Clever Geek Handbook

Kesehatan Mata Nol-Berat

Terbang mengelilingi Bumi setiap 90 menit sekali pada jarak 431 km di atas permukaan planet, International Space Station (ISS) menyediakan lingkungan yang ideal untuk mempelajari efek fisiologis dari perjalanan ruang angkasa. Ini cukup jauh untuk mengalami kekosongan ruang, tetapi cukup dekat untuk mengirimkan pasokan dan peralatan, dan yang paling penting, kecepatannya memungkinkan para kru untuk sebagian besar menghindari gravitasi.

Tetapi penelitian terhadap anggota kru ISS yang kembali ke permukaan menunjukkan bahwa kondisi tanpa bobot memiliki efek mendalam pada tubuh mereka, termasuk penglihatan mereka. Sejak Maret 2013, sebagai bagian dari penelitian prospektif yang berkelanjutan tentang kesehatan mata, para kru telah meningkatkan jumlah tes diagnostik yang dilakukan di atas kapal untuk membantu para ilmuwan lebih memahami apa yang terjadi dengan mata mereka.
Dengan tidak adanya perlindungan atmosfer kita di dalam tubuh, ketertiban terganggu tanpa olahraga yang cukup, nutrisi, dan perlindungan radiasi. Dengan pelatihan yang tidak memadai, kepadatan tulang dapat menurun, yang pada akhirnya dapat menyebabkan kerapuhan dan kemudahan patah tulang. Tanpa gravitasi penuh, tubuh tidak lagi membutuhkan upaya untuk tetap tegak, yang mengarah pada degradasi otot. Tanpa menutupi atmosfer Bumi, eksposur yang meningkat terjadi.

Perubahan ringan

Pada tahun 2005, setelah lama tinggal di luar angkasa, para astronot melaporkan masalah dengan penglihatan mereka, khususnya, ketika itu mengarah pada penghentian pekerjaan. NASA mengumumkan bahwa 21 astronotnya memiliki masalah penglihatan selama atau setelah misi, dan 70% dari semua anggota kru dapat memiliki masalah. Badan antariksa sedang membahas masalah ini dengan sangat serius.
Daftar data klinis termasuk kasus edema disk, skotoma, bintik kapas, deformasi lapisan koroid, perataan bagian belakang mata dan pergeseran hipermetrik - dalam beberapa kasus, perubahan dalam pembiasan adalah 1,75D.

"Ini saat ini risiko NASA nomor satu untuk penerbangan ruang angkasa NASA pada ISS," jelas Dr. Christian Otto, seorang dokter di Asosiasi Universitas untuk Penelitian Ruang Angkasa di Houston dan seorang peneliti kesehatan mata terkemuka di NASA.

Otto mengatakan kepada Optometry Today: "Meskipun tidak ada konsekuensi medis jangka panjang yang telah diamati sejauh ini, NASA menggunakan sumber daya yang signifikan untuk memahami dan mengevaluasi masalah dan mengembangkan tindakan pencegahan - cara yang akan melestarikan dan memfasilitasi misi ruang angkasa jangka panjang di masa depan."

Pengujian penglihatan telah lama dilakukan sebagai komponen medis standar sebelum dan sesudah penerbangan anggota kru. Tetapi untuk meningkatkan susunan data diagnostik yang tersedia, agensi mencurahkan lebih banyak waktu dan lebih berharga bagi astronot untuk mengumpulkan data yang tak ternilai.

Sebagai bagian dari pengujian rutin, NASA melakukan pemeriksaan fundus digital, tonometri, ultrasonografi mata, dan pengukuran panjang aksial. Sebelum dan sesudah penerbangan, bidang pandang, kemampuan refraksi lensa, dan MRI juga diperiksa untuk memeriksa kelainan atau perubahan neurologis. Awak melakukan enam seri tes dalam penerbangan dan satu setelah kembali ke Bumi, yang masing-masing mencakup serangkaian pemeriksaan lengkap, kemudian diulang setelah satu, tiga, enam dan 12 bulan.

Uji klinis

Pada Juni 2013, badan antariksa memperkuat potensi diagnostiknya dengan menambahkan optical coherence tomography (OCT) ke arsenal stasiun. Ini ditujukan untuk OCT spektrometri Heidelberg, yang memungkinkan mendeteksi perubahan pada retina dengan ketebalan hanya satu mikron. "[NASA] mengambil perangkat yang akan memberikan kualitas gambar yang sangat tinggi serta melakukan pengamatan yang dapat diandalkan," kata Christopher Modi, manajer program klinis di Heidelberg Engineering.

