密歇根州外科医生如何解决NASA难题——及其如何永久改变医学领域How a Michigan surgeon solved a NASA problem — and how it changed medicine forever

环球医讯 / 健康研究来源:www.yahoo.com美国 - 英语2026-07-25 18:03:03 - 阅读时长8分钟 - 3966字
密歇根州底特律地区的外科医生斯科特·杜尔查夫斯基博士解决了NASA在国际空间站上面临的医疗影像挑战,将便携式超声技术引入太空应用,这项创新不仅保障了宇航员健康安全,还彻底改变了地球上的医疗实践,如今超声检查已成为急诊室常规诊断工具,特别是在检测气胸等紧急情况方面,并已推广至全球70多个国家的偏远地区和战地医疗场景,证明了航天技术对地球日常生活的深远影响,充分展示了太空探索投资的实际价值和回报,让普通人也能受益于航天科技的发展成果。
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密歇根州外科医生如何解决NASA难题——及其如何永久改变医学领域

密歇根州兰辛市(WLNS)——如果你曾经因为骨折前往急诊室并接受了超声检查,那么你应该感谢NASA。

更具体地说,你应该感谢底特律地区的外科医生斯科特·杜尔查夫斯基博士。

斯科特·杜尔查夫斯基博士。底特律亨利·福特健康中心的外科主任兼亨利·福特创新中心首席执行官。(WLNS)

目前,他是底特律亨利·福特健康中心的外科主任兼亨利·福特创新中心首席执行官,但在三十多年前,杜尔查夫斯基被选为一项NASA资助研究的主要调查员,该研究帮助将远程医疗和超声设备带到了国际空间站。

[图片说明]:2022年3月30日,俄罗斯航天集团提供的这张照片显示,俄罗斯"联盟MS-19"飞船与国际空间站分离后拍摄的国际空间站。(俄罗斯国家航天集团通过美联社提供)

然而,在此之前,他还是一名医学生。这正是他与NASA合作的真正起点。

"当我在医学院和住院医师培训期间,我的一位同学说,'嘿,我想成为一名宇航员',我们大家都嘲笑他,"杜尔查夫斯基说。"他就是来自东点的杰里·林恩格——后来他确实成为了宇航员。"

林恩格现为已退休的海军上校和NASA宇航员,执行过两次航天飞机任务,第一次是1994年搭乘"发现号"航天飞机执行STS-64任务,另一次是1997年在俄罗斯"和平号"空间站上停留了四个多月。他于1998年1月退休。

[图片说明]:1996年5月,在德克萨斯州休斯顿约翰逊航天中心,亚特兰蒂斯号航天飞机STS-81任务的机组人员合影(前排):美国宇航局宇航员布伦特·W·杰特和迈克尔·A·贝克,(后排):美国宇航局宇航员约翰·M·格伦斯菲尔德、约翰·E·布拉哈、彼得·J·K·威索夫、杰里·M·林恩格和玛莎·S·艾维斯身着部分压力发射和着陆服。STS-81(1997年1月15日至20日)是计划中九次与俄罗斯"和平号"空间站对接的航天飞机任务中的第五次,属于航天飞机-和平号计划。(图片由Space Frontiers/Archive Photos/Hulton Archive/Getty Images提供)

"当他在NASA时,我会去参加他的训练,最终还参与了他执行的两次任务,"杜尔查夫斯基说。

直到后来,当杜尔查夫斯基在DMC底特律接收医院担任创伤外科医生时,林恩格提出了一个问题。

"杰里告诉我,'嘿,我们正在考虑建造这个新的天空实验室'——国际空间站——'我们需要像你这样技能的人,把你每天在地面上做的事情修改后用于太空环境,'"他回忆道。

获得这份工作后,杜尔查夫斯基的任务是确定国际空间站上的医疗成像应该是什么样子。

与当时持续一周或两周的航天飞机任务不同,国际空间站上的人员将在太空中停留更长时间。此外,空间站上的人员——通常不是医生——无法使用地球诊所和医院中常见的重型、经过验证的医疗设备。

[图片说明]:1988年9月29日,"发现号"航天飞机垂直起飞,执行STS-26任务,这是两年前"挑战者号"航天飞机灾难后的首次NASA任务。(Apic/Getty Images照片)

"我想起,你在一个荒岛上,你在一个沉船事故中,你只有一定数量的物品。你不能去沃尔玛买东西,"杜尔查夫斯基说。"所以在太空中,我们没有大X光机、CT或MRI的奢侈。它们体积大、重量重、耗电量大,而且不适合太空环境。"

然而,他们确实拥有一台便携式超声设备——最初这只打算用于研究用途。

"我们必须担心所有这些应急情况。如果你有气胸、骨折或其他各种问题怎么办?"杜尔查夫斯基说。

宇航员发生气胸的可能性是当时杜尔查夫斯基和NASA真正担忧的问题。杜尔查夫斯基说,建造国际空间站需要"数百次太空行走",更不用说在其运行期间将进行的众多太空行走。

