イノベーターがマルチを開発

2023 年 5 月 22 日 | 検査機器と検査機器、検査ニュース、検査病理学、検査リソース、検査検査

複数の研究では、肌の色素沈着が濃い人は、酸素レベルの測定値が不正確であるため、肌の色が薄い患者よりも誤診され、治療が不十分になるリスクが高いことが示されています。

パルスオキシメーターは標準的な臨床検査機器ではありませんが、臨床検査科学者 (別名医療技術者) はパルスオキシメーターのことを知っており、特に入院患者に対するその機能を理解しています。

現在、複数の機関の科学者は、複数のバイオマーカーを測定できるようにするとともに、皮膚の色素沈着が濃い人々に使用した場合の装置の長年の不正確さに対処することで、基本的なパルスオキシメーターの設計を改善することに取り組んでいます。

この進行中の研究は、新しいテクノロジーによって、イノベーターが標準の広く受け入れられているデバイスに有用な機能をどのように追加できるかを示しています。

タフツ大学の電気・コンピュータ工学准教授で先端集積回路・システム研究室長のバレンシア・クームソン博士（上）は、血液ではなく組織の酸素化を測定するパルスオキシメーターを開発した。 彼女のアプローチにより、皮膚の色素沈着が濃い患者をポイントオブケアで正確に診断できるようになります。 一般に臨床検査現場では使用されませんが、医療技術者はパルスオキシメーターのこれらの新しい革新について知りたいと思うでしょう。 (写真著作権: タフツ大学。)

血液の代わりに組織を測定する

パルスオキシメータ (人の指に取り付けるデバイス) は、赤色光と赤外線を使用して血中酸素飽和度 (SpO2) を測定し、脈拍数を表示します。

病院がさまざまな患者にどのように酸素を投与したかを調査した2022年の研究では、パルスオキシメーターの測定値が一貫していないため、介護者が皮膚の色素沈着が濃い人々に実際に必要な量よりも少ない酸素を投与する可能性があることが判明した。

米国科学財団（NSF）のニュース記事によると、これは皮膚のメラニンが「人の指の酸素を含んだ血液の測定に使用される光の吸収」を妨げる可能性があるためだという。 NSFは、このような不正確なパルスオキシメーターの測定値は、肌の色が濃い人にとって「不正確な測定値と不良な治療結果」につながる可能性があると書いている。

「この問題に対処するには、パルスオキシメーターの設計の革新と規制基準の改訂が必要になるでしょう」とマサチューセッツ州メドフォードのタフツ大学電気・コンピュータ工学准教授のバレンシア・クームソン博士はNSFニュース記事で述べた。

タフツ大学の高度集積回路およびシステム研究所を率いるクームソン氏は、血液の代わりに生体組織の酸素化を測定するパルスオキシメーターデバイスのプロトタイプを開発したとNSFは説明した。

NSF は、国立科学財団イノベーションのためのパートナーシップ (PFI) プログラムを通じて彼女のパルスオキシメーター研究を支援しています。

「パルスオキシメーターデバイスに関する私の研究室の研究は、皮膚の色素沈着やモーションアーチファクトなど、パルスオキシメーターの精度に影響を与える多くの交絡因子に対処するための代替技術を提供するでしょう」とクームソン氏は述べた。

ナショナル・パブリック・ラジオ（NPR）は、クームソン氏の端末には「人の肌の色を測定できる技術」が組み込まれていると述べた。

「より高いレベルのメラニンが存在する場合、メラニンが結果を曖昧にする交絡因子にならないように、より多くの光を送信できます」とクームソン氏はNPRに語った。

パルスオキシメーターのさらなる再設計

パルスオキシメトリーへの別の新しいアプローチが、ロードアイランド州プロビデンスのブラウン大学で開発されました。

ブラウン大学のニュースリリースによると、工学部研究助手で物理学博士課程の学生であるルテンド・ジャカチラ氏は、暗い肌色における酸素飽和レベルの課題に対処するために、新しい光学技術に目を向けた。

ジャカチラ氏と、工学部教授で工学部上級副学部長のキマニ・トゥーサン博士は、おそらく放射状偏光を発する初の LED ベースの光源を開発したと述べている。

LEDが人の指に光を通すと、装置は血液中のヘモグロビンが吸収する光の量を計算するとNPRは説明した。

「我々は約5人を対象に予備研究を行った。小規模な研究ではあったが、結果は有望だ」とジャカチラ氏は述べ、今後さらに大規模な研究と臨床試験を計画している。

研究により、肌の色が濃い患者は新型コロナウイルス感染症の治療が遅れた可能性があることが示唆されています

一方、カリフォルニア大学サン校のニュースリリースによると、米国疫学ジャーナル（AJE）に掲載された研究では、パルスオキシメーターのエラーにより、皮膚の色素沈着が濃い患者の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）治療に4.5時間の遅れが生じた可能性があることが示唆された。フランシスコ。

研究者らは、カリフォルニア州サクラメントのサッターヘルスで2020年1月から2022年2月にSpO2測定を行った患者4万3753人と、同病院で2020年7月から2021年2月に新型コロナウイルス感染症の検査を受けた患者8735人の電子医療記録（EHR）データを分析した。救急科。

彼らはAJEの論文の中で、「パルスオキシメトリーがNHW[非ヒスパニック系白人]の患者と比較して、NHB[非ヒスパニック系黒人/アフリカ系アメリカ人]と認識される患者の酸素飽和度を組織的に過小評価しているかどうかを調査した」と書いている。研究者らは、酸素飽和度測定値の違いが、新型コロナウイルス感染症患者の入院、ケアの提供、退院後の復帰に影響を与えるかどうかを評価した。

「私たちは、NHB患者においてパルスオキシメータの差分測定誤差の証拠を発見しました。その結果、NHW患者と比較して血液酸素化が非ランダムに過大評価されています。また、NHB患者は、パルスオキシメータでは検出されない低酸素血症[血中の酸素レベルが異常に低いこと]を患っている可能性が高かったです」 。

「新型コロナウイルス感染症で救急外来を受診するNHB患者について、酸素飽和度の過大評価が入院の必要性の過小評価、およびデキサメタゾンと酸素補給による治療の必要性の過小評価に関連していることが判明した。さらに、関連するデキサメタゾンの遅延も観察した」酸素補給の開始と開始。

「また、臨床上の意思決定に情報を提供するために血中酸素濃度の測定に依存するあらゆる疾患において、パルスオキシメーターの精度の差が格差を悪化させる可能性があるため、新型コロナウイルス感染症以外にもより広範な影響があります。」

正確な測定値の重要性

肌の色に関係なく、すべての人にとって正確なパルスオキシメーターを開発することは、明らかに重要な進歩です。 医療検査室のリーダーや病理学者は、SpO2 データが臨床検査結果とともに、診断と治療を成功させるために重要であることを認識しています。 したがって、広く受け入れられているデバイスに便利な機能を追加する新しいテクノロジーは前向きな発展であり、注目に値します。

— ドナ・マリー・ポシャス

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