NIKE-MED – Nachhaltige Interdisziplinarität in Komplexen Einsätzen unter Tage – MEDical Treatment

Komplexe Einsätze unter Tage sind mit einer massiven Häufung typischer Verletzungsmuster verbunden. Für einen Massenanfall an Vergiftungen, Verbrennungen, Verletzungen durch großflächige mechanische Gewalteinwirkung, Kontamination, Massenpanik sowie Schuss- und Splitterverletzungen sind die nationalen notfallmedizinischen Einrichtungen nicht gerüstet, und auch die Nachbarländer verfügen nicht über derartige Kapazitäten.

Dem Projekt NIKE-MED (Abb. 1) wurde ein untertägiges Szenario zugrunde gelegt, in welchem Ereignisse der Vergangenheit zu einem komplexen Szenario mit hoher Intensität verdichtet wurden. Nachstehend wird das vorgegebene Szenario kurz beschrieben:

Eine Terrorgruppe führt durch einen Cyber-Angriff einen lokalen Stromausfall herbei und beginnt zeitgleich einen Angriff mit bewaffneten Kämpfern in einer U‑Bahn-Station. Plötzliche Dunkelheit, um sich schießende Angreifer, von ihnen ausgelöste Explosionen und ausgebrachte Kampfstoffe betreffen eine große Anzahl von Personen und verursachen unkontrollierte Bewegungen von Menschenmassen. Die Angreifer nutzen das entstehende Chaos und können sich durch die Verwendung von Nachtsichtgeräten und Atemschutz ungehindert bewegen und schießen. Entstandene Brände verursachen enorme Volumina an nicht-atembaren, giftigen Atmosphären, die durch den Stromausfall nur mehr den natürlichen Luftströmungen folgen. An der Oberfläche warten Attentäter auf das Eintreffen der Rettungskräfte, um das Feuer in die Sammelräume auf sie zu eröffnen. Es kommt innerhalb kürzester Zeit zu einem Massenanfall von Verletzten: Vergiftungen durch Gase und gefährliche Stoffe, großflächige Verbrennungen, Auswirkungen großflächiger mechanischer Gewalteinwirkung durch herabfallende Trümmer und Verbrüche, Schuss- und Splitterverletzungen, Kontamination mit Kampfstoffen sowie den mit einer Massenpanik assoziierten Stressreaktionen. Besonders schwer wiegt dabei die Kombination von Verletzungsmustern.

NIKE MED hat die Aufgabe übernommen, die erforderlichen und verfügbaren Notfallkapazitäten in Österreich zu erheben, darauf aufbauend eine Applikation für die Einsatzkräfte zur Optimierung der notfallmedizinischen Versorgung zu entwickeln und Erfordernisse für die Entwicklung strategischer Reservekapazitäten aufzuzeigen.

Die Entwicklung einer Applikation zur Unterstützung der organisationsübergreifenden Kommunikation in untertägigen Einsätzen erfordert eine umfassende Berücksichtigung der Benutzeranforderungen, Experteninterviews und die Anwendung agiler Entwicklungsmethoden.

Der Einsatz unter Tage ist eine anspruchsvolle Umgebung, welche ein hohes Maß an Koordination und Kommunikation erfordert, um die Sicherheit und Effizienz der Einsatzkräfte und der Patient:innen zu gewährleisten. Bei solchen Einsätzen müssen mehrere Organisationen zusammenarbeiten, darunter unter anderem Experten aus dem Untertagebau, Feuerwehren, Exekutive, Rettungsdienste und Kriseninterventionsteams. Die organisationsübergreifende Kommunikation stellt hierbei die größte Herausforderung dar, da aktuell verschiedene Systeme, Protokolle und Sprachen zwischen den Einsatzorganisationen und den weiteren Beteiligten verwendet werden.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen und die Kommunikation unter Tage deutlich zu verbessern, wurde im Projekt NIKE-MED eine prototypische Applikation als Brücke zwischen analoger und digitaler Einsatzabwicklung entwickelt. Dafür war es erforderlich, im Vorfeld Expert:inneninterviews durchzuführen, die Benutzeranforderungen umfassend zu erheben und agile Entwicklungsmethoden für die Applikation anzuwenden.

Der Ausgangspunkt für jedes Softwareentwicklungsprojekt ist die Sammlung von User-Requirements. Im Fall von NIKE-MED war es von entscheidender Bedeutung, die spezifischen Bedürfnisse und Herausforderungen der Einsatzkräfte für untertägige Einsätze genau zu verstehen. Für diese Zwecke wurde ein insgesamt dreistufiger Requirementprozess durchgeführt. Dieser beinhaltete Interviews mit erfahrenen Expert:innen aus den entsprechenden Einsatzorganisationen. Konkret wurden Einsatzleiter:innen des Rettungsdienstes, des Feuerwehrwesens, der Exekutive, der Krisenintervention und Betreuungsdienste, Notärzt:innen und Einsatzleiter:innen des Bundesministeriums für Landesverteidigung in zwei Stufen, in nicht standardisierten Interviews mithilfe eines creative canvas (miro.com) befragt.

