新型コロナウイルス感染症以降、人種に対する懸念が高まっている

による

アニル・オズ

、

エミリー・クォン

、

トーマス・ルー

、

ガブリエル・スピッツァー

2021年5月6日、ハイデラバードの低所得層地区で、新型コロナウイルス感染症の症状の有無を確認するための戸別訪問調査中に、酸素濃度計を使って住民の脈拍と酸素飽和度を監視する医療従事者。ノア・シーラム/AFPゲッティイメージズより キャプションを隠す

2021年5月6日、ハイデラバードの低所得者向け地区で、新型コロナウイルスの症状を確認するための戸別訪問調査中に、酸素濃度計を使用して住民の脈拍と酸素飽和度を監視する医療従事者。

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新型コロナウイルス感染症のパンデミック中、血中酸素飽和度という 1 つの測定値が他の測定値よりも重要になりました。 これは、医師が新型コロナウイルス感染症の重症度を判断し、患者を入院させて酸素を補給するかどうかを判断するために使用できる唯一の具体的な数字だった。

しかし、血中酸素濃度を測定するために最も一般的に使用される装置であるパルスオキシメーターは、有色人種の患者にはうまく機能しません。

「このことが、人々がケアを受けられなかったり、タイムリーなケアを受けられなかったり、さらには帰宅させられたり、自宅に留まって新型コロナウイルス感染症で死亡したりすることにつながっていることに疑いの余地はありません」と、ルーツ・コミュニティの家庭医ノハ・アボエラタ氏は言う。保健所。 アボエラタ氏は、機器の不正確性により有色人種の患者がタイムリーなケアを受けられないことを示したいくつかの研究のうちの1つの共著者である。

より優れた、より公平なデバイスを現実にしようとしているグループの1つは、ブラウン大学の物理学者、キマニ・トゥーサン氏が率いています。

「特にパルスオキシメーターは医師にとって非常に普及したツールなので、この時代にそれが根深い問題であることに驚きました」とトゥーサン氏は言う。 「誰かがこの問題に対処してくれるだろうと思っていました。」

パルスオキシメーターの不正確さは新しい問題ではありません。 1976 年には、ヒューレット・パッカードの科学者は、パルスオキシメーターはさまざまな肌の色調に合わせて調整する必要があることを認識していました。 「皮膚の色素沈着やその他の吸収物質が測定に影響を与えるため、この方法では絶対的な測定を行うことができない」と2人の科学者が当時の同社のジャーナルに書いている。

それにもかかわらず、このデバイスは最終的には薬局、病院、そして人々の薬品棚に納入されました。

「これは基本的に、白人を対象とした検査から生まれました」とSTATの全国科学特派員でパルスオキシメーターを幅広く取材してきたウシャ・リー・マクファーリング氏は言う。 「それらは、臨床試験や検査に多様性がほとんどなかった80年代に検査されました。」

他の科学者は 1990 年代にはこの矛盾に気づき始めましたが、医学の主流には入りませんでした。 パルスオキシメーターにおける人種的偏見に関する数少ない論文は、医学教科書や一流雑誌に掲載されていませんでした。

医師たちは、自分たちの仕事に役立っている装置に欠陥があることにほとんど気づいていませんでした。 「これは私の世界ではどこにでもあることです。日常診療でパルスオキシメトリーを測定せずに脈拍や血圧を測定することは考えられません」と、ブラウン大学の呼吸器科医である E. ジェーン・カーター博士は言います。

カーターはほぼ常にポケットに酸素濃度計を入れていますが、トゥサンの仕事とそこに起因する不平等について聞いた後、解決策に加わりたいと考えました。

「私は呼吸器科医として30年間、米国とサハラ以南のアフリカの両方で酸素濃度計を使用して意思決定をしてきたのに、すべての患者にとって正しい意思決定ができ​​ていない可能性があることに、ある意味愕然としました。」彼女が言います。

最近ほとんどの仕事から引退したにもかかわらず、彼女はもう 1 つのプロジェクトに取り組んでいます。トゥサンの新しい酸素濃度計の設計を支援するというものです。

ほとんどの人が使用しているパルスオキシメーターは、指にクリップで留める小型の装置です。 このデバイスは 2 つの波長の光を指に照射します。 1 つの波長は酸素を含んだ血液に吸収され、もう 1 つの波長は脱酸素血液に吸収されます。

