Kosmická chirurgie může proměnit zákroky i na Zemi

- Technologie autor: Ladislav Loukota

Vize dlouhodobých pobytů člověka v kosmickém prostoru přináší z mnoha důvodů řadu úskalí – od obav z radiace přes vliv stavu beztíže na funkci našich těl až po debaty, jak bude vypadat kosmické zemědělství. Tak trochu opomíjené je však téma kosmické chirurgie. Přitom se budeme muset připravit i na to, že čas od času bude třeba přistoupit i k operacím v kosmickém prostoru. Trochu překvapivě mohou podobné zákroky nakonec přinést užitek i lidem, kteří Zemi nikdy neopustí.

Představa separátního modulu pro chirurgické zákroky

Představa separátního modulu pro chirurgické zákroky,zdroj: S. S. Panesar, et al., T. Trapp, BJS Society, John Wiley & Sons Ltd

Zatímco pokusy s radiací, DNA i pěstování zeleniny se dnes již (na palubě Mezinárodní kosmické stanice) provádějí ve velkém, chirurgické zákroky jsou povážlivě méně probádaným územím. Na palubě stanice za posledních 20 let sice pobylo 227 lidí (což je necelá polovina 561 lidí, kteří do kosmu vycestovali za víc než půl století pilotované kosmonautiky), všichni z nich však prošli velmi náročným výběrovým sítem i tréninkem.

Šance na to, že by u někoho z nich došlo na neočekávaný lékařský problém, který by si žádal "řez do živého", je extrémně malá. I pokud by se něco takového stalo, bylo by mnohem bezpečnější provést nouzový návrat posádky na Zemi na palubě modulu Sojuz, než se snažit o komplexnější zákrok na orbitě.

Řez do živého

Čím dále od Země však půjdeme, tím poroste i riziko, že posádky budou muset právě k takovému chirurgickému zákroku samy přistoupit – na Zem to bude totiž zkrátka příliš daleko!

Jak budou vypadat takové operace ve stavu beztíže, respektive v mikrogravitaci? Nad tím se zamýšlí nová práce výzkumníků z londýnské King's College Hospital a Pittsburské univerzity. Vědci v ní sesbírali studie vytvořené v posledních šedesáti letech a zpracovali je do metazprávy analyzující to, co z vědeckého hlediska o rizicích a možnostech kosmické chirurgie skutečně víme.

Ze závěrů vyplývá, že zdaleka největším problémem bude při operování v kosmu právě absence gravitace. Nejen krev, ale i moč či exkrementy mohou v případě otevření pacienta unikat do volného prostoru i dalších části těla pacienta - a to sebou krom zhoršené hygieny nese i zvýšené riziko pro vznik infekce pacienta i zbytku posádky.

Tím však problémy teprve začínají.

Zatímco v takovém Star Treku mají kosmické lodě vlastní dezignovanou ošetřovnu, uvnitř plavidel nejbližších desetiletí nelze kvůli omezenému vnitřnímu prostoru podobné uzavřené prostředí očekávat. Podobnou ošetřovnu nemá vlastně ani dnešní relativně prostorná Mezinárodní vesmírná stanice. To znamená, že pro případný nouzový zákrok bude třeba upravit prostory sloužící k jinému účelu - což může opět zvýšit jak riziko infekce, tak i omezit činnost posádky v jiném ohledu.

Z podobných důvodů budou scházet i všechny nezbytné chirurgické nástroje.

Jedna věc je mít na palubě skalpel a snad i další podpůrné přístroje známé z jednotek intenzivní péče. Zcela jiná věc disponovat všemi potenciálně potřebnými přístroji - v takovém případě by plavidlo muselo být velké jako průměrná nemocnice. A scházet budou samozřejmě i odborníci. I pokud například loď BFR společnosti SpaceX bude mít na palubě jednoho či dva lékaře, různých specializovaných chirurgů existuje celá řada.

