Zipline's ambitieuze medische drone-bezorging in Afrika

Je kunt de drone horen voordat hij zichtbaar is, jankend als een mug boven het heuvelachtige terrein van het Kabgayi District Hospital in Rwanda. Het kleine vliegtuig komt tevoorschijn door een mistlaag, ongeveer 30 voet in de lucht, en verdwijnt snel weer, cirkelend in een langwerpig patroon terwijl het afdaalt naar een hoogte die laag genoeg is om te vallen. Na een periode van stilte is hij plotseling terug, dobbert over het dak van Kabgayi's ongevallenafdeling om zijn lading met een plof op de oprit te laten vallen. Op de grond ligt een rode kartonnen container, ongeveer zo groot als een schoenendoos, bevestigd aan een parachute van vetvrij papier en biologisch afbreekbare tape. Het ding lijkt misschien op een kinderkunstproject, maar de inhoud is levensreddend. Stevig binnenin zitten twee eenheden menselijk bloed, die waarschijnlijk binnenkort zullen worden gebruikt voor transfusies tijdens operaties of gecompliceerde bevallingen, of om jonge slachtoffers van malaria te behandelen.

De plastic sachets met bloed behoren tot de eerste commerciële producten die ooit door drones zijn geleverd, onderdeel van een samenwerking tussen de Rwandese regering en het in Silicon Valley gevestigde roboticabedrijf Zipline, dat eind 2016 begon met de introductie van de bloeddruppels in Kabgayi. nu levert aan zeven van de 21 geplande faciliteiten, staat nog in de kinderschoenen. Toch heeft het al effect gehad. In het verleden maakte het ziekenhuispersoneel drie ritjes per week om bloedproducten te kopen in de 60 kilometer verderop gelegen hoofdstad Kigali, een heen- en terugreis van drie tot vier uur. Noodgevallen betekenden extra reizen, soms met levensbedreigende vertragingen tot gevolg. Nu tikt een laboratoriumtechnicus van Kabgayi eenvoudig een bestelling op een smartphone en het distributiecentrum van Zipline, op vijf kilometer van het ziekenhuis, zal daar binnen 15 minuten een drone hebben. Vroeger was het een serieus probleem om bloed te hebben wanneer we het nodig hadden, zegt Espoir Kajibwami, een chirurg die tot februari de medisch directeur van Kabgayi was. In noodgevallen, zegt hij, stuurt het ziekenhuis de patiënt vaak naar het nationale verwijzingsziekenhuis in Kigali in plaats van te wachten tot het bloed arriveert.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 2017

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

De bloedleveringen van Zipline komen op een moment van grote activiteit in de wereld van handel met drones. Afgelopen december, drie jaar na de aankondiging van de veelbesproken Prime Air-service, voerde Amazon zijn eerste commerciële drone-bezorging uit bij een boerderij op het platteland van Engeland. De maand ervoor voltooide de supermarktketen 7-Eleven 77 on-demand drone-leveringen van pizza, slurpees en zelfzorggeneesmiddelen aan klanten in Reno, Nevada. UPS, dat de activiteiten van Zipline heeft helpen financieren via een subsidie ​​van $ 1,1 miljoen van zijn liefdadigheidsinstelling, leverde in februari een pakket af met een drone die werd gelanceerd vanaf de bovenkant van een van zijn kenmerkende bruine vrachtwagens. Flirtey, de drone-maker achter de 7-Eleven-pilot, heeft ook de levering van medicijnen getest in delen van Appalachia met een te lage voorraad. Een ander Amerikaans bedrijf, Matternet, heeft in samenwerking met UNICEF testvluchten uitgevoerd om hiv-testkits voor baby's te leveren in Malawi.

Toch is Zipline, dat drones met vaste vleugels gebruikt die een groter bereik hebben en veerkrachtiger zijn bij slecht weer dan de meer gebruikelijke multicopter-modellen, de eerste ter wereld die regelmatige levering van medische noodhulpmiddelen aanbiedt.

Het bedrijf, opgericht in 2011 onder de naam Romotive, verwierf eerst bekendheid als de maker van Romo, een door een iPhone aangedreven robothuisdier, voordat CEO Keller Rinaudo besloot een product te zoeken dat een grotere sociale impact zou hebben. Al snel speurden hij en Zipline-medeoprichters William Hetzler en Keenan Wyrobek de derde wereld af om te ontdekken hoe op drones gebaseerde logistiek levens kan helpen redden.

Een Zipline-technicus gebruikt een katapultmechanisme om een ​​drone met bloedzakjes naar het Kabgayi-ziekenhuis te lanceren. Zodra een drone boven het ziekenhuis is, valt het pakket via een parachute op de grond.

Tijdens twee afzonderlijke reizen naar Tanzania in 2014 ontmoetten Rinaudo en Hetzler, die eerst als eerstejaars van Harvard hadden samengewerkt om een ​​klimsportschool op de campus te bouwen, een onderzoeker die samenwerkte met een lokale ngo die een op tekstberichten gebaseerde systeem voor gezondheidstoezicht. Via een netwerk van gezondheidswerkers in de gemeenschap volgde het project honderden noodsituaties op gezondheidsgebied in het hele land, waaronder slangenbeten, mogelijke gevallen van hondsdolheid en ernstige bloedingen na de bevalling. Vaak echter was het op tijd bereiken van patiënten op afstand met behandeling onbetaalbaar of logistiek onmogelijk. Je hebt deze database vol tragische menselijke verhalen, zegt Hetzler, 30. Het voor de hand liggende ontbrekende stuk was een manier om heel snel op die vraag te reageren en het product op een plek te krijgen waar het anders niet gemakkelijk toegankelijk is. Het paar kwam weg van hun bezoeken met het gevoel dat ze dat konden bouwen.

Onder de technische leiding van Wyrobek gingen de ingenieurs van Zipline aan de slag op het hoofdkantoor van het bedrijf in Half Moon Bay, Californië, waar ze een vaartuig ontwikkelden met dubbele elektromotoren die een laadvermogen van 1,5 kilogram konden dragen en in bijna alle weersomstandigheden konden werken. Naarmate de technologie vorderde, kwam Rwanda naar voren als een ideale plek om de Zipline-visie te testen. Net als Tanzania, de oostelijke buur, herbergt het kleine Oost-Afrikaanse land een overwegend landelijke bevolking die wordt geplaagd door transportproblemen. Een meerderheid van de 478 gezondheidscentra van Rwanda, en veel van de 35 districtsziekenhuizen, zijn alleen toegankelijk via slecht onderhouden onverharde wegen, die vaak in de beroemde duizend heuvels kronkelen en moeilijk per voertuig te doorkruisen zijn, vooral tijdens het tweejaarlijkse regenseizoen . In tegenstelling tot Tanzania is Rwanda echter compact: met 12 miljoen mensen in een gebied zo groot als Maryland is het het dichtstbevolkte land op het vasteland van Afrika. Dit betekende dat de drones van Zipline, die een vliegbereik van 150 kilometer hebben, bijna de helft van het land konden bedienen vanaf een enkele lanceerplaats.

Het idee van Zipline sloeg aan bij de Rwandese autoriteiten, waaronder de burgerluchtvaartorganisatie van het land, die de regelgeving veranderde om zijn drones te laten werken. Medio 2016 tekende Zipline een deal met de Rwandese overheid om een ​​distributiecentrum te bouwen nabij de stad Muhanga.

Laborant Prosper Uzabakiriho haalt een pakket op voor Kabgayi Hospital met daarin bloed dat met een papieren parachute van de Zipline-drone is gevallen.

Deze locatie op een heuveltop, gebouwd op een voormalig maïsveld, staat nu bekend als het nest: een omheind perceel bestaande uit een witte tent in circusstijl met een bloedopslag, 13 drones (bijgenaamd ritsen) en een kleine staf van jonge Amerikanen en Rwandezen. Aan de ene kant van de tent gebruiken twee roestvrijstalen draagraketten, die in tegengestelde richting zijn gericht om rekening te houden met veranderende winden, een systeem van bungee-katrollen om de 12-kilogram-drones met 84 kilometer per uur de lucht in te katapulteren. Aan de andere kant dempen twee bruine opblaasbare matten de landing van de ritsen bij terugkomst. Als de drones eenmaal in de lucht zijn en over een golvend landschap met bananenbomen, cassavevelden en huizen met tinnen dak vliegen, houdt een operator hun pad in de gaten op een iPad en houdt hij constant contact met de luchtverkeersleiding in Kigali. Alle routes, ontwikkeld met behulp van een 3D-satellietkaart gevolgd door gedetailleerde handmatige grondonderzoeken, zijn voorgeprogrammeerd met behulp van realtime kinematische satellietnavigatie, die - samen met een traagheidsnavigatiesysteem - ervoor zorgt dat de lading binnen een doelgebied van vijf meter valt in diameter. Nauwkeurigheid is uiterst belangrijk, zegt Hetzler, eraan toevoegend dat als de druppels minder precies waren, pakketten op daken, in bomen of op andere ontoegankelijke plekken zouden kunnen komen die de operatie zouden kunnen vernietigen. Hij zegt dat het bedrijf technologie ontwikkelt die het grondonderzoeksproces zal automatiseren.

Zipline's plannen voor Rwanda omvatten opschaling naar een breed scala aan medische producten, waaronder noodvaccins tegen hondsdolheid; medicijnen voor de behandeling van hiv, tuberculose en malaria; anticonceptiva; en diagnostische testkits.

Toch was bloed een natuurlijk uitgangspunt. Het is immers slechts 42 dagen houdbaar, moet gekoeld bewaard worden en is vaak met spoed nodig.

Tegenwoordig slaat het Rwandese ministerie van Volksgezondheid bloed op in een nationaal centrum in Kigali en vier regionale depots in het hele land; de 58 faciliteiten die zijn uitgerust om bloedtransfusies af te handelen, voornamelijk ziekenhuizen, houden een kleine inventaris bij van veelvoorkomende bloedgroepen en moeten voortdurend worden aangevuld vanuit de depots of het nationale centrum. Soms is de voorraad die voorhanden is voldoende voor noodtransfusies. Vaak niet, vooral als de patiënt een minder vaak voorkomende bloedgroep heeft. In deze gevallen moet de instelling de patiënt doorverwijzen of het bloed ophalen met de auto, motor of vrachtwagen.

Zwangere vrouwen behoren tot de personen die het meest kwetsbaar zijn voor vertragingen bij de levering van bloed. Hoewel het moedersterftecijfer in Rwanda sinds 2000 met meer dan tweederde is gedaald, een verbetering die verband houdt met een toename van het gebruik van anticonceptiemiddelen en het weggaan van thuisbevallingen, blijven complicaties van bevallingen een belangrijke doodsoorzaak. De wereld Gezondheidsorganisatie schattingen dat Rwanda één moedersterfte heeft voor elke 344 levendgeborenen, 20 keer het aantal in de Verenigde Staten en 97 keer het aantal in de best presterende landen in Europa. Meer dan de helft van de moedersterfte vindt plaats na de bevalling en 26 procent is het gevolg van bloedingen. Een snellere, betrouwbaardere toegang tot bloed zou dit aantal kunnen helpen verminderen, samen met het verlies van levens door ongevallen en door malaria veroorzaakte bloedarmoede, wat vaak voorkomt bij kleine kinderen.

Kabgayi, een van de grootste districtsziekenhuizen van Rwanda, heeft te maken met een grotere vraag naar bloed dan de meeste andere. De faciliteit uit het koloniale tijdperk, verschillende verouderde bakstenen gebouwen op de plaats van een voormalige katholieke missie, gebruikt tot 100 eenheden per maand, volgens Kajibwami, de voormalige medische directeur. Ongeveer de helft van die vraag komt van de kraamafdeling, die in 2016 meer dan 4.600 geboorten registreerde. Het grote aantal patiënten van het ziekenhuis bleek op een ochtend in februari uit de menigte die op houten banken zat in de openluchtreceptie: vrouwen in jurken met kleurrijke patronen, mannen in rafelige jasjes, geüniformeerde schoolkinderen en zelfs een kleine groep gevangenen gekleed in roze en oranje jassen.

Hoewel veel Kabgayi-patiënten uit moeilijk bereikbare omliggende dorpen komen, is het ziekenhuis zelf, dat vlak bij een goed onderhouden verharde weg naar Kigali ligt, niet moeilijk te bereiken. De faciliteit bevindt zich ook te dicht bij het distributiecentrum van Zipline voor leveringen met drones om veel zin te hebben in afwezigheid van plannen om op te schalen naar andere ziekenhuizen: als de drones niet naar behoren zouden werken, ging het bedrijf ervan uit dat het bij het selecteren van Kabgayi als zijn inaugurele locatie nog steeds bloed zou kunnen leveren snel per vrachtwagen. Toch zijn de meeste faciliteiten die Zipline van plan is te bedienen aanzienlijk meer afgelegen. Het personeel van het Muhororo District Hospital, de tweede pilotfaciliteit van Zipline, die eind februari voor het eerst met een drone werd afgeleverd, kon een hele dag vechten tegen onverharde onverharde wegen en af ​​en toe een aardverschuiving om bloed in Kigali te verzamelen.

'Nauwkeurigheid is enorm belangrijk.'

De impact van Zipline is moeilijk te kwantificeren. De moeilijkheid om toegang te krijgen tot bloed is niet de enige factor die effectieve zorg in de weg staat: er is een tekort aan artsen en ander geschoold personeel en veel patiënten hebben moeite om medische voorzieningen te bereiken. Een meerderheid van de zwangere vrouwen is van plan om te bevallen in minder uitgeruste, meer afgelegen gezondheidscentra die doorgaans geen artsen of bloedtransfusiemogelijkheden hebben. Gecompliceerde geboorten worden daarom meestal doorverwezen naar ziekenhuizen - een proces dat kritieke vertragingen in de behandeling kan veroorzaken waar drones geen antwoord op hebben.

Weinigen in Rwanda, een zeer autoritaire staat , durf openlijk kritiek te uiten op de overheid of haar programma's. Maar velen die over het project hebben gehoord, zijn privé sceptisch en vragen zich af waarom autoriteiten investeren in onbewezen hightech-gizmo's wanneer de vraag naar fundamentele zaken zoals ambulances en gezondheidswerkers nog steeds het aanbod overtreft. Voor sommige critici zou het belangrijkste voordeel van het project de goede PR kunnen zijn die het genereert, die afleidt van de Rwandese regering. vlekkerig mensenrechtenrecord en de acute niveaus van armoede in een groot deel van het land. Rwanda, dat sterk afhankelijk is van buitenlandse hulp, heeft zichzelf lange tijd op de markt gebracht als een regionaal centrum van technologie en innovatie - een idee dat meer een ambitie en een strategie blijft om belangstelling van buitenaf te genereren, dan een weerspiegeling van de huidige realiteit.

Het helpt niet dat de kosten van het project niet bekend worden gemaakt. De regering van Rwanda betaalt Zipline een vaste prijs per levering, met een minimale volumegarantie, maar geen van beide zal de voorwaarden bekendmaken. Hetzler geeft toe dat routinematige leveringen van drones voor het aanvullen van de bevoorrading voorlopig duurder zijn dan standaard ritten over de weg, maar hij zegt dat zijn drones kosten hebben bespaard in noodgevallen. Bovendien, zo stelt hij, zullen de routinekosten worden gecompenseerd als Zipline een veel flexibelere toeleveringsketen mogelijk maakt - zowel voor bloed als voor duurzamere producten zoals medicijnen - waarin minder items hoeven te worden bewaard bij last-mile-faciliteiten, verspilling tot een minimum wordt beperkt en meer stock-outs effectief te voorkomen. En als algemene regel geldt dat de kosten per levering moeten dalen naarmate het vluchtvolume toeneemt. Bruce Y. Lee, een professor aan de Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, die vorig jaar een onderzoeksteam leidde dat een op drones gebaseerde vaccintoeleveringsketen in Mozambique simuleerde, zegt dat drones zeker het potentieel hebben om zowel de kosten te verlagen als de vraagvervulling te vergroten, afhankelijk van de frequentie van vluchten, de afgelegde afstanden en de snelheid van de ritten op lokale wegen.

