Zeit rettet Leben

Labor Berlin und Matternet planen das erste städtische BVLOS-Netzwerk für die Lieferung medizinischer Materialien via Drohnen in der Europäischen Union. Ziel ist es, diagnostische Proben – einschließlich Blutproben – aus verschiedenen Gesundheitseinrichtungen von Charité und Vivantes zur Testung an das Zentrallabor Labor Berlins am Charité Campus Virchow-Klinikum (CVK) zu transportieren. Das Programm umfasst den Drohnentransport von medizinischen Proben entlang einer vorgegebenen Flugbahn, die von einem speziell ausgebildeten Matternet-Drohnenbetreiber überwacht wird, hin zu einem festen Landeplatz im Zentrallabor von Labor Berlin. Derzeit werden täglich über 18.000 Proben vor allem mit Kurierfahrten, die mit ihren Fahrzeiten stark vom Verkehrsaufkommen abhängig sind, über das umfangreiche Labor-Netzwerk von Labor Berlin in das zentrale Labor transportiert. Für medizinische Notfälle, welche Spezialdiagnostik im Zentrallabor erfordern, wird ein individueller Probentransport durchgeführt, um eine schnelle Analyse und optimale klinische Ergebnisse zu gewährleisten. Pro Monat müssen ca. 600 solcher Sonderfahrten durchgeführt werden.

Die Ausweitung des Probentransportes um den Transport per Drohne ermöglicht es, Verzögerungen auf der Straße zu vermeiden und die Effizienz der medizinischen Versorgung zu erhöhen. Darüber hinaus können so die Einrichtungen von Labor Berlin durch den Zusatz eines schnellen, vorhersehbaren Lufttransportes vernetzt und damit bestmöglicher Services gewährleitet werden, ohne dass zusätzliche Kosten für den Betrieb weitverstreuter Labor-Infrastrukturen entstehen.

Für einen aktiven Einsatz benötigt Matternet mindestens einen Piloten und einen Flugleiter. Diese Mindestbesatzung kann je nach Einsatzanforderung optional durch ein auswärtiges Einsatzleitungsteam sowie eine beliebige Anzahl von Sicherheitspiloten und Beobachtern ergänzt werden. Aktive Mitglieder der Flugbesatzung halten während eines Flugbetriebs konstant über entsprechende Echtzeit- und asynchrone Kanäle (d. h. Mobilfunkkonferenzen und private Chatkanäle) Kontakt.rnrnDie Drohnen funktionieren vollautomatisch. Sobald der Pilot das Ziel auswählt und einen Startbefehl erteilt hat, folgt die Drohne automatisch dem programmierten Kurs und landet am entsprechenden Ziel. Der Pilot kann jedoch jederzeit den Flug unterbrechen und der Drohne befehlen, die Position zu halten oder zum Startpunkt zurückzukehren. Die Drohnen werden von einem Flugleiter, der auf den anderen Flugverkehr achtet, das Wetter überwacht und dafür sorgt, dass die Drohnen ordnungsgemäß funktionieren, an einem zentralen Ort überwacht.

Zunächst sollen diagnostische Proben zur Durchführung von Labortests von Klinikstandorten zum Zentrallabor am Charité Campus Virchow-Klinikum (CVK) transportiert werden.

Der Transportkoffer an der Drohne hat ein Fassungsvermögen von 4 Litern. Die Drohne kann maximal 2 kg Gewicht transportieren.

Inklusive Be- und Entladung der Drohne benötigt sie circa 15 Minuten vom Charité Campus Benjamin Franklin. Sie überwindet dabei zum Labor etwa 11 km Flugstrecke.

