Tento týden v European Astronaut Centre v Kolíně nad Rýnem měl jednu hlavní linii: anatomii a praktické zdravotnické dovednosti. Spousta rozšířené reality, spousta ultrazvuku a pár jehel. Takže zajímavé zážitky i užitečné dovednosti.

Pondělí 6. října

Pondělí začalo ještě „nelékařským“ tématem. ISS payloady: od nápadu po let. Ráno sérii otevřely přednášky „Science for Exploration“, „Medical Board Guidelines for ISS Experiments in Humans“, „Payload Development: From Idea to Onboard Experiment“, „ISS Payload Integration Overview“ a „Planning and Short Duration Missions“. Zkráceně: jak proměnit myšlenku v bezpečný, eticky schválený a technicky integrovaný experiment, který se vejde do reálného plánu letu.

Science for Exploration: jak výzkum na ISS přímo navazuje cíle průzkumu Měsíce/Marsu, jaké oblasti dávají největší „return on risk“, zejména s využitelností získaných poznatků a technologií zpět na Zemi. Mezi tradiční oblasti patří např. svalová a kostní atrofie, radiační biologie, imunologie, autonomní zdravotnické postupy, nebo testování systémů podpory života (ECLSS), vývoj materiálů, proteinů a léčiv.

Medical Board Guidelines for ISS Experiments in Humans: rámec etiky a bezpečnosti při výzkumu na lidech na oběžné dráze. Informovaný souhlas, kategorizace rizik, kontraindikace, lékařský dohled, ochrana dat a jak do toho promlouvá provozní realita (crew time, záložní plány, omezení prostředků). Bez schválení lékařskou radou se žádné experimenty na lidech nemohou uskutečnit. Má to i celou řadu dopadů do praxe: načasování experimentu vůči cvičení/jídlu/spánku, limity odběrů, měření v průběhu EVA atd.

Payload Development: From Idea to Onboard Experiment. Celý „pipeline“ od nápadu přes návrh, bezpečnostní dokumentaci a verifikaci až po letový hardware. Tedy rozhraní (mechanika, napájení, datové linky), postupy (crew procedures), školení posádky a příprava pozemních týmů. Limitním zdrojem kosmických misí bývá často čas posádky (crew time), který lze pro jednotlivé experimenty vyčlenit. Dále pak samozřejmě hmotnostní a objemové limity.

ISS Payload Integration Overview: jak se experiment „zasadí“ do orbitální stanice. Alokace zdrojů (energie, datová propustnost, tepelný management), umístění (např. Columbus, Kibo, EXPRESS Rack), bezpečnostní klasifikace, upmass/downmass a plánování údržby. Každý watt, každý litr a kilogram, každou minutu posádky je třeba obhájit.

Planning and Short Duration Missions: jak probíhá plánování krátkodobých misí na ISS z pohledu vědeckých a technologických experimentů. Pro národní krátkodobé lety, které se (na rozdíl od dlouhodobých pobytů) vyznačují vysokou efektivitou a zacílením na projekty konkrétní země, je to alfa‑omega.

Odpoledne již patřilo startu hlavního tématu týdne, tedy anatomie. Začali jsme přednáškou o obecných anatomických pojmech a poté následovala již ve větším detailu opěrná soustava. Tedy rozmístění a názvy jednotlivých kostí, typy kloubů, anatomie kostí, kostní buňky, proces remodelace, osteoporóza, apod.

Každá lekce (platí pro všechny anatomické přednášky tento týden) běžela z poloviny v rozšířené realitě. Orgány, soustavy, vše přímo před námi a ve 3D. Do toho případové studie z orbitální stanice: co s tělem udělá mikrogravitace a jak se mění klinický obraz. Mikrogravitace má nesčetné dopady na lidský organizmus, například urychluje řídnutí kostí, má vliv na zrak, rovnovážný systém, rozmístění tekutin v těle, množství krve, na atrofii svalů, vylučování, činnost ledvin a na řadu dalších věcí. 

Jedním z velmi používaných nástrojů pro diagnostiku na oběžné dráze je právě ultrazvuk. Je lehký, bezpečný a posádka ho po zaškolení a dostatečném tréninku zvládne používat. Ultrazvuk jsme si během jednotlivých přednášek průběžně zkoušeli navzájem. Srdce, ledviny a další struktury v přímém přenosu.

Úterý 7. října

Ráno gym (90 min, kruháč: sílový trénink + kardio) pod vedením instruktorů EAC. Rezistivní trénink je hlavní protiopatření proti svalové a kostní atrofii. Zátěžový protokol se v misích opírá o strojní ekvivalenty na ISS (zařízení typu ARED/T2/CEVIS), na Zemi se piluje zejména technika.

Odpoledne svalová soustava. Stavba svalů, typy vláken, neuromuskulární řízení, hypertrofie vs. vytrvalost a specifika „antigravitačních“ svalů, jednotlivé svalové skupiny a názvy svalů, jejich uchycení na kostře a funkce. Bez zatížení slábnou nejrychleji extenzory dolních končetin a posturální řetězec. Plán cvičení a dostatek proteinu/energie jsou tedy zásadní. Astronaut musí být ve formě zejména při návratu na Zemi, kde musí být schopen provádět nouzové postupy jak v prostředí zvýšené gravitace při průletu atmosférou, tak těsně po přistání na Zemi. 