每次太空行走前,宇航员都会预先呼吸纯氧一段时间,以清除体内溶解的氮气——这会导致减压病。然后,他们会穿上俄罗斯制造的"海鹰"航天服或美国制造的舱外机动单元。

[图片说明]:2006年12月12日,NASA提供的这张照片显示,左为NASA宇航员小罗伯特·L·柯比姆,右为欧洲航天局宇航员克里斯特·富格莱桑,在国际空间站建设期间参与太空行走。背景是新西兰和太平洋。(NASA通过美联社提供)

前者将加压至大约相当于地球大气压40%的水平,后者为30%。杜尔查夫斯基表示,这种压力降低会对肺部造成压力,但这是为了让宇航员能够移动的必要条件,否则他们会看起来像"米其林人"。如果航天服突然失压,宇航员也有发生气胸的风险,因为内部空气会猛烈膨胀。

这也是为什么在培训中,宇航员被严格要求在失压事件发生时呼气而不是吸气。

"有数百件这样的事情让我们夜不能寐,"杜尔查夫斯基说。"所以我被问到,'那么,你能用这个超声设备做什么呢?'"

答案是:很多。

虽然大多数人熟悉超声检查是在怀孕或胆结石的背景下,但杜尔查夫斯基表示,它们可以用于骨折、脊柱问题、眼部问题等。他还表示,超声设备不仅变得更小、更便宜,因此更易获取,而且也越来越智能——这有助于确保宇航员能够使用它。

"今天如果你做超声检查,'恭喜,是个男孩',为你做扫描的人已经接受了数百小时的培训,"杜尔查夫斯基说。"我可没有宇航员这样的奢侈。他们只给了我一小时。"

[图片说明]:中国浙江省嵊县嵊北医院产科病房的超声设备。(美联社)

杜尔查夫斯基表示,现代超声设备内置了视频培训程序。此外,人工智能可用于帮助用户解释他们所看到的内容,这有助于宇航员在医疗护理方面更加独立。

"在太空中,我们将扫描结果传回地面,由我和其他人进行解释,"杜尔查夫斯基说。"但在火星上,这不是一个好计划,因为扫描结果传回需要15分钟。"

[图片说明]:2026年4月1日,NASA的"阿耳忒弥斯II"月球火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心39-B发射台升空。(美联社图片/克里斯·奥米拉)

杜尔查夫斯基表示,宇航员很快掌握了这项技能。

"这些人不是医生。他们是地球物理学家、战斗机飞行员、地质学家等,"他说。"他们很快就能熟练地获取图像,获得高质量的诊断图像,并对他们认为所看到的内容给出相当不错的猜测。"

该技术至今仍在国际空间站上使用。事实上,今年1月,当NASA宇航员迈克·芬克遭遇医疗事件,迫使他和他的机组人员提前结束太空飞行时,他的机组人员告诉记者,船上配备的便携式超声设备"非常实用"。

[图片说明]:2026年1月15日,NASA提供的这张照片显示,NASA宇航员迈克·芬克在夜间降落在加利福尼亚州圣地亚哥附近后,从SpaceX机组-11太空舱中被帮助出来。(比尔·英加尔斯/NASA通过美联社提供)

便携式超声在太空中的表现如此出色,以至于它现在已成为广泛使用的设备,是标准医疗课程的一部分。

"We brought it back to the planet and now it's a standard," Dulchavsky said. "So if today you go into any emergency room and you've got potential for a collapsed lung, you're going to get an ultrasound, and that was from our work."

"我们把它带回了地球,现在它已成为标准,"杜尔查夫斯基说。"所以如果你今天去任何急诊室,如果你有可能发生气胸,你会接受超声检查,而这正是我们工作的成果。"

设备的可获取性也意味着它在偏远地区或难以获得高质量医疗的世界各地都能很好地工作。

"当你开始考虑在撒哈拉以南非洲、我们州的上半岛等地方提供医疗服务时,那里没有随时可用的医生或X光机,这是一种相当合理的方式,"他说。"所以我们现在已经将其扩展到全球各地的农村地区。我们在大约70多个国家进行了这项工作,显然在战争和类似情况的某些前线情境中也很有意义。"

杜尔查夫斯基表示,人们经常质疑太空计划的相关性。

"你在为此付费。你的一部分税款正在为此付费,"他说。"每个人每年为太空计划支付几美元。现在,'我们为什么要这样做?这似乎是在浪费钱。发射这个或那个要花费十亿美元。'"

但他表示,太空计划的技术创新对我们如何在地球上做事有着巨大的影响,甚至超越了超声技术。

"除了激发孩子们对科学的兴趣和探索的重要性等之外,在这里对爷爷奶奶有一些实实在在的成果,"他说。"像AED(自动体外除颤器)……远程医疗、用于新适应症的超声,各种直接来自太空计划的东西。"

无论太空计划看起来多么遥远——字面意义上的——杜尔查夫斯基表示,其影响比你想象的要近得多。

"我们可以向你展示精彩的视频和酷炫的东西,人们在零重力环境下漂浮和进食,"他说。"这很有趣,但对地球上的生活有一些真正的适用性。"

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