「次に、それらの相対的な吸収を調べて、一方が他方よりもどれだけ多く吸収されるかを比率測定し、それを使用して血液中に飽和している酸素の量を推定します」とトゥーサン氏は言う。

パルスオキシメーターは、より暗い肌の色に対して偏りがあることが知られています。 Kimani Toussaint はブラウン大学の物理学者で、パルスオキシメーターの代替品の開発に取り組んでいます。 ジョシュア・バロウ/キマニ・トゥーサン キャプションを隠す

パルスオキシメーターは、より暗い肌の色に対して偏りがあることが知られています。 Kimani Toussaint はブラウン大学の物理学者で、パルスオキシメーターの代替品の開発に取り組んでいます。

次に、酸素濃度計は、人の血液の何パーセントが酸素を含んでいるかを計算します。 しかし、光は皮膚の色素を構成するタンパク質であるメラニンにも吸収されます。 このデバイスは明るい肌の色を使用して設計および調整されているため、肌の色が濃い人のメラニンにより、酸素濃度計はその人の酸素を豊富に含んだ血液の量を過大評価し、新型コロナウイルス感染症の重症度を過小評価することになります。

「酸素還元ヘモグロビンの寄与と重複するメラニンの寄与を分離すること、それが課題です」とトゥーサン氏は言う。

しかし、彼は新しいアプローチを試みています。 トゥサンでは、同じ赤外線技術を多様な人々に対して調整するのではなく、まったく異なる光の性質に焦点を当てています。

「私たちは光の偏光や電場の特性を利用しようとしているのです」とトゥーサン氏は言う。 「私たちが研究してきたのは、これをデオキシヘモグロビンとオキシヘモグロビンを区別するために使用できるかどうかです。できれば同じ波長の光で、スペクトルを越えたり、メラニンに対して異なる反応を示したりするという他の課題を最小限に抑えることができます。」

トゥーサンは病院で靴箱サイズのプロトタイプをテストしています。 これは、呼吸器科医のカーターが臨床ノウハウを提供しているところです。 実際、パルスオキシメーターは一般的に扱いにくく、動き、マニキュア、宝石、配置によっても外れてしまいます。

たとえトゥサンの装置が機能したとしても、承認されて患者の手に届くまでには時間がかかるだろう。 それまでの間、アボエラタ氏やカーター氏のような医師たちは回避策を講じている。

アボエラタでは、患者に健康なときに酸素濃度計を使用してもらい、病気のときと比較するためのベースラインを作成してもらいます。 しかし、治療のための入院や肺気腫治療のための在宅酸素投与の承認など、正確な血中酸素濃度が大きな賭けとなる状況では、カーター氏とアボエラタ氏は、より困難な動脈血ガス検査に立ち返ろうとしている。

この検査では、ほとんどの臨床医が慣れているよりも難しいタイプの採血と、血液サンプルを氷に入れてすぐに検査室に持ち込む必要があります。 これは、アボエラタのような多くのクリニックでは検査さえ実施できないことを意味する。 したがって、患者が必要な場合は、他の場所に患者を送らなければなりません。 しかし、医師も酸素濃度計に対する考え方を変える必要がある、と彼女は言う。

「すべての肌の色調に正確に対応できることがわかっているデバイスを用意するか、別の種類のテストを行う必要があるでしょう」と彼女は言います。

Toussaint 氏は、彼の偏光ベースの酸素濃度計がそのテストとなり、小型モデルのテストを開始でき、企業が彼の技術を採用できることを望んでいます。

彼は自分の仕事の重要性を広く感じており、見知らぬ人から仕事の最新情報を求められると言う。 「それは本当に衝撃的でした。この作品が成功すれば、どれだけの影響を与えることができるかということです」と彼は言う。 「それは私にとってとても興奮することです。しかし、それには重大な責任が伴うことも理解しています。」

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このストーリーの音声バージョンは、トーマス・ルーによって制作され、ガブリエル・スピッツァーによって編集されました。 ニール・テヴォーはオーディオエンジニアでした。 レベッカ・ラミレスがデジタルストーリーを編集しました。 アニル・オザ氏は事実を確認した。