Spektrometer harus melewati serangkaian tes, yang mencakup penilaian kemampuannya untuk menahan getaran yang dialami oleh stasiun ruang angkasa selama manuver di orbit Bumi - kekuatan yang mampu menghancurkan peralatan menjadi berkeping-keping. Ketika ditanya tentang perbaikan dan modifikasi yang diperlukan untuk memastikan "keamanan ruang" dari spektrometer, Mr Modi mengatakan kepada Optometry Today: "Tidak ada sama sekali. Ini adalah alat inventaris langsung dari rak. "

Mengirim peralatan seperti itu ke ruang angkasa tidak berarti suatu prestasi, seperti yang dijelaskan oleh Dr. Otto: "Pendapat publik bahwa mudah untuk mengirimkan barang ke stasiun ruang angkasa tidak jauh dari kebenaran." Dokter menjelaskan kepada Optometry Today bahwa bahkan sebagian kecil peralatan harus bekerja pada sistem catu daya stasiun, dan, yang paling penting, harus dapat bekerja dengan aman dalam gravitasi nol.

"Fakta bahwa ini telah menjadi bagian dari pekerjaan yang direncanakan di stasiun ruang angkasa selama beberapa tahun terakhir mencerminkan kemampuan ... NASA untuk memahami bahwa ini adalah masalah medis yang sangat penting," tambahnya.

Perubahan terlihat di mata kru, mungkin sebagian besar karena perpindahan cairan dari kaki dan tubuh bagian bawah ke kepala: darah, getah bening, cairan antar sel, dan cairan serebrospinal (CSF). Ini bisa dilihat dari wajah para astronot yang membengkak pada periode awal adaptasi mereka terhadap kehidupan di stasiun ruang angkasa.

Di Bumi, dengan gravitasi mendekati nilai konstan 9,8 m / s2 (atau 1g), beberapa CSF terakumulasi di tulang belakang. Tetapi dengan berkurangnya gravitasi di orbit Bumi yang rendah, reabsorpsi diyakini terhambat karena fluida geser, menyebabkan CSF menumpuk di ruang subarachnoid di sekitar otak dan saraf optik. Pemblokiran semacam itu dapat meningkatkan tekanan intrakranial (ICP), menyebabkan perluasan selubung saraf optik, dan dapat menekan bagian belakang mata, akibatnya bagian mana dari tim tersebut memiliki perataan bola mata. NASA begitu sibuk dengan prospek kerusakan pada visi astronotnya, dan potensi masalah untuk misi berawak jarak jauh di masa depan, sehingga meluncurkan program untuk mempelajari risiko gangguan penglihatan dan tekanan intrakranial (VIIP).

Sementara banyak perubahan bersifat sementara dengan durasi penerbangan beberapa bulan, memperpanjang durasi penerbangan ruang angkasa berarti peningkatan risiko kerusakan berkepanjangan atau permanen. Kasus edema pada dasar laser menjadi perhatian khusus, karena pembengkakan pada akhirnya dapat menyebabkan kekurangan sel oksigen. "Jika ini berlanjut untuk jangka waktu yang cukup lama, itu dapat menyebabkan kematian neuron," jelas Dr. Otto. “Kita harus memeriksa bidang pandang periferal [kru], karena seseorang sering mungkin tidak melihat perubahan visi seperti itu sampai ia kehilangan hingga 50% dari penglihatan tepi.”

Faktor tambahan

Informasi yang diterima dari OCT telah membuktikan nilainya. Data menunjukkan bahwa beberapa perubahan, seperti penebalan retina pada lapisan serat saraf, terjadi hanya setelah 10 hari penerbangan. Menariknya, data tonometri menunjukkan bahwa tekanan intraokular (IOP) terus dipertahankan dalam parameter fisiologis normal (8-22mmHg). Namun, dalam jangka panjang, perbedaan antara tekanan di dalam tengkorak dan di dalam mata dapat meningkatkan risiko kondisi seperti glaukoma (ini termasuk kasus hipertensi intrakranial idiopatik).

Tahun ini, para astronot akan memperluas batas fisiologis mereka. Mulai Maret, astronot Rusia dan astronot Amerika akan melakukan penerbangan 12 bulan. Meskipun ini bukan penerbangan terpanjang dalam sejarah ruang - pencapaiannya milik kosmonot Rusia Valery Polyakov, yang hidup 437 hari di stasiun ruang angkasa Mir - itu akan menjadi penerbangan berawak terpanjang dalam 15 tahun sejarah Stasiun Luar Angkasa Internasional. Misi kontrol; persiapan untuk misi berawak lebih lama dengan salah satu tujuan langsung dari perjalanan dua tahun dengan yang kecil ke Mars dan kembali. Untuk Dr. Otto dan ilmuwan proyek lainnya, ini memberikan kesempatan untuk mengumpulkan lebih banyak data tentang perubahan mata.

