Erica Frenkel: Das Universalanästhesiegerät

Was passiert wenn während einer Operation der Strom ausfällt? Kein Licht, kein Sauerstoff – und die Narkose hört auf zu fließen. Dies geschieht ständig in Krankenhäusern überall auf der Welt und so werden Routineoperationen zu Tragödien. Erica Frenkel präsentiert eine mögliche Lösung: das Universalanästhesiegerät.

Ich möchte Ihnen heute etwas

von Medizintechnik in Ländern mit begrenzten Ressourcen erzählen.

Ich untersuche die Gesundheitssysteme in diesen Ländern.

Und eine der größten Lücken

in der Pflege ist fast überall

der Zugang zu sicheren Operationsmethoden.

Einer der größten Engpässe, den wir gefunden haben,

und der sowohl den Zugang

als auch die sichere Ausführung

der Operationen verhindert, ist die Anästhesie.

Tatsächlich erwarten wir von

einem bestimmten Modell, dass es Anästhesie

in diesen Ländern bereitstellt.

Hier sehen Sie eine Szene, die Sie in einem OP

überall in den USA oder jeder anderen Industrienation finden könnten.

Im Hintergrund

steht ein hochentwickeltes Anästhesiegerät.

Und dieses Gerät kann

Operationen ermöglichen und Leben retten,

weil es speziell für diese

Umgebung entwickelt wurde.

Damit die Maschine funktioniert, benötigt sie eine Menge Dinge,

die dieses Krankenhaus zu bieten hat.

Sie benötigt einen besonders gut ausgebildeten Anästhesisten,

der jahrelange Übung mit komplexen Maschinen hat,

damit der Fluss des Narkosegases überwacht wird

und die Patienten während der Operation

sicher und narkotisiert sind.

Es ist eine empfindliche Maschine, die mit Computeralgorithmen arbeitet,

sie benötigt besondere Pflege, um sie am Laufen zu halten,

und sie ist sehr fehleranfällig.

Wenn sie kaputt geht, benötigt man ein Team biomedizinischer Techniker,

die ihre Komplexität verstehen,

sie reparieren können, Ersatzteile besorgen und dafür sorgen,

dass sie weiterhin Leben rettet.

Es handelt sich hier um eine ziemlich teure Maschine.

Das Krankenhaus muss ein Budget haben,

das zur Unterhaltung der Maschine ausreicht,

was über 50.000 oder 100.000 Dollar kosten kann.

Und ganz offensichtlich –

und vielleicht ist das am Wichtigsten –

und die genannten Konzepte,

illustrieren dies sozusagen –

man benötigt eine Infrastruktur,

die eine ungestörte Zufuhr

von Strom, von komprimiertem Sauerstoff

und von anderen medizinischen Hilfsstoffen gewährleistet,

die so entscheidend für das Funktionieren

dieser Maschine sind.

Mit anderen Worten: Diese Maschine benötigt viele Hilfsmittel,

die das folgende Krankenhaus nicht bieten kann.

Dies ist die Elektrizitätsversorgung

eines Krankenhauses in einem ländlichen Gebiet in Malawi.

In diesem Krankenhaus

gibt es eine Person, die ausgebildet ist,

eine Narkose zu durchzuführen,

weil sie 12 oder vielleicht 18 Monate

Ausbildung in Anästhesie hat.

Im Krankenhaus und in der gesamten Region

gibt es nicht einen einzigen biomedizinischen Techniker.

Wenn also diese Maschine kaputt geht,

dann geht das Arbeitswerkzeug kaputt,

dann muss man eine Lösung finden, aber meistens gibt es keinen Ausweg.

Diese Maschinen wandern auf den sprichwörtlichen Schrottplatz.

Und das Preisschild der Maschine, von der ich vorher gesprochen habe,

könnte vielleicht ein Viertel oder ein Drittel

der jährlichen Kosten

dieses Krankenhauses begleichen.

Außerdem ist die Infrastruktur nicht besonders gut.

Dieses Krankenhaus ist an ein schwaches Energieversorgungsnetz angeschlossen,

das oft ausfällt.

Deshalb läuft das gesamte Krankenhaus oft

nur über einen Generator.

Stellen Sie sich vor, der Generator geht kaputt

oder der Kraftstoff geht aus.

Die Weltbank schätzt,

dass ein Krankenhaus in einem einkommenschwachen Land

mit bis zu 18 Stromausfällen

pro Monat rechnen muss.

Ebenso sind komprimierter Sauerstoff

und andere medizinische Hilfsmittel purer Luxus

und sind oft für Monate

oder sogar ein Jahr nicht lieferbar.

Es ist verrückt, dass unsere derzeitige Lösung die ist,

diese Maschinen,

die für die erstgenannten Bedingungen geschaffen wurden,

den Krankenhäusern

in dieser Umgebung zu spenden oder zu verkaufen.

Es ist nicht nur unangemessen,

es ist wirklich unsicher.

Einer unserer Partner

am Johns-Hopkins-Krankenhaus hat Operationen in Sierra Leone beobachtet,

ungefähr vor einem Jahr.

