Un remediu rapid se dovedește evaziv pentru problemele cu pulsoximetrul care salvează viața cu pielea mai închisă la culoare

De la începutul pandemiei, popularul dispozitiv medical a fost indispensabil pentru măsurarea oxigenului din sânge, dar periculos de inexact la pacienții cu pielea mai închisă la culoare. Acum FDA este pe locul fierbinte, iar cercetătorii negri lucrează la un remediu.


ALa Universitatea din Maryland Medical System, care are 11 spitale în și în jurul orașului Baltimore, aproximativ jumătate dintre pacienți sunt de culoare. Așa că discuția despre modul în care dispozitivele medicale numite pulsioximetre – balamalele de plastic care se fixează pe degetul tău pentru a măsura conținutul de oxigen din sângele tău – nu funcționează la fel de bine pentru oamenii de culoare și alte persoane de culoare au ajuns în prim-plan anul trecut, sistemul spitalicesc a decis să evalueze amploarea problemei. Rezultatele au fost uimitoare: în cele 12 luni care s-au încheiat în iulie, spitalele au estimat că au trimis acasă 1,012 afro-americani de la camerele de urgență, care aveau niveluri de oxigen în sânge potențial puse în pericol viața, în ciuda citirilor normale de la pulsoximetre.

Dr. Roderick King, ofițerul șef al sistemului de diversitate, echitate și incluziune, a fost zguduit, dar nu surprins. „Odată ce ne-am dat seama de inexactitatea pulsioximetrului, am știut că numărul va fi mare”, a spus el. Forbes.

Pulsoximetrele sunt folosite în fiecare spital din America și, de la începutul pandemiei, în multe case, de asemenea. Însă pielea mai închisă la culoare, mâinile caloase, degetele reci sau chiar oja închisă la culoare pot cauza citiri inexacte. Un pacient ar putea avea un nivel scăzut de oxigen din sânge, un simptom al agravării Covid sau o boală pulmonară gravă, iar dispozitivul ar putea afișa în continuare un număr în intervalul acceptabil. Pragul dacă se consideră că un pacient are prea puțin oxigen în sânge poate fi un factor decisiv pentru a stabili dacă cineva care suferă de boli pulmonare primește oxigenul necesar la domiciliu, precum și dacă asigurarea va acoperi costurile oricărui tratament.

Pentru orice pacient, în special unul cu simptome suficient de grave încât să se tragă la urgență, un diagnostic ratat este terifiant. Dacă sistemul spitalicesc de la Universitatea din Maryland, care vede aproximativ 500,000 de pacienți în camerele sale de urgență în fiecare an, a trimis acasă în medie aproape trei pacienți în fiecare zi din cauza citirilor greșite, câți mai mulți oameni din țară li se refuză tratamentul de care au nevoie? Pentru câți dintre acești oameni s-au transformat simptomele nediagnosticate în ceva mai rău? Și cum ne asigurăm că mai mulți oameni nu sunt afectați de defectele unui instrument de diagnosticare care a fost denumit cel mai comun dispozitiv medical de pe Pământ în afară de termometru?

Deosebit de enervant este faptul că cercetătorii au cunoscut de ani de zile, pulsoximetrele sunt mai puțin precise pentru persoanele cu pielea mai închisă la culoare din cauza modului în care melanina interferează cu absorbția luminii. Dar a fost nevoie de pandemia de Covid-19 și de o serie de studii blestematoare pentru comunitatea medicală și pentru Food and Drug Administration, a cărei sarcină este să se asigure că americanii nu mor din cauza defectelor produselor, chiar și pentru a începe să găsească o soluție.

Studiile arată deja că sănătatea pacienților de culoare plângeri sunt mai susceptibile de a fi ignorate sau minimizate de furnizorii de servicii de sanatate, a spus dr. Uche Blackstock, fondatorul Advancing Health Equity. Acest lucru doar înrăutățește lucrurile. „Cred că nu am apreciat pe deplin amploarea a ceea ce au făcut aceste inexactități în ceea ce privește viețile vătămate”, a spus ea.

Acum, inginerii de la Universitatea Brown și Universitatea Tufts lucrează separat pentru a reproiecta pulsoximetrul, astfel încât să fie precis pentru toată lumea. Principalii producători de pulsioximetre utilizate în spitale, inclusiv Medtronic (producătorul mărcii Nellcor) și Masimo, își modifică produsele în timp ce își promovează propriile studii despre care spun că arată că orice diferență rasială este prea mică pentru a conta din punct de vedere clinic. Iar Administrația pentru Alimente și Medicamente, care a organizat o audiere publică în noiembrie, se află pe locul fierbinte pentru a-și îmbunătăți procesul de aprobare și pentru a explica cum atâtea versiuni ieftine ale dispozitivului, multe produse în China și disponibile pe Amazon, au inundat piața. fara supraveghere.

