Doktorlar rengi nasıl okur?

Kısa cevap

Tıpta renk hâlâ önemli bir ipucudur: derinin ve göz akının sararması, dudakların morarması, idrarın koyulaşması ve boyanmış bir doku kesitindeki pembe ile mavi, hekime bir şeyler söyler. Ama bu işaretlerin çoğu, derideki bir pigmentin ya da kanın rengi değiştirmesine dayanır ve aynı değişim koyu bir tende, melanin ışığın büyük bölümünü zaten soğurduğu için daha küçük bir renk farkı yaratır. Bu yüzden kılavuzlar koyu tende göz akına, dişetine ve deriye bastırılmış bölgeye bakmayı önerir, renge dayalı cihazların bile farklı tenlerde farklı yanılabildiği ölçülmüştür; bu ders tanı koymayı öğretmez, yalnız bu farkın nedenini açıklar.

Derideki iki renk işareti

Tenin rengi, DO-06'nın anlattığı gibi, melanin ile kanın ortak ürünüdür. Bazı hastalıklar bu dengeye üçüncü bir renk ekler ya da kanın rengini değiştirir.

İki işaret de gözle görülür bir renk değişimine dayanır. Ama gözün gördüğü, pigmentin eklediği renk ile derinin kendi renginin toplamıdır. Açık bir tende sarı bir pigment belirgin bir sarılaşma yaratır; koyu bir tende aynı pigment, zaten az ışık yansıtan bir yüzeyde çok daha küçük bir fark bırakır.

Birleşik Krallık'ın ulusal sağlık kılavuzu kurumu NICE, yenidoğan sarılığı kılavuzunda bunu açıkça yazar.

Göz akı ve deriye bastırmak aynı mantıkla çalışır: işaretin görüleceği zemini beyaza ya da açığa yaklaştırmak. Beyaz bir zeminde küçük bir sarılaşma bile büyük bir renk farkı yaratır.

Siyanozda da aynı fizik geçerlidir, ama yön terstir. Oksijeni azalmış kan, derinin altındaki damarlarda daha koyu ve mavimsi bir renk verir. Bu renk, derinin üst katmanındaki melaninin süzgecinden geçerek göze ulaşır. Melanin ne kadar çoksa, alttaki kanın renk değişimi o kadar az ışıkla taşınır ve fark o kadar küçük görünür. Bu yüzden morarma da, sarılık gibi, melaninin az olduğu yerlerde, dudaklarda ve tırnak yataklarında aranır. Buradaki genel ilke şudur: bir renk işareti, onu taşıyan yüzeyin yansıttığı ışık kadar görünür olabilir.

Cihaz da yanılabilir

Rengi ölçen bir cihaz insan gözünün bu sorununu aşar mı? Nabız oksimetresi, parmaktan geçen kırmızı ve kızılötesi ışığı karşılaştırarak kandaki oksijeni tahmin eder. Yani o da derinin içinden geçen ışığa dayanır.

Sjoding ve arkadaşları 2020'de bu cihazların ölçümlerini, atardamardan alınan kanla yapılan doğrudan ölçümlerle karşılaştırdı.

Bu çalışma, renge dayalı ölçümün bile, geliştirilip doğrulandığı hastaların çeşitliliğine bağlı olduğunu gösterir. Sorun tende değil, ölçümün ten çeşitliliğini hesaba katıp katmamasındadır.

Laboratuvarın renkleri

Renk, hastanın dışında da okunur. Bir doku kesiti mikroskop altında neredeyse saydamdır; patologlar onu görünür kılmak için boyar.

İdrarın rengi de bir ölçüdür. Armstrong ve arkadaşları 1994'te idrar renginin, idrar yoğunluğu ve ozmolalitesiyle güçlü biçimde ilişkili olduğunu ve sahada yaklaşık bir gösterge olarak kullanılabileceğini, ama laboratuvardaki kesin ölçümlerin yerini tutmadığını gösterdi.

MR ve termal kameralar gibi görüntüleme cihazlarında ise renk çoğu zaman temsilîdir. DO-07'de uzay görüntülerinde gördüğümüz gibi, bir sıcaklık ya da yoğunluk değeri bir renk skalasına eşlenir. Bu renkler dokunun gerçek rengini değil, ölçülen bir niceliği gösterir; VG-03'ün anlattığı renk haritası kuralları burada da geçerlidir.

Örnek — aynı sarılık, dört ten

Kartın sorusunu bir modelle ölçelim. PhotochemCAD veri tabanındaki bilirubin soğurma tayfını aldık ve dört ten örneğinin yansıma tayfının üstüne, her tende aynı yoğunlukta bir bilirubin katmanı ekledik. Aynı katmanı yüzde 80 yansıtan beyaz bir yüzeye, göz akını temsil eden bir zemine de ekledik ve her yüzeyin eski ve yeni görünüşü arasındaki farkı hesapladık.