Und bei der ersten Operation an jenem Tag ging es zufällig um Geburtshilfe.

Eine Frau kam herein, sie benötigte einen Notfall-Kaiserschnitt,

um ihr Leben und das ihres Babys zu retten.

Und alles begann ziemlich vielversprechend.

Der Chirurg hatte Bereitschaft und bereitete sich vor.

Die Krankenschwester war da.

Sie war in der Lage, die Frau schnell zu anästhesieren

und das war wichtig wegen der besonderen Notfall-Situation.

Und alles begann gut,

bis der Strom ausfiel.

Und nun, mitten in der Operation,

muss der Arzt gegen die Zeit arbeiten, um seine Patientin zu versorgen,

was ihm gelingt – denn er hat eine Stirnlampe.

Aber die Krankenschwester muss buchstäblich

in einem stockdunklen Operationssaal herumrennen,

um irgendetwas für die Narkose ihrer Patientin zu finden,

damit die Patientin weiterschläft.

Denn die Maschine funktioniert nicht, wenn es keinen Strom gibt.

Und nun ist diese Routineoperation, die viele von Ihnen wahrscheinlich selbst erlebt haben

und von der andere wahrscheinlich das Produkt sind,

zu einer Tragödie geworden.

Und das Frustrierende daran ist, dass dies kein Einzelfall ist;

diese Dinge passieren überall in Entwicklungsländern.

35 Millionen Operationen werden jedes Jahr

ohne sichere Betäubung in Angriff genommen.

Mein Kollege, Dr. Paul Fenton,

erlebte diese Realität.

Er war Chefanästhesist

in einem Lehrkrankenhaus in Malawi.

Er arbeitete jeden Tag

in einem Operationssaal wie diesem,

und versuchte Narkosen durchzuführen und andere darin zu unterrichten,

indem er dieselbe Ausstattung verwendete,

die so unzuverlässig und schlicht unsicher

in diesem Krankenhaus war.

Und nach unzähligen Operationen

und, wie Sie sich vorstellen können, unaussprechlichen Tragödien,

sagte er nur: "Das war's. Ich habe genug.

Es muss etwas Besseres geben."

Also ging er auf die andere Seite des Saals,

wo sie alle streikenden Maschinen hinbrachten –

ich denke, das ist der wissenschaftliche Ausdruck –

und fing an, daran herumzuflicken.

Er nahm ein Teil von hier und ein anderes von dort,

und versuchte, eine Maschine zu erschaffen,

die unter den gegebenen Bedingungen arbeiten würde.

Und dabei heraus kam dieses Teil,

der Prototyp des Universalanästhesiegeräts –

eine Maschine, die funktioniert

und seine Patienten narkotisiert,

egal, welche Verhältnisse das Krankenhaus bietet.

Hier ist sie

im gleichen Krankenhaus, ein wenig weiterentwickelt, 12 Jahre später,

eingesetzt an Patienten von der Pädiatrie bis zur Geriatrie.

Lassen Sie mich Ihnen nun kurz zeigen, wie die Maschine arbeitet.

Bitteschön!

Da ist sie.

Wenn Sie Strom haben,

beginnt in dieser Maschine alles im unteren Teil.

Hier gibt es einen eingebauten Sauerstoffkonzentrator.

Ich habe in diesem Vortrag bereits mehrmals Sauerstoff erwähnt.

Für die Durchführung einer Anästhesie

benötigen Sie so reinen Sauerstoff wie möglich,

denn schließlich werden Sie ihn erheblich

mit dem Gas verdünnen.

Und die Mischung, die der Patient einatmet,

muss einen bestimmten Prozentsatz Sauerstoff enthalten,

sonst kann es gefährlich werden.

Wenn elektrischer Strom vorhanden ist,

dann saugt der Sauerstoffkonzentrator die Raumluft an.

Nun wissen wir, dass Raumluft glücklicherweise kostenlos ist,

sie ist reichlich vorhanden

und sie enthält bereits 21 Prozent Sauerstoff.

Alles, was der Konzentrator tut, ist die Zimmerluft anzusaugen, sie zu filtern

und 95 Prozent puren Sauerstoff

hoch und hier hinüber zu leiten,

wo der Narkosestoff beigemischt wird.

Bevor diese Mischung

in die Lungen des Patienten geleitet wird,

strömt sie hier hindurch –

Sie können es nicht sehen, aber hier ist ein Sauerstoffsensor,

der auf diesem Bildschirm anzeigt,

wieviel Prozent Sauerstoff abgegeben werden.

Wenn Sie keinen Strom haben,

oder, Gott bewahre, der Strom mitten in der Operation ausfällt,

dann geht die Maschine automatisch dazu über,

ohne sie überhaupt berühren zu müssen,

über diese Einlassöffnung Zimmerluft anzusaugen.

Alles andere bleibt gleich.

Der einzige Unterschied ist,

dass Sie jetzt mit nur 21 Prozent Sauerstoff arbeiten.

Das war früher ein gefährliches Ratespiel, weil Sie nur dann wussten,

dass Sie zu wenig Sauerstoff gegeben hatten, wenn etwas Schlimmes passierte.

