Научно-техническое обоснование космического эксперимента «Исследование состояния ЛОР-органов, пародонта и твердых тканей зубов у космонавтов в условиях космического полета» 1.Сущность исследуемой проблемы. Краткая история и состояние вопроса Известно, что под влиянием невесомости в космическом полете у космонавта происходит перераспределение циркулирующего объема крови в верхнюю половину туловища, что может создавать предпосылки для развития функциональных изменений в различных системах организма космонавта (А.И. Григорьев и соавт., 2001). Индивидуальная реакция организма на перераспределение крови в краниальном направлении, особенно в раннем периоде адаптации к невесомости, может проявляться в различной степени кровенаполнения слизистой оболочки полости носа и ротоглотки, в повышенной «инъецированности» сосудов барабанной перепонки (Э.И. Мацнев,1986). Проведение динамического обследования состояния ЛОР-органов у космонавтов в полете, позволит объективно оценить индивидуальную реакцию членов экипажа в процессе их адаптации к невесомости. Известно также, что в течение длительных космических полетов происходит активизация условно-патогенного компонента микрофлоры человека (Victorov A.N. et al. 1991), в том числе - микрофлоры ЛОР-органов, что создает предпосылки для развития в этих биотопах воспалительных процессов. Наблюдались случаи острой патологии ЛОРорганов (острый катаральный ринит, фарингит, отит) у космонавтов в условиях длительной экспедиции на борту, требующие консультативной и лечебной помощи со стороны специалистов группы медицинского сопровождения. В этой связи, проведение видеоэндоскопического обследования ЛОР-органов у космонавтов в полете, позволит своевременно и эффективно диагностировать развитие острых воспалительных заболеваний слизистых оболочек верхних дыхательных путей у космонавта и эффективно осуществлять динамический контроль его состояния в процессе лечения. Кроме того, видеоотоскопия барабанных перепонок перед осуществлением внекорабельной деятельности и после ее завершения, позволит оценить возможные осложнения, связанные с нарушением барофункции среднего уха. В условиях длительного космического полета на фоне снижения показателей местного иммунитета, снижения колонизационной резистентности слизистых оболочек полости рта, могут развиваться изменения, предрасполагающие к развитию гингивопатогенной микрофлоры, вызывающей воспалительный процесс (Volozhin A.I. 1997). Активизация анаэробов и увеличение уровня их содержания повышает риск возникновения кариозного процесса и его осложнений (пульпита и периодонтита). Вышеуказанные обстоятельства диктуют необходимость динамического контроля состоянием за слизистых оболочек полости рта, десен, зубов. Этот контроль можно с успехом осуществлять с помощью видеоэндоскопического комплекта «ЛОР» и специализированного программного обеспечения. Важным преимуществом использования подобной системы в полете является возможность передачи изображения в службу медицинского контроля и проведения профессиональных консультаций с соответствующими специалистами (A.I.Grigorev , O.I.Orlov., 2002; Козлов В.С. и соавт.,2008). Первый опыт использования эндоскопических методов обследования ЛОР-органов у космонавтов был реализован на орбитальных станциях “Салют 6” и “Мир”. В этих целях использовался отечественный портативный ЛОР-набор с автономным осветителем и щелевая лампа для оценки состояния органа зрения (Э.И. Мацнев, 1981). Использование видеоэндоскопических медицинских систем на борту МКС специалистами NASA, а также отработка (с 2007 г.) методов получения телемедицинской видеоинформации в экспериментах на РС МКС (Попова и соавт, 2011), показали перспективу их применения в медицинском обеспечении длительных космических полетов. 3. Необходимость проведения космического эксперимента в условиях космического пространства в составе РС МКС. Проведение предлагаемого эксперимента позволит получить оперативные данные о состоянии ЛОР-органов и зубочелюстной системы космонавта в условиях многомесячного космического полета, провести своевременную диагностику и, при необходимости, контроль их состояния в случае заболеваний этих органов. Получение подобной информации в форме видеоизображения позволит оценить состояние ЛОРорганов и смежных областей (стоматология) в полете, а также получить данные о влиянии на ЛОР-органы таких факторов полета, как внекорабельная деятельность, перегрузки, воздействующие на членов экипажа на активных участках полета. Данные, полученные в результате эксперимента, послужат основой для выработки эффективной системы зубочелюстной системы по профилактике и лечению заболеваний ЛОР-органов и в полете. Оценка кровенаполнения носовых раковин, инъецированности сосудов барабанной перепонки в период адаптации к невесомости, обеспечит получение дополнительной информации об индивидуальной реакции космонавтов на перемещение крови в краниальном направлении. 4. Описание космического эксперимента. 