Ambulance-Drone - FACT, or FICTION?

aktualizace 22.12.2014

V posledních měsících zaplavuje záchranářský internet působivé video, ve kterém hraje „hlavní roli“ AMBULANCE-drone, neboli létající AED. Jde o projekt studenta technické univerzity v nizozemských Delfách, jehož cílem je zajistit rychlou dostupnost AED v případě náhlé zástavy oběhu. Celý projekt je podpořený organizací LIVING TMORROW, která se zabývá podporou futuristických projektů.

V článku o projektu publikovaném na webu univerzity autoři uvádějí, že jeho hlavním cílem je zvýšit naději na přežití osob stižených náhlou zástavou oběhu (NZO) ze stávajících 8% na 80% tím, že na jakékoliv místo v ploše až 12 km2 je dron schopen dopravit AED během 1 minut. Po technické stránce jde o trojramennou hexakoptéru, schopnou autonomního letu rychlostí až 100 km/h. Stroj by dále měl být vybavený inteligentním systémem pro automatické vyhýbání se překážkám a kamerou, která by pomocí 4G sítě přenášela kamerový záznam z místa události operátorovi záchranné služby. Cenu zařízení odhadují autoři na 15.000 EUR (cca 400.000 Kč).

Na první pohled je myšlenka krásná – AMBULANCE-drone nezná ucpané ulice a terénní překážky, při rychlosti 100 km za hodinu je všude „hned“ – co víc si přát? Bohužel se – jako obvykle – ďábel skrývá v detailech. Vzhledem k tomu, že se celkem intenzivně pohybuji jak mezi záchranáři, tak mezi piloty (včetně pilotů „dronů“), dovoluji si k projektu připojit pár poněkud skeptických poznámek a také se pokusím věštecky nahlédnout do jeho budoucnosti.

*****

Místo úvodu stručná faktografie

Co je to „dron“?

Původ slova „dron“ (resp. anglicky „drone“) je pravděpodobně v seriálu Hvězdné války, kde byli takto označovaní samostatně působící „inteligentní“ roboti. Odtud se toto označení ujalo jako slangové pro bezpilotní letouny všeho druhu (oficiální označení je UAV – Unmanned Aerial Vehicle), aby následně (v posledních 2-3 letech) začalo být masově používáno jako „lidové“ označení pro rádiem řízené létající modely „vrtulníků“ nové konstrukce, vyznačující se několika vodorovně umístěnými vrtulemi (též kvadrokoptéry, hexakoptéry apod. – podle počtu motorů). Tyto „drony“ jsou dnes běžně používané zejména k fotografování a natáčení z výšky – jsou proto víceméně standardně vybaveny závěsem pro fotoaparát nebo kameru. Odtud už je jen krůček k nápadu pověsit pod „drona“ něco jiného – krabici z internetového obchodu, pizzu – nebo třeba AED. A létající ambulance – AMBULANCE-drone – je na světě.

Co je to „náhlá zástava oběhu“?

Náhlá zástava oběhu (NZO) je stav, kdy srdce přestane pumpovat" krev. Neznamená to ale vždy, že srdeční sval se úplně zastaví. Velmi často je příčinou NZO ne úplné zastavení srdce, ale nějaká "ošklivá" porucha srdečního rytmu. Té nejobvyklejší se říká "fibrilace komor" a znamená to, že se jednotlivá vlákna srdečního svalu sice stahují, ovšem ne koordinovaně (společně), ale každé zvlášť, "proti sobě". Pokud bychom si představili činnost srdce při čerpání krve jako skupinu lidí, tlačící auto, pak fibrilace komor by v tomto modelu vypadala tak, že by se sice všichni do auta vší silou opírali, ale každý z jiné strany.

Fibrilace srdečních komor (FIK) je nejčastěji komplikací náhle vzniklého infarktu myokardu, ale může mít i řadu jiných příčin.

Pokud budeme uvažovat všechny pacienty léčené záchrannou službou pro zástavu oběhu, FIK trpí asi 1/3 z nich. U zbylých 2/3 je srdce úplně zastavené (naše "partička" tlačící auto buď už úplně odpadla, nebo tlačí příliš slabě, než aby se auto pohnulo). Naděje na přežití je u této skupiny pacientů bohužel více než 10x menší, než u pacientů s FIK a  navíc defibrilace pro ně nemá žádný význam.

