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一间4平方米的手术室里，病人安分地躺在手术台上。

而手术台却漂浮了起来，医生不时展现“太空漫步”的移动姿态。

这是人类进行的第一例太空手术。

在失重的状态下，他们用8分钟给病人切除了一个囊肿。

为了避免物体四处浮动，所有手术器械被用强磁铁固定在金属手术台周围。

医生和助手则穿上特制的衣服，被绳子固定在滑轨上。

而病人在局部麻醉后，保持清醒地接受前臂上一个脂肪瘤的切除手术。

在失重状态下，病人出现了心输出量减少，动脉血压下降等身体变化。

而在手术过程中，流出的血液在没有重力约束的空间中随意悬浮。

一颗颗像穹顶一样的饱满液珠在伤口周围聚集，并很快扩散到手术室各处。

为了避免对视野造成干扰，工作人员只好用真空吸气机吸收。

看似简单的肿瘤切除，开展起来却困难重重。

随时都可能在失重中发生预想不到的意外。

最终，这次太空手术和预计的一样完美地完成。

它展示的是太空场景，但实际上却是在一架微重力*航机上开展的。

*注：微重力是指重力或者其他外力引起的加速度接近于零的环境，物体处于失重状态。

在微重力航机上开展实验

2006年9月27日，法国A300客机迎来了几位特殊的乘客。

3名外科医生、2名麻醉师、1名病人和1名摄像师登上了这架“太空飞船”。

他们没有目的地，而是要在3个小时的飞行过程中完成人类第一次太空手术挑战。

飞机之所以能提供微重力的环境，是因为它采用了过山车式的飞行方式。

它在约6100~8400米的高空做环形飞行。

当飞行到抛物线顶端时，飞行员关闭引擎，让飞机近乎无重力地自由落体。

这时，机内人员将体验到来之不易的大约22秒失重状态。

客机中的失重体验

而短暂的失重时间对实验设置也是一个阻碍。

为了让模拟更接近真实的太空环境，医疗小组人为地将时间连起来。

即当失重状态消失时，他们就暂停手术，等待下一次失重。

这场仅持续8分钟的手术，则在3小时飞行时间内，飞机32次重复环行中完成。

这无疑是太空医学上的重大突破。

当时的主治医生马汀表示，如果增加失重时间，他们可以完成长达两小时的阑尾切除术。

甚至除血管手术以外的其他外科手术都不在话下。

太空手术专用的器材

神秘的外太空充满了未知的诱惑。

它像一片黑暗的森林吸引着人类无法抗拒的探索欲望。

1961年苏联第一次发射载人航天器。

加加林环绕地球轨道一周，历时108分钟后安全返回地球。

进入太空第一人，加加林

这在当时已经是让轰动全世界的振奋消息。

而人们对于宇宙的探索野心越来越大。

航天员飞往太空的频率和时间也就逐渐增多。

目前人类史上宇宙飞行时间最长的记录保持者是列里·波利亚科夫。

列里·波利亚科夫

他在1994年开始了一次飞行。

在离地球400公里外的和平号空间站*里，他连续呆了437天。

这个时间足够人类从地球飞往火星。

*注：和平号空间站是苏联建造的一个轨道空间站，是人类首个可长期居住的空间研究中心。

火星

飞往火星的梦想距离实现似乎只有一步之遥。

但这一步却包含了许多尚未攻克的难关。

且不说航行设计的技术难度。

载人火星的执行任务预计需要2~5年，或更长时间。

漫漫长路中充满意外和危险，宇航员的身体健康又如何保证？

对宇航员进行口腔检查

NASA对于航天员的健康标准设定严苛。

他们必须通过类似军队的测试标准。

例如血压要低于140/90（普通人正常的是120/80）。

除了在任务前要参加为期两年的航空培训外，在任务期间也需要保持身体锻炼。

但尽管有着强大的身体素质，险峻的太空环境还是没有放过人类。

宇航员在空间站跑步机上锻炼身体

太空的高真空、强辐射、微重力、大温差等都是地球上难以获得的宝贵资源。

然而这也是隐形的人类杀手。

人类好不容易研制出在真空条件下保障呼吸，一定程度隔绝温度、压力、辐射等危害的航空服。

生理上却还是悄无声息地发生着微妙的变化。

电影《太空救援》截图

在太空中发生的一些在地球上无法想象怪事。

例如平时骂人“脑进水”，在太空中就不足以为奇了。

人体约60%的液体中，一部分会在失重的状态下倒流进胸部和头部。

头部与胸部的血管需要更多的血液流体以供运转。

这时，在激素的复杂作用下，血浆容量和红细胞量减少。

因此宇航员通常具有血量减少、心血管功能紊乱的特征。

而由于缺乏常规抵抗的重力，支撑人体的骨骼和肌肉组织也会造成萎缩。

骨骼纤维变得稀松

虽然人类变得脆弱了，但细菌却十分适应在太空中的生存。

由于缺乏重力，太空中的细菌与抗生素等灭菌药物相互作用的表面积变小。

同时，它们还会在外膜上生长出囊泡作为护盾。

这不仅使它们比在地球上加快了增殖速度和增强了毒性。

而对于抗生素的抵抗性，也提高了一个层次。

作为大肠杆菌在地球对照组，右为太空实验组，明显长出外膜囊泡、体积缩小

例如大肠杆菌在硫酸庆大霉素的作用下，在太空中表现出更强的生存力。

细胞数量比地球实验中增长了13倍，外膜增厚了25%~43%，体积则缩小了73%。

