2021年9月17日下午,神舟十二号飞船在东风着陆场安全返回,3名航天员顺利出舱,标志本次空间站任务关键技术验证阶段第一飞行获得圆满成功,中国载人航天工程正式迈向第三步即“实现太空长期驻守”,中国人有了自己的空间站!神舟十二号飞船在轨飞行90 d,是我国第7次载人飞行任务,在轨时间达到3个月,时间跨度长,返回时出现医学问题的可能性增加,加上着陆场地形复杂,有戈壁、沙漠、山丘、湿地等,对本次航天员医疗救护保障任务提出了更高要求。战略支援部队特色医学中心医疗救护队在总结历次保障经验、分析本次任务特点的基础上,针对性地提出了新的医疗救护保障应对策略,保证了本次任务中复杂地形环境下航天员意外伤害全天候急救能力和后送安全,圆满完成了本次医疗保障和救护任务。
1 神舟十二号任务医疗保障新特点 1.1 在轨飞行时间长神舟十二号飞船是空间站任务关键技术验证阶段第一次飞行,在轨飞行时间达到了90 d,是神舟十一号的3倍[1]。时间延长导致飞船出现故障应急返回可能性增加,航天员在轨飞行时间延长,需要完成的实验任务增多,在轨出现医学问题的风险增大,随时可能应急返回。加上处于微重力环境时间长,返回时身体状态一般比较虚弱,遇到工况异常也更容易受伤。
根据前期任务经验和国外相关报道,航天员经过90 d的在轨飞行,已经完成了太空中的失重再适应,重新返回地面后需要更长时间进行重力再适应,返回时立位耐力下降、运动耐力下降、肌肉萎缩、骨量丢失、心血管功能紊乱、免疫功能下降等问题更加突显[2-5]。文献报道脊柱骨密度平均每个月下降0.9%[6],从而增加了头-盆方向冲击至脊柱压缩骨折的风险。这些变化不仅对医保医监提出了更高的要求,也增加了医疗应急救护和保障的难度。
1.2 着落场地点调整自神舟十二号起,着陆场从四子王旗调整到东风着陆场,从而将神舟发射和回收任务的地点统一。着陆场位置的调整,意味着神舟十一号及历次任务形成的任务模式和关系需要重新调整和适应。新的地点、新的环境、新的人员、新的任务、新的指挥系统都需要重新磨合。如何适应新的着陆场并采取相应的对策保证任务顺利完成,是医疗队需要面临的新课题。
1.3 主着落场地形复杂神舟十二号任务第一次将主着陆场转移到酒泉东风着陆场,分东区和西区,地形相对复杂,除了荒漠和戈壁,还有沙漠、山丘、河流湿地、梭梭林等(图 1~3),周边可回旋平坦区域相对较小,有的地方直升机不能降落,有的地方地面车辆难以到达。这不仅对载人航天飞船系统精确返回控制和着陆提出更高要求,也对医疗救护队全天候、全地形下急救和后送能力提出了更高的要求。
2 医疗救护保障方案及对策 2.1 航天员可能发生的伤病情
载人航天飞行任务是一个庞大复杂的多系统工程,航天员可能发生的伤病情也是复杂多样的。第一类是在轨期间发生的航天病症,致病因素主要是微重力环境和座舱环境失常;第二类是正常返回时重力再适应相关病症,致病因素是重力再适应;第三类是发射和返回时发生意外伤害,致伤因素主要是重力过载冲击和工况异常。虽然我国以往载人航天任务中航天员未出现过明显伤病,但医疗救护队还是在以往预案的基础上,设定了神舟十二任务航天员可能出现的10种伤情:(1)呼吸心跳停止;(2)冲击过载致腹部外伤;(3)脊柱骨折并脊髓损伤;(4)胸部外伤;(5)颅脑外伤脑水肿;(6)严重烧伤;(7)航天运动病;(8)减压病;(9)推进剂急性中毒;(10)高、低温损伤。针对每一种伤情,医疗队均制定了详细的救护预案,包括人员、设备、药品配备和需要执行的标准化程序,并在此基础上进行了反复演练。
历次任务飞行时间不超过1个月,属于短期飞行[1, 7-9]。本次任务在轨飞行时间达到3个月,属于中长期飞行,航天员出现航天病症和意外伤害机会增加,重力再适应需要时间长。航天员返回后在舱内就开始重力环境再适应,由于舱内空间狭小、拥挤、温度不可控,加上返回舱状态不稳定,航天员离开椅盆后,往往难以找到合适的体位,影响恢复效果,也影响医保医监实施。因此,要求航天员返回后尽快出舱进行重力再适应。医保医监人员进入返回舱完成必要的工作后,航天员如果无明显恶心、大汗等不适立即出舱。如果有伤情,则需要最快速度离开返回舱并进入紧急医疗救护程序。尽可能减少舱前急救时间,迅速抬入直升机,一方面可以减少环境对伤情的影响,另一方面可以充分利用直升机内救援平台进行救治。
