Серый пульсоксиметр на моем кухонном столе выглядит как проигрыватель.Как продукт 1970-х годов, его сигнал тревоги низкого уровня кислорода в крови устанавливается с помощью аналогового циферблата.Я купил его на eBay в конце прошлого года, после того как написал статью для Boston Review о расовой предвзятости в измерении насыщения крови кислородом.Затем Меир Крайгер, профессор медицины Йельского университета, предложил мне изучить модели, которые старше современных пульсоксиметров, особенно те, которые производятся компанией HP.Это технический динозавр, но в некоторых отношениях его внутренний принцип работы более совершенен, чем у многих устройств, измеряющих содержание кислорода в крови в современных больницах.
На протяжении десятилетий исследователи доказывали, что многие пульсоксиметры, обычно используемые в больницах, не соответствуют пороговым значениям безопасности FDA для цветных людей.Поскольку эти устройства используют оптическое определение цвета для оценки кислорода в крови, они могут ошибаться для людей с более темной кожей из-за расовых предубеждений во время процесса калибровки.Однако, когда Covid-19 впервые появился, показания пульсоксиметра все еще приветствовались как «биомаркер» во время ранней госпитализации и сортировки.Некоторых цветных людей, которые говорили врачам отделения неотложной помощи, что им трудно дышать, на самом деле отправляли домой, когда устройство показывало, что им не нужен кислород.
Только когда в декабре группа врачей Мичиганского университета повторно исследовала устройство, более широкое медицинское сообщество начало уделять ему больше внимания.«Когда пульсоксиметр показывает 91% [насыщение кислородом], более 50% чернокожих пациентов на самом деле имеют значения ниже 88%», — сказал соавтор исследования Том Вэлли.С тех пор сенатор и FDA начали обсуждать этот вопрос, вызвавший большой интерес со стороны врачей и инженеров, а также сбитый с толку пациентов.В настоящее время широко распространен призыв к изменению конструкции «пульсовой коровы» и переосмыслению системы проверки, которая десятилетиями не могла обнаружить или предотвратить эти ошибки.
Тем не менее, эти ключевые дебаты о возможных будущих моделях часто по-прежнему упускают из виду важный факт: оксиметры предназначены для справедливой работы независимо от цвета кожи, пола и инвалидности, и они действительно существовали еще в 1970-х годах.Однако каким-то образом большая часть истории оборудования на моей кухне была стерта.
Еще в 1960-х и 1970-х годах HP тесно сотрудничала с инженерами НАСА для создания оборудования для здоровья астронавтов, в котором точное измерение кислорода играло жизненно важную роль.Когда компания вышла на рынок больниц, она тщательно разработала оксиметр, который можно было аналогичным образом откалибровать для отдельных пациентов.Он основан на методе передачи (пропускания света через ткани), который сочетает в себе оптические волокна и восемь длин волн света.(Многие современные пульсоксиметры используют только две длины волны.) Инженеры Hewlett-Packard знали, что прибору нужны разные настройки яркости, чтобы он работал одинаково в диапазоне оттенков кожи.Компания провела прозрачную и вдумчивую дискуссию — которая до сих пор доступна в ее архиве сообщений — о том, как она создала светочувствительную технологию, которая одинаково хорошо работает для всех оттенков кожи.
В качестве шага, направленного на устранение расовых предрассудков, инженеры HP разработали ряд более инклюзивных методов оксиметрии.Базовая калибровка прибора была проведена в сотрудничестве с «тщательно отобранной» командой, в которую вошли 248 темнокожих добровольцев — примечательно, что это больше, чем текущие рекомендации FDA для предпродажного тестирования оксиметров в больницах на 246 небелых.Самое главное, что устройство можно настроить под каждого.Вы можете выдавить небольшую каплю крови из уха пользователя, чтобы отсканировать кровь с помощью спектрофотометрии.Это измерение помогает точно определить, сколько света поглощается кожей и тканями человека, позволяя врачам персонализировать калибровку уровня освещенности и оптимизировать точность устройства.
Оксиметр также может объяснить характеристики кровообращения.В отличие от современных пульсовых коров, которые тестируют только здоровых людей, оборудование HP предназначено для работы с людьми, которые могут быть больны.Например, датчик не предназначен для кончиков пальцев, поскольку в этом случае устройство не будет работать должным образом у пациентов, страдающих от распространенных заболеваний, таких как шок, сепсис и некоторые хронические заболевания.Вместо этого HP разместила свои датчики на верхнем изгибе уха, который является одной из последних частей тела, страдающих от проблем с кровообращением во время болезни.Этот выбор помогает предотвратить включение емкостных показателей в измерения кислорода, а также позволяет избежать гендерных различий из-за неправильного оборудования.Хотя ушные оксиметры все еще существуют в профессиональном мире, наиболее распространенные сегодня модели в отделениях неотложной помощи и дома не регулируются и предназначены для соответствия «средней» геометрии мужских пальцев, иногда для всех остальных. Дают субоптимальные показания, которые могут быть связаны с другими ошибками.
Несмотря на эти достижения, когда рынок персональных компьютеров взорвался в 1980-х годах, HP изменила свое внимание и отказалась от медицинского оборудования незадолго до выпуска давно запланированной миниатюрной версии пульсоксиметра.Но Kryger по-прежнему описывает свое более крупное устройство как «лучший пульсоксиметр».Публикации в его лаборатории в то время указывали, что оксиметры HP были более точными во многих отношениях, чем пульсоксиметры, которые вскоре их заменили.Их называют неинвазивным «золотым стандартом» для раннего тестирования пульсоксиметрии в клинических исследованиях, потому что показания HP оксиметра ближе к инвазивному тестированию газов артериальной крови.
Как болезненно напоминает нам пандемия, последствия этой неточности могут быть разрушительными.Поскольку сегодняшние больничные оксиметры не имеют персонализированных функций, они могут непреднамеренно предоставлять неверные данные врачам и другим машинам.Цифры пульсоксиметра обеспечивают ключевые входные данные для ряда вычислительных систем, включая алгоритмы, которые определяют классификацию отделений интенсивной терапии и определенные страховые возмещения.Они также используют алгоритмы с обратной связью со многими вентиляторами — такие устройства могут быть неэффективно оптимизированы при вводе данных с ошибками.
Эти разговоры сейчас необходимы: в качестве все более важной части искусственного интеллекта в здравоохранении разрабатываются различные неинвазивные датчики на основе пульсоксиметров.Некоторые из них, такие как оптические датчики сепсиса или уровня сахара в крови, уже могут быть в вашей местной больнице или у вас дома.Если вы не будете осторожны, оптический датчик цвета следующего поколения может легко воспроизвести неравные ошибки в измерениях пульсоксиметрии, которые теперь известны во многих других областях медицины.
Мы склонны полагать, что технология будет развиваться линейно, а полезные функции или ключевые проблемы будут встроены в будущие модели.История оборудования часто пишется позже, как будто так было всегда — альтернативные методы не имели успеха, потому что они хуже.Но, как и в любой истории, полезно спросить, кто ее написал и чего не хватило.
Об этих отсутствующих функциях пульсоксиметра можно говорить как о случайном случае: когда в 1980-х годах HP переключила свое внимание с медицинского оборудования, у большинства небольших компаний, вышедших на рынок больничного оборудования, не было многолетнего сотрудничества с НАСА.Мультидисциплинарный опыт, который широко используется.Поэтому, когда американские компании начали добавлять «пульс» японского биоинженера Такуо Аояги в модель оксиметрии, они переняли его идеи вместо того, чтобы вести публичный учет, как это делали их предшественники для рынка США.Многие больницы, которые впервые приобрели эти устройства, даже не осознавали, что в более новом оксиметре отсутствуют функции, существовавшие в других моделях ранее, потому что «пульсовая корова» была их первым опытом неинвазивного измерения кислорода.
