Droner eller obemannade flygfordon (UAV) växer fram som ett nytt medicinskt verktyg som kan hjälpa till att mildra logistiska problem och göra distributionen av hälso- och sjukvården mer tillgänglig. Experter överväger olika möjliga applikationer för drönare, från att bära katastrofhjälpmedel till transport av transplantationsorgan och blodprover. Droner har kapacitet att bära blygsamma nyttolaster och kan transportera dem snabbt till sin destination.
Hiroshi Watanabe / Getty Images
Fördelarna med drone-teknik jämfört med andra transportmetoder inkluderar att undvika trafik i tätbefolkade områden, kringgå dåliga vägförhållanden där terrängen är svår att navigera och säkert komma åt farliga flugzoner i krigshärjade länder. Även om drönare fortfarande används dåligt i nödsituationer och hjälpåtgärder har deras bidrag erkänts alltmer. Till exempel, under Fukushima-katastrofen 2011 i Japan, lanserades en drönare i området. Det samlade strålningsnivåerna säkert i realtid och hjälpte med planeringen av beredskapen. Under kölvattnet av orkanen Harvey fick 43 drönare operatörer tillstånd av Federal Aviation Administration att hjälpa till med återhämtningsinsatser och nyhetsorganisation.
Ambulansdroner som kan leverera defibrillatorer
Som en del av sitt examensprogram designade Alec Momont från Delft University of Technology i Nederländerna en drönare som kan användas i nödsituationer under en hjärthändelse. Hans obemannade drönare bär viktig medicinsk utrustning, inklusive en liten defibrillator.
När det gäller återanimering är det ofta den avgörande faktorn att komma snabbt till en nödsituation. Efter en hjärtstopp inträffar hjärndöd inom fyra till sex minuter, så det finns ingen tid att förlora. Räddningstjänstens svarstid är i genomsnitt ungefär 10 minuter. Cirka 10,6% av människorna överlever en sjukhusvistelse och 8,3 % överlever med god neurologisk funktion.
Momonts akutdrona kan drastiskt ändra oddsen för hjärtinfarktöverlevnad. Hans autonomt navigerande miniflygplan väger bara 4 kilo (8 pund) och kan flyga med cirka 100 km / h (62 mph). Om det är strategiskt beläget i täta städer kan det snabbt nå sitt målmål. Den följer uppringarens mobila signal med GPS-teknik och är också utrustad med en webbkamera. Med hjälp av webbkameran kan räddningstjänstpersonalen ha en direktlänk till den som hjälper offret. Den första svararen på plats är försedd med en defibrillator och kan instrueras om hur man använder enheten samt informeras om andra åtgärder för att rädda livet för den behövande.
En studie utförd av forskare från Karolinska Institutet och Kungliga tekniska högskolan i Stockholm, Sverige, visade att på landsbygden kom en drönare - liknande den som designades av Momont - snabbare än akutsjukvården i 93 procent av fallen och kunde spara I genomsnitt 19 minuter. I stadsområden nådde drönaren platsen för hjärtstilleståndet före en ambulans i 32 procent av fallen och sparade i genomsnitt 1,5 minuter. Den svenska studien fann också att det säkraste sättet att leverera en automatiserad extern defibrillator var att landa drönaren på plan mark eller, alternativt, att frigöra defibrillatorn från låg höjd.
Dronecentret vid Bard College fann att applikationer för nödsituationer för drönare är det snabbast växande området för drönapplikationer. Det finns dock olyckor som spelas in när drönare deltar i nödåtgärder. Till exempel störde drönare ansträngningarna från brandmän som kämpade mot Kaliforniens skogsbränder 2015. Ett litet flygplan kan sugas in i jetmotorerna hos ett lågflygande bemannat flygplan och orsakar att båda flygplanen kraschar. Federal Aviation Administration (FAA) utvecklar och uppdaterar riktlinjer och regler för att säkerställa säker och laglig användning av UAS, särskilt i liv och dödssituationer.
