Erica Frenkel: De universele anesthesiemachine

Wat als je op de snijtafel ligt en de stroom valt uit? Geen licht, geen zuurstof - en je anesthesiemachine stopt. Het gebeurt voortdurend in ziekenhuizen over de hele wereld, waardoor routineprocedures eindigen in tragedies. Erica Frenkel demonstreert een oplossing: de universele anesthesiemachine.

Ik ga het vandaag met jullie hebben

over medisch technologisch ontwerp voor onderontwikkelde gebieden.

Ik bestudeer de gezondheidszorg in deze landen.

Een van de belangrijke tekortkomingen

in de zorg, is toegang tot

veilige operaties.

Anesthesie is een van de belangrijkste knelpunten

voor de toegang tot

en de veiligheid

van die operaties.

Eigenlijk houden we ons bezig met het ontwikkelen

van toegang tot anesthesie

in deze omgevingen.

Hier zien we een scène in

een operatiekamer in de VS of een ander ontwikkeld land.

Op de achtergrond

is een zeer geavanceerde anesthesiemachine.

Deze machine maakt

operaties mogelijk en redt levens

omdat ze was ontwikkeld

voor deze omgeving.

Om te kunnen werken heeft deze machine een aantal dingen nodig

die je in dit ziekenhuis kan vinden.

Ze heeft een zeer goed getrainde anesthesist nodig.

Jarenlange training met complexe machines

is nodig om te letten op het stromen van het gas

en de patiënten veilig en onder narcose houden

gedurende de gehele operatie.

Deze delicate machine loopt op computeralgoritmen,

heeft speciale zorg nodig, TLC, om ze draaiende te houden.

Ze is ook vrij gevoelig voor storingen.

In dat geval moet een team biomedische ingenieurs

met inzicht in die complexiteit

ze repareren, weten waar ze de onderdelen kunnen vinden

en ervoor zorgen dat ze levens kan blijven redden.

Het is een nogal dure machine.

Er is een ziekenhuis voor nodig

dat in staat is om voor één machine

50 tot $100.000 uit te geven.

Misschien wel het meest voor de hand liggende

en het allerbelangrijkste -

de concepten waar we over hoorden

illustreren dat -

is dat er een hele infrastructuur voor nodig is.

Die moet instaan voor een ononderbroken bron

van elektriciteit, van samengeperste zuurstof

en andere medische benodigdheden

die zo belangrijk zijn voor het functioneren

van deze machine.

Met andere woorden, deze machine vereist een hoop spullen

die dit ziekenhuis hier niet kan bieden.

Dit is de elektrische voeding

voor een ziekenhuis op het platteland van Malawi.

In dit ziekenhuis

is één persoon bevoegd voor de anesthesie.

Ze is gekwalificeerd

omdat ze 12, misschien 18 maanden

opleiding in anesthesie heeft gehad.

In het ziekenhuis en in de hele regio

vind je geen enkele biomedische ingenieur.

Als deze machine het begeeft,

moeten ze het zelf proberen op te lossen,

maar meestal lukt dat niet.

Die machines gaan de spreekwoordelijke schroothoop op.

Het prijskaartje van die machine

vertegenwoordigt misschien een kwart of een derde

van de jaarlijkse begroting

voor dit ziekenhuis.

Je kan ook wel zien dat infrastructuur hier niet het sterkste punt is.

Dit ziekenhuis is aangesloten op een zeer gebrekkig elektriciteitsnet,

dat het vaak laat afweten.

Het hele ziekenhuis draait vaak

op één enkele generator.

Je kan je voorstellen: die generator gaat kapot

of de brandstof raakt op.

De Wereldbank ziet dit

en schat dat een dergelijk ziekenhuis in een ontwikkelingsland

tot 18 stroomuitvallen

per maand kan verwachten.

Ook samengeperste zuurstof en andere medische benodigdheden

zijn een echte luxe

en vaak gedurende maanden

of zelfs een jaar niet op voorraad.

Het lijkt krankzinnig, maar het huidige werkingsmodel

schenkt of verkoopt machines

die zijn ontworpen

voor die eerste omgeving die ik jullie toonde,

aan ziekenhuizen in deze omgeving.

Het is niet alleen ongepast,

het is gewoon niet veilig.

Een van onze partners aan de Johns Hopkins

woonde ongeveer een jaar geleden

operaties in Sierra Leone bij.

De eerste operatie was toevallig een bevalling.

