Potentialen hos droner som tillhandahåller hälsovård

Droner eller obemannade flygbilar (UAV) framträder som ett nytt medicinskt verktyg som kan hjälpa till att mildra logistikproblem och göra vårdavdelningen mer tillgänglig. Experter överväger olika möjliga tillämpningar för droner, från bärande katastrofhjälpmedel till transport av transplantationsorgan och blodprover. Droner har förmåga att transportera blygsam nyttbelastning och kan transportera dem snabbt till deras destination.

Fördelar med dronteknik jämfört med andra transportmetoder är att undvika trafik i befolkade områden, kringgå dåliga vägförhållanden där terrängen är svår att navigera och säkert få tillgång till farliga flygzoner i krigshärna länder. Trots att droner fortfarande är dåligt utnyttjade i nödsituationer och lättnadstransaktioner har deras bidrag blivit alltmer erkända. Till exempel, under 2011 Fukushima katastrofen i Japan lanserades en drone i området. Det samlade på ett säkert sätt strålningsnivåerna i realtid och hjälpte till med planering av nödsituationer. Mer nyligen, i samband med orkanen Harvey, var 43 droneoperatörer auktoriserade av Federal Aviation Administration för att hjälpa till med återhämtningsinsatser och nyhetsorganisation.

Ambulansdroner som kan leverera defibrillatorer

Som en del av hans examenprogram designade Alec Momont vid Delfts tekniska högskola i Nederländerna en drone som kan användas i nödsituationer under ett hjärtfel. Hans obemannade drone bär väsentlig medicinsk utrustning, inklusive en liten defibrillator.

När det gäller återanpassning är tidig ankomst till en nödsituation ofta den avgörande faktorn. Efter en hjärtstopp inträffar hjärndöd inom fyra till sex minuter, så det finns ingen tid att förlora. Nödtjänstens svarstid är i genomsnitt cirka 10 minuter, och tyvärr bara över åtta procent av personer som lider av hjärtinfarkt överlever.

Momonts akut drone kan drastiskt förändra oddsen för överlevnad av hjärtinfarkt. Hans autonomt navigerade flygplan väger bara 4 kilo och kan flyga på ca 100 km / h. Om den ligger strategiskt i täta städer kan den snabbt nå sitt mål. Det följer uppringarens mobilsignal med hjälp av GPS-teknik och är också utrustad med en webbkamera. Med hjälp av webbkameran kan hjälppersonal ha en direktlänk med den som hjälper offret. Den första responderaren på webbplatsen är försedd med en defibrillator och kan instrueras om hur man använder enheten samt informeras om andra åtgärder för att rädda den person som behöver det.

En studie utförd av forskare från Karolinska Institutet och Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm visade att i landsbygdsområdena en drone-liknande den som designades av Momont - anlände snabbare än akutmedicinska tjänster i 93 procent av fallen och kunde rädda 19 minuter i genomsnitt. I stadsområdena nådde dronen platsen för hjärtstilleståndet före en ambulans i 32 procent av fallen, vilket sparar 1,5 minuter i genomsnitt.Den svenska studien fann också att det säkraste sättet att leverera en automatiserad extern defibrillator var att landa dronen på plan mark, eller alternativt att släppa defibrillatorn från låg höjd.

Centrum för studien av Drone vid Bard College fann att akuttjänstapplikationer av droner är det snabbast växande området med droneapplikation. Det finns emellertid olyckor som spelas in när droner deltar i nödsituationer. Dronor störde till exempel brandkårens ansträngningar för att kämpa mot Californiens vildmarker 2015. Ett litet flygplan kan sugas in i flygmotorerna i ett flygplan med låg flygande bemanning, vilket gör att båda flygplanen kraschar. Federal Aviation Administration (FAA) utvecklar och uppdaterar riktlinjer och regler för att säkerställa säker och juridisk användning av UAV, särskilt i livs- och dödsituationer.

Ge dina mobilvingar

SenseLab, Tekniska Universitetet på Kreta, Grekland, kom på tredje plats i 2016 Drones for Good Award, en UAE-baserad global konkurrens med över 1000 deltagare. Deras inträde var ett innovativt sätt att förvandla din smartphone till en mini drone som kan hjälpa till i nödsituationer. En smartphone är ansluten till en modell drone som till exempel automatiskt kan navigera till ett apotek och leverera insulin till användaren som är i nöd.

Telefon-dronen har fyra grundläggande begrepp: 1) den finner hjälp; 2) ger medicin; 3) registrerar området för engagemang och rapporter detaljer till en fördefinierad lista över kontakter; och 4) hjälper användare att hitta sig när de förloras.

Den smarta dronen är bara en av SenseLabs avancerade projekt. De forskar också på andra praktiska tillämpningar av UAV, såsom att ansluta dronor till biosensorer på en person med hälsoproblem och producera ett nödsituation om personens hälsa plötsligt försämras.

Forskare utforskar också användningen av dronor för leverans och hämtningsuppgifter för patienter med kroniska sjukdomar som lever i landsbygdsområden. Denna grupp av patienter kräver ofta rutinmässiga kontroller och läkemedelspåfyllningar. Droner kan säkert leverera mediciner och samla provpaket, till exempel urin och blodprover, minska kostnaderna för kostnaderna och medicinska kostnader samt lätta trycket på vårdgivarna.

Kan droner bära känsliga biologiska prov?

I Förenta staterna har medicinska droner ännu inte utförts omfattande. Till exempel behövs mer information om de effekter som flygningen har på känsliga prover och medicinsk utrustning. Forskare vid Johns Hopkins gav några bevis på att känsligt material, såsom blodprover, säkert skulle kunna bäras av dronor. Dr Timothy Kien Amukele, en patolog bakom denna proof-of-concept studie, var oroad över drons acceleration och landning. Jostling rörelser kan förstöra blodceller och göra prov oanvändbara. Lyckligtvis visade Amukele test att blodet inte påverkades när det genomfördes i en liten UAV i upp till 40 minuter. Proverna som flugades jämfördes med icke-flowna prover, och deras testegenskaper skilde sig inte signifikant. Amukele utförde ett annat test där flygningen var förlängd och dronen täckte 160 mil (258 kilometer), vilket tog 3 timmar. Detta var en ny distansrekord för transport av medicinska prover med en drone. Proverna reste över Arizona-öknen och lagrades i en temperaturstyrd kammare, som behöll proverna vid rumstemperatur med användning av el från dronen.

Den efterföljande laboratorieanalysen visade att flowna prover var jämförbara med den icke-flowna. Det förekommer 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-flowna 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 flygförmågan hos en drone kan enheten vara överlägsen andra transportmedel, särskilt i avlägsna och underutvecklade områden. Vidare gör kommersialiseringen av droner dem dyrare jämfört med andra transportmetoder som inte har utvecklats på samma sätt. Droner kan i sista hand vara en hälsokommunikationsspelare, speciellt för dem som har begränsats av geografiska hinder.

Flera forskarlag har arbetat med optimeringsmodeller som skulle kunna hjälpa till med att distribuera droner ekonomiskt. Informationen kommer sannolikt att hjälpa beslutsfattare när de samordnar nödsvar. Att öka en drons flyghöjd ökar till exempel kostnaderna för operationen, medan ökningen av en drons hastighet generellt minskar kostnaderna och ökar droneens serviceområde.

Olika företag utforskar också sätt för droner 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. Speciellt är de intresserade av logistik av blodtransport, med tanke på olika faktorer som blodets vikt, temperatur och tid. Deras resultat kan också tillämpas på andra områden, till exempel optimering av mattransporter med hjälp av en drone.