Пулсовите оксиметри са по-малко точни за чернокожи пациенти, установява проучване: Shots

Пулсов оксиметър се носи от професора от университета Браун Кимани Тусен. Изследванията показват, че устройствата дават неточни резултати при хора с тъмна кожа и лабораторията на Тусен разработва технология, която ще бъде по-точна, независимо от тена на кожата.

Крейг ЛеМулт


скрий надпис

превключване на надпис

Крейг ЛеМулт


Пулсов оксиметър се носи от професора от университета Браун Кимани Тусен. Изследванията показват, че устройствата дават неточни резултати при хора с тъмна кожа и лабораторията на Тусен разработва технология, която ще бъде по-точна, независимо от тена на кожата.

Крейг ЛеМулт

През последните две години пулсовият оксиметър се превърна в решаващ инструмент за проследяване на здравето на пациенти с COVID-19.

Малкото устройство се захваща за пръст и измерва количеството кислород в кръвта на пациента. Но все повече доказателства показват, че устройството може да бъде неточно при измерване на нивата на кислород при хора с тъмна кожа.

А проучване публикувано в понеделник само засилва тази загриженост.

Изследователите, анализиращи здравните данни преди пандемията, също установяват, че измерванията са довели до това, че цветнокожите пациенти получават по-малко допълнителен кислород, отколкото белите пациенти.

„Бяхме заблудени от пулсовия оксиметър“, казва водещият автор на изследването д-р Лео Антъни Селикойто е директор на клиничните изследвания и главен научен сътрудник в Лабораторията по компютърна физиология на MIT.

„Имахме погрешното впечатление, че пациентите са добре. И това, което показахме в това проучване е, че им даваме по-малко кислород, отколкото им беше необходим“, казва той.

Тези отрезвяващи открития внасят по-голяма спешност в обучението на пациентите и медицинските специалисти за недостатъците на пулсовия оксиметър – и в проектирането на нови модели, които могат да работят надеждно, независимо от цвета на кожата на някого.

Лекарка се бори, за да осигури грижи за сина си

Беше миналия септември, когато д-р. Сандра Луби-Гордън видя как този дефект в устройството може да засегне собственото й семейство.

Луби-Гордън, която е лекар в Бостънския медицински център, се разговаря по телефона с медицинска сестра във Флорида, твърдейки, че собственият й син, който е много болен от COVID-19, трябва да бъде приет в болницата.

„Ами да, той изглежда доста задъхан“, спомня си Луби-Гордън отговора на медицинската сестра, „но нивата на кислорода му са добри.“

Сестрата базираше това на показанията от пулсовия оксиметър, закрепен на пръста му, но тази оценка не се стори правилна на Луби-Гордън.

Тя слезе по телефона с медицинската сестра и разговаря с други лекари в нейния медицински център. Един от тях й напомни за a 2020 статия в New England Journal of Medicine показването на пулсовия оксиметър обикновено е неточно при хора с тъмна кожа.

„На всичкото отгоре синът ми е – това звучи странно – но много тъмен, много тъмен тен“, казва Луби-Гордън.

Разбира се, по-късно, когато на сина й беше даден по-инвазивен тест за измерване на кислорода в кръвта, той показа, че нивата му на кислород всъщност са опасно ниски.

Той беше приет в болница, лекуван и в крайна сметка се възстанови от COVID-19. Но Луби-Гордън казва, че повечето пациенти в тяхното положение не биха знаели за недостатъците на пулсовия оксиметър.

Дори като чернокож лекар, тя казва, че не е била напълно наясно как устройството може да бъде толкова подвеждащо.

Изследванията подчертават недостатъците на устройството

Ако не друго, пандемията подчерта този дългогодишен проблем с пулсовия оксиметър.

Проучване публикувани миналия месец от учени от университета Джон Хопкинс показва неточни резултати от пулсови оксиметри, довели до неуспех при идентифицирането на чернокожи и испанци, които са се нуждаели от лечение на COVID-19 като стероида дексаметазон и антивирусния ремдесивир.

По време на кризата с COVID-19 цветнокожи хора са преживели по-висок процент на хоспитализация и смърт от COVID-19 в сравнение с белите хора. Сели от Масачузетския технологичен институт казва, че не е възможно да се знае доколко пулсовите оксиметри са допринесли за непропорционалното въздействие на COVID-19 върху цветнокожите, но той вярва, че това е изиграло роля.

И въпросът сочи към по-голям проблем с начина, по който медицинските изделия се изучават и одобряват: „Начинът, по който оценяваме медицинските продукти, се основава основно на опити, които включват предимно бели индивиди“, казва Сели.

FDA напътствие за одобряване на пулсови оксиметри казва, че клиничните изпитвания трябва да включват най-малко двама души с тъмна пигментация или 15% от групата на субектите – което от двете е по-голямо. Но някои лекари и учени казват, че това е недостатъчно, особено след като има толкова широка гама от тонове на кожата.

