空間站的宇航員們距地球上最近醫院的垂直距離大約是250英裏。人類還將派遣宇航員前往火星,那麼這個距離就更遠了,據估計大約是3500萬英裏。所以,如果有人在火星上生病或受傷怎麼辦?飛船上的醫生會治療一些病,但他們不是醫治百病的專家。何況,在製訂治療方案前,最重要的是對疾病做出準確的診斷。在飛船或其他星球上有儀器可以進行診斷嗎?有專業的人員可以操作這些儀器和做出正確的診斷嗎?為了保證宇航員飛行中的健康,在今後的長期飛行中必須解決這個問題。
超聲波診斷儀美國宇航局的工程師和飛行外科醫生建議,用一台超聲診斷儀來解決這個問題。它具備雙重功能,既能作為科學研究用,又能作為宇航員身體檢查的醫療設備。
超聲診斷儀是一種孕婦在懷孕期間,為了保證腹中胎兒健康而需要多次使用的儀器。既然它能診斷出胎兒在母親腹中的健康狀態,也應該可以對宇航員身體檢查起作用。這種聯想使人們提出了將其應用範圍擴大到太空中的計劃。於是,美國宇航局提出通過安排地麵上的一名專業放射學專家來指導太空中的宇航員使用超聲診斷儀的方法,對飛行中的宇航員進行身體檢查。
然而要實現這個計劃還有很多工作要做。要熟練地操縱一台超聲檢診儀並對測試結果做出正確的診斷並不是一件容易的事。在地麵上,訓練一個人掌握這項技術大約需要500小時的時間。
要能夠準確地控製超聲儀的探頭是很困難的。特別是在太空中,器官的大小和它們在體內的位置與在地麵時都發生了變化。對於超聲診斷技術來說,即使器官出現毫米範圍內的變化,要用探頭去尋找到準確的位置也很困難。一名放射學家要花費幾年的時間才能準確地解釋黑白、帶陰影的超聲圖。負責該計劃的外科醫生和美國宇航局的工程師於是提出了在國際空間站和地麵基地之間建立視頻通訊,由專家來指導宇航員進行超聲診斷儀操作的想法。
實現此計劃的方法是在太空和地麵架起一個宇航員—內科醫生溝通的連續視頻連線,這些醫生可以給宇航員發出應該在哪裏安放超聲探頭以獲得清晰圖片的指令。宇航員在太空也可通過看人體結構圖來安放探測器。放射學家在看宇航員發回的超聲圖時就好像在放“家庭錄像帶的拷貝”。
空間站與地麵之間的聯係有兩秒鍾的滯後。宇航員和放射學家在進行聯係時使用一個裝置,這是一種利用硬驅動使圖片暫停的裝置。空間站和地麵基地進行有效實時通訊的時間隻占60%。
宇航員進行這個項目訓練的時間隻有4~6個小時。其中包括教室和實戰訓練。盡管這項技術還沒有用於太空中對醫療緊急情況的處理,但美國宇航局已經完成了整個過程的檢測,並在國際空間站上進行了實驗。在國際空間站第9宇航組中,第一次進行了太空超聲診斷技術應用的實驗。兩名宇航員在地麵專家的指導下,成功地向地麵發回了清晰的肩部肌肉結構圖像,證明了隻受過最少時間訓練的宇航員可以掌握超聲診斷儀的操作。第十宇航組繼續進行超聲實驗,並增加了超聲探測的部位,對宇航員的腹部、牙齒和骨骼也進行超聲掃描。
美國宇航局的這項研究計劃有益於保證太空飛行中宇航員的健康,而且拓展了地麵的遠程診斷治療技術。例如在發生重大事故時,通過這種方法可以由遠處的專家指導事故現場的工作人員對傷員進行診斷治療。在美國威奇托市的弗朗西斯醫院已經開始了這項工作,其在飛往事故發生地的直升機乘務員中訓練護理人員。這家醫院計劃使用一種通信手段與醫院中的醫務專家建立起聯係,使外科醫生可以隨時指導護理人員。又如,在進行體育比賽時,容易出現運動員受傷的情況,在運動現場配備超聲診斷儀和經過短期訓練的工作人員,及時對運動員受傷情況作出診斷,對保證運動員健康是十分有利的。
美國底特律的一個曲棍球隊的更衣室內就安裝了一台超聲診斷儀器,經過短期培訓和專家的遠程指導,球隊的一名教練已經可以使用這台設備來拍攝運動員肩部和其他受傷部位的超聲圖。知識點超聲波超聲波是頻率高於20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用,超聲波因其頻率下限大約等於人的聽覺上限而得名。