2.2 高效立体救护系统的建立本次医疗保障主着陆场和发射场处于同一区域,医疗保障由原来单一飞船返回保障调整为发射段、运行段和返回段三部分。在发射阶段,在原有空中急救分队的基础上增加地面急救分队,返回段增加沙漠救援模式、模拟十种伤情并将每种伤情急救程序标准化。
根据航天员乘组人数和以往救护经验,神舟十二号主着陆场医疗救护队分为空中分队和地面分队,其中空中分队由12位不同专业的专家组成,为应急搜救主体力量。由于受到直升机乘员的限制,12人分为三组,每个救护小组为4人,分别对应一位航天员救护。专家科室方向包括急救、麻醉、普外、骨科、神经外科、五官科、泌尿外科、心血管内科、呼吸内科、消化内科、护理等。每个小组除了急救技能外,专业上有所侧重。实际救护过程中,根据航天员伤情,各个小组之间还可以互相配合,互相补充。每一组配备一个直升机救护平台,具备独立紧急救援航天员的能力。地面救护分队同样为12人,载体为三辆救护车,配备有全套生命支持设备和必要的药物,随搜救队伍一同出发,负责地面搜救,为空中分队的加强和补充,从而形成空中和地面立体高效救护网。
为保障好这次任务,医疗救护队对药品、器械、装备进行了充分的准备,重新配备了最新最先进的移动式急救设备,包括呼吸机、监护除颤仪、速衡胸腔引流系统、微量泵、便携式超声、可视喉镜等,同时配备了几乎全品类急救药物。可以开展清创缝合等损伤控制性手术。每个医疗小组配备一套完整的急救套装,同时备份一套相同装备用以平时训练或应急补充。每个救治小组的配备均达到了医院ICU的救护能力。医疗救护直升机有先进的通讯设备,可及时了解航天员的信息,一旦有异常情况,可以及早准备救治。
2.3 沙漠环境下的救治主着陆场周围有一片范围较大的巴丹吉林沙漠,如发生工况异常,返回舱可能在沙漠区域降落,与戈壁相比,沙漠救援有其特殊性。沙漠中夏季酷热、气候干燥、温差变化大、蒸发量大,航天员极易发生脱水。返回舱降落到沙漠中,在搜救队到达之前,航天员需要进行自我出舱和沙漠生存。白天高温可导致航天员脱水、热射病;晚上低温可能导致航天员失温,容易出现热损伤或低温损伤。在长期飞行后不能及时补充水分,会增加患病的风险,因此需要提前对航天员进行沙漠生存训练。另外,沙漠有风的情况下可以形成扬沙,风速足够大时可以形成沙尘暴,天气变化使航天员自救和医疗队搜救更为困难[10]。如果返回时受伤,沙粒还可能造成伤口污染,增加感染的可能性。
沙漠地形使航天员搜索和救治难度增加,沙丘起伏可以掩盖返回舱落点,扬沙可造成能见度下降。沙漠中没有固定的路、路标和通信设施,人员和装备难以快速到达落点。沙漠地形一般车辆根本无法进入,即使特殊车辆稍有不慎也有陷入沙漠的可能,医疗队地面分队为此配备了三辆全地形沙漠越野救护车,每辆车固定配备训练有素的司机,确保地面分队沙漠中搜救顺利和行进安全。
空中分队直升机在通信指挥下虽然可以迅速到达返回舱上空,但由于地面不高低不平、梭梭林、螺旋浆产生的气流扬起沙尘等因素难以降落,较大的沙粒甚至可能损害发动机出现危险。在地面平坦的情况下,可以临时铺设简易停机坪,但耗时较多,不便于搜救。如果不能降落,三架直升机分别配备了索降和吊篮装置,可以旋停于空中向下投送医疗搜救人员和设备,所有医疗和搜救队员都通过训练掌握空中索降技术,一旦返回舱落在沙漠中,医疗队员可以携带必要装备索降到返回舱附近并徒步到舱前进行紧急营救,并适时将航天员用吊篮吊上直升机并快速向后支医院后送。
3 神舟十二号返回及医疗保障神舟十二号返回舱于2021年9月17日13:33顺利着陆,由于返回地点与理论落点几乎重合,空中分队按训练预案第一时间赶到现场,所有救援人员按平时训练状态展开。医监医保人员迅速入舱进行检查,并迅速组织出舱。医疗救护队3名组长分别对3名航天员进行健康状况检查,包括生命体征监测、医学询问和快速体格检查。确认3名航天员健康状态良好,进入医监医保程序。航天员在工作人员协助下迅速出舱后进行舱旁重力再适应,全部出舱后一起抬送至医保医监直升机进行更衣、消毒、生活护理和医学检查。医保医监对航天员进行询问、简单体格检查、血液尿液标本采集和心电图等生理数据采集,进一步进行重力再适应、补充液体和体能。确认航天员身体状况具备后送条件后,3位航天员分乘3架直升机后送机场并乘坐专机回北京。医疗救护人员携带急救药品、器材(氧气瓶,心电监护除颤仪)全程护送,确保航天员途中安全。航天员回北京进行医学隔离后,再进行疗养休息。
