L’IA peut aider à améliorer le recyclage

Pendant des décennies, les scientifiques ont découvert que les oxymètres de pouls, des appareils qui évaluent la saturation en oxygène du sang, peuvent être affectés par la couleur de la peau d’une personne. En 2021, la FDA a émis un avertissement concernant cette limitation des oxymètres de pouls. L’agence prévoit de tenir une réunion sur les oxymètres de pouls plus tard cette année. Étant donné qu’une faible saturation en oxygène, appelée hypoxémie, est un symptôme courant de la COVID-19, de faibles niveaux d’oxygène dans le sang permettent aux patients de recevoir certains médicaments. Dans la première étude pour enquêter sur ce problème chez les patients COVID-19, publiée dans JAMA médecine interneEn mai, les chercheurs ont découvert que les mesures inexactes provoquaient une « défaillance systémique » qui retardait les soins pour de nombreux patients noirs et hispaniques et, dans certains cas, les empêchait de recevoir le bon médicament. L’étude donne un sentiment d’urgence croissant à une question soulevée il y a des décennies.

« Nous avons constaté qu’il y avait un retard significatif dans la détection du COVID sévère chez les patients noirs et hispaniques par rapport aux patients blancs. »
-DR. Ashraf Fawzy, Université Johns Hopkins

Les oxymètres de pouls fonctionnent en faisant passer la lumière à travers une partie du corps, généralement un doigt. Ces dispositifs dérivent la saturation en oxygène du sang d’un patient (c’est-à-dire le pourcentage d’hémoglobine transportant l’oxygène) de l’absorption de la lumière par l’hémoglobine, le pigment transportant l’oxygène dans le sang. En théorie, les oxymètres de pouls ne devraient pas être affectés par autre chose que les niveaux d’oxygène dans le sang. Mais la recherche a montré le contraire.

« Si vous avez de la mélanine, qui est le pigment responsable de la couleur de la peau … cela pourrait potentiellement affecter la transmission de la lumière traversant la peau », a déclaré Govind Rao, professeur d’ingénierie et directeur du Center for Advanced Sensor Technology de l’Université du Maryland. , comté de Baltimore, qui n’a pas participé à l’étude.

Pour examiner comment les patients atteints de COVID-19 ont été affectés par cette erreur dans les oxymètres de pouls, les chercheurs ont utilisé les données de plus de 7 000 patients COVID-19 dans le système hospitalier Johns Hopkins, qui comprend cinq hôpitaux, entre mars 2020 et novembre 2021. Dans la première partie de l’étude, les chercheurs ont comparé la saturation en oxygène du sang chez les 1 216 patients qui avaient des mesures prises à la fois avec un oxymètre de pouls et une analyse des gaz du sang artériel, qui détermine la même mesure à l’aide d’une analyse directe du sang. Les chercheurs ont découvert que l’oxymètre de pouls surestimait la saturation en oxygène du sang de 1,7 % en moyenne chez les patients asiatiques, de 1,2 % chez les patients noirs et de 1,1 % chez les patients hispaniques.

Ensuite, les chercheurs ont utilisé ces résultats pour créer un modèle statistique afin d’estimer à quoi ressembleraient les lectures de gaz du sang artériel pour les patients avec uniquement des lectures d’oxymètre de pouls. Étant donné que les gaz sanguins artériels nécessitent l’insertion d’une aiguille dans une artère pour recueillir le sang, la plupart des patients n’ont qu’une lecture d’oxymètre de pouls.

Pour être éligibles au traitement COVID-19 avec du remdesivir, un médicament antiviral, et de la dexaméthasone, un stéroïde, les patients devaient avoir des niveaux de saturation en oxygène dans le sang de 94% ou moins. Sur la base du modèle des chercheurs, près de 30 % des 6 673 patients pour lesquels ils disposaient de suffisamment d’informations pour prédire leurs lectures de gaz sanguins artériels ont atteint ce seuil. Beaucoup de ces patients, dont la plupart étaient noirs ou hispaniques, avaient des retards de traitement de 5 à 7 heures, les patients noirs étant retardés en moyenne d’une heure de plus que les patients blancs.

« Nous avons constaté qu’il y avait un retard significatif dans l’identification des cas graves de COVID chez les patients noirs et hispaniques par rapport aux patients blancs », a déclaré le Dr. Ashraf Fawzy, professeur adjoint de médecine à l’Université Johns Hopkins et auteur de l’étude.

Il y avait 451 patients qui n’ont jamais été qualifiés pour les traitements que les chercheurs auraient probablement dû recevoir ; 55% étaient noirs tandis que 27% étaient hispaniques.

L’étude « montre à quel point il est urgent de perdre le pouls [oximeters]», a déclaré Rao, et de trouver d’autres moyens de mesurer la saturation en oxygène du sang.

Les études montrant que la couleur de la peau peut affecter les oxymètres de pouls remontent aux années 1980. Malgré la connaissance du problème, il existe peu de moyens de le résoudre. Wu dit que la sensibilisation aide et que faire plus d’analyses des gaz du sang artériel peut également aider.

Une solution à long terme nécessite un changement de technologie, soit en utilisant une méthode complètement différente, soit en utilisant des appareils qui peuvent mieux ajuster les résultats pour tenir compte des différences de couleur de peau. Une alternative technologique sont des appareils qui mesurent l’oxygène diffusant à travers la peau, la soi-disant mesure transdermique, que le laboratoire de Rao travaille à développer.

Les chercheurs ont déclaré qu’une limitation de leur étude concernait la façon dont les patients s’identifiaient eux-mêmes à la race, ce qui signifie qu’un large éventail de pigmentations cutanées pouvait être représenté dans chacun des groupes d’échantillons, en fonction de la manière dont chaque patient s’identifiait. Les chercheurs n’ont pas non plus mesuré l’impact clinique du retard ou du refus de traitement sur les patients, tels que la probabilité qu’ils meurent, leur état de santé ou la durée de leur maladie. Les chercheurs travaillent actuellement sur une étude qui examinera ces questions et facteurs supplémentaires.

Bien que le problème des préjugés raciaux dans les oxymètres de pouls n’ait pas de solution immédiate, les chercheurs ont déclaré qu’ils étaient convaincus que le principal obstacle n’était pas technologique.

« Nous pensons qu’il existe une technologie pour résoudre ce problème, et ce serait finalement la solution la plus équitable pour tout le monde », a déclaré Wu.