I ricercatori Mayo utilizzano l’intelligenza artificiale per rilevare una pompa cardiaca debole tramite gli ECG dell’Apple Watch dei pazienti
ROCHESTER, Minnesota — I tracciati ECG a derivazione singola di un Apple Watch interpretati da un algoritmo di intelligenza artificiale (AI) sviluppato presso la Mayo Clinic hanno identificato efficacemente i pazienti con una pompa cardiaca debole .
I pazienti sono stati arruolati via e-mail in uno studio prospettico decentralizzato. Quindi hanno scaricato un’app che trasferiva in modo sicuro gli ECG dell’orologio in background. La partecipazione allo studio è stata elevata, a dimostrazione della possibilità di sviluppare uno strumento scalabile per lo screening e il monitoraggio dei pazienti cardiopatici per questa condizione 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 – affligge dal 2% al 3% delle persone a livello globale 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, sono disponibili molti trattamenti salvavita e per prevenire i sintomi. È assolutamente straordinario che l’IA trasformi un segnale ECG dell’orologio di un consumatore in un rilevatore di questa condizione, che normalmente richiederebbe un test di imaging costoso e sofisticato, come un ecocardiogramma, una TAC o una risonanza magnetica”, afferma Paul Friedman, MD , presidente del Dipartimento di medicina cardiovascolare presso la Mayo Clinic di Rochester.
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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 del cuore. Per interpretare i segnali ECG generati dalla singola derivazione su un Apple Watch, i ricercatori hanno modificato un algoritmo consolidato a 12 derivazioni per la frazione di eiezione ventricolare bassa – la pompa cardiaca debole – che è concesso in licenza ad Anumana Inc. , una società di tecnologia sanitaria basata sull’intelligenza artificiale, da nference e Mayo Clinic.
Le precedenti ricerche di Mayo hanno mostrato che l’ECG a 12 derivazioni e l’algoritmo AI possono identificare una pompa cardiaca debole e che queste informazioni sono utili per i medici in un ufficio. L’algoritmo ECG a 12 derivazioni ha ottenuto la designazione di dispositivo rivoluzionaria 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 sorveglianza a derivazione singola, Itzhak Zachi Attia, Ph.D., scienziato principale dell’IA presso il Dipartimento di Medicina Cardiovascolare della Mayo Clinic, ha creato una tecnica di adattamento che ha tradotto le letture a derivazione singola 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, poiché il 92% ha utilizzato l’app più di una volta. Ogni paziente ha registrato molti ECG e i ricercatori hanno scelto le letture più pulite.
“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 una pompa cardiaca debole”, 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 preso parte allo studio un totale di 2.454 pazienti Mayo Clinic con un iPhone, l’app Mayo Clinic e un Apple Watch serie 4 o successivo. L’app ha inviato in modo sicuro tutti gli ECG dell’orologio precedenti e quelli aggiuntivi mentre venivano registrati dai pazienti a una piattaforma dati sicura Mayo. Lì sono stati analizzati.
“La ricerca in corso sull’IA in cardiologia fa parte dell’impegno di Mayo di portare una trasformazione digitale nell’assistenza sanitaria. La diagnostica avanzata che una volta richiedeva il viaggio in una clinica può essere eseguita con precisione, come dimostra questo studio ECG di Apple Watch, dal polso di un paziente indipendentemente dal fatto che viva in Brasile o a Baton Rouge. L’accesso basato su app a un centro medico può aiutare ad affrontare 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 della 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 derivazione singola. I nostri prossimi passi includono studi prospettici globali per testare questo in modo prospettico in popolazioni più diverse e dimostrare i benefici medici. Questo è ciò che la trasformazione di la medicina assomiglia a: diagnosticare a buon mercato malattie gravi 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 a bassa frazione di eiezione concesso in licenza ad Anumana e potrebbero trarre vantaggio dalla sua commercializzazione.