Die gesammelten Benutzeranforderungen dienten als Leitfaden für die gesamte Entwicklung. Sie umfassten Aspekte wie Echtzeitkommunikation, Ortungsdienste, Notfallprotokolle, Standard Operating Procedures und die Integration verschiedener Kommunikationssysteme. Die Dokumentation und Priorisierung dieser Anforderungen bildete die Grundlage für einen ersten Klick-Dummy, welcher im zweiten Schritt mit denselben Personen evaluiert und mit entsprechenden Kommentaren versehen wurde. Auf Basis der zweiten Stufe wurde anschließend ein erster Prototyp mit grundlegenden Funktionen entwickelt und der Klick-Dummy vom creative canvas in ein Wire-Frame-Programm (balsamiq.com) überführt. Im abschließenden dritten Schritt wurden im Juni 2023 diese beiden prototypischen Entwicklungen im Zuge eines Projektmeetings den Expert:innen des Konsortiums vorgestellt und abschließend theoretisch evaluiert, bevor im September 2023 abschließend die praktische Evaluation in einer Großübung am Zentrum am Berg erfolgte (Abb. 2). Im Rahmen dieser Großübung wurde auch die Implementierung als Schnittstelle zur übergeordneten Einsatzleitung erprobt und erfolgreich am Feld getestet. Durch diese Integration wird das „Begehen“ der Einsatzstelle in einer virtuellen Lagedarstellung möglich und kann so zusätzliche Informationen für alle beteiligten Einsatzkräfte bieten.

Ein Schlüsselaspekt des agilen Entwicklungsprozesses war die enge Zusammenarbeit mit den Nutzer:innen. Dieses kontinuierliche Feedback war entscheidend, um sicherzustellen, dass die Anwendung den realen Anforderungen gerecht wird. Die Einsatzkräfte konnten nicht nur technische Aspekte bewerten, sondern auch die Benutzerfreundlichkeit, die Effizienz und die Praktikabilität der Applikation beurteilen.

Die prototypische Applikationsentwicklung für organisationsübergreifende Kommunikation in untertägigen Einsätzen ist ein kontinuierlicher Prozess. Das Team hat in den bisherigen Phasen wertvolle Erkenntnisse gewonnen, die in die weitere Entwicklung einfließen werden. Die enge Zusammenarbeit mit den Nutzer:innen und die Anwendung agiler Prinzipien werden weiterhin die Grundlage für den Erfolg solcher komplexen Projekte bieten.

Auf Basis von Literatur und Expert:inneninterviews wurden von der Universität Innsbruck, Arbeitsgruppe Notfallpsychologie und Psychotraumatologie Empfehlungen für Einsätze unter Tage entwickelt. Diese gliedern sich in Empfehlungen für Einsatzkräfte und Empfehlungen für Betroffene. Wie die Forschung gezeigt hat, lassen sich psychosoziale und baulich sowie technische Aspekte nicht trennen, da diese elementar zusammenspielen.

Im Rahmen des Projektes wurden im September 2023 zwei Einsatzübungen im Sinne hochrealistischer Simulationen durchgeführt. Das Ziel dieser Übungsdurchläufe war es, einerseits die Einbindung des App-Prototypen in die taktischen Abläufe zu testen, andererseits die Anwendungserfahrungen der Übungsteilnehmer:innen im Umgang mit dem App-System zu evaluieren.

Beide Einsatzübungen wurden in Europas modernstem Tunnelforschungs- und Trainingszentrum, dem „Zentrum am Berg (ZaB)“ der Montanuniversität Leoben am Standort Eisenerz durchgeführt, wo die beteiligten BOS-Organisationen wie Rettungsdienste, Feuerwehren und Exekutive unter höchstem Realitätsgrad die Abwicklung standardisierter Einsatzszenarien bewältigen mussten (Abb. 3). Für beide Übungen wurde als standardisiertes Szenario eine Großschadenslage im Inneren eines Straßentunnels unter Beteiligung eines Reisebusses sowie mehrerer PKW definiert. Auch die Verletzungsmuster der 35 Patient:innen, welche sowohl mittels hochmoderner medizinischer Simulatoren als auch durch Patientendarsteller:innen simuliert wurden, waren bei beiden Einsatzübungen dieselben.

Die zu versorgenden Patient:innen stellten dabei nicht nur für den Rettungsdienst eine logistische und medizinische Herausforderung dar, sondern erforderten in einigen Fällen auch eine technische Menschenrettung durch die Kräfte der Feuerwehr.

Der Bewältigung der ersten Einsatzübung stellten sich Feuerwehr, Polizei, sowie die Johanniter-Unfall-Hilfe als rettungsdienstliche Komponente. Hierbei wurden drei Szenarien, die sich sowohl in Intensität, Realitätsgrad und Emotionalisierung steigerten, unter Einbindung des App-Prototypen durchgeführt. So wurden unter anderem mit fortschreitenden Übungsdurchläufen die Tunnel-Sicherheitsvorrichtungen wie akustische Warnanlagen und Lüftungssysteme aktiviert, wodurch sich den Einsatzkräften vor Ort ein immersives und realistisches Erleben der Situation bot.