Co je to „defibrilace“ a "AED"?

Pokud se srdce nachází ve stavu FIK, je jediným známým řešením tzv. "defibrilace", tj. známý televizní "šok". Ten  v jeden okamžik "restartuje" všechna srdeční vlákna, a ta dostanou šanci se zase začít stahovat synchronně. Přístroj pro podání elektrického výboje se jmenuje defibrilátor. Automatické defibrilátory, určené k použití laiky, se označují zkratkou AED. Pravděpodobnost úspěchu defibrilace a následného kvalitního přežití nemocného klesá s časem - asi o 10% každou minutu od začátku fibrilace. To ovšem platí jen tehdy, pokud není postižený laicky resuscitován. Pokud laicky resuscitován je, naděje na přežití klesá podstatně pomaleji a přežití není vyloučené ani po desítky minut trvající resuscitaci.

Jaká je naděje na přežití náhlé zástavy oběhu?

Obecně bohužel nízká. Zcela zásadně se však liší u pacientů s fibrilací a u "těch ostatních". Zatímco celkové průměrné přežití všech pacientů s NZO je v Evropě kolem 8 - 10%, u pacientů bez FIK je to 3-5%, ale u pacientů s FIK kolem 25%. Ve špičkově fungujících systémech (např. v Praze) přežívá dokonce až 50% pacientů s FIK. Pokud k zástavě dojde na dobře přístupném místě (např. na ulici), přežije už dnes 60 - 70% postižených.

*****

AMBULANCE-drone z pohledu zdravotníka

1. Autoři uvádějí zkreslená a překroucená fakta

Co se týká statistiky možného přežití, autoři srovnávají tak trochu "hrušky s jablky". Zatímco ta "pesimistická" čísla (stávající pravděpodobnost přežití 8%) platí pro všechny pacienty s NZO, "optimistických" cílových 80% by se teoreticky mohlo vztahovat na velmi úzkou skupinu pacientů s komorovou fibrilací na dobře dostupném místě, kde by se opravdu podařilo defibrilovat do dvou minut od vzniku zástavy.

To je ale velmi nefér srovnání - asi jak když bychom uspořádali fotbalové utkání, kde by jedno družstvo tvořilo 11 náhodně vybraných lidí "z ulice", zatímco proti nim by stálo 11 profesionálních fotbalistů, a my bychom pak tvrdili, že profíci vyhráli jen a jen proto, že měli kopačky od firmy XY.

Uváděná čísla potenciálního zvýšení naděje na záchranu jsou tedy tendenčně zkreslená. Už to mě nutí dívat se na projekt se značnou dávkou nedůvěry, protože jak víme - kdo kdo lže, ten... by třeba rád nějaké ty dotace, že...

 

2. Časové parametry zásahu jsou zcela nerealistické

Bohužel i ta "nefér čísla"  jsou reálně nedosažitelná. 80% úspěšnost defibrilace totiž předpokládá, že by měla být provedena do 2 minut od vzniku zástavy. To je ale hodně optimistický scénář i v situaci, že k NZO dojde přímo tam, kde je AED umístěné. Než se svědci příhody "vzpamatují", než AED rozbalí, vyhrnou postiženému oděv, rozbalí a nalepí elektrody a než přístroj provede analýzu srdečního rytmu, uplynou dvě minuty jako nic. Přesněji řečeno - v praxi to i ve firmách, kde AED už dnes mají a zaměstnanci prošli školením, trvá cca 5-6 minut. U laiků, kterým u nohou nečekaně přistane AMBULANCE-drone, lze očekávat ještě podstatně delší čas. A to jsem zatím zcela pominul nutnost kontaktu s tísňovou linkou (30 - 60 sekund trvá alespoň základní ověření místa události a stavu postiženého) a vlastní let drona.

I když tedy připustíme jen 1 minutu trvající let (tj. akční rádius 1-2 kilometry) a alespoň základně (např. masivní veřejnou kampaní) poučené zachránce, v tom nejoptimističtějším scénáři lze očekávat defibrilaci v 5 - 7 minutě od příhody.

Pokud ovšem k příhodě dojde tak blízko nějakého centra, kde "bydlí" AMBULANCE-drone, lze očekávat, že tam bude mít sídlo i posádka záchranky. Časový přínos v osídlených oblastech tedy s pravděpodobností hraničící s jistotou bude nulový.