In het geval van Zipline betekent een betere logistiek ook dat faciliteiten toegang hebben tot producten met een kortere houdbaarheid of unieke opslagvereisten. Naast alle soorten bloedeenheden, biedt de bestaande service van Zipline bloedplaatjes, vers ingevroren plasma en cryoprecipitaat, die allemaal de bloedstolling bevorderen en voorheen onderbenut werden omdat ze te moeilijk waren om op te slaan in gezondheidsfaciliteiten.

Een vollediger beeld van de impact van Zipline op Rwanda zal waarschijnlijk enige tijd geen vorm krijgen. Na de start van de activiteiten in Muhororo en vijf extra locaties, werkt het bedrijf aan de levering aan de 14 andere geplande faciliteiten tegen het einde van dit jaar. Naast de introductie van nieuwe producten, is Zipline van plan een tweede distributiecentrum te bouwen in het oosten van het land. Dit, samen met drones van de toekomstige generatie die naar verwachting een groter bereik zullen hebben, zou het mogelijk maken om heel Rwanda te bestrijken, behalve Kigali, waar producten al in voldoende hoeveelheden zijn opgeslagen.

De wachtkamer in de open lucht in Kabgayi, een van de grootste districtsziekenhuizen van Rwanda.

Jongens voetballen op een heuveltop. Kigali is op de achtergrond.

Er zitten ook nog andere landen in de pijplijn. Volgens Hetzler heeft een lange lijst van regeringen interesse getoond in de technologie van Zipline, en het bedrijf heeft al overeenkomsten geëtst met het Tanzaniaanse ministerie van Defensie en de burgerluchtvaartautoriteit die het in staat zouden stellen om daar als volgende te lanceren. Om de uitbreiding te financieren, heeft Zipline afgelopen zomer $ 25 miljoen opgehaald, waarmee het totale opgehaalde kapitaal op $ 43 miljoen kwam. Toch kiest het zijn volgende locaties zorgvuldig, waarbij prioriteit wordt gegeven aan landen die een kans bieden op sociale impact en die bereid zijn de nodige wijzigingen in de regelgeving door te voeren en een stevig financieel engagement aan te gaan. Uiteindelijk wil Zipline ook opereren in rijkere landen, waaronder de Verenigde Staten, waar de regelgeving momenteel dronevluchten beperkt tot binnen het gezichtsveld van een operator, zonder speciale beoordeling.

Terug in het Kabgayi-ziekenhuis zeggen gezondheidswerkers dat de dienst al heeft geholpen. In het moderne laboratoriumgebouw, waar bloed wordt gekoeld in een kleine kamer met keramische tegels, zegt Prosper Uzabakiriho, een witgecoate laboratoriumtechnicus, dat het bezuinigen op lange autoritten naar Kigali ervoor heeft gezorgd dat veel patiënten sneller kunnen worden behandeld en bevrijd tijd voor het personeel om hun taken uit te voeren. Op het moment van mijn bezoek half februari had de faciliteit sinds het begin van het jaar gemiddeld 11 leveringen per week ontvangen en was ze tijdens normale kantooruren volledig afhankelijk van Zipline voor bloedproducten. Eind mei was dat opgelopen tot 20 per week, inclusief weekendleveringen. De burgerluchtvaartautoriteit van Rwanda heeft het nog geen groen licht gegeven om 's nachts te opereren, dus Kabgayi zal voor noodgevallen na sluitingstijd blijven vertrouwen op zijn voormalige bloedleverancier in Kigali. (Volgens het ministerie van Volksgezondheid blijven de vijf bestaande bloeddepots van het land, die ook dienen als centra voor bloeddonatie, in bedrijf, zelfs als Zipline opschaalt.)

De chirurg Kajibwami zegt dat de dienst hem heeft geholpen om te reageren op een bijzonder urgent geval: een vrouw die bloedingen begon te krijgen na een operatie om een ​​buitenbaarmoederlijke zwangerschap te verwijderen. De daaropvolgende operatie, die een gedeeltelijke hysterectomie met zich meebracht, vereiste zes eenheden bloed, meer dan Kabgayi in voorraad had, en dus werd Zipline dringend gebeld. De arts kan niet zeggen of de patiënt onder andere omstandigheden zou zijn overleden. Toch is hij dankbaar voor de tijdige levering. Het was heel erg, zegt hij over haar toestand. Het zou heel moeilijk zijn geweest om het te beheren.

zich verstoppen