Mitglieder eines Teams von Notfallsanitätern trainieren als Notfalleinsatzkräfte für den Fall eines Gefahrstoffaustritts. Die grün gekleideten Mitarbeiter sind auf die Dekontamination spezialisiert, die grau gekleideten auf die Rettung. Ein tragbares Datensystem, das von der National Library of Medicine der U.S. National Institutes of Health entwickelt wurde, liefert den Einsatzkräften wichtige Informationen über Hunderte von gefährlichen Stoffen und deren Behandlung. Foto mit freundlicher Genehmigung von: FEMA/Win Henderson

Ein tragbares System macht Regierungsdatenbanken für den Benutzer zugänglich.

Ein System, das als tragbares Nachschlagewerk begann, hat sich zu einem vollwertigen Hilfsmittel für den Katastrophenschutz entwickelt, das bald in der Lage sein wird, die Art der gefährlichen Stoffe vor Ort zu ermitteln. Das System mit dem Namen Wireless Information System for Emergency Responders (WISER) kann in einem persönlichen digitalen Assistenten, einem Windows-Mobile-Gerät oder einem Smartphone installiert werden und dient einem einzelnen Responder, ohne dass eine Rückkopplung oder Vernetzung erforderlich ist.

WISER wurde ursprünglich 2004 von der U.S. National Library of Medicine (NLM) entwickelt, die zu den National Institutes of Health gehört. In der ersten Version konnten die Benutzer eine Datenbank mit nur 44 gefährlichen Chemikalien in ihren Handheld-Geräten auffinden. Jetzt bietet das System eine größere Funktionalität, die auf einer Datenbank mit mehr als 400 gefährlichen Stoffen basiert, und sowohl die Funktionalität als auch die Anzahl der Datenbankeinträge nehmen zu.

Einsatzkräfte, die auf den Schauplatz eines Unfalls oder einer Ausbreitung gefährlicher Stoffe reagieren, können sich sofort über die Art der vorhandenen Stoffe, ihre Eigenschaften – wie z. B. Entflammbarkeit – und ihre Toxizität für Mensch und Umwelt informieren. Neuere Versionen des Systems helfen den Einsatzkräften sogar, eine unbekannte Substanz anhand von physischen Merkmalen wie Farbe und Geruch zu identifizieren. Und all diese Funktionen können auf einem Gerät ausgeführt werden, das nicht leistungsfähiger ist als ein rudimentärer persönlicher digitaler Assistent (PDA).

Bijan Mashayekhi, ein Informatiker bei der NLM, ist der Projektleiter für WISER. Er erklärt, dass WISER schrittweise mit Hilfe von Notfallhelfern und Experten von Regierungsbehörden entwickelt wurde.

Das NLM verfügt über eine Datenbank, die als Hazardous Substances Data Bank (HSDB) bekannt ist und Informationen über etwa 5.000 Chemikalien enthält. WISER begann mit 44 dieser Stoffe in einer Prototypversion, die in Zusammenarbeit mit Feuerwehren in Baltimore, Maryland, und Fairfax City, Virginia, entwickelt wurde. Die 2004 veröffentlichte Version wurde für den Palm PDA entwickelt.

Die NLM fügte dieser Datenbank chemische Substanzen hinzu, indem sie fünf nationale Listen mit verschiedenen Materialien überprüfte. Mashayekhi berichtet, dass die Experten der NLM aus diesen Listen die „schlechten Schauspieler“ unter den Stoffen auswählten, die eine Gefahr für die Bevölkerung darstellen könnten. Chemikalien, die in vier der fünf Bad-Actor-Listen auftauchten, wurden automatisch in WISER aufgenommen.

Als Microsoft seinen Windows Mobile Pocket PC herausbrachte, entwickelte die NLM eine WISER-Version für diese Plattform. Als einige örtliche Einsatzkräfte erklärten, dass sie nicht das Budget haben, um ihr gesamtes Personal mit PDAs auszustatten, entwickelte die NLM eine weitere Version zur Installation auf Laptops oder Desktop-Computern. Das Personal in der Zentrale konnte die WISER-Informationen per Funk an die Einsatzkräfte vor Ort weitergeben.

Ein wesentliches Merkmal von WISER ist die fehlende Abhängigkeit von einer Netzwerkverbindung. Mashayekhi erklärt, dass das Basissystem so konzipiert wurde, dass es unabhängig von der Kommunikation ist, die während einer großen Krise zusammenbrechen kann. Das System kann von der WISER-Website auf ein Handheld-Gerät heruntergeladen werden, häufig über den PC des Benutzers. Eine künftige Version könnte eine drahtlose Installation direkt auf einem Handheld-Gerät ermöglichen, bietet Mashayekhi an.

