررسي عملکرد عضلاني و بازتواني بيماران است. اين سنسورها بدون نياز به وارد کردن سوزن زير پوست، مستقيما روي پوست قرار مي‌گيرند و با استفاده از امواج مادون قرمز pH عضله و ميزان مصرف اکسيژن آن را اندازه مي‌گيرند. همچنين ساخت دستگاه‌هاي قابل حمل، سبک و اولتراسونيک براي تشخيص و درمان‌هاي پزشکي که به کمک آنها مي‌توان خونريزي‌هاي داخلي، تومورهاي بدخيم را تشخيص داد و براي شکستن سنگ‌هاي کليه از آنها استفاده نمود. در فضا تشخيص بيماري و همچنين حفظ سلامتي به دليل محدود بودن امکانات و نبود پزشک بسيار مشکل است لذا سيستم‌هاي جديد به گونه‌اي طراحي شده‌اند که افراد غير حرفه‌اي نيز بتوانند به راحتي کار درمان در ايستگاه‌هاي فضايي را انجام دهند. نتيجه تحقيقات دانشمندان و پزشکان در زمينه فضا، کشف روش‌هاي نوين درمان پزشکي و ارتقاي بهداشت و سلامت بر روي زمين بوده است بهداشت و تغذيه تحقيقات در بخش بهداشت و تغذيه در سه حيطه اصلي تغذيه هوايي (aviation nutritional)، بهداشت تغذيه و بهداشت هوافضايي جاي مي‌گيرد که شامل بررسي در زمينه نيازمندي‌هاي تغذيه‌اي براي سفرهاي فضايي، اثرات ضدخستگي آنتي اکسيدان‌ها و ارتباط بين هيپوکسي، تهويه و آنتي اکسيدان‌ها است. درمان آناليز خوني يکي از بهترين روش‌هاي مانيتورينگ سلامت و تغييرات فيزيولوژيک بدن فضانوردان پس از قرارگيري در معرض بي وزني است. دانشمندان يک سيستم بسيار سبک را براي آناليز نمونه خون ساخته‌اند که lab-on-a-chip نام دارد. اين سيستم انجام تست‌هاي خوني مختلف در فضا را امکان پذير مي‌سازد. همچنين اين سيستم قادر است پنج نوع مختلف از سلول‌هاي خوني را اندازه بگيرد و همچنين پروتئين‌هاي پلاسما و سرم را شناسايي کند. اين دستگاه در ابتدا براي کار در سفينه‌هاي فضايي طراحي و ساخته شد و امروزه اين فناوري روي زمين در مناطق مختلفي مثل اورژانس‌هاي پزشکي، کلينيک‌ها و مناطق روستايي که تجهيزات زيادي در اختيار ندارند کاربرد دارد و باعث مي‌شود که زمان مورد نياز براي منتقل کردن نمونه خوني به آزمايشگاه کاهش يابد. خود درماني اختلالات روحي و افسردگي مجموعه‌اي از برنامه‌هاي درماني ساخته شده است تا فضانورد بتواند بيماري‌هاي روحي و اختلالات شخصيتي خود را به موقع تشخيص دهد و بيماري خود را در طول سفرهاي فضايي طولاني مدت درمان کند. در اين برنامه فرد مي‌تواند با استفاده از روش‌هاي رفتار- شناختي، افسردگي، استرس و اختلالات شخصيتي خود را درمان کند. امروزه اين سيستم براي درمان تعداد زيادي از افراد، مخصوصا افراد ساکن در مناطق فاقد مراکز بهداشت رواني، کاربرد دارد. از اين سيستم مي‌توان در مدارس، ادارات دولتي، مراکز نظامي، کشتي‌ها و حتي منازل استفاده کرد. تکنيک هاي اولتراسوند براي درمان شکستگي استخوان پوکي استخوان يکي از عوارض پيري و همچنين سفرهاي فضايي است که باعث مي‌شود استحکام استخوان و توانايي تحمل بار خارجي کاهش يابد و استخوان مستعد شکستگي شود. براي حل اين مشکلات دستگاهي به نام scanning confocal acoustic