Ziplines ambitiösa medicinska drönareleverans i Afrika

Du kan höra drönaren innan den är synlig, gnällande som en mygga ovanför bergssluttningen vid Rwandas Kabgayi District Hospital. När det dyker upp genom en dimma, ungefär 100 fot i luften, försvinner det lilla planet snabbt igen och cirkulerar i ett avlångt mönster när det sjunker mot en höjd som är tillräckligt låg för att släppa. Efter en period av tystnad är den plötsligt tillbaka och sveper över taket på Kabgayis olycksfallsavdelning för att tappa sin nyttolast på uppfarten med en duns. På marken ligger en röd kartongbehållare, ungefär lika stor som en skokartong, fäst vid en fallskärm gjord av vaxpapper och biologiskt nedbrytbar tejp. Tillsatsen kan likna ett barns konstprojekt, men dess innehåll är livräddande. Tätt packade inuti ligger två enheter människoblod, som förmodligen snart kommer att användas för transfusioner vid operationer eller komplicerade förlossningar, eller för att behandla unga malariaoffer.

Plastpåsarna med blod är bland de första kommersiella produkterna som någonsin levererats av drönare, en del av ett partnerskap mellan den rwandiska regeringen och det Silicon Valley-baserade robotföretaget Zipline, som började introducera bloddropparna i Kabgayi i slutet av 2016. Tjänsten, som levererar nu till sju av 21 planerade anläggningar, är fortfarande i sin linda. Ändå har det redan fått genomslag. Tidigare körde sjukhuspersonal tre bilturer per vecka för att skaffa blodprodukter i huvudstaden Kigali, 60 kilometer bort, en tre till fyra timmar lång tur och retur. Nödsituationer innebar ytterligare resor – ibland resulterade i livshotande förseningar. Nu kan en laboratorietekniker från Kabgayi helt enkelt ta fram en beställning på en smartphone och Ziplines distributionscenter, som ligger fem kilometer från sjukhuset, kommer att ha en drönare där inom 15 minuter. Förut var det ett allvarligt problem att ha blod när vi behövde det, säger Espoir Kajibwami, en kirurg som fungerade som Kabgayis medicinska chef fram till februari. I akuta fall, säger han, skickade sjukhuset ofta patienten till det nationella remisssjukhuset i Kigali i stället för att vänta på att blodet skulle komma.

Den här historien var en del av vårt julinummer 2017

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Ziplines blodleveranser kommer i en tid av stor aktivitet i världen av drönaraktiverad handel. I december förra året, tre år efter att ha tillkännagett sin mycket omtalade Prime Air-tjänst, genomförde Amazon sin första kommersiella drönarleverans till en bondgård på landsbygden i England. Månaden innan genomförde närbutikskedjan 7-Eleven 77 drönarleveranser på begäran av pizza, Slurpees och receptfria läkemedel till kunder i Reno, Nevada. UPS, som har hjälpt till att finansiera Ziplines verksamhet genom ett anslag på 1,1 miljoner dollar från dess välgörenhetsstiftelse, levererade ett paket i februari med en drönare som sjösattes från toppen av en av sina bruna signaturbilar. Flirtey, drönartillverkaren bakom 7-Eleven-piloten, har också testat leverans av mediciner i underfyllda delar av Appalachia. Ett annat amerikanskt företag, Matternet, har genomfört testflygningar i samarbete med UNICEF för att leverera hiv-testkit för spädbarn i Malawi.

Ändå är Zipline, som använder fastvingade drönare som har större räckvidd och är mer motståndskraftiga i dåligt väder än de vanligare multikoptermodellerna, först i världen med att erbjuda regelbunden leverans av akutmedicinska produkter.

Företaget grundades 2011 under namnet Romotive och blev först känt som tillverkaren av Romo, ett iPhone-drivet robothusdjur, innan VD Keller Rinaudo bestämde sig för att söka en produkt som skulle ha en större social påverkan. Snart letade han och Ziplines medgrundare William Hetzler och Keenan Wyrobek i utvecklingsvärlden för att lära sig hur drönarbaserad logistik kan hjälpa till att rädda liv.

En Zipline-tekniker använder en katapultmekanism för att skjuta upp en drönare som bär blodpåsar mot Kabgayisjukhuset. När en drönare väl är över sjukhuset faller dess paket till marken via fallskärm.

På två separata resor till Tanzania 2014 träffade Rinaudo och Hetzler, som först arbetade tillsammans som förstaårsstudenter från Harvard för att bygga ett klättergym på campus, en forskare som arbetade med en lokal icke-statlig organisation som hade skapat ett textmeddelandebaserat hälsoövervakningssystem. Genom ett nätverk av vårdpersonal i samhället spårade projektet hundratals nödsituationer i hela landet, inklusive ormbett, möjliga rabiesfall och allvarliga blödningar efter förlossningen. Ofta var det dock kostsamt eller logistiskt omöjligt att nå avlägsna patienter med behandling i tid. Du har den här databasen full av tragiska mänskliga berättelser, säger Hetzler, 30. Den uppenbara saknade biten var ett sätt att mycket snabbt svara på den efterfrågan och få produkten till en plats där den annars inte är lättillgänglig. Paret kom bort från sina besök och kände att de kunde bygga det.

Under teknisk ledning av Wyrobek fick Ziplines ingenjörer arbeta vid företagets huvudkontor i Half Moon Bay, Kalifornien, med att utveckla ett farkost med dubbla elmotorer som kunde bära en 1,5-kilos nyttolast och fungera i nästan alla väder. Allt eftersom tekniken fortskred framstod Rwanda som en idealisk plats för att testa Zipline-visionen. I likhet med Tanzania, dess granne i öster, är det lilla östafrikanska landet hem för en övervägande landsbygdsbefolkning som plågas av transportutmaningar. En majoritet av Rwandas 478 vårdcentraler, och många av dess 35 distriktssjukhus, kan endast nås via dåligt underhållna obanade vägar, som ofta går i spiral i dess berömda tusen kullar och är svåra att ta sig fram med fordon, särskilt under regnperioden två gånger om året. . Till skillnad från Tanzania är Rwanda dock kompakt: med 12 miljoner människor i ett område lika stort som Maryland är det det mest tätbefolkade landet på Afrikas fastland. Detta innebar att Ziplines drönare, som har en flygräckvidd på 150 kilometer, kunde tjäna nästan halva landet från en enda uppskjutningsplats.

Ziplines idé fångade rwandiska myndigheter, inklusive landets civila luftfartsorgan, som ändrade reglerna för att göra det möjligt för sina drönare att fungera. I mitten av 2016 skrev Zipline på ett avtal med den rwandiska regeringen om att bygga ett distributionscenter nära staden Muhanga.

Laboratorieteknikern Prosper Uzabakiriho samlar in ett paket till Kabgayi Hospital som innehåller blod som tappats med pappersfallskärm från Zipline-drönaren.

Denna plats på en kulle, uppförd på ett före detta majsfält, är nu känt som boet: en inhägnad tomt som består av ett vitt tält i cirkusstil med en anläggning för blodförvaring, 13 drönare (med smeknamnet blixtlås) och en liten personal med ungar amerikaner och rwandier. På ena sidan av tältet använder två bärraketer i rostfritt stål, som är vända i motsatta riktningar för att ta hänsyn till växlande vindar, ett system av bungee-remskivor för att slunga de 12 kilo tunga drönarna i luften i 84 kilometer i timmen. På den andra dämpar två bruna uppblåsbara mattor dragkedjornas landning vid retur. När drönarna väl är luftburna och kryssar över ett böljande landskap prickat med bananträd, kassavafält och hus med plåttak, övervakar en operatör deras väg på en iPad och håller konstant kontakt med flygledningen i Kigali. Alla rutter, utvecklade med hjälp av en 3D-satellitkarta följt av detaljerade manuella markundersökningar, är förprogrammerade med hjälp av kinematisk satellitnavigering i realtid, som tillsammans med ett tröghetsnavigeringssystem gör att nyttolasten kan falla inom ett målområde fem meter i diameter. Noggrannhet är oerhört viktigt, säger Hetzler och tillägger att om dropparna var mindre exakta kan paket hamna på tak, i träd eller på andra otillgängliga platser som kan förstöra operationen. Han säger att företaget utvecklar teknik som kommer att automatisera markmätningsprocessen.

Ziplines planer för Rwanda inkluderar uppskalning till ett brett utbud av medicinska produkter, inklusive akuta rabiesvacciner; läkemedel för att behandla HIV, tuberkulos och malaria; preventivmedel; och diagnostiska testsatser.

Ändå representerade blod en naturlig utgångspunkt. Den har trots allt en hållbarhet på bara 42 dagar, måste förvaras i kyl och behövs ofta akut.

Idag lagrar Rwandas hälsoministerium blod på ett nationellt centrum i Kigali och fyra regionala depåer runt om i landet; dess 58 anläggningar utrustade för att hantera blodtransfusioner, främst sjukhus, håller ett litet lager av vanliga blodtyper och måste kontinuerligt fylla på lager från depåerna eller det nationella centret. Ibland räcker det förråd som finns till hands för akuta transfusioner. Ofta är det inte det, särskilt om patienten har en mindre vanlig blodgrupp. I dessa fall måste anläggningen hänvisa patienten eller samla in blodet med bil, motorcykel eller lastbil.

Bland de individer som är mest sårbara för förseningar med blodleverans är gravida kvinnor. Även om Rwandas mödradödlighet har sjunkit med mer än två tredjedelar sedan 2000, en förbättring kopplad till ökad användning av preventivmedel och en flytt från hemfödslar, är komplikationer av förlossning fortfarande en ledande dödsorsak. Världshälsoorganisationen uppskattningar att Rwanda har en mödradöd per 344 levande födslar, 20 gånger så hög som i USA och 97 gånger så hög som i de bäst presterande länderna i Europa. Mer än hälften av mödrarnas dödsfall inträffar efter förlossningen och 26 procent är resultatet av blödningar. Snabbare, mer tillförlitlig tillgång till blod skulle kunna bidra till att minska detta antal, tillsammans med förlorade liv på grund av olyckor och malaria-inducerad anemi, som är vanligt hos små barn.

Kabgayi, ett av Rwandas största distriktssjukhus, möter en högre efterfrågan på blod än de flesta. Anläggningen från kolonialtiden, flera åldrande tegelbyggnader på platsen för en tidigare katolsk mission, använder upp till 100 enheter per månad, enligt Kajibwami, den tidigare medicinska chefen. Ungefär hälften av efterfrågan kommer från förlossningsavdelningen, som registrerade mer än 4 600 förlossningar under 2016. Sjukhusets höga patientvolym var uppenbart en februarimorgon från folkmassan som satt på träbänkar i sin utomhusmottagning: kvinnor i färgglada mönstrade klänningar, män i slitna jackor, uniformerade skolbarn och till och med en liten grupp fångar klädda i rosa och orange kittel.

Även om många Kabgayi-patienter kommer från svåråtkomliga omgivande byar, är själva sjukhuset, som ligger precis vid en välskött asfalterad väg till Kigali, inte svårt att komma åt. Anläggningen är också för nära Ziplines distributionscenter för drönarleveranser för att vara meningsfulla frånvarande planer på att skala upp till andra sjukhus: om dess drönare inte fungerade korrekt, räknade företaget med att när de valde Kabgayi som sin invigningsplats, skulle det fortfarande kunna leverera blod snabbt med lastbil. Ändå är de flesta av de faciliteter Zipline planerar att underhålla betydligt mer avlägsna. Personal på Muhororo District Hospital – Ziplines andra pilotanläggning, som fick sin första drönarleverans i slutet av februari – kunde tillbringa en hel dag med att kämpa mot rutiga grusvägar och enstaka jordskred för att ta blodprov i Kigali.

Noggrannhet är oerhört viktigt.

Ziplines inverkan är svår att kvantifiera. Svårigheter att få tillgång till blod är inte den enda faktorn som hämmar effektiv vård: läkare och annan kunnig personal är en bristvara, och många patienter har problem med att nå medicinska inrättningar. En majoritet av gravida kvinnor planerar att förlossa sig på mindre utrustade, mer avlägsna hälsoinrättningar som vanligtvis saknar läkare eller blodtransfusionskapacitet. Komplicerade förlossningar hänvisas därför vanligtvis till sjukhus - en process som kan orsaka kritiska förseningar i behandlingen som drönare inte har något svar på.

Få i Rwanda, en mycket auktoritär stat , våga öppet kritisera regeringen eller dess program. Ändå är många som har hört talas om projektet skeptiska privat och ifrågasätter varför myndigheter investerar i oprövade högteknologiska prylar när efterfrågan på grundläggande saker som ambulanser och sjukvårdspersonal fortfarande överstiger utbudet. För vissa kritiker kan projektets viktigaste fördel vara den goda PR som det genererar, vilket distraherar från den rwandiska regeringens ojämn mänskliga rättigheter och den akuta nivåer av fattigdom i stora delar av landet. Rwanda, som är starkt beroende av utländskt bistånd, har länge marknadsfört sig som ett regionalt nav för teknik och innovation – en idé som förblir mer av en strävan och en strategi för att skapa intresse utifrån än en återspegling av den nuvarande verkligheten.