Un remediu este cel mai probabil foarte departe. Între timp, pulsioximetrele continuă să fie populare și pe care se bazează pe spitale, casele de bătrâni și familiile din America și, din ce în ce mai mult, în lume. Vânzările globale în 2022 de 2.7 miliarde de dolari sunt de așteptat să crească 4.8 miliarde de dolari de 2030.


WCând Kimani Toussaint, un cercetător în optică de la Brown University, a aflat de la soția sa, un epidemiolog, despre problemele de părtinire rasială cu pulsoximetria, a fost șocat. „De fapt, am fost foarte surprins că în 2020 aceasta a fost o problemă care nu a fost rezolvată”, a spus Toussaint, care este Black și servește ca decan principal asociat al școlii de inginerie. „Aceasta este provocarea lipsei de diversitate în domeniile STEM. … Indiferent de intenție, lipsa persoanelor potrivite în cameră în ceea ce privește proiectarea și dezvoltarea unei soluții tehnice poate avea consecințe grave neintenționate.”

Un decembrie 2020 studiu de către medicii de la Universitatea din Michigan este în general creditat pentru că a deschis o mulțime de ochi la deficiențele pulsoximetrului. Acesta a arătat că pacienții de culoare neagră erau de aproape trei ori mai probabil decât pacienții albi să aibă „hipoxie ascunsă” sau niveluri scăzute de oxigen din sânge pe care dispozitivele nu le-au detectat. Studiile ulterioare au arătat că pacienții cu pielea mai închisă la culoare primesc mai puțin oxigen suplimentar în timpul șederii în secția de terapie intensivă, că hipoxia ascunsă este, de asemenea, o problemă pentru pacienții de culoare unități spitalicești non-UTI, și că citirile proaste ale oximetrului ar fi putut duce la întârzierea tratamentului Covid-19 pentru pacientii negri si hispanici.

Cercetările preliminare de la Universitatea din California din San Francisco arată că la pacienții spitalizați cu piele întunecată și flux sanguin redus la degete, care poate fi cauzat de presiune scăzută, anemie, șoc sau chiar doar mâinile reci, combinația a fost suficientă pentru a rata un diagnosticul de oxigen scăzut din sânge în aproximativ 20% din citirile pulsoximetrului.


PRIN NUMERE

Pulsoximetre și părtinire rasială

$ 2.7 de miliarde de

Piața globală de pulsoximetre în 2022

15% 

Procentul de persoane cu pielea întunecată care trebuie să fie incluse în studiile cu pulsoximetru de FDA

Nici unul

Este necesară revizuirea FDA pentru pulsioximetrele fără prescripție medicală

3x

Probabilitate crescută ca pacienții de culoare neagră să aibă niveluri scăzute de oxigen nedetectate de pulsoximetre comparativ cu pacienții albi

20%

Diagnosticele ratate de oxigen scăzut în rândul pacienților cu piele întunecată cu flux sanguin redus la degete

1,012

Pacienți afro-americani de la camerele de urgență ale Universității din Maryland Medical System într-un an cu niveluri scăzute de oxigen care nu au fost detectate de pulsoximetre

Surse: Cercetare și piețe, FDA, studiu de la Universitatea din Michigan, Universitatea din California, San Francisco preprint, sistemul medical de la Universitatea din Maryland

Note: Cerința de testare este pentru cel puțin două persoane sau 15%, oricare dintre acestea este mai mare. Piața pulsoximetrelor și numerele de descărcare UMMS sunt estimări.


Pentru a găsi un remediu, Toussaint lucrează cu studentul absolvent Rutendro Jakachira la un nou tip de pulsoximetru care joacă cu proprietățile electrice ale luminii, astfel încât senzorii să poată lucra la pacienții de toate nuanțele de piele. El a colaborat cu medici de la Spitalul Miriam din Providence, RI, pentru a face un studiu clinic pilot. Deși ar putea dura ani să treacă prin procesul de reglementare, Toussaint a spus că speră ca FDA să considere părtinirea rasială o problemă urgentă și să se miște rapid. „Este într-adevăr o urgență”, a spus el.

Valencia Joyner Koomson, profesor asociat de inginerie electrică și informatică la Universitatea Tufts, lucrează, de asemenea, la un nou design de oximetru. Koomson, care este Black, a remarcat că problema depășește melanina și la toate variabilele care pot afecta performanța unui pulsoximetru, cum ar fi mâinile caloase. Dacă semnalul luminos al dispozitivului nu ajunge niciodată în sânge, este imposibil să obțineți o citire precisă, a spus ea. „Este similar cu pierderea semnalului pentru un telefon mobil. Încercăm să proiectăm un dispozitiv care se poate adapta.”

