Barva kůže ovlivňuje výsledky pulsní oxymetrie i rozhodování o léčbě

Existuje systematické zkreslení výsledků pulsní oxymetrie z rasových a etnických důvodů u pacientů s covidem‑19 a existuje souvislost mezi tímto zkreslením a opožděnou indikací k terapii specifickou pro kyslíkový práh? Odpovědi na tyto otázky hledali američtí intenzivisté prostřednictvím rozsáhlých studií, jejichž výsledky byly nedávno publikovány v časopise JAMA Internal Medicine.

Pulsní oxymetrie je rutinně využívaná neinvazivní metoda zjišťování saturace krve kyslíkem. Je to důležitý nástroj pro monitorování mnoha pacientů, včetně těch, kteří trpí onemocněním covid‑19. Výsledky pulsní oxymetrie jsou mimo jiné určující i pro včasné nasazení oxygenoterapie. Jsou ale v praxi vždy správně interpretovány?

Nový výzkum amerických intenzivistů (viz QR kód) spojil chybné výsledky z pulsních oxymetrů s rasovými rozdíly a naznačil potenciální rizika vyššího výskytu komplikací a úmrtí pacientů s tmavší kůží na covid‑19, a to v důsledku okultní hypoxie a pozdního nasazení léčby. To, že jsou výsledky pulsní oxymetrie u pacientů s tmavší kůží poněkud zkreslené, je dobře známý fakt. V dalším výzkumu ale vědci odhalili, že dezinterpretace výsledků pulsní oxymetrie je systematická. Totiž že nepřesné hodnoty mohou vést a skutečně vedou k tomu, že kriticky nemocní pacienti s tmavší kůží dostávají během svého pobytu na jednotkách intenzivní péče méně doplňkového kyslíku. V případě pacientů s onemocněním covid‑19 může kvůli nepřesným měřením pulsní oxymetrie docházet k chybným interpretacím skutečného zdravotního stavu a zásadním přehlédnutím indikací k nasazení adekvátní proticovidové léčby.

Zdravotní péče je šitá na míru většině

V článku „Hodnocení rasových a etnických rozdílů v doplňování kyslíku mezi pacienty na jednotce intenzivní péče“, který byl též publikován v JAMA Internal Medicine, se autoři zaměřili na otázku, zda existují rozdíly v doplňkovém podávání kyslíku mezi pacienty různých ras a etnik, které by byly současně důsledkem diskrepance ve výsledcích pulsní oxymetrie.

Autoři zjistili, že nepřesné výsledky u asijských, afroamerických a hispánských pacientů vedly k tomu, že tito pacienti dostávali méně doplňkového kyslíku než bílí pacienti. Podle výzkumníků tyto výsledky ukazují, jak zdravotnické technologie, jako je pulsní oxymetr, mohou přispívat k rasovým a etnickým rozdílům v péči.

Podle Lea Anthonyho Celiho, ředitele klinického výzkumu a hlavního vědeckého pracovníka Massachusettského technologického institutu (MIT) – Institutu lékařského inženýrství a vědy, je problém, že technologie zdravotní péče je běžně navržena primárně pro většinovou populaci.

„Lékařská zařízení se obvykle vyvíjejí v bohatých zemích s bílými, zdatnými jedinci jako testovacími subjekty,“ vysvětluje. „Léky jsou hodnoceny prostřednictvím klinických studií, které nepřiměřeně zahrnují bílé jedince. Genomická data v drtivé většině případů pocházejí od jedinců evropského původu. Není proto překvapivé, že pozorujeme rozdíly ve výsledcích napříč demografickými údaji, přičemž horší výsledky jsou u těch, kteří nebyli zahrnuti do návrhu zdravotní péče,“ dodává Celi.

Když správné rozhodnutí přichází pozdě

Pulsní oxymetry jsou široce využívány především pro své snadné použití a okamžité výsledky, nejpřesnější způsob zjištění úrovně saturace však vyžaduje odebrání vzorku arteriální krve (SaO₂). Nepřesné, resp. falešné hodnoty běžné pulsní oxymetrie (SpO₂) mohou vést k okultní hypoxii a souvisejícím komplikacím. Další zkreslení výsledků může přinést také například léčba vazopresory či zvýšený billirubin.

