Intel in Indien: Mit WLAN gegen den grauen Star

Pilotprojekt für Telemedizin in Indien. In Indien hat Intel in Zusammenarbeit mit einer Augenklinik in deren Umkreis fünf Filialen eingerichtet, die per WLAN an das Krankenhaus angebunden sind. Die Funkverbindungen reichen dabei mehrere Kilometer weit, die Ärzte betreiben über die schnellen Verbindungen Ferndiagnose.

13. Juni 2006 um 11:54 Uhr / Nico Ernst

In der vergangenen Woche stellte Intel das Projekt im Rahmen des "Research at Intel Day" im kalifornischen Santa Clara vor. Treibende Kraft dahinter ist der Berkeley-Professor Eric A. Brewer, der das Konzept mit Fördermitteln von Intel entwickelt hat. Brewer stellte zunächst klar, dass es dabei nicht um ein Forschungsprojekt mit Wohltätigkeitsmitteln für einen begrenzten Zeitraum geht. Auf die neuen Filialen der Klinik angesprochen erklärte er, diese würden sich unter anderem durch den Verkauf von Brillen bereits selbst tragen. "Ich möchte nicht, dass sie existieren, solange wir da Geld hineinpumpen – ich möchte, dass sie für immer existieren", betonte Brewer.

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Natürlich betreiben auch Brewer und Intel derartige Projekte nicht aus reiner Wohltätigkeit – es geht darum, moderne Technologien wie drahtlose Netze an die Bedürfnisse von unterentwickelten Gebieten anzupassen, um neue Absatzmärkte zu erschließen. Das Konzept der "Vision Centers" basiert dabei auf einer Anpassung von moderner Technik an die örtlichen Gegebenheiten – Kostenersparnis, Robustheit und Einfachheit standen dabei an erster Stelle.

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So hat Eric Brewers Team im südindischen Bundesstaat Tamil Nadu mit dem "Aravind Eye Care System" eine Kooperation geschlossen. Zu Aravind gehören fünf Kliniken, die jährlich 1,7 Millionen Patienten untersuchen und an 250.000 davon Operationen durchführen – vor allem der graue Star ist in der Region ein Problem. Die Trübung der Augenlinse wird in Indien hauptsächlich dadurch ausgelöst, dass in vielen Häusern mit offenem Feuer gekocht wird und die Augen lebenslang starkem Rauch ausgesetzt sind. Mangels öffentlicher Transportmittel sind aber schon die 20 Kilometer bis zur nächsten Klinik gerade für Sehbehinderte ein unüberwindbares Hindernis.

Als Lösung hat Eric Brewer die "Vision Centers" auserkoren. Dabei sind größere Dörfer mit einem Einzugsgebiet von rund 100.000 Personen über eine Richtfunkverbindung an die nächste Augenklinik des Aravind-Systems angebunden. In den Zentren arbeiten bei der Klinik angestellte, gut ausgebildete Krankenschwestern, die erste Untersuchungen vornehmen. Stellen sich dabei größere Probleme wie eine Star-Erkrankung heraus, kann der Arzt in der Klinik über bildgebende Verfahren, wie man sie auch hier zu Lande vom Augenarzt kennt, dem Patienten in die Augen blicken.

Ähnlich wie bei einer Videokonferenz werden die Bilder dabei in das Krankenhaus übertragen, der Arzt kann auch direkt mit dem Patienten sprechen. Über eine Entfernung von derzeit bis zu 15 Kilometern werden die Daten dabei mit leicht modifizierter WLAN-Technik gefunkt. Brewer wählte diese Lösung vor allem, weil der Betrieb von WLANs samt den nötigen Frequenzbändern in nahezu allen Ländern der Welt lizenzfrei möglich ist – die lokalen Regelungen für die Signalstärke werden auch stets eingehalten. Laufende Kosten gilt es bei derartigen Projekten soweit wie möglich zu vermeiden, um den dauerhaften Betrieb sicherzustellen.

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WLAN wurde gegenüber anderen Richtfunktechniken oder gar WiMax auch ausgesucht, weil die Hardware unschlagbar günstig ist und kaum Strom verbraucht. Insgesamt geht Eric Brewer von einmaligen Kosten für die Funkstrecke – also ohne die medizinischen Geräte – von 300,- US-Dollar aus, derzeit kostet die Hardware noch um 500,- Dollar. Das soll sich aber mit größeren Stückzahlen ändern. Den WLAN-Chipsatz nach 802.11b (maximal 11 MBit/s) selbst kann man laut Brewer zwar schon für rund 5 US-Dollar kaufen. Um ihn jedoch ohne riesige Antennen dennoch über mehrere Kilometer zu betreiben, waren Änderungen an den Netzwerk-Protokollen notwendig. Laut Brewer habe man beim Untersuchen der 802.11-Protokolle viele Funktionen entdeckt, die gar nicht nötig seien – der Professor hält das für Überbleibsel des langen Standardisierungsprozesses. Statt der ständigen Bestätigungen für mehrere Stationen ist sein umgebautes WLAN nun nur noch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit zeitbasiertem Multiplexing ähnlich dem Mobilfunk-Verfahren TDMA.

Die Lösung erreicht dabei mit Parabolantennen von rund einem Meter Durchmesser eine Reichweite von über 10 Kilometern. Unter Laborbedingungen sind auch schon über 50 Kilometer erzielt worden, in Indien arbeiten jedoch die kürzeren Verbindungen unter realen Bedingungen stabil. Versorgt werden die WLAN-Geräte, die wegen kürzerer Kabel und zum Schutz vor Diebstahl auf den Masten direkt montiert sind, per Solarenergie. Sie benötigen nur rund 8 Watt. Sonnenstrom hat sich auch als nötig erwiesen, nachdem dem Forscherteam zahlreiche Netzteile wegen des unsauberen Stroms in Indien durchgebrannt waren.

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Gegenüber anderen WLAN-Rekorden ist Eric Brewer eine hohe Datenrate sehr wichtig: Bei den bereits im Einsatz befindlichen Links erzielt er konstant zwischen 4 und 5 Megabit pro Sekunde. Das reicht für die Telemedizin, eröffnet aber auch den digitalen Filmvertrieb: In einem der angeschlossenen Dörfer könnten so Kinos eingerichtet werden. Das dient nicht der Unterhaltung, sondern auch der Gesundheit: Würden die Menschen nur wissen, dass man nach dem Feuermachen die Augen am besten ausspült, so Brewer, würden die Star-Erkrankungen stark zurückgehen. Filme dienen in Entwicklungsgebieten auch der Alphabetisierung, indem ein Streifen in Landessprache mit gleichsprachigen Untertiteln versehen wird.

Im Vordergrund steht bei dem aktuellen Projekt aber noch die Augenmedizin. Von Januar 2006 bis Mai 2006 wurden allein in einem der Vision Centers 1.380 Patienten behandelt, 88 wurden dann für eine Star-Operation in die Klinik überwiesen. Diese Patienten hätten nur für eine Untersuchung den Weg nicht auf sich genommen, so Brewer – mit Aussicht auf Erhalt des Augenlichts wäre dies aber nun ein vertretbarer Aufwand.