宇宙ステーションで初めてX線撮影に成功、宇宙医学の新たな局面へ
月面着陸や火星有人探査といった壮大な宇宙ミッションが相次いで計画される一方で、宇宙環境での医療対応は後れを取っていた。商用宇宙飛行の増加に伴い、放射線被曝や骨密度低下、筋力低下といった宇宙特有の健康リスクを診断する医療機器の必要性が急速に高まっている。こうした中、民間商用宇宙飛行中に宇宙で初めてのX線診断撮影が実現した。この成果は、医学誌『Radiology』に掲載され、宇宙医学の進展を象徴する大きな節目となった。
研究を主導したのは、メイヨークリニックの航空宇宙医学教授シェイナ・ギフォード博士である。彼女のチームには、カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）、スタンフォード大学、シアトルのRadiology Logistics Consultants、マサチューセッツ工科大学（MIT）医学工学・科学研究所、MinXray、KA Imaging、ウォータールー大学、そしてSpaceX（スペース・エクスプロレーション・テクノロジーズ）など、複数国の学際的な研究機関が参加していた。
40年間ウルトラサウンド一辺倒の宇宙医療
宇宙での医療イメージング手段は、過去40年以上もの間、超音波検査（ウルトラサウンド）に限定されていた。超音波なら携帯型の装置で対応できる利点がある一方、従来のX線装置は大型で放射線量が多く、宇宙環境の微小重力下では画像がぼやけやすいという課題を抱えていた。ギフォード博士は声明で、「宇宙で病気や外傷を診断するために複数の画像診断法を使えることは、宇宙医学の長年の夢だった」と述べている。X線は迅速で使いやすく、診断価値が高いにもかかわらず、従来機は大きくて多くの放射線を発生させ、動きがあると画像がぼやけるという問題があり、常に動いている宇宙環境での撮影は技術的に難しいと考えられてきた。
状況が変わったのは、商用携帯型X線装置の登場である。ケンタッキーダービーやスーパーボウルのタッチラインなど、世界中の資源が限定された地域で既に使用されているこれらの装置は、太陽光発電で駆動でき、医療専門知識がない者でも操作できるという特徴を持つ。ギフォード博士のチームは、こうした既製の携帯型システムなら打上前の各種試験に耐え、最小限の訓練で宇宙飛行士が操作できると考えた。
Fram2ミッションで実運用に至る
2022年、ギフォード博士らは放物線飛行でマイクロ重力を模擬し、携帯型放射線撮影システムの実現可能性を検証した。その結果、シミュレーション環境で手のX線画像の取得に成功している。三人の搭乗員は事前に4時間の訓練を受け、SpaceX要員は打上前の衝撃試験と機体適合性試験を実施した。
この成功を踏まえ、ギフォード博士とそのチームはSpaceXと協力し、起業家チュン・ワンが出資した商用宇宙飛行ミッション「Fram2」において携帯型X線システムの実運用試験を行うことになった。Fram2は極軌道への初の打上げを達成し、宇宙に留まること3日以上であった。実際の飛行中、ギフォード博士のチームは宇宙でのX線撮影に成功し、その画像データを取得することができた。
ギフォード博士は、「宇宙飛行対応の放射線撮影システムは搭乗員の健康だけでなく、電子機器や宇宙服といったミッション関連部品の診断にも深刻な影響をもたらす。これらを分解せずに内部を検査する唯一の方法がX線である」と述べており、X線技術が宇宙での持続的な人間活動を支える重要なツールとなることを示唆している。
出典: Universe Today
