Mise do vzdáleného vesmíru změní fungování telemedicíny

Bez lékařů by člověk do vesmíru nikdy nevyletěl. Aby mohl astronaut nasednout do rakety, musí vynikat ocelovým zdravím. To je nutné sledovat během letu i po přistání. Přestože od prvních experimentů v oblasti vesmírných výprav urazila kosmická medicína už pořádný kus cesty, řada z jejích výstupů se začíná uplatňovat i v každodenním životě. Důležitou úlohu tu sehrává i telemedicína.

Aby kosmická medicína uměla přesně určit, jaké situace člověk ve vesmíru může ustát bez závažné psychické a fyzické újmy, předcházejí tomu experimenty nejen na orbitálních stanicích, ale také na Zemi. Velmi zajímavý se uskutečnil třeba letos v červenci i v Česku. Tým psycholožky Kateřiny Sýkorové Bernardové a potápěčského instruktora Michala Doktora v zatopeném lomu Slověnický mlýn u Českých Budějovic realizoval výzkum s názvem AQUAKOSMOW, spočívající v dlouhodobém pobytu dvou žen a dvou mužů v habitatu umístěném deset metrů pod hladinou.

Šlo o simulaci přistání na povrchu Měsíce, jeho několikadenního průzkumu a návratu. Těžištěm vědecké práce byl výzkum psychiky malého kolektivu uzavřeného v omezeném prostoru a vystaveného nepřátelskému prostředí. A jak se zdálo bezprostředně po vynoření účastníků experimentu nad hladinu, deset dnů pod vodou tým potápěčů zvládl v relativně dobré kondici. „Všechno proběhlo v pořádku, lékařské vyšetření hned na začátku, když se vynořili, bylo také v pořádku. Jsou hodně utahaní, takže sedí v křesílkách a dýchají čistý kyslík z lahve, aby se jim prokrvil organismus,“ řekl pro ČTK za organizátory experimentu Jiří G. Souček při ukončení pokusu s tím, že pro celkovou rekonvalescenci budou potřebovat další tři dny.

Ambiciózní projekt zaujal následně i svět. O výsledky projevila zájem jak NASA, tak i ruský Institut biomedicínských problémů, takže tým Kateřiny Sýkorové Bernardové byl zahrnut do mezinárodních kosmických projektů, přičemž je jeho účast potvrzena do roku 2027.

Zásadní výzkumné projekty ale logicky vznikají pod taktovkou NASA přímo ve vesmíru. „Při vědecké práci na oběžné dráze získáváme medicínská data, která mají využití jak ve vesmíru, tak i na Zemi,“ uvádějí oficiální materiály americké kosmické agentury NASA. „Lékařská práce na orbitální stanici umožňuje lépe pochopit mnoho aspektů lidského zdravotního stavu, jako jsou reakce na úrazy, stárnutí, průběh chorob, chování mikroorganismů, vývoj buněk, vztahy organismu s prostředím a mnoho dalších. Péče o zdraví astronautů vedla k pokroku v celé řadě oborů, jako je telemedicína, modelování průběhu chorobných procesů, výzkumu psychického stresu, dietologie a dalších, které jdou aplikovat v pozemském medicínském výzkumu.“

Hvězdy počítačům nepřejí. Vesmírné částice umí narušit volby i vypnout váš notebook

17. 12. 2021 ▪ 6 min. čtení

Vyšetření na dálku

Kosmická medicína se zrodila o dost dříve, než vyletěl první člověk do vesmíru. Už roku 1948, kdy Hubertus Strughold, jeden z německých vědců zajatých po válce Američany, poprvé použil termín „space medicine“ v souvislosti s úvahami o budoucích letech člověka do vesmíru. O pouhý rok později byl jmenován v USA prvním a jediným profesorem kosmické medicíny. Popsal úkoly lékařů v kosmických programech (které měly být odstartovány až o řadu let později) a zamýšlel se nad možnými vlivy stavu beztíže, přetížení, změn složení a tlaku atmosféry i dalších faktorů působících na lidský organismus během letu do vesmíru. Podílel se také na konstrukci kabin simulujících kosmické podmínky a systémů pro udržení života, včetně skafandrů.

Strugholdova práce se stala základem pro přípravu a sledování astronautů při letech programů Mercury a Gemini. Pro potřeby medicínské podpory lunárních misí Apollo a orbitálních stanic NASA roku 1964 připravila systém IMBMS (Integrated Medical and Behavioral Laboratories and Measurement Systems). Dnes tuto problematiku v NASA zastřešuje Health and Medical System Division, pro kterou pracuje řada dalších vědeckých ústavů a univerzit.

Prvním lékařem ve vesmíru se roku 1964 stal Boris Jegorov v rámci mise Voschod 1. V lodi s vnitřním prostorem jen něco přes dva krychlové metry se tísnili tři muži a let trval pouhý den, takže Jegorov mohl provést jen pár základních vyšetření. Mise měla spíš propagandistický charakter, poprvé si ale mohl lékař vyzkoušet podmínky v kosmu na vlastní kůži.

Roku 1972 si Institut lékařsko-biologických problémů pořídil vlastní oddíl kosmonautů, který ale byl později zase rozpuštěn. Dnes se problémy souvisejícími se zdravím ruských kosmonautů zabývá Středisko přípravy kosmonautů Jurije Gagarina u Moskvy.

