Новый космический УЗИ-аппарат и диагностирует, и лечит

Исследователи из Национального космического биомедицинского института (США) разработали новый аппарат УЗИ диагностики для поиска камней в почках у работающих на орбите космонавтов. Заодно прибор способен разрушать почечные камни ультразвуком, сообщает The Scientist.

В ноябре 1982 года у советского космонавта Анатолия Березового вдруг страшно заболел левый бок. К тому моменту он более пяти месяцев находился в космосе, и врачи всерьёз опасались за его здоровье. В то время как космическое начальство холодеющими руками подписывало приказ готовить экстренный полёт «Союза» к станции «Салют», представляя себе ужасающие сценарии аппендицита и ещё 23 возможных болезней, всё разрешилось само собой. Выяснилось, что космонавт страдал от камней в почках, вышедших естественным путём.

Эта история до сих пор беспокоит всех, кто имеет отношение к медицинскому обеспечению полётов: ведь камни в почках, способные отравить жить на Земле, в космосе могут стать воистину роковыми. Без гравитации, стимулирующей правильное распределение веществ в организме, вероятность формирования камней резко повышается. По мере деминерализации костей вымытые оттуда соли накапливаются в почках, где участвуют в формировании пресловутых камней. Кроме того, человек на орбите испытывает сокращение объёма плазмы крови и часто не может выпить те два литра жидкости в день, которые необходимы для нормального функционирования почек и раннего вымывания из них всякой дряни.

В отряде американских астронавтов было 14 случаев такого рода, но, к счастью, столь длительное (по полгода) пребывание на орбите для американцев не являлось нормой, поэтому каменно-почечные боли возникали через несколько дней (или часов) после возвращения на Землю.

Проблемой является и то, что методы диагностики, принятые на Земле, в космосе пока непредставимы. Основным путём распознавания камней в почках и мочевых путях считается рентгенодиагностика. На обзорных снимках камни видны довольно хорошо. Однако мягкие камни не задерживают рентгеновские лучи и остаются невидимыми. Для их выявления применяют ультразвуковые методы. Но и они не всесильны, так как с их помощью можно выявить только образования размером от 3 мм и более. Мелкие конкременты «по зубам» лишь самым современным аппаратам. Но какова бы ни была эффективность рентгеновского или УЗИ-исследования, врачи обычно считают, что надёжная диагностика невозможна без ещё одной процедуры — экскреторной урографии, определяющей состояние почек, мочевых путей, их способность выполнять свои функции и уточняющей расположение камней.

Увы, на орбите такую диагностическую процедуру не назначишь — нет места, вес груза ограничен. Кроме того, тут не слишком желательна радиация от рентгеновского аппарата, поскольку хватает «своей», космической.

Поэтому американские учёные и занялись созданием универсальной лёгкой и малогабаритной системы ультразвуковой диагностики. В ходе работ по адаптации УЗИ-аппарата для поиска всех видов камней пришлось не только серьёзно повысить разрешение устройства, но и придать ему бóльшую мощность и направленность ультразвукового воздействия. Обнаружив камень в почках, зонд может разрушить его направленными УЗ-волнами, являясь одновременно средством диагностики и лечения.

Для надёжного определения камней инженеры наделили прибор возможностью использовать два режима: стандартный ультразвуковой чёрно-белый В-режим (создающий привычное УЗИ-изображение) и так называемый доплеровский D-режим — методику визуализации, основывающуюся на принципе доплеровского (частотного) сдвига. Доплеровский УЗ-сигнал способен определить, движутся ли структуры, от которых отражаются ультразвуковые волны, к датчику или от него. Результаты представляются в виде изменений цвета: на чёрно-белом фоне космонавты увидят выделенный цветом камень. Разрешение нового аппарата позволяет различать в два–три раза меньшие камни, чем те, что доступны обычной УЗИ диагностике.

Аппарат и его ПО в этом году пройдут клинические испытания, после чего Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств решит, давать ли ему «добро». Если всё будет хорошо, уже через 2–3 года устройство появится на МКС.