Няколко производители на пулсови оксиметри – включително Edwards Lifesciences, Масимо и Нонин — твърдят, че техните собствени версии на устройствата предоставят точни резултати, които всъщност отчитат тена на кожата.

През 2021г оп-ред в отговор на New England Journal of Medicine статия, главният изпълнителен директор на Masimo Corp. предложиха няколко хипотези да обяснят несъответствието между резултатите от това проучване и техните собствени вътрешни изследвания, включително сърповидно-клетъчна анемия и проблеми с кръвообращението, които непропорционално засягат чернокожите.

Учените търсят решения

Все по-често учени и инженери работят върху нови технологии, които биха могли да революционизират пулсовите оксиметри, така че да работят също толкова добре за хора с по-тъмна кожа.

В оптична лаборатория в университета Браун докторантът Рутендо Джакачира обяснява как работи пулсовият оксиметър.

„Ако пъхнете пръста си в този жлеб, светодиодът в горната част изпраща светлина през пръста ви“, казва Джакачира. След това устройството може да изчисли оксигенацията на пациента, като разбере каква част от светлината е била абсорбирана от хемоглобина в кръвта.

„Това е ключът към проблема, който се наблюдава при хора с тъмна кожа, казва той Кимани Тусен, професор по електротехника и компютърно инженерство, биомедицинско инженерство и машинно инженерство в университета Браун. “Предполага се, че единственият абсорбатор на светлинната енергия е хемоглобинът.”

Но в действителност пигментацията на кожата също абсорбира светлината, казва той. А за хора с по-тъмна кожа това може да доведе до показания от пулсовия оксиметър, които надценяват количеството кислород в кръвта им.

Тусен стои до маса, пълна с технология, която се надява да реши проблема.

„Все още дори не бих нарекъл това устройство“, казва той.

За разлика от настоящите пулсови оксиметри, все още несъвършеното устройство използва поляризирана светлина, която не се абсорбира от пигментацията на кожата. Ако работи правилно, Toussaint казва, че ще си партнират с производителите, за да свият всичко в устройство, което може да бъде пуснато на пазара.


Доцентът от университета Тъфтс Валенсия Кумсон, носеща прототип на патентован от нейната лаборатория нов тип пулсов оксиметър, който отчита тена на кожата на човека.

Крейг ЛеМоулт/Крейг ЛеМоулт


скрий надпис

превключване на надпис

Крейг ЛеМоулт/Крейг ЛеМоулт


Доцентът от университета Тъфтс Валенсия Кумсон, носеща прототип на патентован от нейната лаборатория нов тип пулсов оксиметър, който отчита тена на кожата на човека.

Крейг ЛеМоулт/Крейг ЛеМоулт

В университета Тъфтс, Валенсия Кумсон работи върху справянето с този проблем, използвайки различен подход.

Устройството й използва същия вид светлина като наличните в момента пулсови оксиметри, но включва технология, която може да измерва тена на кожата на човек (хората с по-тъмна пигментация на кожата имат по-високи нива на меланин).

„Можем да изпратим повече светлина, ако има по-високо ниво на меланин, така че меланинът да не се превърне в объркващ фактор, който замъглява нашите резултати“, казва Кумсън, който е доцент по електротехника и компютърно инженерство.

Кумсън, който е Блек, казва, че историята на пулсовия оксиметър – и продължаващите усилия сега за препроектирането му – сочат необходимостта от по-голямо разнообразие в инженерството и медицината.

„Ние сме оформени от нашата среда и кои сме ние и нашата идентичност“, казва тя. “Това информира какъв тип изследвания се провеждат. Хората, които правят изследвания, са тези, които решават какво изследване да се направи.”

Кумсън и други учени също настояват Администрацията по храните и лекарствата да предприеме стъпки за справяне с проблема.

„Когато пациентът е у дома и не се наблюдава внимателно в болницата, трябва да сме сигурни, че тези числа са възможно най-точни, за да можем да направим клинични оценки“, казва д-р. Сандра Кейн-Гил, президент на Обществото за интензивна медицина, която изпрати двама писма до FDA относно проблемите с пулсовия оксиметър.

Агенцията започва да отговаря.

Миналата зима FDA издаде a внимание че пигментацията на кожата и други фактори могат да повлияят на резултатите от пулсовия оксиметър. Сега финансира проучване на проблема и ще го направи съберете експертни съветници по-късно тази година, за да обсъдим как да гарантираме, че устройствата са точни за всички.

Въпреки годините на публикации по въпроса, Кумсън казва, че не е толкова известен, колкото би трябвало да бъде.

Тя казва, че националното наследство от расистки, псевдонаучни изследвания е оставило учените предпазливи да изследват физическите различия между хората от различни раси.

„Хората се страхуват да говорят за физически различия, защото не искат да изглеждат дискриминационни“, казва Кумсън. „Но мисля, че трябва да говорим за аспекти, които засягат здравето на хората и оказват влияние върху грижите, които им се предоставят.“