Deși cercetarea ei este, de asemenea, în fazele sale incipiente, Koomson a spus că intenționează să depună brevete pentru tehnologia ei cu speranța de a comercializa cercetarea. În timp ce americanul obișnuit ar putea ști despre pulsoximetre din cauza pandemiei, utilizările lor depășesc orice boală. Citirile pot influența dacă cineva care suferă de boli pulmonare primește oxigenul necesar acasă, de exemplu, sau dacă asigurarea va acoperi costurile tratamentului. Koomson lucrează cu un student în știința datelor pentru a analiza modul în care erorile de pulsoximetru afectează sănătatea maternă, pe baza datelor de cercetare de la Beth Israel Deaconess Medical Center din Boston.

Eforturile lui Toussaint și Koomson fac parte dintr-un impuls mai amplu de a începe să remedieze inechitățile de lungă durată în domeniul asistenței medicale, care depășesc dispozitivele medicale. Unități precum sistemul medical de la Universitatea din Maryland au început să renunțe la un algoritm bazat pe rasă pentru notarea bolii renale care i-a făcut pe pacienții de culoare mai sănătoși decât erau și a dus la refuzul transplanturilor. Deși aceasta este o problemă diferită de cea a pulsioximetrelor, acesta este motivul pentru care unii cercetători sunt precauți să susțină corecții ale citirilor existente ale pulsioximetrelor pentru pacienții cu pielea închisă.

„Corectările bazate pe rasă duc la multă confuzie mai târziu, ceea ce exacerbează părtinirea”, a spus Achuta Kadambi, profesor asistent de inginerie electrică și informatică la Universitatea din California din Los Angeles, care lucrează la un nivel mai echitabil. monitorizare cardiacă de la distanță. „Este o pantă alunecoasă. Vrei ca fizica dispozitivului să detecteze lucrurile într-un mod care este robust.”


Sîntrucât alternativa este o prelevare dureroasă de sânge dintr-o arteră, măsurarea oxigenului din sânge cu un dispozitiv de fixare este o idee grozavă.

Măsurarea timpurie neinvazivă a oxigenului din sânge a fost concepută având în vedere echitatea. În calitate de profesor de antropologie MIT Amy Moran-Thomas scris in Prin cablu în 2021, Hewlett-Packard a colaborat cu NASA în anii 1970 pentru a crea dispozitive pentru astronauți „în care măsurarea precisă a oxigenului a jucat un rol vital”. Pe măsură ce compania sa extins pe piața spitalelor, a proiectat senzori care s-au așezat deasupra urechii pacientului și au luat în considerare diferitele nuanțe ale pielii folosind opt lungimi de undă diferite de lumină.

În cele din urmă, HP s-a retras de la dispozitivele medicale pentru a se concentra pe fabricarea emergentă și mai profitabilă a computerelor personale, iar alte companii s-au bazat pe noua tehnologie de la acea vreme de pulsoximetrie, dezvoltată de cercetătorul japonez Dr. Takuo Aoyagi în 1974. Companiile care includ Nellcor, pe care o deține Medtronic și intenționează să se desprindă ca parte a unei noi companii, Nonin Medical și Masimo, fondată de imigrantul iranian Joe Kiani a dezvoltat dispozitive cu vârful degetelor pentru piața spitalelor. Companiile spun că orice diferență în modul în care tehnologia lor aprobată de FDA funcționează cu diferite nuanțe de piele este prea mică pentru a fi semnificativă clinic. Directorul medical Masimo, William Wilson, citând rezultatele unui studiu recent al companiei, a spus: „Nu este perfect, dar este aproape de perfect”.

Chiar și așa, marii producători de pulsioximetre de calitate spitalicească au spus că continuă să lucreze la îmbunătățirea preciziei. Sam Ajizian, directorul medical Medtronic pentru monitorizarea pacientului, a declarat într-o declarație trimisă prin e-mail către Forbes că „credem că se poate și trebuie făcut mai mult pentru a îmbunătăți continuu acuratețea pentru acei pacienți cu tonuri de piele mai închise”.


ONumai dispozitivele medicale de calitate spitalicească au nevoie de aprobarea FDA. Oximetrele de pulso fără prescripție medicală, disponibile online pentru doar 14.99 USD, folosesc tehnologie similară, dar sunt în mare parte nereglementate. La fel sunt și ceasurile Apple și alte dispozitive de fitness care includ adesea pulsoximetria și pot fi folosite ca avertizare timpurie dacă trebuie să consultați un medic sau ce probleme să discutați în timpul unei întâlniri de telesănătate.

La o lună după ce studiul de la Universitatea din Michigan a lovit internetul, trei senatori americani — Elizabeth Warren (D-Mass.), Ron Wyden (D-Ore.) și Cory Booker (DN.J.) — au scris FDA cerând o recenzie.

