在航天环境和地面测试期间评估PFO与DCS相关

2024 年 6 月，NASA 首席卫生与医疗官办公室 （OCHMO） 标准小组主持了一个独立评估工作组，以审查研究和临床活动的状态和进展，这些活动旨在减轻太空飞行期间与卵圆孔未闭 （PFO） 相关的减压病 （DCS） 风险以及相关的地面测试和人体研究。

减压病 （DCS） 是由于溶解的气体（主要是氮气）在血液和组织中形成气泡而引起的疾病。它通常在环境压力迅速降低的条件下出现，例如水肺潜水员、高海拔航空或其他加压环境。放出的气泡具有多种生理效应，可阻塞血管、引发炎症、损伤组织，导致 DCS 症状。NASA 目前将 DCS 分为两类：I 型 DCS，不太严重，通常会导致肌肉骨骼症状，包括关节或肌肉疼痛或皮疹。II 型 DCS 更严重，通常会导致神经系统、内耳和心肺症状。太空飞行中 DCS 的风险出现在舱外活动 （EVA） 期间，其中宇航员穿着压力低于机舱压力的加压服在航天器外执行任务。通过结合栖息地环境参数、EVA 防护服压力和呼吸气体程序（呼吸前协议），实施基于减少全身氮负荷策略的 DCS 缓解协议，以实现安全有效的任务操作。DCS 的病理生理学仍未完全阐明，因为尽管没有检测到气泡，但病例仍会发生，但包括通过几种潜在机制实现静脉气体栓塞 （VGE） 的右向左分流，其中之一是卵圆孔未闭 （PFO）。

PFO 是心脏右心房和左心房之间的分流，是胎儿心脏中存在的生理通讯的持续残余物。出生后左心房压力升高通常会迫使房间隔间瓣膜抵挡继发孔，并且在出生后的前 2 年内，由于纤维粘连的发展，房间隔会永久融合。因此，所有人出生时都患有 PFO，大约 75% 的 PFO 在分娩后融合。对于 25% 的 PFO 未融合的人群，~6% 的人群具有一些人认为较大的 PFO（> 2 毫米）。PFO 直径会随着年龄的增长而增加。对 PFO 的担忧在于，在心房之间从右向左分流时，静脉栓塞气体可能从右心房（静脉）传递到左心房（动脉）（“分流”），从而绕过静脉栓塞的正常肺滤过，从而阻止进入动脉系统。如果不进行过滤，动脉系统中的气泡可能会导致神经系统事件，例如中风。任何使右心房/静脉压高于左心房/动脉压的活动（例如 Valsalva 动作、腹部按压）都可能进一步使血液和/或栓子通过 PFO/分流。

该工作组的目的是审查和分析旨在减轻太空飞行期间 PFO 和 DCS 问题风险的研究和临床活动的状态和进展。在 NASA 在加压室中进行的探索大气地面测试期间确定的 DCS 病例导致给定主题的优先级进行外部审查。工作组的主要目标包括：

1. 量化地面测试和航天 EVA 以及计划外减压（例如，机舱减压、EVA 防护服泄漏）中使用的减压方案期间与 PFO 存在相关的任何增加的风险。
2. 描述对宇航员候选人、当前机组人员和腔室测试对象进行 PFO 筛查的风险和益处。
3. 如果认为某人因 PFO 而患 DCS 的风险增加，可以考虑采取哪些潜在的降低风险措施？
4. 建议进行哪些研究和/或技术开发，以帮助告知和/或减轻与 PFO 相关的 DCS 风险？

该工作组在 NASA 的约翰逊航天中心举行了为期两天的活动，成员包括 NASA 主题专家和利益相关者，以及来自心脏病学、低压医学、航天医学和军事职业健康等领域的受邀外部评审员。在工作组期间，参与者被要求审查与 PFO 和 DCS 风险相关的过去报告和证据、有关 NASA 当前经验和做法的材料和信息，以及案例研究和后续决策过程。工作组在公开论坛讨论中达到高潮，会上授予了对当前和未来实践的建议，随后总结在最终总结报告中，该报告可在 NASA OCHMO 标准团队的公共网站上获得。

以下主要发现是 OCHMO 独立评估的主要收获：

1. 在极端暴露/高风险情况下，排除 PFO 患者并治疗 PFO 不一定会降低 DCS 的风险或创造“安全”的环境。它可能会产生增量差异并略微降低总体风险，但不会使风险为零。还有其他生理因素也会导致 DCS 的风险，这些因素可能会产生更大的影响（参见结果部分的 7.0 其他生理因素）。
2. 根据现有证据和当前减压暴露的风险（基于当前的 NASA 协议和 NASA-STD-3001 要求以限制 DCS 的风险），不建议在任何航天或地面测试参与者中筛查 PFO。降低 DCS 风险的最佳策略是通过有效的呼吸前方案、安全性和在出现症状时快速治疗 DCS 的能力，在每种情况下创造尽可能安全的环境。
3. 根据意见，目前不需要具体研究来进一步描述具有 DCS 和高海拔暴露的 PFO，因为风险低，并且倾向于制定适当的安全方案并确保地面和太空飞行中的治疗可用性。
4. 对于在地面进行的工程方案，应确保提供与研究方案相同水平的处理能力（测试附近的处理室）。立即处理 DCS 病例的能力对于确保测试对象的安全至关重要。

完整的摘要报告包括详细的背景信息、工作组的讨论要点以及结论和建议。工作组的调查结果和由此产生的总结报告将有助于为未来地面测试和航天运营的决策过程提供信息，其主要目标是保护机组人员的健康和安全，以确保整体任务的成功。