首次太空醫(yī)療 X 射線檢查,從倫琴到Fram2—手掌X光成像的傳承及展望 跨越一個(gè)多世紀(jì)的致敬
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從倫琴到Fram2—手掌X光成像的傳承及展望
跨越一個(gè)多世紀(jì)的致敬

(a) (b)
圖1.上圖左a為威廉·倫琴夫人手掌的X射線圖像;上圖右b由SpaceX提供
簡介

在地球上拍攝的第一次x射線和在太空中拍攝的最新x射線手掌成像之間有什么聯(lián)系呢?在威廉·倫琴的突破性發(fā)現(xiàn)100多年后,太空中首次出現(xiàn)的x射線再現(xiàn)了那個(gè)歷史性的時(shí)刻:一位宇航員戴著戒指的手。這一驚人的巧合不僅僅是象征性的,它代表了太空醫(yī)學(xué)和技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑。
在1895年,威廉·倫琴偶然發(fā)現(xiàn)了 X 光,并拍攝了有史以來第一張 X 光圖像:他妻子的手上戴著一枚戒指(如圖1)。這張照片簡單而又具有革命性,標(biāo)志著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像的開始。戒指無意中為人類聯(lián)系、永恒和技術(shù)進(jìn)步增添了深刻的象征。

時(shí)光荏苒,今天,歷史再次重演——這次發(fā)生在地球之外。太空中的第一張X射線圖像是一位宇航員的手,戴著戒指,這一決定是對倫琴發(fā)現(xiàn)的有意致敬。這一決定突顯了科學(xué)進(jìn)步的連續(xù)性以及探索背后深刻的個(gè)人意義。無論是否有意,這張圖像都強(qiáng)有力地提醒我們:人類始終是每一個(gè)科學(xué)突破的核心。
Fram2:實(shí)現(xiàn)太空中的第一張X射線

圖2
上圖拍攝于 Fram2 任務(wù)期間。作為人類首個(gè)進(jìn)入極地軌道的航天任務(wù),F(xiàn)ram2 由美國 SpaceX 公司于美國時(shí)間 2025年3月31日成功發(fā)射,任務(wù)持續(xù)3.5天后,于2025年4月4日 16:19:28 UTC(對應(yīng)太平洋時(shí)間上午 9:19:28,即著陸地點(diǎn)當(dāng)?shù)貢r(shí)間)結(jié)束。
該任務(wù)旨在以全新方式探索地球的極地地區(qū),其名稱源自 19 世紀(jì)末首抵極地的挪威探險(xiǎn)船 Fram 號(挪威語中意為 “向前”)。
Fram2 的 crew 成員包括任務(wù)指揮官 Chun Wang、飛行器指揮官 Jannicke Mikkelsen、任務(wù)飛行員 Rabea Rogge,以及任務(wù)專家兼醫(yī)學(xué)官 Eric Philips。每位成員均具備豐富的極地軌道探索經(jīng)驗(yàn),能為任務(wù)提供獨(dú)特的專業(yè)知識與視角。


Fram2的主要任務(wù)是:首次從低地軌道觀察并拍攝地球極地地區(qū),并進(jìn)行研究,推動(dòng)人類遠(yuǎn)程太空探索能力的提升。
特別值得一提的是,任務(wù)指揮官王純(Chun Wang)是出生于中國的加密貨幣投資者及企業(yè)家。作為 F2Pool 的聯(lián)合創(chuàng)始人,此次任務(wù)的全部花費(fèi)均由他個(gè)人資助,預(yù)期花費(fèi)為 5.2 億美金。
SpaceXray項(xiàng)目:


推動(dòng)太空醫(yī)學(xué)能力 SpaceXray項(xiàng)目是一項(xiàng)開創(chuàng)性的研究計(jì)劃,旨在捕捉太空中的第一張醫(yī)學(xué)X射線圖像。作為Fram2任務(wù)的一部分,這項(xiàng)開創(chuàng)性努力旨在驗(yàn)證在微重力環(huán)境下獲取高質(zhì)量診斷X射線影像的可行性,這是確保宇航員在深空任務(wù)中健康的關(guān)鍵一步。
通過與北美的頂尖學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、私人公司和技術(shù)創(chuàng)新者合作,SpaceXray項(xiàng)目為未來太空醫(yī)學(xué)和飛行中設(shè)備診斷奠定了基礎(chǔ)。這些進(jìn)展對宇航員的安全和長期太空旅行的任務(wù)成功至關(guān)重要。
該研究將評估圖像質(zhì)量、對比度和空間分辨率,同時(shí)關(guān)注骨礦物質(zhì)密度的測量——這對監(jiān)測微重力對宇航員骨骼健康的影響至關(guān)重要。除了醫(yī)學(xué)影像學(xué),這個(gè)項(xiàng)目還探索了X射線在非侵入式硬件診斷中的應(yīng)用,能夠幫助在飛行過程中排查潛在的系統(tǒng)故障。
KA Imaging的Reveal 35C X射線探測器 KA Imaging的Reveal 35C探測器因其尖端的SpectralDR技術(shù)被選中用于此次任務(wù)。Reveal 35C已通過加拿大衛(wèi)生部和FDA認(rèn)證,提供單次曝光的雙能量減影影像,生成三張不同的圖像:軟組織、骨骼和傳統(tǒng)的數(shù)字X射線影像。

MinXray的便攜式X射線系統(tǒng)位于芝加哥的MinXray公司貢獻(xiàn)了其IMPACT系統(tǒng),這是一種緊湊型、可充電的X射線發(fā)射器,專為在極限環(huán)境下使用而設(shè)計(jì),包括太空。其可充電的鋰離子電池?zé)o需外部電源,使其成為微重力應(yīng)用的理想解決方案。
為什么這很重要:超越傳統(tǒng)意義的影響
推動(dòng)太空醫(yī)學(xué):這張X射線圖像是關(guān)于宇航員健康的持續(xù)研究的一部分。研究人體如何應(yīng)對長期太空飛行對于未來的太空任務(wù)至關(guān)重要。
太空醫(yī)學(xué)研究的新紀(jì)元:這張?zhí)罩械腦射線不僅是太空醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個(gè)里程碑,它還為實(shí)時(shí)的太空醫(yī)學(xué)診斷鋪平了道路,預(yù)示著未來深空任務(wù)中宇航員健康監(jiān)控的新方式。
改變地球上的醫(yī)療:太空應(yīng)用場景與偏遠(yuǎn)/資源匱乏地區(qū)有著緊密的聯(lián)系。雖然SpectralDR正在走向太空,但它也提醒我們,地球上仍有數(shù)百萬人的基本醫(yī)療保障缺失。這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新,不僅支持宇航員,還能變革地球上偏遠(yuǎn)和資源有限地區(qū)的醫(yī)療保健。
結(jié)論:連接過去、現(xiàn)在與未來

太空中的第一張X射線不僅是一個(gè)科學(xué)里程碑,它還是過去與未來之間的橋梁。從倫琴的實(shí)驗(yàn)室到浩瀚的太空,一只戴著戒指的手提醒我們,科學(xué)的核心永遠(yuǎn)是人類。我們有責(zé)任不斷推動(dòng)知識的邊界,利用這些進(jìn)展改變地球和太空中的醫(yī)學(xué)影像學(xué)。
KA Imaging源自滑鐵盧大學(xué),成立于2015年。作為一家專門開發(fā)x射線成像技術(shù)和系統(tǒng)的公司,KA Imaging以創(chuàng)新為導(dǎo)向,致力于利用其先進(jìn)的X射線技術(shù)為醫(yī)療、獸醫(yī)學(xué)和無損檢測工業(yè)市場提供最佳解決方案。公司擁有獨(dú)家開發(fā)并自有專利的高空間高分辨率非晶硒(a-Se)X射線探測器BrillianSeTM,并基于此推出了商業(yè)化X射線桌面相襯微米CT inCiTe?。
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? 參考資料
1. https://kaimaging.com/why-the-first-x-ray-in-space-is-a-hand-with-a-ring-and-why-it-matters/
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Fram2
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Chun_Wang
END

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