Co je horší, i pomoc v roli lékařského robota ovládaného dálkově speciality na Zemi je limitovaná. Pokud by zákrok bylo třeba provést například v okamžiku, kdy je loď v polovině cesty mezi Zemí a Marsem, robot by reagoval zhruba s dvouminutovým zpožděním. Pokud by bylo nutné operovat astronauta na Marsu v době, kdy jsou od sebe obě planety nejdále, prodleva by mohla činit až 22 minut.

"Bude nemožné nést sebou všechna zařízení nezbytná pro zvládnutí každého potenciálního zákroku," píše se ve studii.

Nové zákroky pro nový věk

Namísto rezignovaného pokrčení rameny a konstatování však práce nabízí několik možných řešení, které si samozřejmě vyžádají budoucí navazující výzkum.  

Za prvé, absence gravitace bude tížit "jenom" posádky v samotném kosmickém prostoru - na Měsíci, Marsu či jiném větším tělese bude riziko extrémního úniku tělních tekutin podobné jako na Zemi. Ze stejných důvodů by proto stálo za úvahu i mít s sebou na vzdálených plavidlech či stanicích systémy alespoň pro krátkodobé vyvolání umělé gravitace skrze rotaci plavidla.

S něčím takovým ovšem současné návrhy budoucích lodí zatím nepočítají. Než proto něco podobného bude reflektovat i design plavidel, pacient v mikrogravitaci bude muset být fyzicky "opásán" nejrůznějšími hermeticky uzavřenými vaky, které by nežádoucí únik tekutin limitovaly.

Ani další navrhované řešení, tedy vnitřní modul určený čistě pro chirurgické zákroky, nebude zřejmě ještě dlouho realitou. Modulární stanice by však mohly mít přesto podobný modul k dispozici. Teoreticky by také bylo možné mít na trupu menších plavidel například připravený obdobný modul nafukovací (takový, jaký zkouší Bigelow Aerospace již přes dva roky na Mezinárodní kosmické stanici), který by byl v případě potřeby extra prostoru natlakován a vybaven pro zákrok.

Vývoj dalších nástrojů pro kosmickou chirurgii by pak, ironií osudu, mohl mít větší vliv na Zemi než na samotný vesmír.

Studie totiž v zásadě doporučuje dvě možná řešení nedostatku nástrojů a nedostatku specialistů. Tím první by byl komplexní 3D tisk, který by v případě potřeby mohl vytvořit ten či onen předmět nebo přístroj, a kromě kosmických lodí by mohl výrazně zlevnit i cenu lékařského vybavení na Zemi.

Podobný efekt by zřejmě mělo i řešení operací na dálku - NASA provedla již několik pokusů s telemedicínou, nakonec však bude nejspíše třeba pro potenciální rizikové zákroky mít na palubě autonomní chirurgické roboty, kteří by s precizními zákroky pomáhali dle svého programování. Lidský dohled a vedení by byly stále nezbytné, zdaleka by nešlo o zcela samostatné stroje.

Také u takového vynálezu by však došlo na snížení ceny a rizika operace pro pozemšťany na rodné hroudě. Robotičtí chirurgové existují v podpůrné roli už skoro 20 let. Nejznámější jsou roboty da Vinci, které mají sice daleko do autonomních strojů, prokázaly však již bezpečnost a užitečnost robotických zákroků. Osm těchto systémů lze ostatně najít i v České republice.

Pár let nazpět sice proběhla éterem studie, podle níž systémy da Vinci způsobily i nenulový počet chyb a úmrtí - rizikovost robotů je však s postupem času pro většinu zákroků ve skutečnosti nižší než u operací vedených čistě lidmi. Uvážíme-li, jaké pokroky v posledních pěti letech dělá strojové učení, není představa částečně autonomního robotického chirurga pro specializované úkony nikterak nereálná.

Jako mnohokrát v historii kosmonautiky tak možné hledání řešení problémů astronautů a astronautek nakonec přinese užitek nejen jim, ale také pozemské populaci.

Studie byla publikována v časopise British Journal of Surgery.

Tagy: moderní technologie Vesmír chirurgie dobývání vesmíru věda a poznání inovace a technologie