navigation ساخته شده است که به کمک آن مي‌توان پارامترهاي استخواني، تراکم مواد معدني و ساختار استخواني را بررسي نمود. اين ابزار همچنين براي بهبود شکستگي استخوان با استفاده از تکنيک‌هاي اولتراسوند کاربرد دارد. مهمترين دستاورد ساخت اين دستگاه در علم پزشکي ايجاد يک روش درماني غير تهاجمي، دستگاه سبک و قابل حمل است که به راحتي در کلينيک‌هاي پزشکي براي مانيتورينگ سلامت استخوان و تسريع در بهبود شکستگي به کار گرفته مي‌شود. ريتم خواب و بيداري کمبود خواب و يا اختلال در الگوي خواب مي‌تواند سلامت افراد را تحت تاثيرقرار دهد. به طوري که کاهش ميزان خواب باعث افزايش خطر چاقي و ديابت مي‌شود، پاسخ بدن به دارو و واکسن کاهش مي‌يابد و عملکرد سيستم قلب و عروق دچار تغيير مي‌شود. براي حل مشکل خواب در فضانوردان نرم افزاري طراحي شده است که با استفاده از مدل سازي رياضي مي‌تواند به فضانوردان و تيم پشتيبان آنها روي زمين در تنظيم الگوي خواب و بيداري کمک کند. اين فناوري روي زمين براي افرادي که در مشاغل خاص يا کارهاي شيفتي فعاليت دارند و نياز به افزايش ساعات کاري دارند و يا افرادي که در سفرهاي طولاني مدت ريتم طبيعي خواب و بيداري در آنها مختل مي شود کاربرد دارد. رايانه‌هاي اپتيکال براي تشخيص استرس‌هاي روحي فضانوردان طي ماموريت‌هاي فضايي بايد بتوانند يک سري امور ضروري را براي کنترل سيستم‌هاي مختلف فضاپيما بدون هيچگونه استرسي انجام دهند. بنابراين آنها در تمام مدت ماموريت بايد از نظر وجود استرس‌هاي روحي، احساسات منفي و خستگي که مي‌تواند عملکرد آنها را تحت تاثير قرار دهد بطور دقيق ارزيابي شوند. براي اين منظور رايانه‌هاي هوشمندي ساخته شد، تا زماني که خستگي يا استرس در عضلات چهره فرد ايجاد شود توسط رايانه تشخيص داده شود. دوربين‌هاي اين سيستم، شکل و حرکات صورت را بصورت سه بعدي ضبط مي‌کنند و استرس، خستگي و احساسات فرد را بطور مداوم و دقيق آناليز مي‌کنند. کاربرد اين سيستم روي زمين براي مانيتورينگ رواني افرادي است که وظايف حساس دارند. موارد ديگري از نقش فناوري‌هاي فضايي در افزايش کيفيت زندگي و سلامت غربالگري بيماران داراي ريسک بالاي بيماري‌هاي قلبي-عروقي و توسعه استراتژي‌هايي براي کاهش خطرات قلبي عروقي در جوامع بشري و انتشار سلامت عمومي، اقداماتي جهت جلوگيري و کاهش آسيب‌هاي قلبي و عروقي ناشي از تشعشعات زميني مانند سلاح‌هاي هسته‌اي، راديوتراپي در درمان سرطان‌ها و اشعه‌هاي خورشيدي است. همچنين به عنوان نمونه‌هاي ديگر تاثير فناوري فضايي بر کيفيت زندگي مي‌توان به تکنيک‌هاي ماوراي صوت توسعه يافته براي آناليز داده‌هاي قلبي عروقي، توصيه‌هايي براي بهبود ايمني و سلامت مردم، هدفمند کردن داروها در بافت هدف، دستيابي به نتايج بهتر و اثرات جانبي کمتر با ميزان کمي از دارو، اقدام عملي براي کاهش دادن اتروفي و ضعف عضلاني در افرادي که بر اثر جراحي يا اسيب قادر به حرکت نيستند اشاره کرد. با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد