Результат роботи пульсоксиметра залежить від кольору шкіри

Різниця, або відхилення, між оцінками рівня насичення крові киснем, отриманими за допомогою пульсоксиметрів, порівняно із золотим стандартним методом вимірювання насичення киснем артеріальної крові, значно відрізняється в пацієнтів із темною та пігментованою шкірою, порівняно з пацієнтами зі світлою шкірою, ідеться в дослідженні, представленому на щорічній науковій сесії Американського коледжу кардіології (ACC.25) 29 березня в Чикаго.

Нові результати отримано під час найбільшого проспективного дослідження, присвяченого оцінці взаємозв’язку між пігментацією шкіри і похибкою пульсоксиметра у тяжкохворих пацієнтів. Ця тема привернула увагу громадськості під час пандемії COVID-19, коли деякі дослідження припустили, що пульсоксиметри можуть давати неправдиву інформацію про стан здоров’я пацієнта, завищуючи показники насичення крові киснем у певних расових груп.

На відміну від деяких попередніх досліджень, результати поточного дослідження показують, що дані пульсоксиметра в середньому недооцінюють рівень кисню в крові. Однак результати також показали, що пульсоксиметри завищували насичення крові киснем, демонструючи позитивний зсув у 20% спостережень, причому частка спостережень із позитивним зсувом різнилася між групами за рівнем пігментації шкіри.

«Хоча похибка пульсоксиметра в середньому була негативною для всіх людей, вона була менш негативною у людей із темною пігментацією, ніж у людей зі світлою пігментацією шкіри, що означає, що пульсоксиметри  працюють по-ріному в людей із різною пігментацією шкіри, — сказала Carolyn Hendrickson (Каролін Хендріксон), лікарка, доцентка медицини в Каліфорнійському університеті в Сан-Франциско та перша авторка дослідження. — Ми також виявили, що частка позитивного відхилення від істини, тобто в бік збільшення показників за умови, що в людини може бути небезпечно низьке насичення киснем, яке не визначається неінвазивним монітором, була вищою в пацієнтів із темним пігментом шкіри, порівнюючи з пацієнтами із середнім і світлим пігментом шкіри».

Насичення крові киснем — важливий інструмент, який лікарі використовують для сортування пацієнтів і ухвалення рішень про лікування. За словами Хендріксон, госпіталізація, введення додаткового кисню і застосування сучасних методів лікування COVID-19 залежать від того, наскільки насичена кров пацієнта киснем.

Під час використання пульсоксиметрів кліпси або одноразові клейкі зонди прикладають до кінчика пальця або мочки вуха, де вони просвічують тканини світлом певної довжини хвилі й вимірюють, скільки світла поглинається або відбивається. Під час дослідження вчені порівняли показники пульсоксиметра з показниками функціонального насичення киснем, отриманими в результаті аналізу газів крові — стандартного аналізу крові на насичення киснем.

У дослідження було включено 631 пацієнта віком від 62 років, які проходили лікування у відділенні інтенсивної терапії в Головній лікарні Цукерберга в Сан-Франциско в період з 2022 по 2024 рік. Близько чверті учасників були ідентифіковані в медичних картах як представники європеоїдної раси, чверть — як латиноамериканці, п’ята частина — як чорношкірі і п’ята частина — як азіати.

Дослідники виміряли пігментацію шкіри кожного учасника за допомогою суб’єктивної шкали Monk Skin Tone Scale та об’єктивних вимірів вмісту меланіну за допомогою спектрофотометра — неінвазивного приладу, що вимірює відбиття і поглинання світла. Згідно з об’єктивними вимірами, 53% пацієнтів були класифіковані як такі, що мають середню пігментацію, 33% — як такі, що мають світлий пігмент, і 14% — як такі, що мають темну пігментацію.

Показання пульсоксиметра й аналізу газів крові знімали одночасно, і в більшості учасників дослідження було не менше двох таких показань, що загалом становило 1760 парних вимірювань серед 631 учасника дослідження.

У своєму аналізі дослідники врахували понад 30 чинників, які потенційно можуть впливати на показники насичення крові киснем, включно з демографічними факторами, супутніми захворюваннями, прийомом ліків і фізичними характеристиками. Після коригування цих факторів результати показали ті самі загальні тенденції: пацієнти загалом схильні до занижених значень пульсоксиметра, але люди з темною пігментацією мають меншу негативну упередженість і більшу ймовірність завищених значень порівняно з тими, в кого пігментація світліша.

Виходячи з отриманих результатів, дослідники наголосили на важливості визнання невизначеності показань пульсоксиметра і припустили, що майбутні пристрої можуть бути оснащені сигналізацією або світловими індикаторами, які вказують на те, що показання менш достовірні.

Це дослідження показує, що у тяжкохворих пацієнтів показання пульсоксиметрів набагато більш невизначені, ніж у здорових добровольців, які беруть участь у валідаційних дослідженнях. Необхідно більше обговорень між виробниками, регулювальними органами та лікарями, щоб звернути увагу на ті моменти, коли оксиметр показує менш достовірні значення.