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【FOCUS新聞】醫療向太空人尋靈感 衍伸發想無限


發佈時間:2015/02/03 21:53
最後更新時間:2016/07/04 21:49



許多醫療實驗,必須打造極端環境,以了解對人體的影響,有一座實驗室渾然天成,就提供了這樣的條件,只是你在地球上找不到,因為它遠在地球上空4百公里,它是國際太空站,因為上頭的無重力環境,對科學家來說,就是完美的實驗室,從1998年興建以來,它就是醫療技術的「育成」中心,現在大家熟悉的遠距超音波,或機械手臂顯微手術,其實最早都是源自國際太空站。


國際太空站生活大不易,每天消耗的能量比地球多,因此太空人除了每天攝取3千大卡均衡飲食,還得做2小時的運動,以維持最佳體態,只是在無重力狀態下,要怎麼踩跑步機?

國際太空站太空人:「我們將安全帶和這個扣環,用掛勾連接到鬆緊帶上。」

但在太空跑2小時的效果,只相當地球運動20分鐘,因此除了踩跑步機,太空人還要能在失重狀態,練舉重、踩腳踏車。

CNN醫學主播古塔醫師:「他們很熱衷運動嗎?大部分是,因為他們知道,這些運動可幫助他們,在返回地球時不會軟趴趴。」

不過除了健康因素,這些運動往往還有重要的實驗性質,這就是太空人的宿命,不但要身兼科學家,還得當自己的白老鼠。

國際太空站首席科學家羅賓森:「(太空站)面積相當於一間四房住家,只不過它是實驗室。」

別小看這些種種花、養養老鼠的研究,太空的特殊環境,其實是了解地球最好的實驗室,雖然這個「流動」實驗室,離地球足足有4百公里遠。

國際太空站首席科學家羅賓森:「我們推動的許多技術,到頭來都變成地球的新科技,因為那些科學假設,在我們工作的環境是不成立的,所以我們要用創意,解決從沒想過的問題,這也就帶動新技術的誕生。」

寄望太空站上的科技,有朝一日應用在地球上。「老化」就是現成的題材,因為長期處在失重狀態,一堆太空病也跟著來,骨質流失、肌肉萎縮、心臟無力…聽起來不就是老人家的症頭?

CNN醫學主播古塔醫師:「這環境似乎是讓你在特定時間,加速老化的過程,當然你回到地球這過程就逆轉了,但在加速老化的過程中,你就能做實驗,而且更快得到結果?」國際太空站首席科學家羅賓森:「沒錯,還能看這個過程的自然逆轉。」

太空如何逆齡,目前還沒結論,但許多源自太空站的技術,早就應用到你我身上,現在已經稀鬆平常的遠距超音波就是一例,由於太空站沒有常駐醫師,因此NASA早在上世紀,就和亨利福特醫療集團,開發出一套系統,由地面人員指揮太空人,操作站上的超音波,進行健康檢查,再將結果傳回地面,即時判讀。

國際太空站首席科學家羅賓森:「這就讓非專業人士也能操作超音波。」

現在救護車上的超音波系統,偏遠地區的婦女做產前檢查,都是這項科技延伸的結果,但說到「延伸」,不能不說到太空站的那隻萬能手臂。

加拿大醫師蘇德蘭vs.病人:「我們會移除你的動脈瘤,你一定會好好的,你都知道該怎麼做吧?當然。」

日漸成熟的顯微手術,不斷考驗外科醫師雙手的極限,許多講求精準度的手術,就因為風險太高,最後往往只能放棄,但加拿大的蘇德蘭醫師不死心,找上幫NASA和加拿大太空總署,研發出太空機器手臂的科學家。

「神經機械臂」計畫蘇德蘭醫師:「我在給(德威勒)的信中說,你們專做特殊環境使用的機械臂是吧。」

蘇德蘭講的機械臂,就是「加拿大臂」,太空站的一瓦一片,就是由它「一手」蓋起來,每次太空船接駁也得靠它拉一把,因此需要極高的精準度,只是隔空抓船,和隔空開刀畢竟不同。

「神經機械臂」計畫蘇德蘭醫師:「我們希望不管從哪裡控制手臂,不管在手術室外或手術室內,那個場所要能重現手術的聲音影像和觸覺,我們要可以『感覺』的機器手臂。」

歷經6年研發,2008年,由加拿大臂「延伸」的神經機器手臂NeuroArm終於初試啼聲,成功完成全球首例結合MRI與機器人的微創手術,病人是跟「象人」同樣罹患神經纖維瘤的21歲女子佩吉,她因為腫瘤佈滿腦部,原本幾乎是被宣判死刑。

「神經機械臂」計畫蘇德蘭醫師:「佩吉的例子很特殊,因為她腫瘤不只一顆,我們要移除的那顆很麻煩,就藏在她的大腦底層。」

一般外科醫師以雙手進行手術,精準度大約是0.3公分,但NeuroArm卻能達到10到100微米,也就是一根頭髮的寬度,準確性與穩定性大大提高,以往無法進行的手術,現在沒有不可能。

「神經機械臂」計畫蘇德蘭醫師:「相信嗎?手術完成了。」

從2000年以來,國際太空站迎接過15國、超過200位太空人,只是在興建之初,科學家恐怕沒想到,這隻在太空張牙舞爪的機器手,能在多年後挽回地球無數寶貴生命,《星艦迷航記》說,太空是「人類的終極邊疆」,但從醫學角度看,它毋寧更像創新的里程碑。







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#醫療#太空站#神經機械臂#太空人

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