Задачи, которые пришлось решать космической медицине на заре ее развития, до того времени никогда не ставились.

Никто не мог подсказать, как отбирать кандидатов в отряд космонавтов, какими должны быть требования к среде обитания в кабине космического корабля, как будет реагировать человеческий организм на условия внеземного полета. Но наши ученые с этими задачами справились.
Космическая медицина уже решила многие проблемы, создав инструменты, позволяющие подготовить человека к работе в космосе, полностью сохранить его здоровье на орбите и быстро восстановить все физические и психологические характеристики космонавта после возвращения на Землю.

Многие из этих решений могут пригодиться и тем, кто никогда не мечтал подняться на орбиту. И сегодня небесные технологии уже служат пациентам обычных больниц, поликлиник и реабилитационных центро

Робот - хирург

Например, хирургический робот NeuroArm, способный выполнять операции на головном мозге внутри магнитно-резонансного томографа. Он представляет собой манипулятор, повторяющий движения руки человека, но еще более точный и при этом не подверженный даже малейшему дрожанию.

В условиях невесомости даже одна пылинка, попавшая в легкие, может вызвать воспаление. Чтобы контролировать состояние органов дыхания астронавтов, шведские и американские ученые создали простой и надежный прибор, измеряющий уровень окиси азота в выдыхаемом воздухе: повышение этого показателя свидетельствует о воспалительном процессе. Но уровень окиси азота возрастает и у больных астмой.

Сегодня эти миниатюрные приборы помогают астматикам держать болезнь под контролем и вовремя принимать нужное лекарство.

В России адаптацией космических разработок для земных нужд занимаются ученые и инженеры Государственного научного центра «Институт медико-биологических проблем» (ИМБП) Российской академии наук - признанного мирового лидера в области космической биологии и медицины. «К космическим приборам и устройствам предъявляются строгие требования, - рассказывает заведующий отделом внедрения, реализации и пропаганды научных достижений ИМБП, кандидат медицинских наук Марк Белаковский. - Аппаратура должна быть компактной, небольшого размера и веса, устойчивой к нагрузкам и достаточно легкой в применении, иметь автономное питание.

Эти характеристики становятся особенно ценными в области экстремальной медицины, в условиях Крайнего Севера, в горах».

Разработки ИМБП активно используются приверженцами здорового образа жизни и профессиональными спортсменами. Тренажеры нового поколения оснащены высокотехнологичными пневматическими и электрическими приводами, которыми управляют встроенные компьютеры по специальным алгоритмам. В тренажерах применяются энергосберегающие технологии - например, в качестве источника энергии для нагнетания воздуха в пневматическую систему используется мышечная сила самого занимающегося.

Опыт обследования космонавтов для выявления предрасположенности к тем или иным заболеваниям пригодился при разработке аппаратно-программного комплекса «Экосан». Он позволяет оценить функциональное состояние организма на грани нормы и патологии, то есть до возникновения болезни. Чувствительный сенсор, закрепленный на пальце, фиксирует несколько параметров работы сердца и показывает, каково состояние адаптивных механизмов организма, каков его резерв, что именно нуждается в реабилитации или коррекции.

30 физиологических показателей одновременно

Кандидатам в отряд космонавтов приходится не только проходить полное медицинское обследование, но и сдавать спортивные тесты - бег, прыжки, плавание, гимнастические упражнения и силовые нагрузки. Если же претендентов зачислят в состав экипажа, им придется много и упорно заниматься спортом. Для таких целей ученые создали уникальный спортивный комплекс TИК-Pro. Такого вы не увидите даже в самых современных фитнес-центрах. Комплекс позволяет тренировать и тестировать основные мышечные группы в широком диапазоне режимов сокращения. Более того, он запоминает индивидуальные настройки человека (высоту сиденья и плечевых упоров, положение спинки и т. д.). А еще на этом комплексе можно создавать новые режимы мышечного сокращения и их комбинации - протоколы тренировки, так что он в состоянии заменить целый тренажерный зал.

Многофункциональный комплекс «Резерв» позволяет проводить сразу обследование сердца, сосудов и дыхательной системы. Он одновременно регистрирует более 30 физиологических показателей, в том числе снимает электрокардиограмму, реокардиограмму, измеряет артериальное давление и многое другое. Причем регистрировать все эти параметры комплекс может как в состоянии покоя, так и при проведении функциональных проб и психофизиологическом тестировании.

Космические державы все чаще в состав команд астронавтов включают врачей. Это не случайно. Чем длительнее становятся полеты, чем больше наука узнает о воздействии космоса на людей, тем сильнее расширяется круг возникающих проблем. У нас в стране первым врачом - исследователем космоса был Борис Егоров. Затем врач-космонавт Валерий Поляков фактически поставил на себе эксперимент, пробыв на орбите самый долгий срок без перерыва. Все рекордные 437 суток и 18 часов он не только выполнял медицинскую программу, но и наблюдал за собой, предоставив коллегам на Земле бесценный материал для понимания пределов возможностей человеческого организма.