4.1 Порядок проведения КЭ Эксперимент включает следующие операции экипажа: - подготовка аппаратуры (подключение, настройка оптики) - 10 мин; - ЛОР – осмотр 35-40 мин; - заключительные операции, включая подготовку результатов для передачи в ЦУПМ и передачу файлов результатов – в совокупности 10 мин.; ЛОР – осмотр включает в себя обследования: - полости носа 8-10 мин, - ротоглотки и зубочелюстной системы 13-15 мин; - наружных слуховых проходов, состояния барабанных перепонок 14-15 мин; Обработка полученной информации производится в лабораторных условиях. Предусматривается динамическое наблюдение за состоянием ЛОР-органов и органов зубочелюстной системы космонавтов в космическом полете на МКС, осуществляемое с помощью видеоэндоскопической аппаратуры (смотровой видеоэндоскопический комплект «ЛОР»). Предполагается обследование полости носа, ротоглотки, наружных слуховых проходов, состояния барабанных перепонок и зубочелюстной системы у космонавтов в остром периоде адаптации к невесомости. Дальнейшее исследование состояния ЛОР-органов (дополненное обследованием зубочелюстной системы), проводится с интервалом 1 раз в месяц (или по показаниям) до завершения космического полета. В период подготовки членов экипажа к внекорабельной деятельности и после ее завершения проводится оценка состояния ЛОР-органов с акцентом на состояние барабанных перепонок. Видеоизображения исследуемых областей архивируются и записываются на жесткий диск, с последующей передачей изображения по каналам связи в ЦУП-М и соответствующим анализом специалистами на Земле. 4.2. Принципиальные требования к условиям выполнения КЭ. 4.2.1 Обязательным требованием к условиям выполнения КЭ в космическом полете является соблюдение сроков проведения эксперимента: - не более чем через 1 день после стыковки и перехода членов экипажа на МКС, - не более чем за 1-2 дня до проведения ВКД, - сразу после завершения ВКД, - далее с интервалом 1 раз в месяц. 4.2.2 Необходимо освещение рабочего места при обследовании. 4.2.3 Специальных требований к орбите и точности знаний положения станции при проведении эксперимента не предъявляется. 4.3. Технические особенности научной аппаратуры Для проведения эксперимента используется смотровой видеоэндоскопический комплект «ЛОР». Комплект обеспечивает при подключении к бортовому компьютеру съём и регистрацию в цифровом виде медицинских данных (высококачественных изображений полости носа, ротоглотки, наружных слуховых проходов и барабанных перепонок, состояние парадонта и зубов). 5. Новизна, оценка качественного уровня по сравнению с аналогичными отечественными и зарубежными исследованиями. Реализация современного ЛОР-эндоскопического набора с возможностью видеозаписи результатов исследования и сохранения этих данных в компьютерной базе данных проводится впервые. 6. Ожидаемые результаты. 6.1. На основе полученных результатов будет создана база данных для разработки средств профилактики и лечения возможных заболеваний ЛОР - органов и зубочелюстной системы у космонавтов на этапах предполетной подготовки, в полете и в раннем послеполетном периоде с использованием идентичного комплекта «ЛОР». 6.2. Результаты исследований предполагается использовать для дальнейшего совершенствования специализированной медицинской помощи космонавтам в длительном космическом полете на МКС и в перспективных пилотируемых космических объектах. 7. Обоснование технической возможности создания НА с заданными характеристиками. Принципиальных препятствий для создания НА, учитывая современные технологии и имеющиеся аналоги, не существуют. Прототипами могут служить уже имеющиеся разработки телемедицинского комплекта, выполненные для проведения «КЭ БИМС» в 2011 году («ТБК-1»), а также «Смотровой видеоэндоскопический ЛОР-набор», использовавшийся в модельных экспериментах («МАРС-500» в 2010 г.). 8. Характеристики рисков и дискомфорта для экипажа, связанных с КЭ. Риск и дискомфорт при проведении КЭ отсутствуют. Список цитируемой литературы 1. Григорьев А.И., Орлов О.И., Логинов В.А., Дроздов Д.В., Исаев А.В., Ревякин Ю.Г. Суханов А.А. «Клиническая телемедицина». Слово, 2001, стр.3-4. 2. Козлов В.С. Тетеркина М.Н Рубинштейн Д.В. Троицкий М.Ю.,. Особенности телемедицинских консультаций в оториноларингологии // Вестник оториноларингологии. - 2008. - №5.-стр.26-27. 3. Мацнев Э.И. Отоларингологическая экспертиза космонавтов и оказание ЛОР- помощи в космическом полете (клинико-экспериментальные исследования), Автореферат докторской диссертации. Москва., 1982. 4. Тетеркина М.Н. Влияние телемедицинских консультаций на качество поликлинической помощи пациентам с патологией уха, горла и носа // Кремлевская медицина. Клинический вестник.- 2010. -№3.-стр.41-43. 5. Попова И.И., Орлов О.И., Гончаров И.Б., Ревякин Ю.Г. и др. Отработка технологий телемедицинского обеспечения медицинского сопровождения пилотируемых полетов при реализации первого этапа эксперимента «БИМС» В книге Международная космическая станция. М.: ИМБП РАН, 2011, стр.219-228. 6. A.I. Grigorev , O.I. Orlov, Telemedicine and Space Flight. Aviat Space Environ. Med. 2002; 73:688-693. 7. Matsnev E.I. Otolaryngological problems of space flight proceeding. ХII ORL World Congress. Hungary. Budapest. 1981. p. 419-427 8. Victorov A.N., Ilyin V.K., Policarpov N.A. Peculiarities of interaction within the system “human-microorganisms” in different confined habitats.//Mat. 45 International Astronautical Federation Congress, Jerusalem, Israel, 1994. P.113 9. Volozhin A.I. et al. Identification of risk groups of periodontiun inflammation under extreme environment.// Mat. 48 International Astronautical Federation Congress, Turin, Italy, 1997. P. 48