险峻的环境对于人类的免疫系统是一个巨大的挑战。

培养基中的大肠杆菌

而创伤性疾病，才是最大的考验。

在肌肉萎缩、骨骼退化的情况下，即使简单的运动也变得不太安全。

本想走出太空舱，打算来场漆黑中的太空漫步。

但不经意就在磕碰中造成了病理性骨折*。

*注：病理性骨折是指因肿瘤或骨髓炎等造成骨头结构的破坏，在轻微创伤后就会发生骨折。通常需要将肿瘤切除以进行治疗。

骨折还算小事，要是突发性的阑尾炎突然发作可就不那么好受了。

即便有专业医生在场，他们也对失重束手无策。

这时剖开腹腔后流出的体液或许很快就充斥小小的航天器。

而漂浮在空中的肠子等内脏又是一番何等恐怖的情景。

进行超声心动图测试的宇航员

这如果不幸发生在探月计划过程中，返回地球救治也就耽误两三天的治疗。

但如果在火星探测任务中遇到了这倒霉事，几乎相当于不治之症了。

因为从火星回到地球大约需要8个月之久。

普通人经历8个月的微重力都需要很长一段时间才得以恢复。

更别说带病飞行，甚至有可能熬不到回地球的那一天。

而且一次航行的费用昂贵，实在经不起折腾。

虽然在过去的50多年太空航行中，从没有出现外科创伤。

但生物医学教授詹姆斯·安塔基却认为，有必要在危险来临前尽快开展太空医疗的研究。

其实早在1991年，外科医生马克·坎贝尔就对兔子进行了第一次太空手术。

这时正值空间站的建设过程中，他没能赶上这趟热潮。

于是也在微重力航机上开展了这次手术。

麻醉兔子

打开兔子的颈动脉后，球状的鲜血像是被枪喷射而出般猛烈。

同时，在切口上方模糊地覆盖着穹顶状血液。

而当坎贝尔继续增大切口时，血流量却几乎没有变化。

人类首次开展的太空手术就清晰地展露了其中存在的问题。

后人也在此基础上不断开展研究和实验。

失重条件下呈球状喷涌的液体

而曾饱受顾虑的血管手术，其实如今也已有解决的办法。

在太空真空状态中，血液通常比地球上飞溅得更多。

最严峻的是，它们在不受重力，但表面张力依然存在的情况下，重新在伤口处汇聚。

以至于医生很难看到实际的创伤。

同时，细菌感染的风险也大大增加。

NASA宇航员在空间站进行细菌实验

安塔基教授则想了一个反其道而行的方法。

表皮有伤口，他反而将伤口封锁，另辟蹊径才是他的独门诀窍。

他同样是在微重力航机上践行了他的想法。

用粘合剂密封猪心中的洞

他用一个充满盐水的气泡封闭患者伤口。

这就像是在患者的伤口安装了一个透明密闭的外壳。

医生可以透过它看到里面的血管系统。

看不清不要紧，他这时借助了腹腔镜来观测内在伤口。

他在合适的位置划出1cm的小口，将微型器械伸入患者体内开展腹腔镜手术。

手术部位在医生通过腹腔镜的监控和操作下，被运用机械完成手术修复。

这种运用微创手术进行治疗的方法打开了太空手术的一扇窗。

如果太空医务室有着科幻电影里舒适的手术台、闪烁的灯光以及古怪又多功能的医用器械，那么这点小伤自然迎刃而解。

但现实却是，国际空间站上的医疗设施原始得和公共室内泳池没太大差别。

对于潜在医疗灾难的警惕始终让人揪心。

对于无外伤情况的肿瘤切除，同样也得采用上述的微创手术。

它避免了做大切口后伤口愈合慢、流体难以控制等问题。

在太空中，如果伤者的出血量超过了每分钟100毫升，恐怕再多的努力也无济于事了。

因此通过使用机器做微创，可以使操作稳定。

比人工操作的更小、更精细的开口也避免了体液的流出和细菌的进出。

设想操纵机器人完成手术

除了微创技术，人类对于太空外科手术还研究了许多可行的解决方向。

比如对于手术装置太大，不便于装上航天器的问题，3D打印技术就是个不错的选择。

把装置结构数据上传，在需要使用时再即时下载打印。

要是没机会用上，这就省去了航天器中承载重型器械的成本和空间。

甚至连害怕因在太空时间太长而使药效过期的药物，也同样适用。

把装置数据上传

外科手术在地球上的发展经历了从无到有的逐渐进步。

而把手术地点换成太空后，同样的手术却遭遇别样的阻碍。

一场关于探索宇宙的野心与科技之间的博弈悄然展开。

太空医学，就是目前如鲠在喉的其中一道难关。

*参考资料

Brandon Specktor. Future Astronauts MustPerform Surgery in Space - and It Will Be Gross[J]. Live Science, 2018.

Space Medicine[J]. NASA.

太空航行对人体的影响. 维基百科.

Adam Rogers. Zero-G Blood and the ManyHorrors of Space Surgery[J]. Wired, 2017.

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Panesar, S. S. and Ashkan, K. Surgery in space. Br J Surg, 2018, 105:1234-1243.