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Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler festgestellt, dass Pulsoximeter, Geräte, die die Sättigung des Blutes mit Sauerstoff schätzen, von der Hautfarbe einer Person beeinflusst werden können. Im Jahr 2021 hat die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) eine Warnung vor dieser Einschränkung von Pulsoximetern herausgegeben. Die Agentur plant, noch in diesem Jahr ein Treffen zu Pulsoximetern abzuhalten. Da eine niedrige Sauerstoffsättigung, Hypoxie genannt, ein häufiges Symptom von COVID-19 ist, prädisponieren niedrige Blutsauerstoffwerte Patienten für die Einnahme einiger Medikamente. In der ersten Studie, die dieses Problem bei COVID-19-Patienten untersuchte, wurde sie in veröffentlicht JAMA Innere MedizinIm Mai stellten Forscher fest, dass ungenaue Messungen zu einem „systemischen Versagen“ führten, das die Versorgung vieler schwarzer und hispanischer Patienten verzögerte und sie in einigen Fällen daran hinderte, geeignete Medikamente zu erhalten. Die Studie verleiht einem seit Jahrzehnten bestehenden Problem ein wachsendes Gefühl der Dringlichkeit.

„Wir haben festgestellt, dass es bei schwarzen und hispanischen Patienten im Vergleich zu weißen Patienten zu einer erheblichen Verzögerung bei der Erkennung von schwerem COVID kam.“
-DR. Ashraf Fawzy Johns-Hopkins-Universität

Pulsoximeter arbeiten, indem sie Licht durch einen Teil des Körpers, normalerweise den Finger, leiten. Diese Geräte leiten die Sauerstoffsättigung eines Patienten (dh den Prozentsatz des sauerstofftransportierenden Hämoglobins) aus der Lichtabsorption durch Hämoglobin, das sauerstofftransportierende Pigment im Blut, ab. Theoretisch sollten Pulsoximeter von nichts anderem als dem Blutsauerstoffgehalt beeinflusst werden. Aber die Forschung hat etwas anderes gezeigt.

sagte Govind Rao, Professor für Ingenieurwesen und Direktor des Center for Advanced Sensor Technology an der University of Maryland, Baltimore County, der nicht an der Studie beteiligt war.

Um zu untersuchen, wie COVID-19-Patienten von diesem Ungleichgewicht bei Pulsoximetern betroffen sind, verwendeten die Forscher zwischen März 2020 und November 2021 Daten von mehr als 7.000 COVID-19-Patienten im System des Johns Hopkins Hospital, das fünf Krankenhäuser umfasst. Im ersten Teil der Studie verglichen die Forscher die Sauerstoffsättigung des Blutes von 1216 Patienten, deren Messungen sowohl mit Pulsoximetrie als auch mit arterieller Blutgasanalyse durchgeführt wurden, die das gleiche Verfahren mit direkter Blutanalyse bestimmt. Die Forscher fanden heraus, dass das Pulsoximeter die Sauerstoffsättigung des Blutes bei asiatischen Patienten um 1,7 Prozent, bei schwarzen Patienten um 1,2 Prozent und bei hispanischen Patienten um 1,1 Prozent überschätzte.

Als nächstes verwendeten die Forscher diese Ergebnisse, um ein statistisches Modell zu erstellen, um abzuschätzen, wie die arteriellen Blutgasmessungen für Patienten waren, die nur Pulsoximetriemessungen hatten. Da für arterielle Blutgase eine Nadel in eine Arterie eingeführt werden muss, um Blut zu sammeln, haben die meisten Patienten nur ein Pulsoximeter.

Um sich für die Behandlung von COVID-19 mit Remdesivir, einem antiviralen Medikament, und Dexamethason, einem Steroid, zu qualifizieren, mussten die Patienten eine Blutsauerstoffsättigung von 94 Prozent oder weniger aufweisen. Basierend auf dem Modell der Forscher erreichten fast 30 Prozent von 6.673 Patienten, die genügend Informationen über sich hatten, um Messungen der arteriellen Blutgase vorherzusagen, diesen Grenzwert. Bei vielen dieser Patienten, von denen die meisten Schwarze oder Hispanoamerikaner waren, verzögerte sich die Behandlung um 5 bis 7 Stunden, wobei schwarze Patienten durchschnittlich 1 Stunde länger verspätet waren als weiße Patienten.

„Wir haben festgestellt, dass es bei schwarzen und hispanischen Patienten im Vergleich zu weißen Patienten zu einer erheblichen Verzögerung bei der Erkennung von schwerem COVID kam“, sagte Dr. Ashraf Fawzy, Assistenzprofessor für Medizin an der Johns Hopkins University und Autor der Studie.

Es gab 451 Patienten, die sich nicht für eine Behandlung qualifizierten, aber die Forscher spekulierten, dass sie sie wahrscheinlich bekommen würden. 55 Prozent waren Schwarze, während 27 Prozent Hispanoamerikaner waren.

Studie zeigt „die Dringlichkeit, vom Puls wegzukommen“. [oximeters]Und alternative Wege zu finden, um die Sauerstoffsättigung des Blutes zu messen, sagte Rao.

Studien, die herausgefunden haben, dass die Hautfarbe die Pulsoximetrie beeinflussen kann, stammen aus den 1980er Jahren. Obwohl dieses Problem bekannt ist, gibt es einige Möglichkeiten, es zu beheben. Ein erhöhtes Bewusstsein hilft, sagt Wu, und mehr arterielle Blutgasanalysen können ebenfalls hilfreich sein.

Eine langfristige Lösung erfordert einen Technologiewechsel, entweder mit einer völlig anderen Methode oder mit Geräten, die die Ergebnisse besser anpassen können, um Unterschiede im Hautton zu berücksichtigen. Eine technologische Alternative sind Geräte, die die Sauerstoffdiffusion durch die Haut messen, die sogenannte transdermale Messung, die Raos Labor entwickelt.

Eine Einschränkung in ihrer Studie, sagten die Forscher, beinhaltet die Art und Weise, wie die ethnische Zugehörigkeit der Patienten selbst identifiziert wurde – was bedeutet, dass eine breite Palette von Hautpigmentierungen in jeder der Probengruppen vertreten sein könnte, je nachdem, wie sich jeder Patient selbst identifiziert. Die Forscher maßen auch nicht die klinisch signifikanten Auswirkungen einer Verzögerung oder Verweigerung der Behandlung auf Patienten, beispielsweise wie wahrscheinlich sie sterben würden, wie krank sie waren oder wie lange sie krank waren. Forscher arbeiten derzeit an einer Studie, um diese zusätzlichen Fragen und Faktoren zu untersuchen.

Die Forscher sagten, dass es zwar keine unmittelbare Lösung für das Problem der rassistischen Vorurteile bei Pulsoximetern gibt, sie aber zuversichtlich sind, dass die primäre Hürde nicht technologischer Natur ist.

„Wir glauben, dass die Technologie da ist, um dieses Problem zu lösen, und das wird letztendlich die gerechteste Lösung für alle sein“, sagte Wu.

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