Aber wir haben hier eine langlebige Sicherheitsbatterie angebracht.

Das ist der einzige Teil, der von einer Batterie abgesichert ist.

Aber so kann der Benutzer kontrollieren,

ob es gerade Strom gibt oder nicht,

denn sie können die Zufuhr auf der Basis steuern,

wieviel Prozent Sauerstoff sie ihrem Patient geben.

In beiden Fällen,

ob man Strom hat oder nicht,

braucht der Patient manchmal Atemunterstützung.

Das ist bei einer Narkose einfach so. Es kann zur Lähmung der Lungen kommen.

Deshalb haben wir diesen manuellen Atembalg eingebaut.

Wir haben bereits drei- oder vierstündige Operationen erlebt,

wo Patienten nur dadurch beatmet wurden.

Es ist also eine unkomplizierte Maschine.

Ich möchte nicht sagen "einfach";

sie ist unkompliziert.

Und das ist sie durch ihre Gestaltung.

Sie müssen kein bestens ausgebildeter,

spezialisierter Anästhesist sein, um diese Maschine zu bedienen,

was gut ist, denn in diesen Landkrankenhäusern

werden Sie kein entsprechendes Training erhalten.

Sie ist außerdem für die Umgebung geschaffen, in der sie genutzt wird.

Dies ist eine unglaublich robuste Maschine.

Sie muss der Hitze

und dem Verschleiß standhalten,

die in Krankenhäusern in ländlichen Gebieten vorkommen.

Deshalb geht sie nicht so schnell kaputt,

aber falls doch, kann fast jedes Teil dieser Maschine

ausgetauscht werden

mit einem Inbusschlüssel und einem Schraubenzieher.

Und außerdem ist sie bezahlbar.

Diese Maschine kostet

ein Achtel dessen,

was man für die erstgenannte, konventionelle Maschine bezahlt.

Mit anderen Worten, wir haben hier

eine Maschine, die Operationen ermöglicht und Leben rettet,

weil sie für ihre Gegebenheiten entwickelt wurde,

genau wie die erste Maschine, die ich Ihnen gezeigt habe.

Aber wir geben uns damit nicht zufrieden.

Funktioniert die Maschine?

Funktioniert die Konstruktion in der entsprechenden Umgebung?

Wir haben bis jetzt gute Resultate erzielt.

In 13 Krankenhäusern in 4 Ländern

haben wir seit 2010

über 2000 Operationen durchgeführt,

ohne ungünstige klinische Zwischenfälle.

Wir sind begeistert.

Dies sieht nach einer kosteneffizienten, messbaren Lösung

für ein weitverbreitetes Problem aus.

Aber wir wollen sicher sein,

dass dies das effektivste und sicherste Gerät ist,

das wir Krankenhäusern zur Verfügung stellen können.

Dafür haben wir uns mit ein paar Nichtregierungsorganisationen

und Unis zusammengeschlossen,

um herauszufinden, für welche Arten von Operationen

die Benutzeroberfläche am besten geeignet ist

und dazu, wie wir das Gerät erweitern können.

Eine dieser Partnerschaften besteht

mit dem Johns-Hopkins-Krankenhaus hier in Baltimore.

Dort gibt es ein wirklich tolles Narkose-Simulationslabor.

Also verwenden wir die Maschine

und simulieren einige der Probleme im OP,

die auf diese Maschine zukommen könnten

in einem der Krankenhäuser, in dem sie arbeiten soll

und wir bewerten unter Laborbedingungen

ihre Wirkungsweise.

Wir können dann die Ergebnisse dieser Studie

mit Realbedingungen vergleichen,

da wir zwei dieser Maschinen in Krankenhäusern aufgebaut haben,

mit denen Johns Hopkins in Sierra Leone zusammenarbeitet,

das Krankenhaus mit dem Notfall-Kaiserschnitt eingeschlossen.

Ich habe viel über Anästhesie gesprochen, das tue ich oft.

Ich finde sie unglaublich faszinierend

und halte sie für einen wichtigen Teil der Gesundheit.

Sie erscheint unwichtig, wir denken nie darüber nach,

bis wir keinen Zugang mehr dazu haben

und dann wird sie zum Torwächter.

Wer bekommt eine Operation und wer nicht?

Wer bekommt eine sichere Operation und wer nicht?

Wissen Sie, es ist nur eines von vielen Beispielen,

wo Design, angemessenes Design,

einen Einfluss auf gesundheitliche Wirkungen haben kann.

Wenn mehr Leute im medizinischen Sektor,

die wirklich an einigen dieser Herausforderungen in einkommensschwachen Ländern arbeiten,

ihren Gestaltungsprozess,

ihre Suche nach einer Lösung

außerhalb des sprichwörtlichen Labors beginnen

sondern in einem Krankenhaus –

mit anderen Worten, wenn wir

für die Umstände designen könnten, die in so vielen Teilen der Welt existieren,

anstatt für solche, die wir uns wünschen –

dann könnten wir vielleicht eine Menge Leben retten.

Vielen, vielen Dank.

(Applaus)