从神舟五号到神舟十二号,主着陆场医疗队通过对医疗保障模式的不断改进和优化,圆满保障了历次航天保障任务。本次任务较以往任务出现了很多新特点,包括航天员在轨时间长、着陆场地点变化且地形复杂、保障任务全程化等,在原有经验基础上,航天员医疗救护保障方案经过针对性的改进和优化,保证了全新任务环境和复杂地形下,航天员意外伤害全天候急救和后送安全。随着中国空间站任务的进一步开展以及未来深空探测计划的实施,航天员驻轨时间将不断延长,返回地球时可能面临更大的挑战,着陆场的航天员医疗救护保障也将面临更多课题,需要进一步探索和研究。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
[1] | 谭荣, 顾建文, 李鲁, 等. "神舟十一号"飞船航天员医疗救护保障特点与应对策略[J]. 中华急诊医学杂志, 2016, 25(12): 1325-1328. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2016.12.026 |
[2] | Gallo C, Ridolfi L, Scarsoglio S. Cardiovascular deconditioning during long-term spaceflight through multiscale modeling[J]. NPJ Microgravity, 2020, 6(1): 27. DOI:10.1038/s41526-020-00117-5 |
[3] | Granberry RM, Eschen KP, Ross AJ, et al. Dynamic countermeasure fabrics for post-spaceflight orthostatic intolerance[J]. Aerosp Med Hum Perform, 2020, 91(6): 525-531. DOI:10.3357/AMHP.5560.2020 |
[4] | 谭荣, 顾建文. 航天员中长期飞行骨骼健康管理研究现状[J]. 中国骨质疏松杂志, 2020, 26(6): 932-936. DOI:10.3969/j.issn.1006-7108.2020.06.030 |
[5] | Greene KA, Withers SS, Lenchik L, et al. Trunk skeletal muscle changes on CT with long-duration spaceflight[J]. Ann Biomed Eng, 2021, 49(4): 1257-1266. DOI:10.1007/s10439-021-02745-8 |
[6] | Burkhart K, Allaire B, Anderson DE, et al. Effects of long-duration spaceflight on vertebral strength and risk of spine fracture[J]. J Bone Miner Res, 2020, 35(2): 269-276. DOI:10.1002/jbmr.3881 |
[7] | 刘志国, 邹德威, 张坚, 等. "神舟"七号主着陆场航天员的医疗保障与救护[J]. 中华急诊医学杂志, 2009, 18(1): 14-16. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2009.01.005 |
[8] | 刘志国, 牛恩喜, 贾付坤, 等. "神舟九号"交会对接主着陆场航天员的医疗救护保障[J]. 中华急诊医学杂志, 2012, 21(10): 1103-1105. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2012.10.008 |
[9] | 刘志国, 牛恩喜, 贾付坤, 等. "神十"任务主着陆场航天员的医疗救护保障[J]. 中华急诊医学杂志, 2013, 22(12): 1352-1354. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2013.12.012 |
[10] | 王国治, 王之阳. 关于沙漠救援的案例分析[J]. 中西医结合心血管病电子杂志, 2017, 5(21): 32. DOI:10.16282/j.cnki.cn11-9336/r.2017.21.020 |