До 2025 року NASA планує відправити експедицію на астероїд, а до 2030 – на Марс. «Подорож на Марс» офіційно названо найдовшою космічною місією в історії Землі, вона вимагатиме від людей проживання в космосі протягом 3-х або більше років. І хоча астронавти здатні акліматизуватися в космічному просторі, тривалі подорожі за земну орбіту створюють стрес для людського тіла. І, повертаючись на землю, учасники експедицій відчувають проблеми з координацією, силою, кров’яним тиском, зором і т.д.

На Землі м’язи людського тіла протистоять гравітації, але в космосі в невагомості м’язи атрофуються, і космонавти поступово втрачають м’язову масу. В результаті відсутності гравітації астронавти втрачають до 50% м’язової маси за 6 місяців. У космосі мінерали виводяться з організму швидше, ніж на Землі, в результаті щільність кісток знижується на 1% в місяць. Для порівняння, втрата кісткової маси для літньої людини на Землі становить 1% на рік. Ось чому астронавти схильні до ризику розвитку остеопорозу, і як наслідок – до переломів і гіперкіфозу. Через описані фактори ризик загального занепаду сил становить 40%, перелому стегна – 25%, загибель – 82%.

NASA співпрацює з Науково-дослідним інститутом космічного здоров’я (TRISH) з метою розробки інноваційних підходів до збереження здоров’я людини в космосі. TRISH – консорціум, очолюваний Медичним коледжем Baylor, до складу якого входять CalTech і MIT. Консорціум використовує результати передових біомедичних досліджень для стабілізації стану космонавтів.

У 2019 консорціум TRISH отримав грант на дослідження ASTRO3DO (Space-Feasibility Body Composition and Body Shape Analysis for Long Duration Missions). В процесі нього вчені з NASA, UCSF, AI Інституту точного здоров’я (AI Precision Health Institute) і Онкологічного центру Університету Гаваїв провели аналіз тіла астронавтів для тривалих місій. Найбільш явною ознакою зниження функціональності організму є зміна фізичної форми, оскільки вона – продукт атомних процесів. В ході дослідження експерти вивчили силові показники, співвідношення м’язів і жирової тканини, біомаркери крові астронавтів. За допомогою тривимірних моделей і нейромереж також була проведена оцінка кісток.

Фахівці розробили індивідуальні оптичні 3D-сканери з AI для такого ж аналізу складу тіла космонавтів, але вже для космічного корабля, щоб визначити оптимальну продуктивність кожного учасника польоту.

Усередині космічної капсули встановлять кілька маленьких відеокамер для збору даних. Астронавти в невагомості повертаються, тому камерам буде зручно створювати тривимірний «зліпок» тіла. Таким чином визначатимуть учасників польоту, що мають спільні ознаки саркопенії (дистрофії скелетних м’язів) і кахексії (виснаження організму) з поправкою на нерівномірний розподіл рідини в організмі.

Щоб симулювати простір всередині космічного корабля, вчені виберуть спеціальне апаратне забезпечення, зададуть необхідні алгоритми і створять мікрогравітаційну модель – прототип справжнього польоту.

Цілі дослідження:

  • визначити оптимальну продуктивність і просторові можливості тривимірних оптичних камер для створення зображень тіла;
  • вивчити і достовірно визначити загальний склад тіла (відсоток жиру, м’язів, кількість вісцерального і підшкірного жиру, стан хребців), автоматично виміряти
  • антропометричні показники людини в різних умовах (під водою, в перевернутому стані, в скафандрі і без і т.д.);
  • побудувати і описати характеристики космічного прототипу в умовах мікрогравітації під час параболічних польотів.

Автор: Петро Голодій


Читайте також:

У Дубаї запущені безкоштовні консультації з телемедицини

Google використовує трансферне навчання для систем розшифровки медичних зображень

Теги: ,
Коментарi