Drohnen oder unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs) entwickeln sich zu einem neuen medizinischen Instrument, das helfen kann, logistische Probleme zu mildern und die Verteilung von Gesundheitsdiensten leichter zugänglich zu machen. Experten prüfen verschiedene Einsatzmöglichkeiten für Drohnen, vom Tragen von Katastrophenhilfe bis zum Transport von Transplantationsorganen und Blutproben. Drohnen haben die Fähigkeit, bescheidene Nutzlasten zu tragen und können sie schnell an ihr Ziel transportieren.
Zu den Vorteilen der Drohnentechnologie im Vergleich zu anderen Transportmethoden gehört die Vermeidung von Verkehr in bevölkerungsreichen Gebieten, die Umgehung schlechter Straßenverhältnisse, wo das Gelände schwer zu befahren ist, und der sichere Zugang zu gefährlichen Fluggebieten in kriegsgeschüttelten Ländern. Obwohl Drohnen in Notfallsituationen und bei Hilfseinsätzen immer noch wenig genutzt werden, wurden ihre Beiträge zunehmend anerkannt. Zum Beispiel wurde während der Katastrophe von Fukushima 2011 in Japan eine Drohne in der Gegend gestartet. Es sammelte die Strahlungswerte in Echtzeit sicher und half bei der Notfallplanung. Nach dem Hurrikan Harvey wurden kürzlich 43 Drohnenbetreiber von der Federal Aviation Administration autorisiert, bei den Wiederaufbaumaßnahmen und der Nachrichtenorganisation zu helfen.
Ambulanz Drohnen, die Defibrillatoren liefern können
Im Rahmen seines Graduate-Programms hat Alec Momont von der Delft University of Technology in den Niederlanden eine Drohne entwickelt, die in Notfallsituationen während eines kardialen Ereignisses eingesetzt werden kann.
Seine unbemannte Drohne trägt wesentliche medizinische Ausrüstung, einschließlich eines kleinen Defibrillators.
Wenn es um Reanimation geht, ist das rechtzeitige Eintreffen am Ort des Notfalls oft entscheidend. Nach einem Herzstillstand tritt der Hirntod innerhalb von vier bis sechs Minuten auf, so dass keine Zeit zu verlieren ist. Die Reaktionszeit der Notfalldienste beträgt durchschnittlich 10 Minuten, und leider überleben nur acht Prozent der Menschen, die einen Herzinfarkt erleiden.
Die Notfalldrohne von Momont könnte die Überlebenschancen von Herzinfarkten drastisch verändern. Sein autonom fahrendes Mini-Flugzeug wiegt nur 4 Kilogramm und kann mit rund 100 km / h fliegen. Wenn es strategisch in dichten Städten liegt, kann es sein Ziel schnell erreichen. Es folgt dem Mobilfunksignal des Anrufers mittels GPS-Technologie und ist zusätzlich mit einer Webcam ausgestattet. Mit der Webcam kann der Notdienstmitarbeiter eine direkte Verbindung zu demjenigen herstellen, der dem Opfer hilft. Der Ersthelfer vor Ort erhält einen Defibrillator und kann über die Bedienung des Gerätes sowie über andere Maßnahmen zur Rettung des Lebens des Betroffenen informiert werden.
Eine Studie von Forschern des Karolinska Instituts und des Royal Institute of Technology in Stockholm, Schweden, zeigte, dass in ländlichen Gebieten eine Drohne - ähnlich der von Momont entwickelten - in 93 Prozent der Fälle schneller als Notfallmediziner kam und retten konnte 19 Minuten im Durchschnitt. In städtischen Gebieten erreichte die Drohne in 32 Prozent der Fälle den Ort des Herzstillstandes vor einem Krankenwagen und spart im Durchschnitt 1,5 Minuten Zeit. Die schwedische Studie fand auch heraus, dass der sicherste Weg zur Lieferung eines automatisierten externen Defibrillators darin besteht, die Drohne auf flachem Boden zu landen oder alternativ den Defibrillator aus geringer Höhe zu lösen.