Но даже самый квалифицированный врач не может быть специалистом во всех областях медицины. Поэтому ученым пришлось решать сложнейшую задачу - создавать приборы и методы для дистанционного наблюдения, диагностики и даже лечения космонавтов.

Например, аппаратно-программный комплекс «Варикард» способен анализировать вариабельность сердечного ритма, определять до 40 различных его параметров, а также статистически обрабатывать эти данные. По сути это микропроцессор, работающий вместе с персональным компьютером. Такие приборы могут пригодиться в любой отдаленной больнице, заменив собой несколько сложных устройств.

Приборы и методы для дистанционного наблюдения

Обследование во время сна

Технология «Навигатор здоровья», разработанная в ИМБП, позволяет обследовать любых пациентов начиная с шестилетнего возраста. С помощью двух десятков измерений и опроса врач может не только быстро установить состояние здоровья, но и показать скрытые резервы организма! У детей 6-13 лет определяют рост, вес, ширину плеч, окружность груди, форму стопы. У тех, кто постарше, дополнительно измеряют артериальное давление, частоту сердцебиения, зрительно-двигательную реакцию и многое другое. Полученные результаты сравнивают с эталонными для каждого возраста, чтобы специалист мог выбрать стратегию ведения пациента и дать рекомендации по образу жизни.

Обследовать космонавта врачи могут и во время сна, причем без всякого беспокойства для человека. Прибор «Кардиосон-3», созданный для космических исследований, находится под подушкой или даже под матрацем. Он регистрирует микроперемещения тела по продольной оси - так называемую баллистокардиограмму. Эти записи позволяют судить о времени засыпания и пробуждения, длительности сна, функциональном состоянии вегетативной нервной системы, кровообращении, дыхании, энергетических процессах и обмене веществ, а также о качестве сна и эффективности восстановления функциональных резервов организма.

Аппарат можно применять не только для изучения нарушений сна, но и для оценки процессов восстановления у больных, в том числе в отделениях реанимации и интенсивной терапии, а также в медицине труда, особенно авиационной, морской и подводной.

Поза "усталой обезьяны"

Но эта проблема нередка и в нашей обычной жизни - физические нагрузки мы перекладываем на плечи механизмов, транспорта, а активный досуг все чаще заменяем сидением у телевизора или компьютера. Кроме того, многие больные вынуждены порой очень долго находиться на постельном режиме. Страдают сердце, сосуды, слабеют мышцы и кости - возникает остеопороз, чреватый частыми переломами.

Дело в том, что наша двигательная система приспособлена к земным условиям. Специальные мышцы - так называемая позная мускулатура - противодействуют гравитации.

После полета в космос, где силы тяготения нет, человек плохо стоит на ногах, его позная мускулатура не работает. Встал вопрос: почему? Ответ на него предложила Инесса Козловская, теперь член-корреспондент РАН, а 25 лет назад - молодой амбициозный ученый. Она выдвинула гипотезу, что пусковым сигналом для системы, поддерживающей позу человека на Земле, служит опора, твердь под ногами. Как только она исчезает, позная мускулатура отключается.

В научной литературе позу человека, вернувшегося из космоса, называют «позой усталой обезьяны». Быть усталой обезьяной, конечно, никому, а тем более бравым космонавтам, не хочется. Чтобы им помочь, ученые создали компенсатор опорной разгрузки «Корвит» - особой конструкции башмаки, которые имитируют опорные нагрузки при ходьбе и беге. То есть не дают рецепторам, расположенным на подошве стопы, «засыпать» и выключать позную мускулатуру.

Принцип биомеханической стимуляции

Имитация земного тяготения – костюм «Регент»

Принцип биомеханической стимуляции основан на очень частых (25-50 раз в секунду) колебаниях платформы, на которой стоит человек, вызывающих непроизвольные сокращения мышц. Вибрация воздействует вдоль мышечных волокон, как при обычных мускульных сокращениях. В сочетании с простыми физическими упражнениями занятия на подобных тренажерах на порядок эффективнее обычных занятий спортом.

Такой метод хорошо действует не только при лечении расстройств опорно-двигательного аппарата и атрофии мышц, но и при коррекции фигуры, когда ставится цель сбросить лишние килограммы. Приборы, основанные на этой технологии, компактны и многофункциональны.

Для быстрой реабилитации космонавтов после полета ученые создали и специальные костюмы, имитирующие земное тяготение с помощью поддержки позы и натяжения. Например, костюм «Регент»: он состоит из нескольких частей - жилет, шорты, наколенники, штрипки, каждую из которых можно надеть отдельно. Части соединены между собой эластичными лентами, позволяющими врачу создавать необходимый уровень нагрузки в любой зоне и менять ее, если нужно. Эффект достигается за счет дозированной нагрузки на опорно-двигательный и мышечный аппарат, а это улучшает функциональную активность двигательного центра головного мозга. Новый метод нейрореабилитации позволяет улучшить состояние даже «бесперспективных» больных, которых порой годами лечат без всякого прогресса.

Так многие находки ученых, работающих на освоение космического пространства, оказались полезны и на земле - для диагностики, лечения, реабилитации, помощи больным на расстоянии. А в лабораториях космической медицины поиск продолжается.