Det hjälper inte att projektets kostnader inte avslöjas. Rwandas regering betalar Zipline ett fast pris per leverans, med en minimivolymgaranti, men ingen av dem kommer att avslöja villkoren. Hetzler medger att rutinmässiga drönarleveranser för att fylla på lager för närvarande är dyrare än vanliga resor på väg, men han säger att hans drönare har minskat kostnaderna i nödsituationer. Dessutom, hävdar han, kommer rutinkostnader att kompenseras om Zipline möjliggör en mycket smidigare försörjningskedja – för såväl blod som mer hållbara produkter som mediciner – där färre föremål måste förvaras på sista milen, vilket minimerar avfall och mer. effektivt förhindra stock-outs. Och som en allmän regel bör kostnaderna per leverans minska när flygvolymen ökar. Bruce Y. Lee, professor vid Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health som ledde ett forskarlag förra året som simulerade en drönarbaserad vaccinförsörjningskedja i Moçambique, säger att drönare verkligen har potentialen att både minska kostnaderna och öka efterfrågan. beroende på frekvensen av flygningar, tillryggalagda sträckor och hastigheten på resor på lokala vägar.

I Ziplines fall innebär bättre logistik också att anläggningar kan komma åt produkter med kortare hållbarhet eller unika lagringskrav. Förutom blodenheter av alla slag, erbjuder Ziplines befintliga tjänst blodplättar, färskfryst plasma och kryoprecipitat, som alla främjar blodkoagulering och tidigare var underutnyttjade eftersom de var för svåra att lagra på hälsoinrättningar.

En mer fullständig bild av Ziplines inverkan på Rwanda kommer förmodligen inte att ta form på ett tag. Efter att ha påbörjat sin verksamhet i Muhororo och ytterligare fem anläggningar, arbetar företaget för att påbörja leveranser till de 14 andra planerade anläggningarna i slutet av detta år. Förutom att introducera nya produkter planerar Zipline att bygga ett andra distributionscenter i landets öst. Detta, tillsammans med den framtida generationens drönare som förväntas ha längre räckvidder, skulle göra det möjligt för den att täcka hela Rwanda utom Kigali, där produkterna redan finns i lager i tillräckliga mängder.

Väntrummet utomhus på Kabgayi, ett av Rwandas största distriktssjukhus.

Pojkar spelar fotboll på en kulle. Kigali är i bakgrunden.

Ytterligare länder är också på gång. Enligt Hetzler har en lång rad regeringar uttryckt intresse för Ziplines teknologi, och företaget har redan etsat avtal med Tanzanias försvarsministerium och civila luftfartsmyndighet som skulle göra det möjligt för det att lansera där nästa. För att finansiera sin expansion tog Zipline in 25 miljoner dollar förra sommaren, vilket gjorde att det totala kapitalet uppgick till 43 miljoner dollar. Ändå väljer man sina nästa platser noggrant, med en prioritet ges till länder som erbjuder en chans till social påverkan och är villiga att göra nödvändiga regeländringar och ett fast ekonomiskt åtagande. Så småningom siktar Zipline också på att verka i rikare länder, inklusive USA, där regleringar för närvarande begränsar drönarflyg till en operatörs visuella synfält utan särskild granskning.

Tillbaka på Kabgayisjukhuset säger sjukvårdspersonal att tjänsten redan har hjälpt. Inne i den moderna laboratoriebyggnaden, där blod kyls i ett litet rum med keramiska kakel, säger Prosper Uzabakiriho, en vitbelagd labbtekniker, att genom att dra ner på långa bilresor till Kigali har många patienter kunnat behandlas snabbare och frigöras. tid för personalen att utföra sina uppgifter. Vid tiden för mitt besök i mitten av februari hade anläggningen fått i genomsnitt 11 leveranser per vecka sedan början av året och var helt beroende av Zipline för blodprodukter under normala kontorstid. I slutet av maj hade det klättrat till 20 per vecka, inklusive helgleveranser. Rwandas civila luftfartsmyndighet har ännu inte gett klartecken att arbeta på natten, så Kabgayi kommer att fortsätta att lita på sin tidigare blodleverantör i Kigali för nödsituationer efter öppettider. (Enligt hälsoministeriet kommer landets fem befintliga bloddepåer, som också fungerar som centrum för bloddonation, att fortsätta vara i drift även när Zipline skalar upp.)

Kirurgen Kajibwami krediterar tjänsten för att ha hjälpt honom att svara på ett särskilt akut fall: en kvinna som började blöda efter operation för att ta bort en utomkvedshavandeskap. Den efterföljande operationen, som innebar en partiell hysterektomi, krävde sex enheter blod, mer än vad Kabgayi hade i lager, och därför ringdes ett brådskande samtal till Zipline. Läkaren kan inte säga om patienten skulle ha dött under andra omständigheter. Ändå är han tacksam för leveransen i rätt tid. Det var väldigt illa, säger han om hennes tillstånd. Det skulle ha varit väldigt svårt att hantera det.

Dölj