Ракитин Б.В. Первые эксперименты по электрогастроэнтерографии желудочно-кишечного тракта у космонавтов на Международной космической станции / www.gastroscan.ru, 2014.

Первые эксперименты по электрогастроэнтерографии желудочно-кишечного тракта у космонавтов на Международной космической станции

Б.В. Ракитин
Научно-производственное предприятие «Исток-Система», г. Фрязино 

Российские космонавты Олег Котов и Сергей Рязанский впервые в мире провели  электрогастроэнтерографию желудочно-кишечного тракта в условиях космического полета с помощью прибора «Спланхограф», созданного Институтом медико-биологических проблем Российской академии наук с участием Научно-производственного предприятия «Исток-Система» на базе серийного прибора «Гастроскан-ГЭМ».

Космонавт Олег Котов с прибором "Спланхограф" на МКС 25 февраля 2014 года. Фото ИМБП	Космонавт Сергей Рязанский проводит электрогастроэнтерографию на МКС 26 февраля 2014 года. Фото ИМБП
Международная космическая станция (МКС)	Спланхограф

В условиях невесомости работа желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) у космонавтов часто нарушается, но космонавты не любят докладывать об этом на Землю. Поэтому давно стоит задача объективного контроля состояния ЖКТ в космическом полете.

Один из возможных вариантов решения проблемы – это использование электрогастроэнтерографии (ЭГЭГ), при которой моторику ЖКТ оценивают на компьютере по электрическим сигналам с накожных электродов.

Электрогастроэнтерография с помощью прибора «Гастроскан-ГЭМ» в земных условиях

Для исследования возможности контроля состояния ЖКТ в космическом полете с помощью ЭГЭГ в «Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте Международной космической станции (МКС)» (версия 2008 года, pdf 2,5 МБ; версия 2012 года, pdf 2,5 МБ) был включен эксперимент «Спланх» – Исследование особенностей структурно-функционального состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта для выявления специфики изменений пищеварительной системы, возникающих в условиях космического полета.

В эксперименте «Спланх» результаты ЭГЭГ должны сравниваться с биохимическими исследованиями крови с помощью штатного комплекса «Рефлотрон-4», имеющегося на МКС, а также с ультразвуковыми исследования органов ЖКТ и доплеровскими исследованиями кровотока в ЖКТ с использованием специальной аппаратуры. Научный руководитель эксперимента «Спланх» – Афонин Борис Васильевич – заместитель заведующего отделом питания, гастроэнтерологии и гигиенического контроля физических факторов среды обитания Института медико-биологических проблем Российской академии наук (ИМБП РАН).

Разработка научной аппаратуры для космического эксперимента «Спланх» началась в 2008 году. Б.В. Афонин привлек к этой работе Научно-производственное предприятие «Исток-Система», которое выпускает аппаратуру для ЭГЭГ с 1994 года и имеет большой опыт в этой области. В 2008 году в ИМБП РАН начались эксперименты с гастроэнтеромонитором «Гастроскан-ГЭМ», серийно выпускаемым «Исток-Системой». В итоге было принято решение о создании ИМБП РАН с участием «Исток-Системы» гастроэнтерографа «Спланхограф» на базе прибора «Гастроскана-ГЭМ» для космического эксперимента «Спланх». В частности, для «Спланхографа» не нужен канал для измерения внутрижелудочного рН, который есть в «Гастроскане-ГЭМ».

Опытный образец «Спланхографа» был создан в 2010 году. Был проведен полный комплекс технических испытаний на надежность, долговечность и безопасность, которым должна удовлетворять аппаратура для космических полетов. Опытный образец прошел испытания в проекте «Марс-500» и в сателлитном эксперименте проекта «Марс-500» с имитацией невесомости. Результаты исследований в этих проектах были доложены на Международном симпозиуме по результатам экспериментов, моделирующих пилотируемый полет на Марс («Марс-500»).

Проект "Марс-500". Александр Смолеевский и Алексей Ситёв начинают эксперимент. Фото ИМБП

Проект "Марс-500". Сателлитный эксперимент по исследованию ЖКТ при моделировании невесомости сухой иммерсией проводят Б.В. Афонин и Е.А. Седова. Фото ИМБП

В 2012 году были изготовлены летные экземпляры «Спланхографа» и специальные укладки «Спланх-1» для доставки прибора и всех комплектующих на МКС и проведения ЭГЭГ в условиях невесомости. С 2013 года обучение работе со «Спланхографом» было включено в программу подготовки космонавтов. В конце 2013 года комплект «Спланх-1» был доставлен на МКС.

Космонавты О.В. Котов и С.Н. Рязанский в РКК «Энергия» им. С.П. Королёва знакомятся с конструкцией и интерьером Многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ) «Наука», в котором должен проходить эксперимент «Спланх»

В упомянутой выше долгосрочной программе исследований на МКС местом проведения эксперимента «Спланх» указан Многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука», который по первоначальным планам должен был быть запущен в 2012 году. Затем сроки были перенесены на конец 2013 года. В апреле 2013 года космонавты О.В. Тюрин и С.Н. Рязанский уже начали знакомиться с конструкцией и интерьером МЛМ в Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королёва, однако модуль отправили на доработку в Государственный космический научно-производственный центр (ГКНПЦ) им. М.В. Хруничева, и запуск был отложен до конца 2014 года. Поэтому первый этап эксперимента «Спланх» был проведен в Рабочем отсеке Служебного модуля «Звезда».

Международная космическая станция. Стрелкой показан Служебный модуль "Звезда"

Служебный модуль "Звезда" (Российский сегмент МКС. Справочник пользователя / Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королева. 2012. 191 с., pdf 5,8 МБ)

Место проведения электрогастроэнтерографии ЖКТ в Служебном модуле "Звезда" МКС

26 сентября 2013 года на космическом аппарате «Союз ТМА-10М» на МКС прибыли командир 38 экспедиции Котов Олег Валериевич и бортинженер Рязанский Сергей Николаевич. Перед полетом им обоим провели подробное исследование ЖКТ, включая ЭГЭГ. Во время космического полета в невесомости космонавтами были проведены эксперименты по электрогастроэнтерографии.

Интерьер отсека Служебного модуля "Звезда", в котором проводилась электрогастроэнтерография ЖКТ

Космонавт Сергей Рязанский готовится к проведению эксперимента. Фото ИМБП

Исследования проводились в два этапа: 40 минутная запись электрических сигналов с накожных электродов перед приемом пищи и 40 минутная запись после приема пищи. Результаты измерений в цифровом виде записывались на микро SD карту, которая позднее была возвращена на Землю для анализа в ИМБП РАН.

11 марта оба космонавта вернулись на Землю после 168 суточного космического полета, и уже 12 марта в Научно-исследовательском испытательном Центре подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина приняли участие в серии экспериментальных исследований, включая ЭГЭГ.

Первый этап эксперимента «Спланх» прошел без сбоев. ИМБП РАН начал анализ данных. Результаты будут известны позднее.

Это только начало эксперимента «Спланх». Гастроэнтерограф «Спланхограф» остался на МКС. Планируются дальнейшие эксперименты с космонавтами: в том числе, суточные непрерывные записи ЭГЭГ, ЭГЭГ совместно с УЗИ и доплеровскими исследованиям и многие другие.

Космонавт Олег Котов проводит электрогастроэнтерографию на МКС. Фото ИМБП

Космонавт Сергей Рязанский с накожными электродами для электрогастроэнтерографии на МКС. Фото ИМБП