Kann ein tödlicher Herzinfarkt festgestellt werden, indem man zwei Minuten lang ein Mobiltelefon auf die Brust legt? 89 % Genauigkeit

Herzinsuffizienz (HF) ist eine ernste Manifestation oder ein Spätstadium verschiedener Herzerkrankungen. Nach der Diagnose Herzinsuffizienz sind möglicherweise wiederholte Krankenhausaufenthalte erforderlich und das Sterberisiko innerhalb von 5 Jahren liegt bei bis zu 51,8 %.

Durch die Früherkennung einer Herzinsuffizienz kann die Sterblichkeit gesenkt werden, allerdings überschneiden sich die Symptome einer Herzinsuffizienz häufig mit denen anderer Erkrankungen (wie etwa Atemnot, Müdigkeit und Ödemen der unteren Gliedmaßen). Die Diagnose beruht derzeit auf Bluttests, Herzultraschall und anderen Untersuchungen sowie dem Urteil des Arztes und wird oft nicht rechtzeitig gestellt.

Eine Studie im Journal of the American College of Cardiology (JACC) zeigt eine neue Methode, um Herzinsuffizienz einfach festzustellen: Legen Sie ein Smartphone für 2 Minuten flach auf Ihre Brust.

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Bewegungssensoren sind in jedermanns Händen

Smartphone

Bei jedem Herzschlag dehnt sich das Herz aus und zieht sich zusammen, es dreht und rotiert, und diese Bewegungen werden durch den Brustkorb auf die Hautoberfläche übertragen . Bei einer Herzinsuffizienz, also wenn die Pumpleistung des Herzens nachlässt, lässt der Aufprall des Herzens auf die Brustwand nach und der Arzt kann mit der Hand möglicherweise einen schwächeren Herzspitzenschlag spüren.

Das Beurteilen allein nach Gefühl erfordert Erfahrung und ist grob. Tatsächlich verfügt jeder von uns über ein Gerät, das Bewegungen präzise erfassen kann: ein Smartphone.

Heutzutage sind fast alle Smartphones mit mikroelektromechanischen Sensoren (MEMS) ausgestattet. Dazu gehören Beschleunigungsmesser zur Messung der linearen Beschleunigung und Gyroskope zur Messung der Winkelgeschwindigkeit, und sie können lineare Bewegungen sowie Rotationsbewegungen in mehrere Richtungen erfassen.

Durch Platzieren des Mobiltelefons auf der Brust kann der Sensor die subtilen Bewegungssignale erfassen, die vom Herzen an die Brustwand übertragen werden. Nach der Analyse können diese Daten viele aussagekräftige Informationen liefern. In früheren Studien wurden Daten von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen verwendet, um Vorhofflimmern, Aortenklappenstenose und koronare Herzkrankheit zu erkennen.

Herzbewegung und MEMS (Beschleunigungsmesser messen die lineare Beschleunigung, Gyroskope messen die Winkelgeschwindigkeit) | Referenzen [2]

Legen Sie das Telefon für 2 Minuten vor Ihre Brust

Die Genauigkeitsrate der Herzinsuffizienzerkennung liegt bei 89 %

Im Rahmen dieser Studie wurden Mobiltelefonsensoren zur Erkennung von Herzversagen eingesetzt. Es wurden Daten von 1.003 Personen in drei Krankenhäusern in Finnland und den USA gesammelt und analysiert, darunter 217 Patienten mit bestätigter Herzinsuffizienz und entsprechenden Symptomen sowie 786 Kontrollpersonen.

Während des Tests liegen die Teilnehmer mit nacktem Oberkörper oder dünner Kleidung auf dem Rücken auf dem Bett und legen das Mobiltelefon für 2 Minuten flach auf das Brustbein , während sie normal atmen können.

Die von den Forschern auf dem Mobiltelefon installierte Software zeichnet die vom Mobiltelefon erkannten Brustwandbewegungen auf. Die Bewegung entspricht den drei Herztonperioden bei der Herzauskultation und die enthaltenen Informationen umfassen die Amplitude, Fläche und das Zeitintervall des Signals. Anschließend werden die Informationen über das Internet in das Forschungszentrum hochgeladen und analysiert . Der Algorithmus wählt die Signale der 10 ähnlichsten Herzschläge aus, filtert die Störungen heraus und konzentriert sich auf die durch die systolischen und diastolischen Bewegungen hervorgerufenen Änderungen. In der Studie wurden zunächst Daten von der Hälfte der Patienten und einer entsprechenden Anzahl von Kontrollpersonen verwendet, um Kriterien zur Erkennung einer Herzinsuffizienz festzulegen. Anschließend wurde die Genauigkeit der Kriterien bei den übrigen Teilnehmern getestet.

Die vom Mobiltelefon gemessenen Daten zur Brustwandbewegung stimmen grundsätzlich mit den drei Herztonperioden überein | Referenzen [2]

Die Ergebnisse zeigten, dass die Genauigkeit der Herzinsuffizienzerkennung 89 %, die Sensitivität 85 % und die Spezifität 90 % betrug. Es gab kaum Unterschiede in der Genauigkeit der Identifizierung zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen, einschließlich Personen unterschiedlichen Alters, Geschlechts, Body-Mass-Index und Herzinsuffizienzstadiums sowie Personen mit und ohne Vorhofflimmern.