Das Zentrum für das Studium der Drohne am Bard College stellte fest, dass die Notfalldienste von Drohnen das am schnellsten wachsende Gebiet der Drohnenanwendung sind. Es gibt jedoch Pannen, die aufgezeichnet werden, wenn Drohnen an Notfallmaßnahmen teilnehmen. Zum Beispiel störten Drohnen die Bemühungen der Feuerwehrleute, die im Jahr 2015 Kaliforniens Waldbrände bekämpften. Ein kleines Flugzeug kann in die Düsentriebwerke eines niedrigfliegenden bemannten Flugzeugs gesaugt werden, wodurch beide Flugzeuge zum Absturz gebracht werden. Die Federal Aviation Administration (FAA) entwickelt und aktualisiert Richtlinien und Regeln, um eine sichere und legale Verwendung von UAVs zu gewährleisten, insbesondere in Situationen des Lebens und des Todes.
Geben Sie Ihre Handy-Flügel
SenseLab, von der Technischen Universität in Kreta, Griechenland, wurde Dritter in der 2016 Drones for Good Award, einem globalen Wettbewerb in den Vereinigten Arabischen Emiraten mit über 1.000 Teilnehmern. Ihr Einstieg stellte eine innovative Möglichkeit dar, Ihr Smartphone in eine Mini-Drohne zu verwandeln, die in Notsituationen helfen könnte. Ein Smartphone ist an eine Modelldrohne angeschlossen, die beispielsweise automatisch zu einer Apotheke navigieren und Insulin an den in Not geratenen Benutzer abgeben kann.
Die Telefon-Drohne hat vier grundlegende Konzepte: 1) Sie findet Hilfe; 2) bringt Medizin; 3) zeichnet den Einsatzbereich auf und meldet Details an eine vordefinierte Kontaktliste; und 4) hilft Benutzern, ihren Weg zu finden, wenn sie verloren gehen.
Die intelligente Drohne ist nur eines der fortschrittlichen Projekte von SenseLab. Sie erforschen auch andere praktische Anwendungen von UAVs, wie beispielsweise die Verbindung von Drohnen mit Biosensoren bei einer Person mit gesundheitlichen Problemen und die Herstellung einer Notfallreaktion, falls sich die Gesundheit der Person plötzlich verschlechtern sollte.
Forscher untersuchen auch den Einsatz von Drohnen für die Bereitstellung und Abholung von Patienten mit chronischen Krankheiten in ländlichen Gebieten. Diese Gruppe von Patienten erfordert oft Routineuntersuchungen und Nachfüllen von Medikamenten. Drohnen könnten sicher Medikamente abgeben und Untersuchungssets wie Urin und Blutproben sammeln, so dass Spesen und medizinische Kosten reduziert und der Druck auf die Pflegekräfte verringert werden kann.
Können Drohnen empfindliche biologische Proben tragen?
In den Vereinigten Staaten müssen medizinische Drohnen noch ausgiebig getestet werden. Zum Beispiel sind mehr Informationen über die Auswirkungen des Fluges auf empfindliche Proben und medizinische Geräte erforderlich. Forscher an der Johns Hopkins lieferten Beweise dafür, dass empfindliche Materialien wie Blutproben sicher von Drohnen transportiert werden können. Dr. Timothy Kien Amukele, ein Pathologe hinter dieser Proof-of-Concept-Studie, war besorgt über die Beschleunigung und Landung der Drohne. Stoßbewegungen können Blutzellen zerstören und Proben unbrauchbar machen. Glücklicherweise zeigten die Tests von Amukele, dass das Blut in einem kleinen UAV bis zu 40 Minuten lang nicht angegriffen wurde. Die Proben, die geflogen wurden, wurden mit nicht geflogenen Proben verglichen, und ihre Testeigenschaften unterschieden sich nicht signifikant. Amukele führte einen weiteren Test durch, bei dem der Flug verlängert wurde und die Drohne 160 Meilen (258 Kilometer) zurücklegte, was 3 Stunden dauerte. Dies war eine neue Distanzrekord für den Transport von medizinischen Proben mit einer Drohne. Die Proben reisten über die Wüste von Arizona und wurden in einer temperierten Kammer gelagert, in der die Proben bei Raumtemperatur mit Strom aus der Drohne gehalten wurden. Die anschließende Laboranalyse zeigte, dass die geflogenen Proben mit denen der nicht geflogenen vergleichbar waren. Es wurden kleine Unterschiede in den Glucose- und Kaliumwerten festgestellt, aber diese können auch bei anderen Transportmethoden gefunden werden und könnten auf mangelnde sorgfältige Temperaturkontrolle in den nicht geflogenen Proben zurückzuführen sein.
