Gli innovatori sviluppano multi

22 maggio 2023 | Strumenti e attrezzature da laboratorio, Notizie di laboratorio, Patologia di laboratorio, Risorse di laboratorio, Analisi di laboratorio

Numerosi studi hanno dimostrato che le persone con una pigmentazione della pelle più scura corrono un rischio maggiore di essere diagnosticate erroneamente e sottotrattate rispetto ai pazienti con pelle più chiara a causa di letture imprecise del livello di ossigeno

Sebbene i pulsossimetri non siano un dispositivo di laboratorio clinico standard, gli scienziati di laboratorio clinico (ovvero i tecnologi medici) li conoscono e ne comprendono la funzione, in particolare con i pazienti ospedalieri.

Ora, gli scienziati di diverse istituzioni stanno lavorando per migliorare il design di base del pulsossimetro rendendolo in grado di misurare più biomarcatori, oltre ad affrontare le imprecisioni di vecchia data nel dispositivo quando viene utilizzato su persone con pigmentazione della pelle più scura.

Questa ricerca in corso dimostra come le nuove tecnologie stiano consentendo agli innovatori di aggiungere funzioni utili a dispositivi standard e ben accettati.

Valencia Koomson, PhD (sopra), professore associato di ingegneria elettrica e informatica e capo del laboratorio di sistemi e circuiti integrati avanzati presso la Tufts University, ha sviluppato un pulsossimetro che misura l'ossigenazione nei tessuti, piuttosto che nel sangue. Il suo approccio potrebbe garantire che i pazienti con pigmentazione cutanea più scura vengano diagnosticati accuratamente presso il punto di cura. Sebbene generalmente non utilizzati in ambienti di laboratorio clinici, i tecnici medici saranno interessati a conoscere queste nuove innovazioni nei pulsossimetri. (Copyright della foto: Tufts University.)

Misurare i tessuti invece del sangue

Il pulsossimetro, un dispositivo che si collega al dito di una persona, utilizza la luce rossa e infrarossa per misurare la saturazione di ossigeno nel sangue (SpO2) e visualizzare la frequenza cardiaca.

Studi del 2022 che hanno esaminato il modo in cui gli ospedali somministravano ossigeno a diversi pazienti hanno scoperto che letture incoerenti del pulsossimetro potrebbero indurre gli operatori sanitari a somministrare meno ossigeno di quanto effettivamente necessario alle persone con pigmentazione della pelle più scura.

Questo perché la melanina nella pelle può interferire con "l'assorbimento della luce utilizzata per misurare il sangue ossigenato nel dito di una persona", secondo una notizia della National Science Foundation (NSF). Tali letture imprecise del pulsossimetro possono portare a “letture imprecise e risultati terapeutici inferiori” per le persone con carnagione scura, ha scritto la NSF.

"Affrontare questo problema richiederà innovazione nella progettazione del pulsossimetro e standard normativi rivisti", ha affermato Valencia Koomson, PhD, professore associato di ingegneria elettrica e informatica, Tufts University, Medford, Massachusetts, nella notizia della NSF.

Koomson, che dirige l'Advance Integrated Circuit and Systems Lab presso Tufts, ha sviluppato un prototipo di dispositivo pulsossimetro che, come spiegato dalla NSF, misura l'ossigenazione nei tessuti biologici invece che nel sangue.

NSF sostiene la sua ricerca sul pulsossimetro attraverso il programma PFI (Partnerships for Innovation) della National Science Foundation.

"Il lavoro del mio laboratorio sui dispositivi pulsossimetrici fornirà una tecnologia alternativa per affrontare molti fattori confondenti che influenzano la precisione del pulsossimetro, tra cui la pigmentazione della pelle, gli artefatti da movimento e altri", ha affermato Koomson.

La National Public Radio (NPR) ha affermato che il dispositivo di Koomson ha una "tecnologia integrata in grado di misurare il tono della pelle di una persona".

"Possiamo inviare più luce se è presente un livello più elevato di melanina, in modo che la melanina non diventi un fattore di confusione che offusca i nostri risultati", ha detto Koomson a NPR.

Un'altra riprogettazione del pulsossimetro

Un altro nuovo approccio alla pulsossimetria è stato sviluppato presso la Brown University di Providence, Rhode Island.

Rutendo Jakachira, assistente di ricerca, Facoltà di Ingegneria e dottorando in fisica, si è rivolto a nuove tecniche ottiche per affrontare la sfida dei livelli di saturazione di ossigeno nelle tonalità della pelle scura, secondo un comunicato stampa della Brown University.

Jakachira e Kimani Toussaint, PhD, professore di ingegneria e preside associato senior della Facoltà di ingegneria, affermano di aver creato forse la prima sorgente luminosa basata su LED ad emettere luce polarizzata radialmente.