I ricercatori Mayo utilizzano l’intelligenza artificiale per rilevare una pompa cardiaca debole tramite gli ECG dell’Apple Watch dei pazienti

4 maggio 2022 — I tracciati ECG a derivazione singola da un Apple Watch interpretati da un algoritmo di intelligenza artificiale (AI) sviluppato presso la Mayo Clinic hanno identificato efficacemente i pazienti con pompe cardiache deboli.

I pazienti sono stati reclutati via e-mail in uno studio prospettico decentralizzato. Quindi hanno scaricato un’app che trasferiva in modo sicuro gli ECG dall’orologio in background. La partecipazione allo studio è stata elevata, dimostrando la possibilità di sviluppare uno strumento scalabile per lo screening e il monitoraggio dei pazienti cardiopatici per questa malattia ovunque si trovino.

L’abstract dello studio è stato presentato come ricerca d’avanguardia alla conferenza della Heart Rhythm Society di domenica 1 maggio.

“La disfunzione ventricolare sinistra – una pompa cardiaca debole – colpisce il 2-3% delle persone in tutto il mondo e fino al 9% delle persone di età superiore ai 60 anni. Potrebbe non avere sintomi o essere associata a mancanza di respiro, gonfiore delle gambe o battito cardiaco accelerato. Ciò che è importante è che una volta che sappiamo che è presente una pompa cardiaca debole, ci sono molti trattamenti che possono salvare vite umane e prevenire i sintomi.assolutamente straordinario che l’IA trasformi un segnale ECG dell’orologio di un consumatore in un rilevatore di questa condizione, che normalmente richiederebbe un costoso e sofisticati test di imaging, come un ecocardiogramma, una TAC o una risonanza magnetica”, afferma Paul Friedman, MD, direttore del dipartimento di medicina cardiovascolare presso la Mayo Clinic di Rochester.

Guarda: il dottor Paul Friedman discute dell’IA per rilevare una pompa cardiaca debole. (Per gentile concessione di Mayo Clinic News Network)

Un ECG standard utilizza 12 elettrodi posizionati strategicamente sul torace, sulle braccia e sulle gambe di una persona per creare un tracciato utilizzato per valutare i segnali elettrici dal cuore. Per interpretare i segnali ECG generati da una singola derivazione su un Apple Watch, i ricercatori hanno modificato un algoritmo consolidato a 12 derivazioni per la frazione di eiezione ventricolare bassa – pompa cardiaca debole – che è concesso in licenza ad Anumana Inc., una società di tecnologia sanitaria focalizzata sull’intelligenza artificiale, per nference e Mayo Clinic.

Precedenti ricerche di Mayo hanno dimostrato che l’ECG a 12 derivazioni e l’algoritmo AI possono identificare una pompa cardiaca debole e queste informazioni sono utili per i medici in studio. L’algoritmo ECG a 12 derivazioni ha ricevuto la designazione del dispositivo rivoluzionario dalla Food and Drug Administration nel 2019 e l’autorizzazione all’uso di emergenza per COVID-19 nel 2020.

Per adattare l’algoritmo a 12 derivazioni in modo che funzioni con un segnale di monitoraggio a derivazione singola, Itzhak Zachi Attia, Ph.D., scienziato senior di intelligenza artificiale presso il Dipartimento di medicina cardiovascolare della Mayo Clinic, ha creato una tecnica di adattamento che traduce le letture in una singola derivazione . in segnali comprensibili dall’algoritmo. Il Dr. Attia è Condirettore di Intelligenza Artificiale nel Dipartimento di Medicina Cardiovascolare.

I partecipanti hanno trasmesso in modo sicuro 125.610 ECG da 46 stati e 11 paesi durante il periodo di studio di sei mesi. L’utilizzo medio dell’app era di circa due volte al mese. La partecipazione complessiva è stata elevata, con il 92% che ha utilizzato l’app più di una volta. Ogni paziente ha registrato molti ECG e i ricercatori hanno scelto le letture più chiare.

“Circa 420 pazienti hanno registrato un ECG orologio entro 30 giorni da un ecocardiogramma clinicamente ordinato, o ecografia del cuore, un test standard per misurare la forza della pompa. Abbiamo sfruttato questi dati per vedere se potevamo identificare una pompa cardiaca debole con l’IA analisi dell’ECG dell’orologio Sebbene i nostri dati siano in anticipo, il test aveva un’area sotto la curva di 0,88, il che significa che è buono o leggermente migliore di un test medico su tapis roulant L’analisi AI dell’ECG dell’orologio è un test potente per identificare un cuore debole pompa”, afferma il dottor Attia.

I ricercatori hanno collaborato con il Center for Digital Health della Mayo Clinic per sviluppare l’app per smartphone che i partecipanti allo studio utilizzavano per inviare ECG a derivazione singola dal proprio Apple Watch. Hanno partecipato allo studio un totale di 2.454 pazienti della Mayo Clinic dotati di iPhone, l’app Mayo Clinic e un Apple Watch Series 4 o successivo. L’app ha inviato in modo sicuro tutti gli ECG dell’orologio precedenti e altri mentre venivano registrati dai pazienti a una piattaforma dati Mayo sicura. Lì sono stati analizzati.

“La ricerca in corso sull’IA in cardiologia fa parte dell’impegno di Mayo per portare la trasformazione digitale nell’assistenza sanitaria. La diagnostica avanzata che una volta richiedeva un viaggio in una clinica può essere eseguita con precisione, come mostrato in questo studio Apple Watch ECG, dal polso di un paziente indipendentemente dal fatto che viva in Brasile o Baton Rouge L’accesso a un centro medico basato su app può aiutare a ridurre le disparità di salute rendendo la diagnostica di alto livello accessibile a più persone in tempo reale”, afferma Bradley Leibovich, MD, direttore medico del Center for Digital Health presso la Mayo Clinic.

“Questo test è il primo passo, in quanto dimostra che possiamo ottenere informazioni utili dal punto di vista medico da un orologio a filo singolo. I nostri prossimi passi includono studi prospettici globali per testare questo aspetto in modo prospettico in popolazioni più diverse e dimostrare i benefici medici. Ecco come appare la trasformazione della medicina come: diagnosticare malattie gravi a buon mercato dal tuo divano”, afferma il dottor Friedman.

Questo studio è stato finanziato dalla Mayo Clinic. Apple non ha fornito supporto tecnico o finanziario. dott. Attia e Friedman, insieme ad altri, sono co-inventori dell’algoritmo della frazione di eiezione basso concesso in licenza da Anumana e potrebbero trarre vantaggio dalla sua commercializzazione.

Fare clic qui per ulteriori informazioni su Heartbeat 2022.

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