Das Potenzial von Drohnen im Gesundheitswesen

Drohnen oder unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) sind ein neues medizinisches Instrument, das helfen kann, logistische Probleme zu lindern und die Verteilung von Gesundheitsleistungen zugänglicher zu machen. Experten erwägen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für Drohnen, von der Katastrophenhilfe bis zum Transport von Transplantationsorganen und Blutproben. Drohnen haben die Fähigkeit, bescheidene Nutzlasten zu transportieren und diese schnell an ihr Ziel zu bringen.
Zu den Vorteilen der Drohnen-Technologie im Vergleich zu anderen Transportmethoden gehört die Vermeidung von Verkehr in dicht besiedelten Gebieten, die Umgehung von schlechten Straßenzuständen, in denen das Gelände schwer zu befahren ist, und der sichere Zugang zu gefährlichen Flugzonen in kriegsgeschüttelten Ländern. Obwohl Drohnen in Notsituationen und bei Hilfseinsätzen immer noch schlecht eingesetzt werden, wurden ihre Beiträge zunehmend anerkannt. Beispielsweise wurde während der Katastrophe von Fukushima 2011 in Japan eine Drohne in der Region abgefeuert. Es sammelte die Strahlungswerte sicher in Echtzeit und half bei der Notfallplanung. In jüngerer Zeit, nach dem Hurrikan Harvey, wurden 43 Drohnenbetreiber von der Federal Aviation Administration autorisiert, bei Wiederherstellungsbemühungen und bei der Organisation von Nachrichten behilflich zu sein.

Ambulanzdrohnen, die Defibrillatoren liefern können

Alec Momont von der Technischen Universität Delft in den Niederlanden hat im Rahmen seines Abschlussprogramms eine Drohne entwickelt, die in Notsituationen während eines Herzereignisses eingesetzt werden kann. Seine unbemannte Drohne enthält wichtige medizinische Geräte, darunter einen kleinen Defibrillator.
Bei der Reanimation ist oft die rechtzeitige Ankunft am Notfallort der entscheidende Faktor. Nach einem Herzstillstand tritt der Hirntod innerhalb von vier bis sechs Minuten ein, sodass keine Zeit zum Verlieren bleibt. Die Reaktionszeit von Rettungsdiensten beträgt durchschnittlich 10 Minuten, und leider überleben nur acht Prozent der Menschen, die einen Herzinfarkt erleiden.
Momonts Notfalldrohne könnte die Überlebenschancen von Herzinfarkten drastisch verändern. Sein autonom navigierendes Kleinflugzeug wiegt nur 4 Kilogramm und kann mit rund 100 km / h fliegen. Wenn es strategisch günstig in dichten Städten liegt, kann es sein Ziel schnell erreichen. Es folgt dem Mobilfunksignal des Anrufers mithilfe der GPS-Technologie und ist zudem mit einer Webcam ausgestattet. Mithilfe der Webcam kann das Notfallpersonal eine Live-Verbindung zu dem haben, der dem Opfer hilft. Der Ersthelfer vor Ort ist mit einem Defibrillator ausgestattet und kann in die Bedienung des Geräts eingewiesen und über andere Maßnahmen informiert werden, die das Leben der bedürftigen Person retten.
Eine von Forschern des Karolinska-Instituts und des Royal Institute of Technology im schwedischen Stockholm durchgeführte Studie ergab, dass in ländlichen Gebieten eine Drohne, die der von Momont entworfenen ähnelt, in 93 Prozent der Fälle schneller eintraf als der Rettungsdienst und sparen konnte Durchschnittlich 19 Minuten. In städtischen Gebieten erreichte die Drohne in 32 Prozent der Fälle den Ort des Herzstillstands vor einem Krankenwagen, wodurch durchschnittlich 1,5 Minuten Zeit gespart wurden. Die schwedische Studie stellte außerdem fest, dass der sicherste Weg, einen automatisierten externen Defibrillator auszuliefern, darin bestand, die Drohne auf ebenem Boden zu landen oder den Defibrillator aus geringer Höhe freizugeben.
Das Zentrum für Drohnenstudien am Bard College stellte fest, dass Notdienstanwendungen von Drohnen das am schnellsten wachsende Anwendungsgebiet von Drohnen sind. Es gibt jedoch Pannen, die registriert werden, wenn Drohnen an Notfallmaßnahmen teilnehmen. Beispielsweise haben Drohnen die Bemühungen von Feuerwehrleuten im Kampf gegen die Waldbrände in Kalifornien im Jahr 2015 beeinträchtigt. Ein kleines Flugzeug kann in die Düsentriebwerke eines niedrig fliegenden bemannten Flugzeugs gesaugt werden, wodurch beide Flugzeuge abstürzen. Die Federal Aviation Administration (FAA) entwickelt und aktualisiert Richtlinien und Regeln, um die sichere und legale Verwendung von UAVs zu gewährleisten, insbesondere in Lebens- und Todessituationen.