Эту потерю технологий можно также рассказать как историю об изменении истории и социальных норм с течением времени.Модель HP в 1970-х годах включала прозрачное обсуждение справедливого дизайна, но она также проводилась в контексте трудных результатов движения за гражданские права, когда вопрос расовой справедливости обсуждался более открыто между департаментами.В то же время более поздняя модель импульсной коровы (первая в США, запатентованная Biox в 1980 году) стала еще одним лицом корпоративного вольера той эпохи.Крайгер напомнил, что, когда они впервые вышли на рынок, он пытался запросить у инженеров данные калибровки, что когда-то считалось стандартной практикой безопасности.Но они не будут делиться этим снова.«Это черные ящики, скрытые запатентованными алгоритмами», — сказал Крайгер.«Инженеры в то время не предоставляли никакой технической информации, такой как точность для людей с темным пигментом кожи».
Сегодня люди обычно называют эру точной медицины.Но оксиметр HP оказался более тревожной и несбалансированной историей.
Когда в 1980-х и 1990-х годах черный бокс начал проникать в медицинские технологии, врачи провели серию исследований точности измерения пульса у крупного рогатого скота.Однако в конце концов врачи привыкли к незнанию и перестали задавать определенные вопросы о встроенных в прибор предубеждениях.Слепое пятно становится все больше и больше.Профессор Принстонского университета Руха Бенджамин (Ruha Benjamin), изучая включение расовой предвзятости в рамки больничных алгоритмов, прокомментировала в журнале Science: «Сегодня неравенство в кодировании сохраняется именно из-за дизайна и принятия.Люди с такими инструментами не задумывались о системном расизме».Люди обычно называют сегодняшний день эрой точной медицины.Но настраиваемая контрмодель HP доказывает более тревожную и несбалансированную историю о том, что происходит, когда данные и проектные решения помещаются в черный ящик, несмотря на возможные ошибки, но отделяются от общественной ответственности.
Как бы вы это ни представляли, повторное изучение этой истории — это возможность представить себе другое будущее.В дополнение к этой пандемии и другим пандемиям, которые могут возникнуть, пульсоксиметры используются каждый день в критические и деликатные моменты, такие как роды, которые стали печально известны усилением расового неравенства.Во время Covid давние проблемы с дизайном Pulse ox стало труднее игнорировать, что напомнило людям о сохраняющихся рисках его модернизации и основной причине его предвзятости.Сегодня эксперт по политике в области здравоохранения Оньека Отуго и недавние интерны интенсивной терапии из разных стран, которые недавно написали в The Lancet, новое поколение врачей вместе с Кадией Ферриман и Микаэлой Питкан, а также другими междисциплинарными инженерами и социологами здравоохранения снова подняли вопросы о больничных технологиях. новый взгляд на политику дизайна.
Некоторые люди, такие как Крайгер, до сих пор помнят то, что они написали из более поздней истории измерения насыщения крови кислородом: можно разработать устройства для определения цвета, ориентируясь на принцип честности.Из соображений медицинской безопасности и справедливости от компаний может потребоваться публиковать полные данные о калибровке и точности.Можно спроектировать наиболее подходящее больничное оборудование для всех пациентов.Оксиметр HP завершил все эти вещи почти полвека назад.Тот, что стоит на моем кухонном столе, не имеет всех надлежащих ретро-кабелей, поэтому он не работает.Но это стало для меня важным напоминанием: честный дизайн устройства уже был достигнут.Это должно произойти снова.
WIRED — это место, где реализуется завтрашний день.Это важный источник информации и идей, делающий мир осмысленным в постоянных изменениях.Проводные беседы проливают свет на то, как технологии могут изменить каждый аспект нашей жизни — от культуры до бизнеса, от науки до дизайна.Прорывы и инновации, которые мы открыли, принесли с собой новые способы мышления, новые связи и новые отрасли.
© 2021 Конде Наст.все права защищены.Используя этот веб-сайт, вы принимаете наше пользовательское соглашение, политику конфиденциальности и заявление о файлах cookie, а также свои права на конфиденциальность в Калифорнии.В рамках нашего партнерского партнерства с розничными торговцами Cable может получать часть продаж от продуктов, приобретенных через наш веб-сайт.Без предварительного письменного разрешения Condé Nast материалы на этом веб-сайте нельзя копировать, распространять, передавать, кэшировать или использовать иным образом.Выбор объявления
Время публикации: 22 июня 2021 г.