Les innovateurs développent Multi

22 mai 2023 | Instruments de laboratoire et équipement de laboratoire, Nouvelles de laboratoire, Pathologie de laboratoire, Ressources de laboratoire, Tests de laboratoire

Plusieurs études ont montré que les personnes ayant une pigmentation de la peau plus foncée courent un risque plus élevé d'être mal diagnostiquées et sous-traitées que les patients ayant une peau plus claire en raison de lectures inexactes du niveau d'oxygène.

Bien que les oxymètres de pouls ne soient pas un appareil de laboratoire clinique standard, les scientifiques de laboratoire clinique (c'est-à-dire les technologues médicaux) les connaissent et comprennent leur fonction, en particulier avec les patients hospitalisés.

Aujourd'hui, des scientifiques de plusieurs institutions s'efforcent d'améliorer la conception de l'oxymètre de pouls de base en le rendant capable de mesurer plusieurs biomarqueurs, ainsi que de remédier aux inexactitudes de longue date de l'appareil lorsqu'il est utilisé sur des personnes ayant une pigmentation de la peau plus foncée.

Cette recherche en cours démontre comment les nouvelles technologies permettent aux innovateurs d'ajouter des fonctions utiles aux appareils standard bien acceptés.

Valencia Koomson, PhD (ci-dessus), professeur agrégé de génie électrique et informatique et chef du laboratoire de circuits et systèmes intégrés avancés de l'Université Tufts, a mis au point un oxymètre de pouls qui mesure l'oxygénation dans les tissus plutôt que dans le sang. Son approche pourrait garantir que les patients dont la pigmentation de la peau est plus foncée seront diagnostiqués avec précision au point de service. Bien qu'ils ne soient généralement pas utilisés dans les laboratoires cliniques, les technologues médicaux seront intéressés à connaître ces nouvelles innovations dans les oxymètres de pouls. (Copyright photo : Université Tufts.)

Mesurer les tissus au lieu du sang

L'oxymètre de pouls, un appareil qui se fixe au doigt d'une personne, utilise la lumière rouge et infrarouge pour mesurer la saturation en oxygène du sang (SpO2) et afficher la fréquence du pouls.

Des études menées en 2022 sur la façon dont les hôpitaux administraient de l'oxygène à différents patients ont révélé que des lectures incohérentes de l'oxymètre de pouls pouvaient amener les soignants à administrer moins d'oxygène que ce qui est réellement nécessaire aux personnes ayant une pigmentation de la peau plus foncée.

En effet, la mélanine dans la peau peut interférer avec "l'absorption de la lumière utilisée pour mesurer le sang oxygéné dans le doigt d'une personne", selon un reportage de la National Science Foundation (NSF). De telles lectures inexactes de l'oxymètre de pouls peuvent conduire à "des lectures inexactes et à de moins bons résultats de traitement" pour les personnes à la peau foncée, a écrit la NSF.

"Résoudre ce problème nécessitera une innovation dans la conception des oxymètres de pouls et des normes réglementaires révisées", a déclaré Valencia Koomson, PhD, professeur agrégé, génie électrique et informatique, Université Tufts, Medford, Massachusetts, dans le reportage de la NSF.

Koomson, qui dirige le laboratoire avancé de circuits et de systèmes intégrés à Tufts, a développé un prototype d'oxymètre de pouls, qui, selon la NSF, mesure l'oxygénation dans les tissus biologiques au lieu du sang.

La NSF soutient ses recherches sur l'oxymètre de pouls par le biais du programme de partenariats pour l'innovation (PFI) de la National Science Foundation.

"Les travaux de mon laboratoire sur les oxymètres de pouls fourniront une technologie alternative pour traiter de nombreux facteurs de confusion qui affectent la précision de l'oxymètre de pouls, notamment la pigmentation de la peau, les artefacts de mouvement et autres", a déclaré Koomson.

La radio publique nationale (NPR) a déclaré que l'appareil de Koomson intègre "une technologie qui peut mesurer le teint d'une personne".

"Nous pouvons envoyer plus de lumière s'il y a un niveau plus élevé de mélanine, afin que la mélanine ne devienne pas un facteur de confusion qui obscurcit nos résultats", a déclaré Koomson à NPR.