Geben Sie Ihrem Handy Flügel

SenseLab von der Technischen Universität in Kreta, Griechenland, belegte 2016 den dritten Platz beim Drones for Good Award, einem globalen Wettbewerb in den VAE mit über 1.000 Teilnehmern. Ihr Einstieg stellte eine innovative Möglichkeit dar, Ihr Smartphone in eine Mini-Drohne zu verwandeln, die in Notsituationen hilfreich sein kann. 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 Grundkonzepte: 1) Sie findet Hilfe; 2) bringt Medizin; 3) zeichnet den Bereich des Engagements auf und meldet Details an eine vordefinierte Liste von Kontakten; und 4) den Benutzern hilft, sich zu orientieren, wenn sie verloren gehen.
Die intelligente Drohne ist nur eines der fortschrittlichen Projekte von SenseLab. Sie erforschen auch andere praktische Anwendungen von UAVs, wie das Anschließen von Drohnen an Biosensoren bei einer Person mit Gesundheitsproblemen und das Auslösen einer Notfallreaktion, wenn sich der Gesundheitszustand der Person plötzlich verschlechtert.
Die Forscher untersuchen auch den Einsatz von Drohnen für die Abgabe und Abholung von Patienten mit chronischen Krankheiten, die in ländlichen Gebieten leben. Diese Patientengruppe erfordert häufig Routineuntersuchungen und Nachfüllen von Medikamenten. Drohnen könnten sicher Medikamente ausliefern und Untersuchungskits wie Urin und Blutproben sammeln. Dies würde die Ausgaben für Taschen- und Arztkosten senken und den Druck auf die Pflegekräfte verringern.

Können Drohnen empfindliche biologische Proben tragen??

In den USA müssen medizinische Drohnen noch ausgiebig getestet werden. Beispielsweise sind weitere Informationen zu den Auswirkungen des Flugs auf empfindliche Proben und medizinische Geräte erforderlich. Forscher von Johns Hopkins lieferten einige Beweise dafür, dass empfindliches Material, wie Blutproben, sicher von Drohnen transportiert werden kann. 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 haben Amukeles Tests gezeigt, dass das Blut beim Tragen in einem kleinen UAV für bis zu 40 Minuten nicht beeinträchtigt wurde. Die geflogenen Proben 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 258 Kilometer zurücklegte, was 3 Stunden dauerte. Dies war ein neuer Streckenrekord für den Transport medizinischer Proben mit einer Drohne. Die Proben reisten über die Wüste von Arizona und wurden in einer temperaturgesteuerten Kammer aufbewahrt, in der die Proben mit Strom von der Drohne auf Raumtemperatur gehalten wurden.
Die anschließende Laboranalyse ergab, dass geflogene Proben mit nicht geflogenen vergleichbar waren. Es wurden geringe Unterschiede bei den Glukose- und Kaliumwerten festgestellt, diese können jedoch auch bei anderen Transportmethoden festgestellt werden und können auf mangelnde sorgfältige Temperaturkontrolle in den nicht geflogenen Proben zurückzuführen sein.
Das Johns Hopkins-Team plant derzeit eine Pilotstudie in Afrika, die sich nicht in der Nähe eines spezialisierten Labors befindet und daher von dieser modernen Gesundheitstechnologie profitiert. In Anbetracht der Flugkapazität einer Drohne kann das Gerät anderen Transportmitteln überlegen sein, insbesondere in abgelegenen und unterentwickelten Gebieten. Darüber hinaus werden Drohnen durch die Kommerzialisierung im Vergleich zu anderen Transportmethoden, die sich nicht auf die gleiche Weise entwickelt haben, kostengünstiger. Drohnen könnten letztendlich die Gesundheitstechnologie verändern, insbesondere für diejenigen, die durch geografische Einschränkungen eingeschränkt wurden.
Mehrere Forscherteams haben an Optimierungsmodellen gearbeitet, mit denen sich Drohnen wirtschaftlich einsetzen lassen. Die Informationen können Entscheidungsträgern bei der Koordinierung von Notfallmaßnahmen helfen. Beispielsweise erhöht das Erhöhen der Flughöhe einer Drohne die Betriebskosten, während das Erhöhen der Geschwindigkeit einer Drohne im Allgemeinen die Kosten senkt und den Wartungsbereich der Drohne vergrößert.
Verschiedene Unternehmen suchen auch nach Möglichkeiten, wie Drohnen Strom aus Wind und Sonne gewinnen können. Ein Team der Xiamen University in China und der University of Western Sydney in Australien entwickelt derzeit 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 Erkenntnisse könnten auch auf andere Bereiche übertragen werden, beispielsweise um den Lebensmitteltransport mit einer Drohne zu optimieren.