Los innovadores desarrollan Multi

22 de mayo de 2023 | Instrumentos de laboratorio y equipo de laboratorio, Noticias de laboratorio, Patología de laboratorio, Recursos de laboratorio, Pruebas de laboratorio

Múltiples estudios han demostrado que las personas con pigmentación de piel más oscura corren un mayor riesgo de ser mal diagnosticadas y tratadas de manera insuficiente que los pacientes con piel más clara debido a lecturas inexactas del nivel de oxígeno

Aunque los oxímetros de pulso no son un dispositivo de laboratorio clínico estándar, los científicos de laboratorio clínico (también conocidos como tecnólogos médicos) los conocen y entienden su función, particularmente con pacientes hospitalizados.

Ahora, los científicos de varias instituciones están trabajando para mejorar el diseño básico del oxímetro de pulso haciéndolo capaz de medir múltiples biomarcadores, además de abordar las imprecisiones de larga data en el dispositivo cuando se usa en personas con pigmentación de piel más oscura.

Esta investigación en curso demuestra cómo las nuevas tecnologías permiten a los innovadores agregar funciones útiles a dispositivos estándar bien aceptados.

Valencia Koomson, PhD (arriba), Profesora Asociada de Ingeniería Eléctrica e Informática y directora del Laboratorio de Sistemas y Circuitos Integrados Avanzados de la Universidad de Tufts, ha desarrollado un oxímetro de pulso que mide la oxigenación en los tejidos, en lugar de en la sangre. Su enfoque podría garantizar que los pacientes con pigmentación de piel más oscura sean diagnosticados con precisión en el punto de atención. Aunque por lo general no se utilizan en entornos de laboratorio clínico, los tecnólogos médicos estarán interesados ​​en conocer estas nuevas innovaciones en oxímetros de pulso. (Copyright de la foto: Universidad de Tufts).

Medir tejidos en lugar de sangre

El oxímetro de pulso, un dispositivo que se coloca en el dedo de una persona, usa luz roja e infrarroja para medir la saturación de oxígeno en la sangre (SpO2) y mostrar la frecuencia del pulso.

Los estudios en 2022 que analizaron cómo los hospitales administraron oxígeno a diferentes pacientes encontraron que las lecturas inconsistentes del oxímetro de pulso podrían hacer que los cuidadores administren menos oxígeno del que realmente se necesita a las personas con pigmentación de piel más oscura.

Esto se debe a que la melanina en la piel puede interferir con la "absorción de la luz utilizada para medir la sangre oxigenada en el dedo de una persona", según una noticia de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF). Tales lecturas imprecisas del oxímetro de pulso pueden llevar a "lecturas imprecisas y peores resultados del tratamiento" para las personas con tonos de piel oscuros, escribió la NSF.

"Abordar este problema requerirá innovación en el diseño de oxímetros de pulso y estándares regulatorios revisados", dijo Valencia Koomson, PhD, Profesora Asociada de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Tufts, Medford, Massachusetts, en la noticia de la NSF.

Koomson, quien dirige el Laboratorio de Sistemas y Circuitos Integrados Avanzados en Tufts, ha desarrollado un dispositivo prototipo de oxímetro de pulso, que según explicó NSF, mide la oxigenación en los tejidos biológicos en lugar de la sangre.

NSF apoya su investigación sobre oxímetros de pulso a través del programa de Asociaciones para la Innovación (PFI) de la Fundación Nacional de Ciencias.

"El trabajo de mi laboratorio en dispositivos de oxímetro de pulso proporcionará una tecnología alternativa para abordar muchos factores de confusión que afectan la precisión del oxímetro de pulso, incluida la pigmentación de la piel, el artefacto de movimiento y otros", dijo Koomson.

National Public Radio (NPR) dijo que el dispositivo de Koomson tiene "tecnología incorporada que puede medir el tono de piel de una persona".

"Podemos enviar más luz si hay un nivel más alto de melanina presente, para que la melanina no se convierta en un factor de confusión que oscurezca nuestros resultados", dijo Koomson a NPR.

