La IA puede ayudar a mejorar el reciclaje

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Durante décadas, los científicos han descubierto que los oxímetros de pulso, dispositivos que calculan la saturación de oxígeno en la sangre, pueden verse afectados por el color de la piel de una persona. En 2021, la FDA emitió una advertencia sobre esta limitación de los oxímetros de pulso. La agencia dice que planea realizar una reunión sobre oxímetros de pulso después en este año. Debido a que la baja saturación de oxígeno, llamada hipoxemia, es un síntoma común de COVID-19, los niveles bajos de oxígeno en la sangre califican a los pacientes para recibir ciertos medicamentos. En el primer estudio para examinar este tema entre pacientes con COVID-19, publicado en JAMA Medicina Internaen mayo, los investigadores descubrieron que las mediciones inexactas dieron como resultado una “falla sistémica”, lo que retrasó la atención de muchos pacientes negros e hispanos y, en algunos casos, impidió que recibieran los medicamentos adecuados. El estudio agrega un creciente sentido de urgencia a un problema planteado hace décadas.

“Descubrimos que en los pacientes negros e hispanos hubo un retraso significativo en la identificación de la COVID grave en comparación con los pacientes blancos”.
-Dr. Ashraf Fawzy, Universidad Johns Hopkins

Los oxímetros de pulso funcionan haciendo pasar luz a través de una parte del cuerpo, generalmente un dedo. Estos dispositivos deducen la saturación de oxígeno en la sangre de un paciente (es decir, el porcentaje de hemoglobina que transporta oxígeno) a partir de la absorción de luz por hemoglobina, el pigmento de la sangre que transporta el oxígeno. En teoría, los oxímetros de pulso no deberían verse afectados por nada más que los niveles de oxígeno en la sangre. Pero la investigación ha demostrado lo contrario.

“Si tiene melanina, que es el pigmento responsable del color de la piel… eso podría afectar potencialmente la transmisión de la luz que atraviesa la piel”, dijo govind raoprofesor de ingeniería y director del Centro de Tecnología de Sensores Avanzados de la Universidad de Maryland, condado de Baltimore, que no participó en el estudio.

Para examinar cómo los pacientes con COVID-19 se vieron afectados por esta falla en los oxímetros de pulso, los investigadores utilizaron datos de más de 7000 pacientes con COVID-19 en el sistema hospitalario Johns Hopkins, que incluye cinco hospitales, entre marzo de 2020 y noviembre de 2021. En la primera parte del estudio, los investigadores compararon la saturación de oxígeno en la sangre de los 1216 pacientes a quienes se les realizaron mediciones con un oxímetro de pulso y un análisis de gases en sangre arterial, que determina la misma medida usando un análisis directo de sangre. Los investigadores encontraron que el oxímetro de pulso sobrestimó la saturación de oxígeno en la sangre en un promedio de 1,7 por ciento para los pacientes asiáticos, 1,2 por ciento para los pacientes negros y 1,1 por ciento para los pacientes hispanos.

Luego, los investigadores usaron estos resultados para crear un modelo estadístico para estimar cuáles serían las mediciones de gases en sangre arterial para pacientes con solo mediciones de oxímetro de pulso. Debido a que la gasometría arterial requiere que se inserte una aguja en una arteria para recolectar la sangre, la mayoría de los pacientes solo tienen una medición de oxímetro de pulso.

Para calificar para el tratamiento de COVID-19 con remdesivirun medicamento antiviral, y dexametasona, un esteroide, los pacientes debían tener una saturación de oxígeno en la sangre del 94 por ciento o menos. Según el modelo de los investigadores, casi el 30 por ciento de los 6673 pacientes sobre los que tenían suficiente información para predecir sus mediciones de gases en sangre arterial alcanzaron este límite. A muchos de estos pacientes, la mayoría de los cuales eran negros o hispanos, se les retrasó el tratamiento entre 5 y 7 horas, y los pacientes negros se retrasaron en promedio 1 hora más que los pacientes blancos.

“Descubrimos que en los pacientes negros e hispanos hubo un retraso significativo en la identificación de la COVID grave en comparación con los pacientes blancos”, dijo el Dr. Ashraf Fawzyprofesor asistente de medicina en la Universidad Johns Hopkins y autor del estudio.

Hubo 451 pacientes que nunca calificaron para los tratamientos pero que los investigadores predijeron que probablemente deberían haberlo hecho; El 55 por ciento eran negros, mientras que el 27 por ciento eran hispanos.

El estudio “muestra lo urgente que es alejarse del pulso [oximeters]”, dijo Rao, y encontrar formas alternativas de medir la saturación de oxígeno en la sangre.

Los estudios que encuentran que el color de la piel puede afectar a los oxímetros de pulso se remontan hasta la década de 1980. A pesar del conocimiento del problema, hay pocas formas de abordarlo. Wu dice que aumentar la conciencia ayuda, y que también puede ser útil hacer más análisis de gases en sangre arterial.

Una solución a largo plazo requerirá cambiar la tecnología, ya sea utilizando un método completamente diferente o teniendo dispositivos que puedan ajustar mejor los resultados para tener en cuenta las diferencias en el color de la piel. Una alternativa tecnológica es tener dispositivos que miden la difusión de oxígeno a través de la piel, llamada medición transdérmica, en cuyo desarrollo está trabajando el laboratorio de Rao.

Los investigadores dijeron que una limitación de su estudio involucraba la forma en que los pacientes se identificaban a sí mismos, lo que significa que una amplia gama de pigmentación de la piel podría estar representada en cada uno de los grupos de muestra, dependiendo de cómo se identificara cada paciente. Los investigadores tampoco midieron cómo retrasar o negar el tratamiento afectó clínicamente a los pacientes, por ejemplo, qué probabilidades tenían de morir, qué tan enfermos estaban o cuánto tiempo estuvieron enfermos. Los investigadores están trabajando actualmente en un estudio que examina estas preguntas y factores adicionales.

Aunque el problema del sesgo racial de los oxímetros de pulso no tiene una solución inmediata, dijeron los investigadores, confían en que el principal obstáculo no sea tecnológico.

“Creemos que existe tecnología para solucionar este problema y, en última instancia, sería la solución más equitativa para todos”, dijo Wu.

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