Následoval kardiovaskulární systém. Hemodynamika, regulace tlaku, objemy tekutin, ortostatika, anatomie srdce, hlavní tepny a žíly oběhové soustavy, baroreceptory a kompenzační mechanizmy. Posun tekutin „nahoru“ během pobytu v mikrogravitaci má řadu dopadů, např. zmenšuje se plazmatický objem a po přistání hrozí ortostatická intolerance. Řízení CO2 v atmosféře ISS (kde je vyšší koncentrace CO2 než na Zemi) navíc ovlivňuje cévní tonus i kognici.

Středa 8. října

Dýchací soustava: mechanika dýchání, výměna plynů, ventilace vs. perfuze, regulace dýchání, anatomie dýchacích cest a plic. Spousta souvislostí mezi parciálním tlakem, prostředím na ISS, různými nouzovými situacemi a dýchací soustavou, resp. dopady na její fungování a potažmo na celý organizmus, je stejná jako při létání. Díky semestru letecké fyziologie na Univerzitě obrany a díky poměrně extenzivnímu letecko-lékařskému výcviku v Ústavu leteckého zdravotnictví, včetně pravidelných nácviků v barokomorách, na speciálním zažízení Gyro IPT II, nebo na centrifuze ve Švédsku, jsou pro mě některé fyziologické procesy, které se tento týden učí, spíš opakováním.

Nervová soustava a smysly: anatomie centrální a periferní nervové soustavy, funkce jednotlivých částí mozku, hlavní nervové dráhy, sympatikus a parasympatikus, anatomie a fyziologie zraku, sluchu, čichu, hmatu, vestibulárního aparátu a propriocepce. První dny během kosmického letu často přichází „space motion sickness“, tedy astronautům se dělá špatně (je to zcela běžné a normální). Mění se vizuálně‑vestibulární integrace a jemná motorika. Dlouhodobě pak sledujeme změny zraku, díky přemístění mozkomíšní tekutiny směrem do horní části těla a jejímu částečnému nahromadění okolo zrakového nervu. To vše jsou důvody, proč trénujeme adaptaci a dávkujeme zátěž.

Čtvrtek 9. října

Trávicí a vylučovací soustava: trávení, absorpce, střevní mikrobiom, vodní a elektrolytová rovnováha, renální funkce, plus samozřejmě anatomie celého trávicího traktu a ledvin. Energetická bilance a riziko ledvinových kamenů při zvýšeném vylučování vápníku jsou jedny z rizik kosmického letu. Proto hydratace, dostatek vitamínu D3, vyvážený jídelníček a zátěžový protokol (cvičení) jsou velkými provozními tématy každé orbitální mise.

Přednáška o krvi: složení krve, transport plynů, regulace objemu, imunitní odpověď, koagulace. Během letu klesá plazmatický objem, mění se erytropoéza a imunitní reaktivita. Znalost limitů je klíčová při plánování odběrů a interpretaci výsledků na orbitě.

Odpoledne nás čekalo první praktické cvičení (nepočítáme-li ultrazvuky): kanylace a odběry. Cvičili jsme na figuríně se „živým“ cévním řečištěm a zásobníkem krve. Zavádění kanyly pro IV přístup není nic neobvyklého. Na orbitální stanici se dělá buď „jednoduchým“ způsobem prostě do žíly na předloktí, nebo za pomoci ultazvuku („ultrasound‑guided“). Odebírání krve je pak taková odlehčená verze zavádění „IV line“. Každý člen posádky musí umět fungovat tak trochu jako medik.

Pátek 10. října

Dopoledne další praktikum: cévkování a šití. Zavádění močového katétru, které se trénuje naštěstí jen na figurínách. Poté základní šití (nylon, hedvábí), které jsme nacvičovali na kuřeti. Kuře to zvládlo statečně. Jedná se o základní dovednosti a postupy, které musí každý astronaut zvládnout, a které během orbitálních misí nejsou tak neobvyklé, jak by se mohlo zdát.

Odpoledne recertifikace v NBF bazénu. Každoroční přezkoušení základních potápěčských dovedností v NBF (Neutral Buoyancy Facility). Udržujeme si tak kvalifikaci pro potápění v bazénech NBF i NBL (to je ten větší, v Houstonu). Další část výcviku v bazénu, zaměřená na prohloubení dovedností pro výstupy do volného kosmického prostoru, nás totiž čeká příští rok na jaře.

Víkend 11 a 12. října

Na hokej to tentokrát nevyšlo, tak alespoň veřejné bruslení v sobotu. V neděli individuálně hodina v gymu v EAC hned potom znovu bruslení. Zbytek víkendu administrativa, maily, nákup, praní (evidentně realita, která udržuje kosmický program v chodu).

Postřehy týdne

AR v anatomii funguje skvěle. Prostorové vztahy a vrstvy těla se učí rychleji a jistěji. Ultrazvuk je nejen král na oběžné dráze, ale je to i super nástroj při výuce. 

Fyzická kondice není bonus, je to základ (ano, i Peggy Whitson ve svých 60+ letech se udržuje ve velmi dobré kondici, kterou by jí leckdo o 20 let mladší mohl závidět).