Es gibt einen detaillierten Notfallmanagementplan, um Notfälle oder mögliche Störungen im Flug zu bewältigen. Dazu gehören Reaktions- und Wiederherstellungsprotokolle sowie Sicherheits-SOPs, um sicherzustellen, dass eine Gefährdung ausgeschlossen werden kann:

• Die Matternet M2 kann mehr als 20.000 kommerzielle medizinische und vollständig abgeschlossene Lieferungen in der Schweiz und den Vereinigten Staaten vorweisen.
• Die M2 verfügt über ein Fallschirmsystem, das eine sichere Landung im Falle einer Fehlfunktion ermöglicht.
• Die M2 verfügt zudem über eine sogenannte „Geofence“, die den Fallschirm dann auslöst, wenn die Drohne vom Kurs abkommt
• Die Matternet M2 ist ein zertifiziertes Luftfahrzeug.
• Die Routen werden so gewählt, dass die Drohne so wenig wie möglich über Menschen und wichtige Infrastrukturen fliegen muss.
• Matternet nutzt ein Health Condition Monitoring System, um Ausfälle zu erkennen, bevor sie auftreten.

Genehmigungen für Flüge außerhalb der Sichtverbindung stützen sich auf die Europäischen Drohnengesetze (Regulation (EU) 2019/945 und 2019/947). In den Genehmigungsverfahren im Falle von Labor Berlin ist sowohl das Luftfahrt-Bundesamt (LBA), als auch die Gemeinsame Obere Luftfahrtbehörde Berlin-Brandenburg (LuBB) involviert.

Dies hängt von dem technischen Defekt ab: die Operator bekommen Meldungen von bestimmten Abweichungen im System und können dann gegebenenfalls eingreifen und programmierte Befehle ausführen. (z.B. Notlandung, Return-Home, etc.). Wenn der Defekt dazu führen sollte, dass sich die Drohne nicht in der Luft halten kann, hat die Drohne ein nach ASTM-Standards getestetes Fallschirmsystem, welches dafür sorgt, dass die Drohne langsam heruntersegelt. Weiterhin verfügt die Drohne über eine laute Sirene, um Personen im Falle einer Fallschirmlandung am Boden zu warnen.

Die Drohnen wurden für widriges Wetter entwickelt, getestet und können bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 30 km/h und bei bis zu mäßigem Regen und Schnee eingesetzt werden. Die Drohnen sind nicht für den Flug in Hagel oder eisigen Wetterverhältnissen, wie gefrierendem Regen, ausgelegt. Drohnen dürfen unter folgenden Bedingungen nicht fliegen:rnu003culu003ern tu003cliu003eWinde über 30 km/h; Böen über 45 km/h.u003c/liu003ern tu003cliu003eSichtbare Feuchtigkeit auf oder in der Nähe der Flughöhe. Wolken stellen, anders als dichter Nebel, kein Problem für die Drohne dar.u003c/liu003ern tu003cliu003eGeringe Sichtbarkeit.u003c/liu003ern tu003cliu003eGewitter in der Nähe (innerhalb von 20 km von einem beliebigen Punkt auf der Strecke zur Startzeit).u003c/liu003ernu003c/ulu003e

Die Drohnen nutzen GPS-Navigation und fliegen daher sehr genau. Sie verfügen zudem über zwei separate GPS-Empfänger, sodass der Flug auch bei Ausfall eines Empfängers fortgesetzt werden kann. Einen weiteren Sicherheitsaspekt stellt die Geofence dar. Sie stellt sicher, dass die Drohne auf dem programmierten Kurs bleibt. Beim Abkommen vom Flugkurs löst sie den Fallschirm aus und beendet den Flug.

Die Kommunikationsverbindung mit der Drohne ist durch mehrere Verschlüsselungsformen geschützt, einschließlich branchenüblicher 256-Bit-SHA. Außerdem ist eine Zwei-Faktor-Authentifizierung für Befehle an das Fahrzeug erforderlich.

Die Matternet M2 Drohne fliegt mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h.

Labor Berlin und Matternet werden die Proben nach UN3373-Standards dreifach versiegeln. Die Nutzlast-Box wird unter Verwendung von Kohlefasern und Nylon für maximale Haltbarkeit und minimales Gewicht hergestellt. Ihr Design fördert das einfache Einsetzen in und Entfernen aus der Drohne und bietet Platz für eine Vielzahl von Ladungsgrößen und -formen. Die Box ist nach UN3373-Standards für den Transport von Blut- und Pathologieproben zertifiziert.