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太空手术:人类首例零重力下的手术

http://www.sina.com.cn  2008年12月30日15:43   《航天员》杂志

  文/郭志峰

  对于一次前臂上的一个脂肪瘤摘除术,除患者本人以之外,恐怕没有人会在意一项普通的脂肪瘤摘除手术。但,如果这次摘除术是在飞行中的一架空客300飞机上进行,那么多多少少地可能会吸引一点人的眼球2006年9月27日,,而一个法国医疗小组2006年9月27日在一架飞机上完成的脂肪瘤摘除术却却吸引了地球众多关注的目光,因为这是成功完成的人类首例零重力状态下的“太空”手术。

  人类首例零重力下的手术

  关键词:

  时间:2006年9月27日

  地点:波尔多市上空20000至27560英尺的范围内的一架“空中客车”A300型飞机

  手术名称:前臂脂肪瘤摘除手术

  手术时间:10分钟

  持续时间:约3小时

  中断次数:32次

  这项手术是在一架改装后的“空中客车”A300型飞机上进行的这次手术是在一架改造过的空中客车上进行的,,3名外科医生、2名麻醉师五名医生和1一名个患者乘坐其中进行抛物线飞行。在实验过程中,那架飞机在波尔多市上空20000至27560英尺的范围内做环行。,这是一架特别设计的飞机,当飞机以抛物线方式飞行至圆弧顶端时当飞机以抛物线方式飞行至圆弧顶端时,飞行员关闭引擎,让飞机开始自由下落,创造出出22秒的失重状态。在几乎垂直降落一段时间后,飞行员操纵飞机以45度角再度向上飞行。在3个小时的空中试验过程中,出现失重状态32次,整个手术累计持续了约10分钟。为了让模拟实验更加真实,每当失重状态消失时,医疗小组就暂停手术,直到下一次失重。在此次试验中,患者是一位 整个手术累计持续了约10分钟,医生们为名叫名为菲利普·桑肖的46岁的志愿者,医生的男子为他摘除了前臂上一个脂肪瘤。本次手术的病人之所以选择菲利普·桑肖,是因为他是一个非常喜欢蹦极的人,对重力突变有着非常强的忍耐力。手术过程中,医生对桑肖进行了局部麻醉,所以在整个手术过程中他都头脑保持着清醒。手术完成后,飞机平安降落在波尔多附近的马里尼亚克机场。这个医疗小组的负责人,来自法国波尔多大学医学院整形科的医生多米尼克·马丁博士在新闻发布会上说:“今天,我们完成了一次可行性实验,整个手术过程与我们所预想的一致。我们只是做了一个简单的技术程序,但我们看到的一切显示,在太空条件下给人做手术不会出现不可克服的问题。”

  这个这个医疗小组希望,在模拟失重环境中进行的这次手术将是在太空中为航天员实施手术的一次预演,在模拟失重环境中进行的这次手术将是在太空中为航天员实施手术的一次预演。随着21世纪人类载人航天路线从近地太空转入变为月球基地和、载人火星探测,,21世纪的人类将超越地球轨道,进军深空。这些空间探索计划给研究空间微重力环境中内外科疾病的处理提出带来了挑战,同时也提供了独特的发展机会。当航天员在太空中意外受伤,如果要将他们从太空带回地球接受治疗,对于患者来说不仅风险极大,而且费用也极其昂贵,最重要的是,随着深空探测的步伐渐行渐远,这个主意有可能根本无法实现。目前,人类已经对于太空中的药物治疗、物理治疗方法已进行了广泛的研究,也得到了广泛的应用,,但而如何对太空中的患病的航天员实施手术,则一直是个令人头疼的问题,但这也是进行深空探险必须要解决的问题——,毕竟药物治疗、物理治疗、手术治疗之间方法之间不可完全相互替代。进行太空外科手术的需求和前景都十分广阔。