Im Rahmen der zweiten Einsatzübung wurde die rettungsdienstliche Versorgung durch den Malteser Hospitaldienst Austria sichergestellt. Dabei wurde in nur einem Durchlauf die Versorgung auf dem „klassischen“ Weg ohne digitale App-Ressourcen durchgeführt.

Im Anschluss an die beiden Einsatzübungen wurden die Erfahrungen der Übungsteilnehmer:innen sowie deren erbrachten Leistungen einer qualitativen, deskriptiven Analyse zugeführt.

Das Subsurface Operations Mission Tool (SOMT) ist ein Software-Tool zur Einsatzplanung und Überwachung in komplexen Großschadensereignissen [9‐11]. Die Verwendung von 3D-Modellen und Virtual Reality (VR) erlaubt einen intuitiven Einblick in das Gelände sowie die untertägige Infrastruktur. Im Rahmen der Großübung am ZaB-Zentrum am Berg wurde erstmals die Echtzeit-Integration von Patientendaten in SOMT getestet.

Abb. 4 zeigt die Darstellung der durch die NIKE-MED-App getrackten Patient:innen im SOMT, während der Durchführung der Übung. Die Darstellung erfolgt durch Taktische Zeichen und folgt dabei dem Standard des Staatlichen Krisen- und Katastrophenschutzmanagement (SKKM) [12]. Dabei sind Patient:innen, die sich noch an der Unfallstelle im Tunnel bzw. in der Triage befinden (rechts im Bild) sowie Patient:innen, die sich bereits außerhalb der Tunnelanlage im Abtransport bzw. bei der Personalien Erhebung durch die Exekutive befinden (links im Bild) zu erkennen.

Diese Visualisierung ermöglicht es einem übergeordnetem Einsatzstab, einen Echtzeitüberblick über die Lage vor Ort und die Anzahl sowie den Status der Patienten in Echtzeit zu verfolgen. Bei Großschadensereignissen mit mehreren Einsatzorten und einer großen Anzahl von Verletzten, also beispielsweise auch bei Ereignissen wie Hochwasser, Waldbrand, Terrorangriff können so die verfügbaren Ressourcen besser koordiniert und eingesetzt werden.

Die im Projekt NIKE-MED gesteckten Ziele einer prototypischen Applikationsentwicklung, die Integration der Daten in den SOMT-Server und die Einbeziehung des psychosozialen Dienstes unter Zugrundelegung eines Großschadensereignisses konnten auf Grundlage vergangener Ereignisse und darauf aufbauenden Rechenmodellen erreicht werden. Durch die Entwicklung einer Applikation für die Einsatzkräfte, mit der die rasche Festlegung des Zielorts sowie die Disposition des bestgeeigneten Transportmittels erfolgt, konnte ein Beitrag zur Optimierung zur besseren Versorgung geleistet werden. Die Erfassung und Analyse von Konzepten für die psychosoziale Unterstützung von Einsatzkräften wurde mittels Literaturanalyse abgearbeitet. Dabei wurden von 437 Publikationen 39 für die nähere Analyse als geeignet empfunden. Fazit ist, dass es zur Unterstützung von Einsatzkräften nach belastenden Einsätzen zwar viele Konzepte gibt, aber die Datenlage für Untertage-Einsätze nicht gut ist. Aus diesem Grund wurden Expert:inneninterviews und Fokusgruppendiskussionen durchgeführt. Aus den daraus gesammelten Erkenntnissen konnten Empfehlungen für Einsatzkräfte in den uns interessierenden Lagen und für Notfälle unter Tage gewonnen werden. Zudem wurden anhand des EU Projektes OPSIC auf Basis der von über 300 psychosozialen Richtlinien erstellten Comprehensive Guideline die allgemeinen Richtlinien zur Einsatzkräfte- und Betroffenenbetreuung zusammengefasst dargestellt. Die Durchführung von hochrealistischen Übungssequenzen im ZaB-Zentrum am Berg hat wesentlich zum Erkenntnisgewinn beigetragen. Das Zentrum am Berg hat sich als hervorragende Umgebung angewandter Forschung und Entwicklung gezeigt. NIKE MED hat einen essenziellen Beitrag zum Erreichen der vollen Einsatzbereitschaft einer spezialisierten Einsatzgruppe mit der Befähigung zum Einsatz unter Tage und damit einen essenziellen Mehrwert für das Staatliche Krisen- und Katastrophenmanagement geleistet. Aufgrund des Mangels an Information und der längeren Dauer bis zu etwaigen Familienzusammenführungen ergeben sich besondere Bedingungen in der psychosozialen Unterstützung der Angehörigen. Die dazu erforderliche Erstellung einer Datenbank zu nationalen und internationalen Kapazitäten war nur eingeschränkt möglich, da es heute noch nicht umsetzbar ist, diese Kapazitäten zentral abzufragen. Dem Konsortium ist es ein großes Anliegen, dies durch weiterführende Arbeiten zukünftig möglich zu machen.