Gli ingegneri neri lavorano per risolvere a lungo

Di Usha Lee McFarling

19 agosto 2022

Come molte persone di colore, Kimani Toussaint si è preoccupato quando ha saputo che i pulsossimetri su cui i medici facevano così tanto affidamento per curare e monitorare i pazienti con Covid-19 non funzionavano altrettanto bene sui pazienti dalla pelle più scura.

A differenza di molte persone nere, potrebbe fare qualcosa al riguardo. Toussaint è un esperto di ottica il cui laboratorio presso la Brown University crea tecniche di precisione per visualizzare e valutare i tessuti biologici. Questo era un problema per cui era stato creato.

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Ora Toussaint e il suo dottorando Rutendo Jakachira stanno letteralmente usando i trucchi della luce per sviluppare un pulsossimetro di prossima generazione che sperano possa funzionare bene su pazienti di tutte le tonalità della pelle, non solo su quelli con la pelle più chiara.

Nel frattempo, Valencia Joyner Koomson, professore associato nero di ingegneria elettrica e informatica alla Tufts University, sta lavorando a una soluzione diversa: dispositivi ossimetri “intelligenti” che sono adattabili e meno sensibili al tono della pelle.

Una carrellata delle principali storie della giornata di STAT.

Sia Toussaint che Koomson sono delle rarità; solo il 5% della forza lavoro ingegneristica americana è nera e meno del 2% sono donne nere. Non sfugge loro il fatto che questi ingegneri neri stiano guidando la lotta per correggere una disparità che è in atto e in gran parte ignorata da decenni dagli scienziati bianchi. Per Toussaint si tratta di un grave caso di miopia scientifica – e di un chiaro esempio di ciò che si perde quando la maggior parte degli scienziati sono bianchi.

"Non possiamo dire nulla sulle intenzioni di nessuno, ma possiamo parlare del fatto che la struttura della scienza è quella in cui non esiste un'ampia diversità, e quindi ci sono questi punti ciechi", ha detto Toussaint. "La questione dei pulsossimetri è assolutamente un esempio della diversità nella scienza."

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I pulsossimetri – dispositivi medici estremamente basilari e onnipresenti – non funzionano altrettanto bene sulle persone con la pelle più scura perché la melanina nella pelle può interferire con l’assorbimento della luce che i dispositivi a clip utilizzano per misurare la quantità di sangue ossigenato nel dito di una persona. Il problema può portare a letture in soggetti con la pelle più scura che mascherano bassi livelli di ossigeno potenzialmente pericolosi. Quando la moglie di Toussaint, un'epidemiologa, gli parlò del problema all'inizio della pandemia, rimase sbalordito.

"Ho pensato, cosa vuol dire che nessuno ha risolto questo problema?" ha detto allo STAT. "Ho detto: 'Aspetta un attimo, è un dispositivo approvato e nessuno lo ha guardato?'" I dispositivi erano stati calibrati in gran parte su pazienti con pelle più chiara e molti erano stati effettivamente approvati dalla Food and Drug Administration nonostante i loro limiti su quelli con pelle scura. Nel febbraio 2021, l’agenzia ha emesso una comunicazione sulla sicurezza avvisando medici e consumatori che i dispositivi potrebbero non essere accurati in tutti i pazienti.

Koomson, un esperto nell’uso di sistemi su micro e nanoscala per creare biosensori intelligenti per dispositivi di monitoraggio sanitario a basso costo, è preoccupato per la capacità dei pulsossimetri di funzionare su pazienti con pelle scura da più di un decennio, ma fino a poco tempo fa aveva difficoltà ad attirare l'attenzione sul problema o a ricercare finanziamenti per risolverlo.

"In tutti i libri di testo che ho recensito, non menzionano mai l'assorbimento della melanina. Il fatto che fosse omesso mi preoccupava", ha detto. Koomson aveva anche sentito parlare di medici che lavoravano in Africa che erano frustrati dal fatto che fossero disponibili così pochi studi clinici e dati sui test dei dispositivi per le popolazioni africane.

Koomson ha ricevuto finanziamenti per studiare come monitorare meglio l'ossigenazione nei tessuti, un compito molto più difficile che misurarla nel sangue, e ha sempre tenuto presente l'importanza di creare dispositivi che funzionassero su tutte le tonalità della pelle, ha affermato. Ma le agenzie di finanziamento avevano poco interesse nel migliorare i dispositivi attuali, ha detto: "Ottenere finanziamenti per lavorare sui pulsossimetri è difficile perché è una tecnologia così consolidata".

Il fatto che i dispositivi funzionino meno bene sulle persone con la pelle più scura è noto da decenni. I primi dispositivi creati da Hewlett Packard funzionavano molto bene sulla maggior parte delle persone, ma sono stati resi obsoleti dai dispositivi più nuovi e compatti in uso oggi. Molti nel campo dell’ingegneria e della medicina hanno da tempo accettato il tasso più elevato di errori che si verificavano nei pazienti con la pelle più scura e ritenevano che non fossero clinicamente rilevanti.