Týmy lékařů specializovaných na lety do vesmíru nechybí tedy ani ve středisku EAC (European Astronaut Centre) Evropské kosmické agentury. „Členy týmu jsou lékaři, biomedicínští inženýři, fyziologové, trenéři, informatici, psychologové, pedagogové a projektoví manažeři,“ uvádějí materiály EAC. „Jejich společným cílem je zajistit dobrý zdravotní stav astronautů během všech fází mise.“

Operují roboti

Dobové sovětské zprávy o letu Voschodu 1 sice nezapomínaly propagandisticky využít „prvního doktora ve vesmíru“, pomlčely však o něčem důležitějším: Jegorov měl od dětství zálibu v elektronice a později se podílel na vývoji lékařské techniky. Není totiž možné, aby v každé misi působil lékař, a stejně by na všechny úkoly nestačil, protože za každým letem stojí početný tým lékařů na Zemi. To vyžaduje příslušné přístrojové vybavení a dálkový monitoring v reálném čase – tedy prostředky telemedicíny. Mnohem významnější součástí Jegorovovy práce tedy bylo získat zkušenosti s provozem snímačů, měřicích přístrojů a další lékařské techniky přímo na oběžné dráze.

„Telemedicína není pouze komunikace s pacientem, ale především monitoring jeho fyziologických proměnných (tepová frekvence, saturace krve kyslíkem, srdeční rytmus, projevy srdečního selhání, aktuální hladina krevního cukru) a řada dalších parametrů,“ vysvětluje profesor Miloš Táborský, vedoucí Národního telemedicínského centra.

S prvními programy telemedicíny přišla v polovině 60. let americká kosmická agentura NASA. Koncem 90. let už dokázala připravit demonstrační pokus, během kterého mohli výzkumníci na pěti navzájem vzdálených pracovištích nejen vidět, ale také na dálku manipulovat trojrozměrnými obrazy srdce a lidské lebky prostřednictvím rychlého internetu. „Jedním z cílů NASA je vypracovat technologie, které by lékařům v pozemských řídicích střediscích dovolily provádět lékařské zákroky na astronautech ve vesmíru,“ uvedla tehdy Christiane Falsettiová, vedoucí projektu NGI v Ames Research Center NASA.

Pro vývoj technologií pro telemedicínu NASA dlouhodobě využívá podmořskou stanici Aquarius u pobřeží Floridy. Během jednoho experimentu kanadští lékaři vzdálení 2000 kilometrů na figuríně úspěšně simulovali využití chirurgického robota ZEUS při komplikovaném zákroku na vesmírné stanici. Chirurgickými dovednostmi je vybaven také humanoidní robot Robonaut vyvíjený pro kosmické stanice a mise do vzdáleného vesmíru. Jedním z medicínských experimentů určených pro vesmír bylo nasazení chirurgického robota Raven, kterého na dálku prostřednictvím komerčních internetových linek řídili lékaři z tisíce kilometrů vzdáleného Seattlu.

„Lékař obsluhující robota ve vesmíru nebude moci volit stejné postupy jako v podmínkách pozemské gravitace, uvedl v souvislosti s tímto experimentem jeden z účastníků projektu, elektroinženýr Mitchell Lum. „Vyvíjíme tedy i nové chirurgické nástroje.“

Simulovaný vesmír

Při misích do vzdálenějšího vesmíru však bude nasazení telemedicíny v kombinaci s chirurgickými manipulátory bránit doba, po kterou letí signál ze Země na loď (nebo stanici na Marsu) a zpět. „Bude třeba vyvinout programy, které posádce umožní stanovit diagnózu a postup léčby přímo na lodi,“ říká Michelle Frielingová, ředitelka medicínských programů NASA. „Na palubě také budou instruktážní videa. Potřebujeme systémy, které předají rozhodování o zdravotní péči do rukou posádek.“

„Výzkum kosmické telemedicíny je bezpochyby přenositelný do běžné klinické praxe,“ říká Miloš Táborský. „Týká se to zejména robotických technologií a aplikace umělé inteligence v oblasti diagnostiky a terapie řady onemocnění. V České republice je v současné době 11 pracovišť, která se aktivně zabývají klinicky orientovanou telemedicínou, ale pokud vím, tak se žádné klinické pracoviště aktuálně nepodílí na kosmickém lékařském výzkumu. Dvě teoretická pracoviště však mají projekty, které jsou zahrnuty do mezinárodních výzkumných programů,“ uvádí Táborský.

Oproti tomu je tu dlouhá tradice ve výzkumech metod sledování duševního stavu astronautů a sociálních vazeb v posádkách kosmických lodí. Jde o důležitou součást přípravy dlouhodobých misí, protože při nich jsou rizikovým faktorem nejen vesmír a technika, ale i samotní lidé.

Už roku 1988 zorganizovala Akademie věd projekt Štola 88, při němž 12 dobrovolníků strávilo tři týdny v opuštěném důlním díle upraveném jako interiér kosmické lodi. Také denní rozvrh a prováděné experimenty odpovídaly programu pilotované mise, přičemž „posádky“ byly pod dozorem lékařů a psychologů. Vedoucí projektu Jaroslav Sýkora se později podílel na mezinárodním experimentu MARS 500, který v letech 2010 až 2011 simuloval kompletní let šestičlenné posádky na Mars a zpět.