Dobrá, opusťme města a řekněme, že dron bude mít hlavní využití ve vzdálených, řádce osídlených oblastech, při zástavě oběhu na dálnici apod. Ano, tady by opravdu mohl přinést výrazné zkrácení doby od výzvy do doby defibrilace. JENŽE... v těchto místech jsou zástavy oběhu logicky velmi vzácné a jejich místo je pochopitelně nepredikovatelné. Pro plošné pokrytí vesnic, dálnic, hor apod. by bylo potřeba extrémně velké množství "dronů", bylo by nutné zajistit následnou logistiku, dobíjení, údržbu, opravy atd. Náklady by byly extrémní a výtěžnost velmi sporná.

Shrnutí: Údaje uvedené v prezentaci projektu jsou hrubě zavádějící, očekávané zvýšení naděje na záchranu postižených je ve skutečnosti zcela nereálné.

*****

AMBULANCE-drone z pohledu pilota

1.
Autonomní pohyb neřízeného tělesa vzdušným prostorem v jakékoliv výšce je z hlediska bezpečnosti nepřijatelný

Historie používání bezpilotních prostředků je velmi dlouhá a je spojená zpravidla s armádním prostředím (včetně předlistopadové ČSLA). Ani vojáci však nemohou drona „jen tak“ poslat někam na výlet (i když by rádi). Důvod je jasný – bezpečnost. Ve vzduchu nejsme nikdy sami a představa, že tříkilový „dron“, řítící se stokilometrovou rychlostí, sestřelí jednou „dobře mířenou“ ranou třeba vrtulník (což je technicky naprosto reálný scénář) je nepřijatelná. Dlouhá desetiletí až dodnes se potenciální konflikt řeší zatím jediným možným způsobem, a tím je tzv. „segregace vzdušného prostoru“. To znamená, že pro konfliktní druh provozu (v tomto případě pro drony) je vyhrazený určitý vzdušný prostor (neviditelný, ale přesně definovaný „kus“ povětří). Tam nesmí (a netroufne si) vletět nikdo jiný - včetně např. vrtulníku záchranné služby – aniž by se předem domluvil se správcem tohoto prostoru, že je to bezpečné.

Moderní "drony" sice dovedou letět z místa na místo zcela autonomně a autoři deklarují i vybavení drona jakýmisi "senzory" pro vyhýbání překážkám, ale v praxi nic takového, co by v rychlosti 100 km/h zaručilo bezkonfliktní let, neexistuje. Můžeme uvažovat o vyhnutí se jasně definovaným stojícím objektům (domy apod.), ale ve vzduchu je překážek mnohem víc (např. různé dráty a kabely, jeřáby, stožáry atd.), jejichž spolehlivá detekce za všech světelných podmínek je současnými prostředky nemožná. Totéž se týká pohybujících se předmětů - nízko letících vrtulníků, balónů, paraglidů, ptáků a mnoha jiných - i těm je potřeba se vyhýbat - a to vše ve vysoké rychlosti a nezávisle na vzájemné poloze. Autoři projektu s tím sice nepočítají - ale pro úplnost: iluzí je také to, že by kdesi seděl virtuální "pilot" a drona řídil na základě přenosu obrázku z kamery - zkuste si představit jízdu po silnici jen na základě přenosu obrázku z bezpečnostní kamerky na čelním skle, nemluvě o neobyčejně komplikovaném přenosu videosignálu z drona do pozemní stanice. 

Je také možné uvažovat o vývoji zatím neznámé, zcela nové technologie zajištění bezkolizního provozu v malých výškách. Bez ohledu na konkrétní technické technické detaily by to ovšem znamenalo naprosto zásadní zásah do téměř 100 let platných pravidel, podle nichž je bezpečnost založena na vizuálním kontaktu a autonomním zajištění vzájemných rozstupů. Je jasné, že takový "převrat" v celosvětovém letectví se zcela vymyká ekonomických možnostem i těch nejvyspělejších států světa.

Samozřejmě už vůbec nejde postupovat stylem "ono to nějak dopadne, pravděpodobnost srážky je malá". Profesionální letectví nepřipouští jakékoliv vědomé riziko, a to ani když jde o potenciální záchranu života. Navíc je potřeba mít na paměti, že v naprosté většině výzev záchranné služby, "podezřelých" ze zástavy oběhu, vůbec o zástavu oběhu nejde (reálný poměr je cca 1 skutečná NZO na 10 rizikových výzev).