Een vrouw moest een keizersnede krijgen

om haar leven en het leven van haar baby te redden.

Alles begon behoorlijk goed.

De chirurg maakte zich gereed voor de operatie.

De verpleegster was er.

Ze kon de vrouw snel verdoven

en dat was ook nodig vanwege het dringende karakter van de situatie.

Alles ging goed

totdat de stroom uitviel.

In het midden van deze operatie

begint de chirurg een race tegen de klok om de zaak klaar te krijgen.

Hij kan dat, want hij heeft een hoofdlamp.

Maar de verpleegster moet letterlijk

rondrennen in een verduisterde operatiekamer

op zoek naar spullen om haar patiënt te verdoven,

om haar patiënt in slaap te houden.

Omdat haar machine niet werkt als er geen stroom is.

Zo draait deze routineoperatie die velen van jullie waarschijnlijk al hebben ervaren,

en waar anderen mogelijk het product van zijn,

nu uit op een tragedie.

Wat zo frustrerend is: dit is geen unieke gebeurtenis.

In de ontwikkelingslanden

gebeuren elk jaar 35 miljoen operaties

zonder veilige anesthesie.

Mijn collega, Dr Paul Fenton,

maakte dat mee.

Hij was hoofdanesthesioloog

in een ziekenhuis in Malawi, een academisch ziekenhuis.

Hij werkte elke dag

in een operatiekamer als deze.

Hij probeerde anesthesie te leveren, en anderen te leren

dit te doen met diezelfde machine

die in dit ziekenhuis zo onbetrouwbaar

en, eerlijk gezegd, onveilig was.

Na talloze operaties en

zoals je je kan voorstellen, onuitsprekelijke tragedies,

zei hij: "Genoeg geweest. Ik ben het zat.

Er moet iets beters komen."

Hij ging kijken tussen al die machines

die er de brui aan hadden gegeven -

ik denk dat dat de wetenschappelijke term is -

en hij begon daar wat te knutselen.

Hij verzamelde wat onderdelen

en probeerde een machine te bedenken

die zou werken in de realiteit waarmee hij werd geconfronteerd.

Hij bedacht dit kereltje hier,

het prototype voor de Universele Anesthesiemachine -

een machine die zou werken

en patiënten zou verdoven

ongeacht de omstandigheden die zijn ziekenhuis te bieden had.

Hier is het weer thuis

in hetzelfde ziekenhuis, een ietsje verder ontwikkeld, 12 jaar later.

Het dient voor patiënten van pediatrie tot geriatrie.

Ik toon jullie even hoe deze machine werkt.

Voilà!

Hier is ze.

Als je stroom hebt,

heeft deze machine hier beneden alles in huis.

Er zit een ingebouwde zuurstofconcentrator in.

Ik heb het een paar keer over zuurstof gehad.

Voor anesthesie

wil je met zo zuiver mogelijke zuurstof werken,

want uiteindelijk ga je hem verdunnen

met het gas.

Het mengsel dat de patiënt inademt

moet een minimum gehalte aan zuurstof bevatten,

anders kan het gevaarlijk worden.

Als er elektriciteit is

neemt de zuurstofconcentrator hier kamerlucht op.

Nu weten we dat kamerlucht heerlijk gratis is,

het is in overvloed aanwezig

en bevat al 21 procent zuurstof.

Deze concentrator neemt kamerlucht op, filtert ze

en geeft dan hier

95 procent zuivere zuurstof af

die gemengd wordt met het anestheticum.

Voordat het mengsel

in de longen van de patiënt terechtkomt,

moet het hier nog passeren -

je kunt het niet zien, maar er zit hier een zuurstofsensor -

waardoor je op dit scherm kan aflezen

welk percentage zuurstof wordt afgeleverd.

Als je geen stroom hebt

of als, God verhoede, de stroom in het midden van een operatie uitvalt,

schakelt deze machine automatisch,

zonder ze zelfs aan te raken,

over naar aanzuigen van kamerlucht via deze inlaat.

Al het andere blijft hetzelfde.

Het enige verschil is dat je nu

werkt met 21 procent zuurstof.

Vroeger kwam dit neer op een gevaarlijke gok,

omdat je pas wist dat je te weinig zuurstof gaf, als er iets ergs gebeurde.

Maar we hebben hier een batterij met lange levensduur om op terug te vallen.

Dit is het enige deel met een batterij.

Maar dat zorgt ervoor,

of er stroom is of niet,

dat de anesthesist het debiet kan regelen

op basis van het percentage zuurstof dat ze hun patiënt toedienen.