Aynı miktarda pigment, en açık tende 14,5 birimlik bir fark yaratırken orta koyu 8D5524'te yalnız 4,6 birim yaratır. Açık tende sarılaşma b\* değerini 29 birim artırırken orta koyu tende yalnız 10 birim artırır; üstelik 8D5524 zaten doygun bir sarı-kahverengidir ve BI-20'de gördüğümüz gibi CIEDE2000'in kroma ağırlık fonksiyonu, doygun renklerdeki kroma farklarını daha küçük sayar. Sonuçta orta koyu tendeki işaret, fark edilebilirlik ölçeklerinde açık tendekinin üçte biri kadardır. Beyaz zeminde ise fark en büyüktür. NICE'ın göz akına ve deriye bastırmaya dikkat çekmesinin fiziksel nedeni budur: işaretin görülebilirliği, onu taşıyan zeminin ne kadar ışık yansıttığına bağlıdır. Hesap bir modeldir; bilirubinin derideki dağılımını ya da gerçek bir hastanın durumunu göstermez ve tanı için kullanılamaz.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Sarılık ve siyanoz gibi işaretler derideki bir pigmentin ya da kanın rengi değiştirmesine dayanır; aynı değişim koyu tende daha küçük bir renk farkı yaratır.
2. NICE, sarılığı ararken doğal ışıkta göz akına, dişetlerine ve bastırılmış deriye bakılmasını ve koyu tende değişimin daha zor görülebileceğinin bilinmesini önerir; nabız oksimetresi de Siyah hastalarda gizli düşük oksijeni daha sık kaçırmıştır.
3. H&E boyaması çekirdekleri mavi-mor, proteinleri pembe gösterir; idrar renk tablosu yaklaşık bir göstergedir. Modelde aynı bilirubin katmanı en açık teni ΔE00 14,5, 8D5524'ü 4,6, beyaz bir zemini 21,2 kaydırır.

Kendini sına

1. (Kolay) Sarılık ve siyanoz nedir?
2. (Kolay) H&E boyamasında çekirdekler ve proteinler hangi renklere boyanır?
3. (Orta) Renge dayalı tıbbi belirtiler neden her ten renginde aynı kolaylıkla görülmez?
4. (Orta) NICE'ın sarılık ararken göz akına bakmayı önermesinin fiziksel nedeni nedir?
5. (Zor) Sjoding ve arkadaşlarının bulgusu, renge dayalı cihazların doğrulanması hakkında ne söyler?
6. (Zor) Modelde 8D5524 teni neden 4A2C1D teninden bile daha küçük bir fark gösterir?

Cevaplar

1. Sarılık, kanda biriken sarı bilirubin pigmentiyle derinin ve göz akının sararmasıdır; siyanoz, oksijen azaldığında oksijensiz hemoglobinin koyu rengi yüzünden dudakların ya da derinin mavimsi, morumsu görünmesidir. Bkz. "Derideki iki renk işareti".
2. Hematoksilen çekirdekleri mavi-mora, eozin proteinleri ve hücre dışı maddeyi değişen tonlarda pembeye boyar. Bkz. "Laboratuvarın renkleri".
3. Çünkü bu belirtiler derideki bir pigmentin ya da kanın rengi değiştirmesine dayanır ve aynı değişim, melaninin ışığın büyük kısmını zaten soğurduğu koyu bir tende daha küçük bir renk farkı yaratır; modelde aynı bilirubin katmanı en açık teni 14,5, 8D5524'ü yalnız 4,6 birim kaydırır. Cihazlar da farklı tenlerde farklı yanılabilir. Bkz. "Derideki iki renk işareti" ve "Örnek".
4. Çünkü göz akı beyaza yakındır ve beyaz bir zeminde küçük bir sarılaşma bile büyük bir renk farkı yaratır; modelde beyaz zemindeki fark 21,2 birimle en büyüktür. Bkz. "Örnek".
5. Bir cihazın bir hasta grubunda iyi çalışmasının öbür gruplarda da iyi çalışacağını göstermediğini; ölçümün geliştirilip doğrulandığı hastaların ten çeşitliliğine bağlı olabileceğini. Bkz. "Cihaz da yanılabilir".
6. Çünkü 8D5524 zaten doygun bir sarı-kahverengidir: eklenen bilirubin onun b\* değerini yalnız 10 birim artırır ve CIEDE2000'in kroma ağırlık fonksiyonu, doygun renklerdeki kroma farklarını daha küçük sayar. 4A2C1D daha az doygun olduğu için benzer bir artış daha büyük sayılır. Model bu sıralamayı gösterir, ama gerçek bir hastanın durumunu göstermez. Bkz. "Örnek".

Kaynaklar

• National Institute for Health and Care Excellence, «Jaundice in newborn babies under 28 days», klinik kılavuz CG98, son güncelleme 31 Ekim 2023.
• Sjoding, M. W., Dickson, R. P., Iwashyna, T. J., Gay, S. E. ve Valley, T. S., «Racial bias in pulse oximetry measurement», New England Journal of Medicine 383(25): 2477–2478, 2020.
• Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J. ve Zeller, R., «Hematoxylin and eosin staining of tissue and cell sections», Cold Spring Harbor Protocols 2008: pdb.prot4986, 2008.
• Armstrong, L. E. ve arkadaşları, «Urinary indices of hydration status», International Journal of Sport Nutrition 4(3): 265–279, 1994.
• Scott Prahl, «Bilirubin in chloroform», Oregon Medical Laser Center, omlc.org, PhotochemCAD 2.1a verileri.

Sonraki adım

MA-06 doğadan malzemeye geçiyor: karbon nanotüp ormanlarının ışığı nasıl hapsettiğini, süper siyah bir malzemenin özel lisansını ve sanatçıların tepkisini, uzay ve optikteki kullanımını anlatıyor ve bir rengin kullanım hakkının tek bir kişiye ait olup olamayacağını soruyor. Tenin rengini DO-06, renk farkı ölçeklerini BI-20 anlatmıştı.