Durch die Nutzung von Datenbanken in der gesamten Regierung ist die NLM in der Lage gewesen, über ihr normales Fachgebiet hinauszugehen. Kürzlich hat die NLM aufgrund von Beiträgen von Notfallhelfern 20 radiologische und biologische Substanzen hinzugefügt. Diese Informationen stammten aus diesen Nicht-HSDB-Datenbanken, berichtet Mashayekhi. Die biologischen Informationen stammen zum Beispiel aus der Liste der biologischen Stoffe der Kategorie A der Centers for Disease Control and Prevention (CDC), die die gefährlichsten Krankheitserreger wie Milzbrand, Pest, Pocken und virales hämorrhagisches Fieber enthält.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil von WISER ist das Emergency Response Guidebook (ERG) des Verkehrsministeriums. Es enthält wichtige Informationen, wie z.B. Schutzmaßnahmen für verschiedene Gefahrstoffe. Die NLM hat die Informationen des ERG in WISER integriert, und die neueste Version – WISER 4.1 – enthält den ERG 2008. Mashayekhi merkt an, dass die NLM dem Verkehrsministerium eine digitale Version von ERG 2008 zur Verfügung gestellt hat, und das Ministerium wird seinerseits eine DVD, die sowohl ERG 2008 als auch WISER enthält, in begrenzter Zahl an einige Notfallhelfer verteilen.

Mashayekhi berichtet, dass die Experten der NLM einige der Textinformationen aus den Gefahrstoffdatenbanken übersetzen mussten. Viele der Daten waren für Toxikologen bestimmt und mussten in einem Format dargestellt werden, das für eine Reihe von Notfallhelfern nützlich ist.

Das Ergebnis ist, dass ein WISER-Benutzer nicht nur eine breite Palette von Informationen über einen bestimmten Gefahrstoff nachschlagen kann, sondern auch die Datenbank abfragen kann, um einen unbekannten Stoff zu identifizieren. Wenn beispielsweise ein Rettungssanitäter an einem Unfallort eintrifft, an dem ein umgestürzter Lkw seine Ladung verschüttet hat und der Fahrer eingeklemmt und bewusstlos ist, kann er das System nutzen, um die ausgelaufene Chemikalie zu identifizieren. Der Einsatzleiter gibt schrittweise Informationen über die Eigenschaften der verschütteten Substanz in WISER ein – er beschreibt ihren Zustand (Art der Flüssigkeit, des Feststoffs oder des Gases), ihre Farbe, einen eventuellen Geruch und den pH-Wert – und WISER grenzt die Liste der Verdächtigen mit jeder Eingabe weiter ein. Letztendlich bleibt dem Einsatzleiter entweder eine sehr kurze Liste potenzieller Gefahrstoffe oder sogar eine spezifische Identifizierung. WISER beschreibt dann die Gefahren der einzelnen Stoffe und warnt vor allen Maßnahmen, die die Situation verschlimmern könnten, wie z. B. der Einsatz von chemischen Reinigungsmitteln oder Löschmitteln.

Für die Rettungsdienste bietet WISER auch ein Mittel zur Bestimmung der Gefahrstoffexposition, indem es die Symptome von Personen auflistet, die einem Stoff ausgesetzt waren. Variablen wie Körpertemperatur, Herz-Kreislauf- oder Atemfrequenz, neurologischer Zustand und Hautzustand sind nur einige der Variablen, die WISER einbezieht, um die Gefahrstoffexposition eines Patienten zu bestimmen und eine angemessene Notfallbehandlung zu empfehlen.

Wenn der Notfallhelfer die Identität eines Gefahrstoffs am Einsatzort bereits kennt, kann WISER eine Datenbank mit Informationen über diesen Stoff präsentieren. Der Benutzer kann auf eine bestimmte Chemikalie klicken, um Warnhinweise dazu aufzurufen, und andere Datenkategorien liefern dann Fakten und Anforderungen wie Schutzausrüstung, Schutzabstände, Behandlung bei Exposition, Brandbekämpfungsabstände, gesundheitliche Auswirkungen und reaktive oder unverträgliche Stoffe.

NLM-Experten bemühen sich ständig um die Verbesserung des Systems. Zu den jüngsten Entwicklungen gehört eine Smartphone-Version. Mashayekhi merkt an, dass die Pocket PC-Version einen Stift für die Navigation durch das System und seine Menüs verwendet, während die Benutzeroberfläche des WISER-Smartphones es den Einsatzkräften ermöglicht, mit den vorhandenen Tasten des Telefons zu navigieren.