Tim kesehatan NASA juga mempertimbangkan faktor risiko VIIP lainnya, seperti konsentrasi CO2 yang tinggi di atas ISS. Sementara masih dalam kondisi aktivitas profesional, tingkat gas ini bisa sepuluh kali lebih tinggi daripada yang terjadi di permukaan bumi. Gas semacam itu adalah vasodilator yang kuat dan memainkan perannya sendiri dalam pergerakan cairan dengan memperluas pembuluh darah dan meningkatkan aliran darah ke otak.

Elastisitas pembuluh darah kru dapat menjadi faktor penting, dan ini merupakan bidang penelitian lain untuk NASA. Orang dengan pembuluh darah yang lebih fleksibel dapat lebih baik menyesuaikan volume darah vena, di mana 80% dari total volume dapat. Kehadiran pembuluh yang lebih elastis berarti bahwa lebih banyak darah dapat ditempatkan di daerah usus dan dada, seperti di Bumi, yang dapat menahan aliran darah ke kepala dalam gravitasi nol.

Indikator lainnya

Melawan efek gravitasi nol adalah bidang utama penelitian NASA. Awak stasiun ruang angkasa harus menghabiskan dua jam setiap hari untuk menahan efek fisiologis dari bekerja di ruang angkasa. Ini termasuk latihan aerobik (menggunakan treadmill dan sepeda latihan yang dirancang khusus) dan latihan anaerob, seperti angkat berat, dan latihan kekuatan lainnya. Sementara latihan ini sangat penting dalam memerangi kerapuhan tulang dan kehilangan otot, latihan seperti itu dapat memperburuk masalah mata dengan meningkatkan aliran darah ke kepala, dan semakin meningkatkan tekanan.
Tim saat ini sedang menjajaki sejumlah tindakan pencegahan potensial untuk mengurangi efek dari bobot pada mata.

Salah satu perangkat kelas mekanik yang menjanjikan untuk penanggulangan tersebut adalah perangkat generasi tekanan negatif. Digambarkan oleh Dr. Otto sebagai "seperti celana Michelin Man", alat-alat tersebut menciptakan tekanan negatif di sekitar kaki, yang menarik darah dari tubuh bagian atas kembali ke kaki. Meskipun perangkat ini menjanjikan, mereka bisa jadi rumit dan tidak cocok untuk anggota kru selama bekerja di stasiun ruang angkasa. Tetapi mereka dapat dirancang untuk dikenakan pada anggota kru saat mereka tidur. Badan Antariksa Rusia memiliki dua perangkat; Lapwing suit, yang mengeluarkan darah di kaki; dan Gelang, tourniquet yang bekerja di bawah prinsip yang sama, menjaga jumlah darah di kaki dengan menghalangi aliran vena, dan bukan dengan penyedotan,yang telah terbukti efektif dalam studi penggunaan jangka pendek.

Obat-obatan dapat menawarkan penanggulangan tambahan. Pemberian obat-obatan sederhana untuk mengatur tekanan darah dapat mengurangi hipertensi, atau pada akhirnya dapat dikombinasikan dengan metode mekanis. Namun, oposisi yang lebih besar dapat dicapai dengan gravitasi buatan pada stasiun ruang angkasa, atau pesawat ruang angkasa apa pun yang dirancang untuk penerbangan jarak jauh. "Ini adalah apa yang telah dipertimbangkan NASA di masa lalu dan apa yang terus dilihatnya sebagai penting bagi kelangsungan misi di masa depan," kata Dr. Otto.

Astronot harus memulai percobaan dalam mengukur pergerakan cairan pada bulan Maret, yang dianggap memberi lebih banyak cahaya pada hubungan antara pergerakan cairan, hipertensi intrakranial, dan perubahan mata - yang berpotensi menghubungkan semua benang menjadi satu. "Ini sangat menarik," kata Dr. Otto, "ini adalah pertama kalinya NASA berkolaborasi dengan rekan-rekan Rusia untuk bersama-sama melakukan percobaan sebesar ini di bidang perawatan kesehatan di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Ini fenomenal."

Pengetahuan yang diperoleh dari proyek-proyek tersebut memiliki potensi untuk kembali ke praktik klinis. Mempelajari biomekanik mata dalam kondisi unik seperti itu dapat memberikan wawasan tentang teknologi potensial yang akan bermanfaat bagi kesehatan mata kembali ke Bumi. "Ketika kita belajar lebih banyak, itu memiliki manfaat langsung dalam memerangi penyakit terestrial seperti glaukoma," Dr. Otto menjelaskan. Ilmuwan utama mengatakan kepada Optometry Today: "Setiap kali Anda melihat masalah dalam konteks baru, mencoba untuk mendapatkan lebih banyak informasi, itu juga membantu Anda memahami masalah Anda sedikit lebih baik."

More articles:


All Articles