Une autre refonte de l'oxymètre de pouls

Une autre nouvelle approche de l'oxymétrie de pouls a été développée à l'Université Brown à Providence, Rhode Island.

Rutendo Jakachira, assistant de recherche à l'école d'ingénierie et doctorant en physique, s'est tourné vers de nouvelles techniques optiques pour relever le défi des niveaux de saturation en oxygène des peaux foncées, selon un communiqué de presse de l'Université Brown.

Jakachira et Kimani Toussaint, PhD, professeur d'ingénierie et doyen associé principal à l'École d'ingénierie, affirment qu'ils ont peut-être créé la première source lumineuse à base de LED à émettre une lumière polarisée radialement.

Lorsque la LED fait passer la lumière à travers le doigt d'une personne, l'appareil calcule la quantité de lumière absorbée par l'hémoglobine dans le sang, a expliqué NPR.

"Nous avons fait une étude préliminaire sur environ cinq personnes, et bien qu'il s'agisse d'une petite étude, les résultats sont prometteurs", a déclaré Jakachira, qui prévoit une étude et un essai clinique plus vastes.

Une étude suggère que les patients à la peau plus foncée pourraient avoir reçu des soins COVID-19 retardés

Pendant ce temps, une étude publiée dans l'American Journal of Epidemiology (AJE) a ​​suggéré que des erreurs d'oxymètre de pouls pourraient avoir entraîné un retard de 4,5 heures dans le traitement COVID-19 des patients présentant une pigmentation de la peau plus foncée, selon un communiqué de presse de l'Université de Californie San Francisco.

Les chercheurs ont analysé les données des dossiers de santé électroniques (DSE) de 43 753 patients de Sutter Health à Sacramento, en Californie, qui ont subi des mesures de SpO2 entre janvier 2020 et février 2022, et de 8 735 patients vus pour le COVID-19 entre juillet 2020 et février 2021 à l'hôpital. département d'urgence.

Dans leur article AJE, ils ont écrit : "Nous avons cherché à savoir si l'oxymétrie de pouls sous-estimait systématiquement la saturation en oxygène chez les patients identifiés comme NHB [non-hispanic Black/African-American] par rapport à leurs homologues NHW [non-Hispanic White]. Nous avons également ont évalué si les différences de mesure de la saturation en oxygène affectaient ou non l'admission à l'hôpital, les soins prodigués ou le retour à l'hôpital après la sortie chez les patients atteints de COVID-19.

"Nous avons trouvé des preuves d'une erreur de mesure de l'oxymètre de pouls différentiel chez les individus NHB, entraînant une surestimation non aléatoire de l'oxygénation du sang par rapport aux individus NHW. Les individus NHB étaient également plus susceptibles d'avoir une hypoxémie [taux d'oxygène anormalement bas dans le sang] non détecté par oxymétrie de pouls .

"Pour les patients NHB se présentant aux urgences avec COVID-19, nous avons constaté que la surestimation de la saturation en oxygène était associée à une sous-estimation du besoin d'admission et à une sous-estimation du besoin de traitement avec de la dexaméthasone et de l'oxygène supplémentaire. De plus, nous avons observé des retards associés dans la dexaméthasone initiation et initiation de la supplémentation en oxygène.

"Il y a également des implications plus larges au-delà du COVID-19, car la précision de l'oxymètre de pouls différentiel a le potentiel d'exacerber les disparités pour toute condition qui repose sur la mesure de l'oxygénation du sang pour éclairer la prise de décision clinique."

Importance de lectures précises

Le développement d'oxymètres de pouls précis pour tous, quel que soit le teint de la peau, est clairement une percée importante. Les chefs de laboratoire médical et les pathologistes reconnaissent que les données de SpO2, ainsi que les résultats des tests de laboratoire clinique, sont essentiels pour un diagnostic et un traitement réussis. Ainsi, les nouvelles technologies qui ajoutent des fonctions utiles à des appareils bien acceptés sont des évolutions positives et méritent d'être surveillées.

— Donna Marie Pocius

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