BlackBerry-Nutzer müssen die webbasierte Version von WISER verwenden, um auf die Daten zuzugreifen. Diese Version ist als WebWISER bekannt und kann von jedem Computer aus direkt über das Internet aufgerufen werden. Wenn ein BlackBerry-Benutzer auf WebWISER zugreift, erkennt die Website die BlackBerry-Herkunft und schaltet auf eine Benutzeroberfläche um, die zu dieser Hardware passt.

Dieser Ansatz funktioniert jedoch nicht immer, insbesondere in ländlichen Gebieten. So berichtet Mashayekhi, dass die NLM die Entwicklung einer speziellen BlackBerry-Version in Erwägung zieht, was jedoch die Erstellung eines neuen Codes erfordert.

NLM-Experten haben kürzlich ein WISER-Schulungselement entwickelt, das auf PowerPoint basiert. Dieses Element besteht aus szenariobasierten Modulen, die von den Nutzern verändert werden können.

Mashayekhi erklärt, dass die NLM nicht verfolgt, wer WISER nutzt. Das System wurde jedoch bereits mehr als 120.000 Mal heruntergeladen, mit steigender Tendenz. Die NLM bittet ständig um Feedback von den Notfallhelfern, fährt er fort. Sie ist stets bemüht zu erfahren, welche Stoffe in das System aufgenommen werden sollten, und alle Stoffe, die bereits in der HSDB enthalten sind, können problemlos zu WISER hinzugefügt werden.

Für die Zukunft planen die NLM-Beamten, weitere Gefahrstoffe in die WISER-Datenbank aufzunehmen. Die CDC-Liste mit biologischen Stoffen der Kategorie B wird wahrscheinlich als nächstes hinzugefügt werden, so Mashayekhi. Zur Kategorie B gehören Q-Fieber, Ricin, Typhus, virale Enzephalitis und Gefahren für die Lebensmittelsicherheit wie Salmonellen und E. coli.

NLM-Experten bemühen sich auch darum, den Einsatzkräften noch mehr Unterstützung bei der Identifizierung unbekannter Stoffe zu bieten. Mashayekhi berichtet, dass die Forscher versuchen, eine Funktion der künstlichen Intelligenz hinzuzufügen, die aus den eingegebenen Daten bei der Suche nach der Identität eines Stoffes lernen würde. Diese Funktion wiederum würde den Benutzer dazu bringen, schneller bessere Informationen zu liefern.

Wenn der Benutzer Informationen eingibt, grenzt die künstliche Intelligenz von WISER die Suchparameter logisch ein. Sie sucht nach einer unterscheidenden physikalischen Eigenschaft, die dem Responder helfen würde, die Chemikalie schneller zu identifizieren. Wenn der Responder die verdächtigen Stoffe auf einige wenige eingegrenzt hat, vergleicht das System die Informationen, die es über diese Stoffe hat, und stellt eine Frage oder fordert einen Sensorwert an.

Das Konzept würde dem der kommerziellen „20 Fragen“-Spiele folgen. Mashayekhi erklärt, dass sich die NLM diese Spiele angesehen hat, um diese Technologie für WISER zu adaptieren.

Eine damit verbundene Verbesserung würde WISER in die Lage versetzen, Umweltunterschiede wie Lufttemperatur und -druck zu berücksichtigen. Die Auswirkungen von Gefahrstoffen unterscheiden sich in der Höhe und bei jahreszeitlichen Veränderungen.

Mashayekhi fügt hinzu, dass WISER eines Tages in der Lage sein könnte, in einer kooperativen Umgebung zu arbeiten. Bei einem Großereignis, bei dem viele verschiedene Arten von Notfallhelfern im Einsatz sind, könnten verschiedene WISER-Einheiten Informationen aus der Sicht dieser verschiedenen Personen austauschen. Das medizinische Personal könnte beispielsweise von den Gefahrstoffexperten vor Ort erfahren, mit welchen Bedrohungen es zu tun hat, während sie verletzte Zivilisten behandeln. Mashayekhi weist darauf hin, dass ein Notfallhelfer, der in einer heißen Zone einen Schutzanzug trägt, ein Handgerät möglicherweise nicht so leicht bedienen kann wie jemand, der keine Schutzkleidung trägt.

Eine größere Veränderung könnte sich ergeben, wenn das Android-System in den kommerziellen Einsatz geht. Android ist ein Produkt der Open Handset Alliance von 30 Unternehmen unter der Leitung von Google und soll ein offenes und kostenloses Mobiltelefon-Betriebssystem sein, das Middleware und wichtige Anwendungen enthält. Für Android geschriebener Code könnte auf vielen drahtlosen Geräten verwendet werden, die derzeit nicht kompatibel sind. Mashayekhi erklärt, dass die NLM, sobald Android-Hardware verfügbar ist, in der Lage sein möchte, WISER darauf zu unterstützen, was die Reichweite von WISER erheblich vergrößern würde.