La medicina spaziale diventa intelligente

I dispositivi medici intelligenti che aiutano gli astronauti a gestire le emergenze come le ustioni elettriche diventeranno parte della Stazione Spaziale Internazionale forse già il mese prossimo. Più avanti, gli astronauti in difficoltà possono anche fare affidamento su cliniche virtuali sulla terra per un'assistenza medica approfondita.

Queste tecnologie, presentate alla riunione di giugno dell'American Telemedicine Association a Fort Lauderdale, FL, potrebbero essere utilizzate anche per aiutare le persone a terra in luoghi isolati senza un medico nelle vicinanze.

Più piccolo e più intelligente

I ricercatori dei Wyle Laboratories di Houston, TX, e del Johnson Space Center della NASA stanno sviluppando versioni intelligenti di ventilatori meccanici, pompe IV, monitor dei segni vitali e altri dispositivi terapeutici e diagnostici.

I nuovi dispositivi comunicano tramite connessioni wireless e sono più piccoli, più leggeri e più robusti di quelli esistenti, afferma George Beck, ingegnere e capo progetto per l'assistenza critica in orbita presso Wyle.

Sono anche più intelligenti, in quanto non si limitano a registrare le condizioni di una persona, ma possono anche sputare un piano di trattamento in modo che l'astronauta nello spazio sappia esattamente cosa fare dopo.

Come ulteriore salvaguardia, gli esperti medici sulla terra possono monitorare le macchine ogni volta che le linee di comunicazione con la Stazione Spaziale sono aperte.

Per preparare i dispositivi, i ricercatori hanno esaminato la gamma di problemi medici che gli astronauti potrebbero incontrare nello spazio e quindi hanno programmato protocolli medici appropriati nel software.

Man mano che più persone vengono trasportate nello spazio per periodi più lunghi, aumenta la probabilità di problemi medici in volo, afferma Beck, guardando alla prima missione con equipaggio su Marte, forse a non più di 10 anni di distanza.

Cliniche collaborative virtuali

Per gravi emergenze mediche nello spazio, come ossa rotte o persino insufficienza cardiaca, i ricercatori dell'Università del New Mexico hanno valutato tecnologie di telemedicina che potrebbero collegare esperti di centri medici pertinenti alla Stazione Spaziale e in altri luoghi.

Gli astronauti della missione pianificata su Marte, ad esempio, potrebbero inviare informazioni mediche a una clinica collaborativa virtuale di esperti sulla terra, afferma il dott. Dale Alverson, direttore medico del Centro di ricerca sulla telemedicina e sulla telemedicina dell'Università del New Mexico.

Collegati in rete con connessioni satellitari e a banda larga ad alta velocità, i membri della clinica esaminerebbero in modo interattivo le ricostruzioni 3D dei dati in tempo reale per determinare il miglior approccio procedurale alla gestione di quel problema o infortunio specifico, afferma Alverson. Una guida virtuale al piano di trattamento potrebbe quindi essere ritrasmessa ai caregiver nello spazio, fornendo immagini e istruzioni per la linea d'azione desiderata.

Questa tecnologia di telemedicina dovrebbe essere particolarmente utile quando la comunicazione vocale in tempo reale diventa poco pratica o inaffidabile, aggiunge la dottoressa Muriel Ross dell'Università del New Mexico. Su Marte, ad esempio, i segnali vocali alla Terra possono impiegare dai quattro ai 40 minuti per arrivare, a seconda della posizione del pianeta rispetto alla Terra.

CyberScalpello

Nella precedente posizione di Ross come direttrice del NASA Ames Center for Bioinformatics, stava già lavorando per sviluppare strumenti di realtà virtuale in grado di trasmettere preziose informazioni mediche agli astronauti nello spazio, nonché ai medici fisicamente dispersi sulla terra.

Il CyberScalpel è uno strumento sviluppato ad Ames che può essere utilizzato per operare su simulazioni 3D sullo schermo di un computer in modo che i chirurghi possano testare o provare virtualmente le procedure prima di eseguirle sul paziente, afferma Ross. Il CyberScalpel taglia le immagini dei tessuti umani proprio come un coltello taglia il cibo, aggiunge.

Se un astronauta dovesse subire una frattura, ad esempio, i membri di una clinica virtuale potrebbero utilizzare il CyberScalpel per ricostruire l'area della frattura e visualizzare i passaggi correttivi necessari per ripristinare l'osso o ripararlo in altro modo. Le immagini dell'operazione virtuale potrebbero essere trasmesse agli operatori sanitari nello spazio, sia per le prove presso la Stazione Spaziale, sia per essere visualizzate come guida durante la procedura vera e propria.

L'ideale è sempre rendere tutto così semplice che qualcuno possa entrare dalla strada e usarlo, dice Ross.

Uso terreno

L'efficacia della clinica virtuale è stata segnalata nel 1999 quando cinque esperti medici provenienti da luoghi lontani come la California e l'Ohio hanno fornito assistenza ai pazienti Navajo a Shiprock, una remota cittadina nel deserto del New Mexico. È stato dimostrato il trattamento del cuore difettoso di un neonato, insieme ad altre forme di chirurgia cardiaca.

I medici partecipanti hanno eseguito le loro procedure su ricostruzioni 3D di un paziente virtuale mentre altri medici hanno seguito ogni mossa sugli schermi dei computer nelle rispettive sedi.

Altrove sulla terra, la medicina virtuale è stata utilizzata nel Circolo Polare Artico, ma Ross osserva che una generale mancanza di fondi medici unita all'alto costo delle comunicazioni a banda larga potrebbe rallentare il suo progresso verso una disponibilità diffusa.

Tuttavia, entro il 2011 o 2012, quando si prevede che gli astronauti partiranno per la prima missione con equipaggio su Marte, sensori e scanner ultrasensibili in grado di produrre immagini neuronali e anatomiche 3D dovrebbero essere pronti ad accompagnarli. Questi sensori potrebbero essere incorporati in una maglietta o forse in dispositivi portatili simili ai Palm Pilot.

Inoltre, è possibile eseguire scansioni di tomografia computerizzata di ogni astronauta prima del lancio in modo da poter utilizzare dati precisi che rappresentano le condizioni precedenti dell'astronauta in caso di lesioni subite nello spazio.

È persino possibile, dice Ross, che un chirurgo robotico possa un giorno assistere il caregiver in missione su Marte o altrove.

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