 

2. Technická spolehlivost "dronů" je nepřijatelně nízká

Z hlediska leteckých standardů je spolehlivost dostupných technologií používaných při konstrukci dronů stále nepřijatelně nízká. Stávající letecké normy (např. JAR-25.1309) připouští riziko fatálního selhání konstrukce letounu 1x za 114.000 roků nepřetržitého provozu (!!!). Střední doba "životnosti" soudobých běžných komerčně dostupných dronů se přitom odhaduje na desítky, maximálně stovky hodin. Porucha jediného motoru přitom znamená pro většinu „multikoptér“ okamžitou a neodvratnou havárii. Proto předpisy zakazují jejich provoz tam, kdy by v případě pádu mohly někoho ohrozit – tj. zejména nad osídlenými místy, ulicemi, silnicemi apod. Rutinní masové použití dronů v tomto prostředí by vyžadovalo splnění podmínek certifikace na úrovni spolehlivosti o několik řádů vyšší. 

"Profesionální" drony, používané např. pro potřeby policie, jsou konstrukčně i provozně mnohem složitější, větší a dražší, ale přesto i jejich provoz nad osídlenými místy je stále velmi problematický.

 

Shrnutí: stávající ani budoucí technologie neumožní bezpečný provoz AMBULANCE-dronů ve společném (neuzavřeném) vzdušném prostoru. Segregace (vyhrazení) vzdušného prostoru pro daný účel je nereálná. Spolehlivost stávajících „dronů“ na bázi multikoptér je příliš nízká, než aby byl možný jejich bezpečný a masový provoz nad osídleným územím. Rizika a náklady na provoz celého systému výrazně převažují nad potenciálním přínosem.

*****

Závěr:


Nechtěl bych být přehnaným pesimistou a už vůbec nejsem nepřítelem nových technologií, ale technokratické představy jsou jedna věc a reálný život věc druhá. Řada ze zmiňovaných problémů je řešitelná, žádný z nich ale není řešitelný zadarmo. Letectví je navíc obor velmi „konzervativní“ (čti: držící se osvědčených a spolehlivých technologií), a jakákoliv systémová změna v něm znamená obrovské investice a dlouhé roky ověřování před zavedením do praxe. Rizika použití dronů jsou značná a reálný medicínský přínos přitom zůstává více než otazný.

Takže zde je moje soukromá prognóza co se týče dostupnosti defibrilátorů a využití dronů v ZZS:

1. Klíčovým postupem u NZO a dalších kritických stavů zůstává a ještě dlouho zůstane kvalitní první pomoc svědky události - v případě NZO zejména prováděním nepřerušovaných kompresí hrudníku;

2. Již nyní postupně dochází k širokému rozšíření AED do poloprofesionálního a profesionálního prostředí školených nezdravotníků – „first responderů“ (hasiči, policisté, horská služba a další mobilní služby);

3. K dohledné době dojde k masovému rozšíření malých, lehkých a cenově nenáročných "osobních" defibrilátorů (na cenové a množstevní úrovni hasicích přístrojů – umístěných v domech, bytech, prostředcích hromadné dopravy, soukromých autech…);

4. V delším časovém horizontu se dočkáme rutinní (neinvazivní, nebo minimálně invazivní) implantace defibrilátorů celým populačním skupinám se zvýšeným rizikem koronární příhody;

5. AMBULANCE-dron jako "létající defibrilátor" je naivní projekt, po vyčerpání dotací odsouzený k zániku. Nikdy se nedostane do rutinní praxe z důvodů absolutního nepoměru mezi ekonomickou a organizační náročností provozu a velmi sporným potenciálním medicínským přínosem. Navíc z důvodu výše zmiňovaného předpokládaného masového rozšíření "osobních" AED (viz bod 3) zanikne i potřeba rychlé dopravy defibrilátorů za postiženým.

6. Využití dronů v tísňových službách zůstane v dohledné době vyhrazené pro pozorovací a monitorovací účely v odděleném a kontrolovaném vzdušném prostoru.

 

Tak - a teď o co, že to vyjde :-)?

 

 ______________________  (c) dr. Ondřej Franěk, www.zachrannasluzba.cz ______________________