Když vědci srovnali hodnoty SpO₂ a SaO₂, zjistili, že černoši, hispánští a asijští pacienti měli pro danou úroveň SaO₂ vyšší SpO₂ než bílí pacienti. Výsledky SaO₂ mají lékaři obvykle v řádu minut až hodiny. Do té doby se ale běžně rozhodují na základě výsledků, které jim poskytne pulsní oxymetr. A to často aniž by si byli vědomi jeho suboptimálního výkonu v určitých demografických skupinách pacientů.

V této souvislosti vyzval nefrolog Eric Gottlieb z Harvard Medical School k provedení dalších výzkumů. „Měly by být prozkoumány možné rozdíly v řízení ventilace, tekutinové resuscitaci, rozhodování o třídění pacientů a dalších aspektech péče. Poté musíme tuto technologii předělat a řádně ji vyhodnotit, abychom zajistili, že tato zařízení budou fungovat stejně dobře pro všechny pacienty,“ navrhuje Gottlieb.

Leo Anthony Celi v souvislosti s touto problematikou akcentuje potřebu sdílení dat a zdůrazňuje, že pochopení těchto diskrepancí je zásadní i pro lepší vývoj algoritmů a umělé inteligence, které v budoucnu pomohou lékařům při rozhodování. „Než investujeme více peněz do vývoje umělé inteligence pro zdravotní péči pomocí elektronických zdravotních záznamů, musíme identifikovat všechny hybné síly, které ovlivňují výsledky, včetně těch, které vyplývají z použití neoptimálně navržené technologie,“ říká hlavní vědecký pracovník Institutu lékařského inženýrství MIT s tím, že v opačném případě riskujeme, že umělá inteligence tyto nerovnosti v oblasti poskytování zdravotní péče ještě prohloubí. „Když nejsou sdíleny zdravotní údaje, dochází ke škodám. Omezení přístupu k datům znamená omezení perspektiv, se kterými jsou data analyzována a interpretována. Viděli jsme řadu příkladů chybných specifikací a předpokladů, které vedly k modelům, jež v konečném důsledku poškozují pacienty,“ varuje Celi.

Pulsní oxymetry je třeba inovovat

Lékaři se nyní zamýšlejí nad minulostí, přítomností i budoucností pulsní oxymetrie. Při rozhodování v oblasti akutní péče se již dávno stala základním nástrojem pro diagnostiku i třídění pacientů. Nepřesnosti tohoto vyšetření u určitých skupin osob však nebyly nikdy dostatečně prozkoumány a řešeny. A to ačkoli se o nich ví již několik desetiletí. Naopak, během let se pulsní oxymetry staly díky integraci úsporných světelných diod a polovodičů dostupnými dokonce i pro běžného spotřebitele. Tato skutečnost potenciálně prohlubuje rasové a etnické rozdíly v péči. Například černošskému pacientovi, který je v ambulantním prostředí pozitivně testován na covid‑19, může být na základě zkreslené pulsní oxymetrie chybně doporučeno, aby odložil nebo nevyhledal péči adekvátní pro jeho zdravotní stav. Tento scénář se podle amerických intenzivistů odrazil v nadměrném zastoupení černošských pacientů, u kterých nebyla zjištěna způsobilost k léčbě remdesivirem a dexametazonem. Nepřesnosti pulsní oxymetrie u rasových a etnických menšin však mohou být spojeny se špatným rozhodováním i u jiných respiračních onemocnění, jako je pneumonie či syndrom akutní dechové tísně. Vědci jsou sice přesvědčeni, že vyšší povědomí o omezeních pulsní oxymetrie může snížit jejich negativní dopady na léčbu pacientů, ale současně zdůrazňují, že je třeba se zaměřit i na technologické inovace. Například integraci dalších vlnových délek nebo kalibraci přístrojů dle úrovně pigmentace kůže. Nepřesnost pulsní oxymetrie u některých skupin pacientů však podle vědců odhalila zásadní chyby nikoli v interpretaci, ale zejména v získávání dat. A to přesto, že jsou uvedená zkreslení SpO₂ spojena se systematickým poddiagnostikováním řady onemocnění nebo se zadržováním terapie pro menšinové skupiny pacientů s tmavší barvou kůže.