In beide gevallen,

of je nu stroom hebt of niet,

heeft de patiënt soms hulp nodig bij het ademhalen.

Het is gewoon een realiteit van de anesthesie. De longen kunnen verlamd geraken.

Daarom hebben we er een handbediende balg aan toegevoegd.

We hebben drie of vier uur durende operaties meegemaakt

waarbij de patiënt hiermee geventileerd werd.

Het is een rechttoe rechtaan machine.

Dat wil niet zeggen dat ze simpel is:

ze is rechttoe rechtaan, zonder franjes.

En wel door ontwerp.

Je hoeft geen hoog opgeleide,

gespecialiseerde anesthesist te zijn om deze machine te gebruiken.

En dat is goed, omdat je in deze landelijke ziekenhuizen

dat niveau van opleiding niet gaat vinden.

Ze is ook ontworpen voor de omgeving waarin ze zal worden gebruikt.

Ze kan tegen een stootje.

Ze moet bestand zijn

tegen de hitte en slijtage

in de ziekenhuizen in deze plattelandsgebieden.

Ze mag niet gemakkelijk stuk gaan,

maar als het toch gebeurt, kan vrijwel elk stuk van deze machine

gewisseld en vervangen worden

met behulp van een inbussleutel en een schroevendraaier.

Tot slot: ze is betaalbaar.

Deze machine wordt geleverd voor

een achtste van de kosten

van de conventionele machine die ik jullie eerder liet zien.

Met andere woorden, hier hebben we

een machine die operaties mogelijk maakt en levens kan redden

omdat ze is ontwikkeld voor haar eigen omgeving,

net als de eerste machine die ik liet zien.

Maar we willen het daarbij niet laten.

Werkt dat?

Is dit het ontwerp dat daar gaat voldoen?

We hebben er tot nu toe goede resultaten van gezien.

In 13 ziekenhuizen in vier landen

hebben we sinds 2010

er meer dan 2000 operaties mee uitgevoerd

zonder klinische tegenvallers.

We zijn er enthousiast over.

Dit lijkt een kosteneffectieve, schaalbare oplossing te worden

voor een alomtegenwoordig probleem.

Maar we willen er zeker van zijn

dat dit de meest effectieve en veilige machine is

die we kunnen inzetten in ziekenhuizen.

Daarvoor zijn we een aantal samenwerkingsverbanden gestart

met ngo's en universiteiten

om gegevens te verzamelen over de gebruiksvriendelijkheid,

over het soort operaties waar ze geschikt voor is

en de manieren waarop we ze kunnen verbeteren.

Een van die samenwerkingsverbanden

is met de Johns Hopkins hier in Baltimore.

Ze hebben hier een echt cool lab om verdoving te simuleren.

We testen deze machine

door een aantal van de operatiekamercrises te simuleren

waar deze machine mee te maken kan krijgen

in een van de ziekenhuizen waarvoor ze bestemd is.

We kunnen nu in een besloten, veilige omgeving

haar doeltreffendheid evalueren.

We kunnen dan de resultaten van die studie vergelijken

met de ervaring in de echte wereld,

omdat we er twee plaatsen in ziekenhuizen

waar Johns Hopkins mee samenwerkt in Sierra Leone,

met inbegrip van het ziekenhuis waar die keizersnede plaatsvond.

Ik heb veel gesproken over anesthesie, mijn stokpaardje.

Het is ongelooflijk fascinerend

en een belangrijke component van de gezondheid.

Ze blijft buiten beeld, we denken er nooit goed over na,

totdat we er geen toegang meer toe hebben

en dan wordt ze de beslissende factor.

Wie krijgt chirurgie en wie niet?

Wie krijgt een veilige operatie en wie niet?

Het is gewoon een van de vele manieren

waarop een goed, doelmatig ontwerp

invloed kan hebben op gezondheidskwesties.

Als meer mensen in de gezondheidszorg,

die te maken krijgen met deze uitdagingen in ontwikkelingslanden,

hun eigen ontwerpproces konden opstarten,

hun eigen oplossing zoeken

buiten de begaanbare wegen,

en in het ziekenhuis -

in andere woorden, als we gaan ontwerpen

voor de bestaande toestand in zoveel delen van de wereld,

in plaats van een wens-situatie -

zouden we een groot aantal levens kunnen redden.

Heel hartelijk bedankt.

(Applaus)