Otro rediseño de oxímetro de pulso

Otro nuevo enfoque de la oximetría de pulso se desarrolló en la Universidad de Brown en Providence, Rhode Island.

Rutendo Jakachira, asistente de investigación de la Escuela de Ingeniería y estudiante de doctorado en física, recurrió a nuevas técnicas ópticas para abordar el desafío de los niveles de saturación de oxígeno en tonos de piel oscuros, según un comunicado de prensa de la Universidad de Brown.

Jakachira y Kimani Toussaint, PhD, Profesor de Ingeniería y Decano Asociado Senior en la Escuela de Ingeniería, dicen que posiblemente han creado la primera fuente de luz basada en LED que emite luz polarizada radialmente.

Cuando el LED pasa luz a través del dedo de una persona, el dispositivo calcula la cantidad de luz que absorbió la hemoglobina en la sangre, explicó NPR.

"Hicimos un estudio preliminar en unas cinco personas, y aunque fue un estudio pequeño, los resultados son prometedores", dijo Jakachira, quien planea un estudio y un ensayo clínico más grandes.

Un estudio sugiere que los pacientes con piel más oscura pueden haber recibido atención tardía por el COVID-19

Mientras tanto, un estudio publicado en el American Journal of Epidemiology (AJE) sugirió que los errores del oxímetro de pulso pueden haber provocado un retraso de 4,5 horas en el tratamiento con COVID-19 de pacientes con pigmentación de piel más oscura, según un comunicado de prensa de la Universidad de California San Francisco.

Los investigadores analizaron datos de registros de salud electrónicos (EHR, por sus siglas en inglés) de 43,753 pacientes en Sutter Health en Sacramento, California, a quienes se les realizaron mediciones de SpO2 entre enero de 2020 y febrero de 2022, y 8,735 pacientes atendidos por COVID-19 entre julio de 2020 y febrero de 2021 en el hospital. Departamento de Emergencia.

En su artículo de AJE, escribieron: "Investigamos si la oximetría de pulso subestimó o no sistemáticamente la saturación de oxígeno en pacientes que se identificaron como NHB [negros no hispanos/afroamericanos] en comparación con sus homólogos NHW [blancos no hispanos]. También evaluaron si las diferencias en la medición de la saturación de oxígeno afectaron o no el ingreso hospitalario, la atención brindada o el regreso al hospital después del alta entre los pacientes con COVID-19.

"Encontramos evidencia de error de medición del oxímetro de pulso diferencial en personas NHB, lo que resultó en una sobreestimación no aleatoria de la oxigenación de la sangre en comparación con las personas NHW. Las personas NHB también tenían más probabilidades de tener hipoxemia [niveles de oxígeno anormalmente bajos en la sangre] no detectados por oximetría de pulso .

"Para los pacientes con NHB que se presentaron en el servicio de urgencias con COVID-19, encontramos que la sobreestimación de la saturación de oxígeno se asoció con la subestimación de la necesidad de ingreso y la subestimación de la necesidad de tratamiento con dexametasona y oxígeno suplementario. Además, observamos retrasos asociados en la dexametasona iniciación e iniciación de la suplementación de oxígeno.

"También hay implicaciones más amplias más allá de COVID-19, ya que la precisión del oxímetro de pulso diferencial tiene el potencial de exacerbar las disparidades para cualquier condición que dependa de la medición de la oxigenación de la sangre para informar la toma de decisiones clínicas".

Importancia de lecturas precisas

El desarrollo de oxímetros de pulso que sean precisos para todas las personas, independientemente del tono de la piel, es claramente un avance importante. Los líderes de laboratorios médicos y los patólogos reconocen que los datos de SpO2, junto con los resultados de las pruebas de laboratorio clínico, son fundamentales para un diagnóstico y tratamiento exitosos. Por lo tanto, las nuevas tecnologías que agregan funciones útiles a dispositivos bien aceptados son desarrollos positivos y vale la pena observarlos.

— Donna Marie Pocius

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