  最早的实验对象:老鼠

  事实上其实早在20二十世纪80八十年代,人们就开始了如何在太空中开展外科手术的模拟试验探索研究。应用利用中性浮力(neutral buoyancy)来认识太空环境中影响外科手术条件的实验就是其中一例。动物机体浸在液体水中,所受浮力等于排开液体的重量,改变液体比重可使机体受到的浮力与其重量相等,从而可模拟失重效应。太空研究表明,神经肌肉和及感觉的适应在太空和及水下模拟条件中是相像的。研究人员将把插有气管插管的大鼠大鼠沉入一个标准水箱,动物位于水面下25cm处;,气管插管与一个呼吸室连通,大鼠动物可正常呼吸;。手术实施者坐在水箱旁,双臂浸入水中进行手术操作。在这样的模拟条件下,研究人员完成了胃大部切除术、小肠结肠切除术,肝、脾、肾切除术,膀胱部分切除术,动脉、静脉横断术共计数十例手术的操作。

  2006年以前,同样是在一架空客A300飞机上利用特殊装置和设备建立的模拟失重环境中,法国波尔多大学医疗中心的一个显微外科小组在3天之内,成功地对4只老鼠实施了精确的神经和血管显微外科手术。研究人员特别强调,他们成功地对直径只有0.5毫米的老鼠动脉进行了缝合手术,这是在通常条件下可定标记的最细小的动脉。该项成就打开了人类研究在太空飞行中进行手术的大门。

  地面手术VS 太空手术

  太空手术究竟有什么特殊之处呢?事实上,同常态下的手术操作相比,太空手术(零重力时)的操作要困难得多,失重增加了手术的难度。

  ◆ 力不从心

  首先,重力为零时,感觉和神经肌肉的适应性会影响手术实施者的知觉和行动。触觉为操作所必需,而此时如去抓取手术器械、纱布和组织器官,其大小、形状和重量均难辨别。肌肉活动会因缺少重力抵抗而变慢,因此术者(手术医生)抓取物体并向目标准确运动的动作也会变慢。失重时,由于本体感觉的改变,常常无法拿到想要抓取的目的物,缝线和包裹纱布之类的操作也很难进行。

  它们在变化

  其次,机体的各种组织行为与在常态中不同。在手术中,打开腹腔后肠管会立即膨出,组织平面容易散开;肠粘膜往往受浮力作用而与浆肌层分离(这一点倒是便于组织准确吻合);肾周筋膜切开后,肾脏即从后腹膜床浮起。太空出血会有五种特殊形式:切断微小动脉时,出血呈水滴状,粘附于邻近组织;小动脉切断时,出血随搏动呈线状喷出,可用吸引器从一端将其整条吸除;大动脉大量出血呈边缘不规则的片状,界限分明,可用纱布或吸引器去除;静脉出血常呈血池状,粘附于贴近的组织;大静脉出血则呈界限分明的血池,象阿米巴运动那样逐渐扩大,用纱布去除静脉出血最有效。所以任何出血均可因术者动作粗鲁或不协调而使之分散成无数小滴,影响视野。

  在抛物线飞行中条件下对失重状态下对出血情况的研究也证实了这一点。微重力状态下液体动力学的改变会影响毛细血管、静脉和动脉出血的数量、扩散情况以及与周围环境的相互作用。科研人员发现,一种使水平气流通过手术野,再用吸引器收集的区域性气体层流器(LFD)能有效地清除电刀产生的烟雾、溅出的血液和一些废弃物;但动脉出血可以无阻地通过气流,撞在舱壁上;毛细血管和静脉出血则会因表面张力大而形成不会扩散的大液泡,因表面张力大不会扩散。在重力加速度为1G的地面环境中出血,地心吸力很快使血从手术野中流出,不会妨碍视野。但失重时形成的血泡则使出血点模糊不清,以致甚至难以见到出血点。微重力会妨碍静脉萎陷,因此在失重状态下静脉的出血量会增加,因微重力妨碍静脉萎陷。动脉出血则容易中断并形成大血泡。

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