Receiver-Operating-Characteristic-Kurve zur Erkennung von Herzinsuffizienz anhand von Herzbewegungsdaten | Referenzen [2]

Gesunderhaltung zu Hause

Es könnte möglich werden

Diese Studie zeigt, dass eine einfache Beurteilung der Herzfunktion mithilfe von in Smartphones integrierten Bewegungssensoren möglich ist und möglicherweise eine Fernüberwachung von Patienten mit Herzinsuffizienz ermöglichen könnte.

Obwohl die MEMS-Technologie des Telefons nicht für die Aufzeichnung von Herzbewegungen konzipiert war, erhielt sie dennoch bei über 99 % der Teilnehmer ein zuverlässiges Signal mit einer Genauigkeit von 89 %. Das heißt, die Smartphones, die wir heute verwenden, verfügen über eingebaute, präzise Sensoren und für die Erkennung ist keine Anschaffung zusätzlicher Hardware erforderlich. Wir müssen uns lediglich Software besorgen, um Informationen zu sammeln und Urteile zu fällen. Darüber hinaus ist die in dieser Studie verwendete Methode einfach und schnell und kann eine große Bandbreite von Personen identifizieren.

Auch diese Studie weist einige Mängel auf. Bei den Kontrollpersonen im finnischen Krankenhaus wurde keine Herz-Ultraschalluntersuchung durchgeführt, sodass Patienten mit Herzinsuffizienz ohne Symptome oder Anzeichen nicht ausgeschlossen werden konnten. Darüber hinaus gab es Unterschiede in den demografischen Merkmalen zwischen der Herzinsuffizienzgruppe und der Kontrollgruppe. Das Durchschnittsalter der Herzinsuffizienzpatienten war höher (64 gegenüber 61 Jahren), es gab mehr Männer (64,9 % gegenüber 41,4 %) und es gab mehr Komorbiditäten mit anderen Krankheiten. Dies kann die Festlegung von Identifizierungskriterien verzerren. Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um dieses Ergebnis zu bestätigen.

Neben der Verwendung von Mobiltelefonen zur Erkennung von Herzbewegungen untersuchen Forscher auch andere Methoden zur Fernerkennung einer Herzinsuffizienz. Studien haben gezeigt, dass die Analyse von Elektrokardiogrammen, die von Smartwatches aufgezeichnet wurden, mithilfe künstlicher Intelligenz dabei helfen kann, Herzinsuffizienz festzustellen und sogar das Risiko einer Herzinsuffizienz oder Herzrhythmusstörung in den nächsten zehn Jahren vorherzusagen.

Derzeit befindet sich die Technologie zur Fernbeurteilung von Krankheiten mithilfe intelligenter Geräte noch in der Anfangsphase und kann nicht zur Diagnose von Krankheiten eingesetzt werden. Doch mit der fortschreitenden Verbesserung von Sensortechnologie und Algorithmen dürften diese das Gesundheitswesen revolutionieren und es ermöglichen, Krankheiten aus der Ferne vorzubeugen, zu diagnostizieren und zu behandeln, die Lücke bei den medizinischen Ressourcen zu schließen und allen Nutzern dabei zu helfen, sich vor der Bedrohung durch Krankheiten zu schützen.

Verweise

[1]Zachi I. Attia, David M. Harmon, Jennifer Dugan, Lukas Manka, Francisco Lopez-Jimenez, Amir Lerman, Konstantinos C. Siontis, Peter A. Noseworthy, Xiaoxi Yao, Eric W. Klavetter, John D. Halamka, Samuel J. Asirvatham, Rita Khan, Rickey E. Carter, Bradley C. Leibovich, Paul A. Friedman. Prospektive Evaluation der durch Smartwatches ermöglichten Erkennung einer Funktionsstörung des linken Ventrikels. Naturmedizin, 2022; DOI: 10.1038/s41591-022-02053-1

[2]Haddad F, Saraste A, Santalahti KM, Pänkäälä M, Kaisti M, Kandolin R, Simonen P, Nammas W, Jafarian Dehkordi K, Koivisto T, Knuuti J, Mahaffey KW, Blomster JI. Smartphone-basierte Erkennung einer Herzinsuffizienz mittels mikroelektromechanischer Sensoren. JACC Herzversagen. 22. März 2024: S2213-1779(24)00165-3.

[3] Chinesische Gesellschaft für Kardiologie, Gesellschaft für Herz-Kreislauf-Medizin der Chinesischen Ärztevereinigung, Herzinsuffizienz-Komitee der Chinesischen Ärztevereinigung et al. Chinesische Richtlinien für die Diagnose und Behandlung von Herzinsuffizienz 2024. Chinesisches Journal für Kardiologie. 2024;52(03):235-275.

[4]Taylor CJ, Ordóñez-Mena JM, Roalfe AK, Lay-Flurrie S, Jones NR, Marshall T, Hobbs FDR. Überlebenstrends nach der Diagnose einer Herzinsuffizienz im Vereinigten Königreich 2000–2017: bevölkerungsbasierte Kohortenstudie. BMJ. 2019;364:l223.

[5] https://cardiosignal.com/

Planung und Produktion

Quelle: Guokr (ID: Guokr42)

Autor: Dai Tianyi, ehemaliger Oberarzt der Abteilung für Kardiologie am Beijing Anzhen Hospital

Herausgeber: Zhong Yanping

Korrekturgelesen von Xu Lailinlin

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

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