Ge din mobiltelefon vingar
SenseLab, vid det tekniska universitetet på Kreta, Grekland, blev tredje i 2016 års Drones for Good Award, en UAE-baserad global tävling med över 1 000 tävlande. Deras inträde utgjorde ett innovativt sätt att förvandla din smartphone till en minidrona som kan hjälpa till i nödsituationer. En smartphone är ansluten till en modelldrönare som till exempel automatiskt kan navigera till ett apotek och leverera insulin till användaren som är i nöd.
Telefon-drönaren har fyra grundläggande begrepp: 1) den hittar hjälp; 2) ger medicin; 3) registrerar engagemangsområdet och rapporterar detaljer till en fördefinierad lista över kontakter; och 4) hjälper användare att hitta sin väg när de går vilse.
Den smarta drönaren är bara ett av SenseLabs avancerade projekt. De undersöker också andra praktiska tillämpningar av UAV: er, som att ansluta drönare till biosensorer på en person med hälsoproblem och producera ett akut svar om personens hälsa plötsligt försämrades.
Forskare undersöker också användningen av drönare för leverans- och upphämtningsuppgifter för patienter med kroniska sjukdomar som bor på landsbygden. Denna grupp av patienter kräver ofta rutinmässiga kontroller och medicinering. Droner kan säkert leverera mediciner och samla in provsatser, som urin och blodprover, vilket minskar kostnaderna för sjukvården och medicinska kostnader samt minskar trycket på vårdgivarna.
Kan drönar bära känsliga biologiska prover?
I USA har medicinska drönare ännu inte testats ingående. Till exempel behövs mer information om effekterna flygningen har på känsliga prover och medicinsk utrustning. Forskare vid Johns Hopkins gav några bevis för att känsligt material, såsom blodprover, säkert kunde bäras av drönare. Dr Timothy Kien Amukele, en patolog bakom denna proof-of-concept-studie, var orolig för drönarens acceleration och landning . Störande rörelser kan förstöra blodkroppar och göra prover oanvändbara. Lyckligtvis visade Amukeles tester att blod inte påverkades när de transporterades i en liten UAV i upp till 40 minuter. Proverna som flögs jämfördes med icke-flugna prover och deras testegenskaper skilde sig inte signifikant. Amukele utförde ytterligare ett test där flygningen förlängdes och drönaren täckte 258 kilometer, vilket tog 3 timmar. Detta var en ny distansrekord för att transportera medicinska prover med en drönare. Proverna reste över Arizona-öknen och lagrades i en temperaturkontrollerad kammare, som höll proverna vid rumstemperatur med hjälp av drönare. Den efterföljande labanalysen visade att flugna prover var jämförbara med de som inte flög. Det fanns små skillnader i glukos- och kaliumavläsningar, men dessa kan också hittas med andra transportmetoder och kan bero på brist på noggrann temperaturkontroll i de icke-flugna proverna.
Johns Hopkins-teamet planerar nu en pilotstudie i Afrika som inte ligger i närheten av ett specialiserat laboratorium - därför drar nytta av denna moderna hälsoteknik. Med tanke på en drönares flygkapacitet kan enheten vara överlägsen andra metoder för transport, särskilt i avlägsna och underutvecklade områden. Dessutom gör kommersialisering av drönare dem billigare jämfört med andra transportmetoder som inte har utvecklats på samma sätt. Droner kan i slutändan vara en spelväxlare för hälsoteknik, särskilt för dem som har begränsats av geografiska begränsningar.
Flera forskargrupper har arbetat med optimeringsmodeller som kan hjälpa till att distribuera drönare ekonomiskt. Informationen kommer sannolikt att hjälpa beslutsfattare när de samordnar nödåtgärder. Till exempel ökar en drönares flyghöjd kostnaderna för operationen, medan en hastighet på en drönare i allmänhet minskar kostnaderna och ökar drönans serviceområde.
Olika företag utforskar också sätt för drönare att skörda kraft från vind och sol. Ett team från Xiamen University i Kina och University of Western Sydney i Australien utvecklar också en algoritm för att leverera flera platser med en UAV. Specifikt är de intresserade av logistiken för blodtransport, med tanke på olika faktorer som blodets vikt, temperatur och tid. Deras resultat kan också tillämpas på andra områden, till exempel för att optimera mattransport med hjälp av en drönare.
