随着许多载人月球和火星任务以及商业太空飞行的计划每年变得越来越普遍，开发解决太空健康风险的医疗程序的需求也越来越大。除了通常关注的辐射暴露、骨密度和肌肉损失之外，还应该提供诊断工具来确定受伤和疾病的程度。开发这些技术并确保宇航员的健康和长寿是不断发展的太空医学领域的任务。
最近，一个由国际跨学科研究人员组成的团队在商业航班上进行了首次 X 射线检查，实现了一个重要的里程碑。这是太空医学的重要一步，因为超声波在过去四十年中一直是唯一可靠的医学成像工具，但它也有局限性。随着太空飞行时间和距离的增加，对能够解决各种健康问题的可靠诊断工具的需求只会增加。
这项研究由梅奥诊所太空医学教授 Shayna Gifford 博士领导。其中包括来自加州大学圣地亚哥分校 (UCSD)、斯坦福大学、西雅图物流放射学顾问公司、麻省理工学院 (MIT) 工程与医学科学研究所、MinXray、KA Imaging、滑铁卢大学、Space Research Technologies 等机构的放射科医生、技术人员和工程师。他们的工作成果发表在杂志上 放射科。
JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）宇航员 Satoshi Furukawa 踩着先进的 CEVIS 系统，在太空飞行期间保持肌肉和骨骼密度水平。 （来源：美国宇航局）
由于后勤原因，太空医学和全身医学成像四十多年来一直仅限于超声波。虽然超声波可以通过手持设备和成像设备完成，但 X 射线成像通常需要大型机器，这会增加宇航员的辐射剂量。正如吉福德在北美放射学会 (RSNA) 最近发布的新闻稿中解释的那样：
对于航空航天医学来说，拥有不止一种成像方式来诊断太空疾病和损伤一直是一个梦想。 X 射线快速、简单且具有诊断价值。传统的 X 射线机非常大，会产生大量辐射，并且如果有移动，往往会产生模糊的图像。由于太空中的一切都在不断移动，因此在轨道上获得诊断图像在技术上非常困难。
近年来，随着便携式 X 射线机的出现，这种情况发生了变化，极大地增加了这种医疗技术的使用。除了贫困社区和发展中国家的移动医疗之外，太空医学是另一个潜在的应用。 2022 年，吉福德和他的团队研究了在模拟太空飞行微重力的抛物线飞行中使用便携式放射成像系统的可行性。正如他所说：
便携式 X 光机随处可见——在肯塔基德比、超级碗赛场以及世界各地的资源贫乏地区——因为它们可以依靠太阳能运行，并且可以由没有医学背景的个人操作。我们相信，现成的便携式系统很有可能通过飞行前测试，并由经过最少太空培训的机组人员操作。
起飞前，三名机组人员花了四个小时培训便携式放射成像系统的使用，而 SpaceX 人员则对该航天器的系统进行了性能和兼容性测试。尽管困难重重，工作人员还是在模拟微重力下成功获得了手部的数字X射线照片。基于此，吉福德博士和他的团队与 SpaceX 合作，在商人王春赞助的商业太空飞行任务 Fram2 期间测试了他们的便携式 X 射线系统。
吉福德博士和他的团队在 Fram2 商业飞行期间获得的 X 射线图像。图片来源：Gifford, SA 等。 (2026)
这次任务是第一次将航天器送入极地轨道，并在那里停留了三天半多一点。吉福德说：
适合太空飞行的放射线成像系统不仅对机组人员的健康产生深远的影响，而且对关键的非医疗功能也产生深远的影响。为了保证人类在太空中的稳定存在，X 射线不仅对机组人员至关重要，而且对电子设备和宇航服等其他任务组件也至关重要。在不拆开这些物体的情况下观察其内部的唯一方法是对它们进行 X 射线检查。
在这项研究中，该团队使用了包括无线数字 X 射线发生器的 X 射线系统，在飞行前和飞行过程中进行解剖扫描并使用设备。其中包括手、手臂、腹部、骨盆和胸部的 X 光检查。在获得模型物体的 X 射线来校准系统后，机组人员获得了相同解剖部位的飞行中图像。机组人员还获得了飞行后的 X 光照片，该照片复制了返程飞行之前和期间拍摄的图像。
所有放射线照片均由三名独立放射科医生进行评估，他们发现整体图像质量没有差异。尽管他们在胸部、骨盆和腹部定位方面得分较低，但总体空间分辨率、对比度分辨率和定位与诊断放射线照片一致。机组成员还表示，X 射线系统易于使用，协议也易于遵循。正如吉福德总结的那样：
通过获得太空中人类和设备的第一张 X 射线，我们的研究证明了在轨放射成像的可行性以及对机组人员健康和设备评估更广泛的诊断可能性。在太空中拍摄对诊断有用的 X 射线是任何人都可以做的事情。三名非常有才华的非医学人员在最艰苦的环境之一接受了四个小时的培训，他们做得正确并且做得很好。
除了太空医学之外，便携式X射线系统的发展还与其他与太空相关的应用有关，包括在轨人工非相干成像以及装备月球探测器来分析月球表面。
吉福德补充道：“希望我们能够进一步缩小便携式成像系统的尺寸，提高其耐用性和可用性，以便将它们纳入未来的任务中。” “微型自主 X 射线系统在全球范围内的推出也可能改变公共卫生领域的游戏规则，”他说。 “对于太空和地球上的 X 射线而言，天空并不是极限。”
附加阅读：RSNA、放射学