În februarie 2021, agenția alertat medicii și consumatorii că dispozitivele pot fi inexacte în cazurile de „circulație deficitară, pigmentare a pielii, grosime a pielii, temperatură a pielii, consum curent de tutun și utilizare lac de unghii”. În noiembrie, acesta a convocat o ședință publică virtuală al grupului de dispozitive medicale al agenției pentru a investiga diferențele rasiale ale pulsoximetrului. FDA este acum revizuirea recomandărilor comisieiși a cerut furnizorilor de servicii medicale să fie conștienți de limitările dispozitivelor în luarea diagnosticelor și a deciziilor de tratament.

Au spus observatorii din industrie Forbes să se aștepte ca FDA să se miște încet și în coordonare cu eforturile internaționale. Dar există o modalitate prin care agenția poate face ca dispozitivele medicale să funcționeze în general pentru toți pacienții - să schimbe cerințele pentru testare.

FDA necesită doar 15% dintre participanții la studiu, sau două persoane, să aibă pielea închisă la culoare, cu mult sub un număr care ar fi reprezentativ pentru demografia americană. Nu există reguli cu privire la modul de cuantificare a pigmentării, o problemă care este crucială pentru pulsoximetre din cauza modului în care funcționează sau nu tehnologia bazată pe lumină de-a lungul unui spectru.

Dr. Philip Bickler, director al Laboratorului de Cercetare a Hipoxiei de la UCSF, susține că cerința ar trebui să fie de cel puțin 30% și trebuie să includă persoane cu o varietate de nuanțe de piele, inclusiv pe cei care sunt asiatici, hispanici și negri și că trebuie să existe o modalitate de a măsura și clasifica acel ton al pielii. „Aceasta este în mod fundamental o problemă de pigmentare a pielii”, a spus el Forbes. „Există o problemă cu unele dintre studiile din ultimii ani că pigmentul pielii este dedus din rasa auto-raportată.”

Wilson lui Masimo și CEO-ul Nonin, John Hastings, au spus ambii că ar dori să vadă cerințe crescute pentru includerea pacienților cu pielea închisă la culoare în testare. De asemenea, ar favoriza o anumită formă de supraveghere a pulsioximetrelor fără prescripție medicală. „Credem că unul dintre următorii pași va fi îndrumarea de la FDA”, a spus Hastings.

Când vine vorba de pulsoximetre fără prescripție medicală pentru uz casnic, FDA le consideră produse generale de sănătate și, ca agenție avertizează, „nu trebuie folosit în scopuri medicale”.

„Ce înseamnă să cumperi un pulsoximetru pentru uz recreațional?” a spus Koomson al lui Tufts. „Este o jucărie? Cred că autoritățile noastre de reglementare și guvernul trebuie să acorde un pic mai mult control aici.”

În timp ce acest lucru se întâmplă, medicii din toată țara sunt lăsați să-și dea seama singuri. „Ce ar trebui să facă rezidenții mei când lucrează la un pacient care se identifică ca negru?” a spus dr. Utibe Essien, profesor asistent în medicină la UCLA, care studiază disparitățile rasiale și etnice. „Ar trebui să facă un alt test de sânge sau o altă imagine pentru a fi sigur?”

La Universitatea din Maryland Medical System, Dr. King și colegii săi se confruntă cu această problemă în timp ce fac cercetări suplimentare. Ei au sperat să studieze diferențele dintre varietatea de modele de pulsoximetre pe care le folosesc spitalele lor, dar nu au obținut finanțarea. În schimb, lucrează cu Firma de înregistrări medicale electronice Epic Systems pentru a înțelege mai bine inechitățile în rândul milioanelor de pacienți.

„Mă aştept la o mulţime de arătare cu degetul în timp ce ducem la asta”, a spus King. „Nu vreau să fiu prins în „acest pulsioximetru funcționează mai bine decât pulsoximetrul”. Probabil că trebuie să le înlocuim pe toate.”

MAI MULTE DIN FORBE

MAI MULTE DIN FORBEÎn ciuda semnelor de avertizare, 95% dintre directorii din producție spun că sunt optimiști, potrivit unui nou sondaj al Forbes, Xometry și ZogbyMAI MULTE DIN FORBEÎn interiorul companiei care folosește roboți pentru a se ocupa de caca de pisicăMAI MULTE DIN FORBE30 sub 30 de ani Producție și industrie 2023: Faceți cunoștință cu tinerii antreprenori care folosesc noi instrumente pentru a rezolva probleme vechiMAI MULTE DIN FORBEButonul secret de „încălzire” al lui TikTok poate face pe oricine să devină viralMAI MULTE DIN FORBEPraful din anvelopele auto ucide somonul de fiecare dată când plouă

Sursa: https://www.forbes.com/sites/amyfeldman/2023/01/31/a-quick-remedy-proves-elusive-for-life-saving-pulse-oximeters-problems-with-darker-skin/