航天机构正努力防止宇航员视力丧失
摘要
欧洲航天局正与英国初创公司Siloton合作,开发一种紧凑型眼球扫描设备,该设备可帮助监测和预防长期深空任务中宇航员的视力丧失,以应对太空飞行相关神经眼综合征的风险。
目前用于帮助八十多岁老人进行自助眼科检查的设备,可能成为未来太空任务的一部分,用于监测宇航员的眼部健康。
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# 航天机构正努力防止宇航员丧失视力
来源:https://www.wired.com/story/space-agencies-trying-stop-astronauts-losing-sight/
欧洲航天局正试图弄清宇航员在太空中视力下降的原因,希望在即将到来的更长太空飞行任务加剧永久性视力损伤风险之际,找到治疗甚至预防该问题的方法。
该机构已委托英国眼部扫描初创公司 Siloton 开发解决方案,以应对即将进行的国际 Artemis 登月飞行及其他深空任务。这项健康技术利用量子技术,将验光师使用的眼部检测设备中的核心组件缩小到比硬币还小的光子芯片上。
Siloton 由物理学家于 2020 年创立,目前正与英国国民健康服务体系合作(https://iuk-business-connect.org.uk/news/biomedical-catalyst-funding-to-boost-healthcare-innovation/),让视网膜疾病患者能够在家自行扫描。“ESA 的需求基本一致,”联合创始人兼首席技术官 Euan Allen 说,“只是所处环境完全不同。”
太空飞行相关神经-眼综合征(SANS)是因长时间处于低重力环境而引发的一组眼部和大脑变化。据 NASA 称,国际空间站上约 70% 的宇航员受到其影响(https://www.nasa.gov/reference/risk-of-spaceflight-associated-neuro-ocular-syndrome-sans/)。最典型的案例之一是 NASA 宇航员 John Phillips,他于 2005 年以 20/20 的视力发射升空前往国际空间站,六个月后返回时视力降至 20/100——这被认为是中度视觉损伤。在太空中时,不受重力约束的体液在他头部积聚,挤压眼球,使视神经肿胀,并将视网膜向前推。
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图片来源:Siloton
虽然返回地球可以逆转部分损伤,但航天机构既担心宇航员在任务中途视力丧失带来的操作风险,也担心长期健康影响。“眼病 SANS 是宇航员在长期任务中面临的严重健康风险,”英国航天局局长 Rebecca Evernden 表示。医学工程师希望加深对该病症及其致病因素的理解,以便能够管理任何眼部损伤,最终治疗甚至阻止它成为问题。
科学家们已经在国际空间站上使用一种改装版的验光室设备来监测太空飞行如何影响人眼,该设备可测量眼球后部各层的厚度。然而,这种设备体积庞大(https://techport.nasa.gov/projects/157621),而且需要地面专家实时远程指导。随着宇航员深入深空,与地球的通信延迟加长,这种方法将不再可行。
Siloton 的设备将使宇航员能够更频繁地扫描视网膜,因为部分过程实现了自动化,检查无需地面支持。ESA 希望这将产生更多关于眼部变性的数据,并可能在眼部发生变化——甚至在导致视力改变之前——提供早期预警信号。
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图片来源:Siloton
其他技术挑战包括如何避免使用电池为设备供电,因为电池会带来很大的火灾风险。在空间宝贵的航天器中,设计师还必须决定这种双筒望远镜大小的设备安放位置,以及在没有重力的情况下如何定位并固定宇航员的头部(通常是通过下巴托)。但艾伦表示,与让视力不佳的退休老人配合相比,这些都算小菜一碟。“我们非常有信心,因为我们正在尝试用已经有一定视觉障碍的 80 岁患者来完成这件事,”艾伦说,“而这些宇航员都受过高度训练,年轻得多,眼睛功能完全正常。”
“我认为我们为太空做的很多工作会渗透到家用设备中,让它们变得更好,反之亦然,”他补充道,“所有这些研发工作原则上都会让即将进入 NHS 的产品变得更好。”
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