Das Johns-Hopkins-Team plant nun eine Pilotstudie in Afrika, die nicht in der Nähe eines spezialisierten Labors liegt und daher von dieser modernen Gesundheitstechnologie profitiert. Angesichts der Flugkapazität einer Drohne kann das Gerät anderen Transportmitteln überlegen sein, insbesondere in abgelegenen und unterentwickelten Gebieten. Darüber hinaus ist die Kommerzialisierung von Drohnen im Vergleich zu anderen Transportmethoden, die nicht auf die gleiche Weise entwickelt wurden, billiger. Drohnen könnten letztlich zu einem Wendepunkt in der Gesundheitstechnologie werden, insbesondere für diejenigen, die durch geografische Beschränkungen eingeschränkt sind.
Mehrere Forscherteams haben an Optimierungsmodellen gearbeitet, die beim wirtschaftlichen Einsatz von Drohnen helfen könnten. Die Informationen werden Entscheidungsträgern bei der Koordinierung von Notfallmaßnahmen wahrscheinlich helfen. Zum Beispiel erhöht die Erhöhung der Flughöhe einer Drohne die Kosten des Betriebs, während die Erhöhung der Geschwindigkeit einer Drohne im Allgemeinen Kosten reduziert und den Versorgungsbereich der Drohne erhöht.
Verschiedene Unternehmen suchen auch nach Möglichkeiten, wie Drohnen Energie aus Wind und Sonne gewinnen können. Ein Team der Universität Xiamen in China und der University of Western Sydney in Australien entwickelt ebenfalls einen Algorithmus zur Versorgung mehrerer Standorte mit einem UAV. Insbesondere interessieren sie sich für die Logistik des Bluttransports unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie Blutgewicht, Temperatur und Zeit. Ihre Ergebnisse könnten auch auf andere Bereiche übertragen werden, zum Beispiel die Optimierung des Lebensmitteltransports mithilfe einer Drohne.
> Quellen:
> Amukele T, Sokoll L, Pfeffer D, Howard D, Straße J. Können unbemannte Flugsysteme (Drohnen) für den routinemäßigen Transport von Proben aus der Chemie, Hämatologie und Koagulation verwendet werden? . Plos EINS , 2015; 10 (7).
> Amukele T, Straße J, Amini R, et al. Drohnentransport von Proben aus Chemie und Hämatologie über große Entfernungen. American Journal für klinische Pathologie . 2017; 148 (5): 427-435.
> Analyse der US-Drohnenfreistellungen 2014-2015. Zentrum für das Studium der Drohne an der Bard University. Von http://dronecenter.bard.edu/analysis-us-drone-exemptions-14-15-2/ abgerufen
> Chowdhury S, Emelogu A, Marufuzzaman M, Nurre S, Bian L. Drohnen für Katastrophenhilfe und Katastrophenhilfe: Ein kontinuierliches Approximationsmodell. International Journal of Production Economics , 2017; 188: 167-184
> Claesson A, Fredman D., Ban Y, et al. Unbemannte Luftfahrzeuge (Drohnen) im außerklinischen Herzstillstand. Scandinavian Journal of Trauma, Reanimation und Notfallmedizin , 2016; 24 (1): 124.
Wen T, Zhang Z, Wong K. Multi-Objective-Algorithmus für die Blutversorgung über unbemannte Luftfahrzeuge an die Verletzten in einer Notsituation. Plos EINS , 2016; (5): 1-22.