Wissenschaftler findet eine verborgene Diagnose in den Herzfrequenzdaten von Fitness Watch

Ein menschliches Herz schlägt etwa 86.000 Mal pro Tag, beschleunigt sich, wenn Sie Koffein trinken oder laufen, und verlangsamt sich, wenn Sie sich hinlegen oder fernsehen. Sie bemerken diese Schwankungen wahrscheinlich nicht, aber Ihr Fitness-Tracker erfasst jeden winzigen elektrischen Impuls und speichert ihn sorgfältig auf einem Server. Unter diesen Millionen von Datenpunkten verborgene Wissenschaftler der Universität von Kalifornien, San Francisco, könnten Anzeichen für eine Erkrankung sein, die tief in den Herzen einiger Ausdauersportler lauert. Sie werden sie jedoch nicht allein mit Ihrem Fitness-Tracker finden.

Gregory Marcus, M.D., Direktor der klinischen Forschung an der UCSF-Abteilung für Kardiologie, hat herausgefunden, dass Fitness-Tracker eine Goldgrube potenziell lebensverändernder medizinischer Daten sind - aber nur, wenn Sie die richtigen Hilfsmittel verwenden, um dies herauszufinden. Beim Analysieren von Daten von Tausenden Fit Bit- und Apple Watch-Benutzern mit einem Algorithmus namens DeepHeart ist es ihm gelungen, Anzeichen von zu erkennen Vorhofflimmern, eine häufige und oft asymptomatische Herzerkrankung, die dazu führen kann, dass das Herz durcheinander gerät. Larry Bird, berühmt von Boston Celtics, litt bekanntermaßen unter dieser Krankheit.

"Wir wissen, dass Vorhofflimmern asymptomatisch sein kann und klinisch unentdeckt bleibt", erzählt Marcus Inverse. Er ist Partner von Cardiogram, einem Startup, das maschinelles Lernen anwendet, um die Herzfrequenzdaten zu analysieren und den Lärm zu verstehen. "Wir haben Smartwatches als Möglichkeit gesehen, auf Vorhofflimmern zu screenen, aber der erste Schritt ist die Entwicklung von Algorithmen, damit wir sie genau erkennen können."

Eine Krankheit, die schwer zu erkennen ist

Bird bemerkte zusammen mit der Tennislegende Billie Jean King nicht, dass sie Vorhofflimmern hatten. Um es zu schaffen, musste Bird auf Blutverdünner gehen, was dazu führte, dass er ein erweitertes Herz entwickelte, das seine Karriere schließlich beendete. 1999 offenbarte er zu Sport illustriert dass er während eines besonders anstrengenden Spiels gegen die Chicago Bulls beinahe in Ohnmacht gefallen wäre.

Natürlich betrifft dies nicht nur berühmte Sportler. Eine Studie veröffentlicht in Das niederländische Herzblatt Anfang des Jahres zeigte sich, dass die Wahrscheinlichkeit, dass „erfahrene Athleten“ Vorhofflimmern entwickeln, drei bis acht Mal höher ist als bei hochtrainierten Ausdauersportlern wie Radfahrern, Langläufern und Marathonläufern. Die Ermittlung der Situationen, die zu Vorhofflimmern führen, ist kritisch, da die Diagnose mit einem höheren Risiko für drei Hauptkomplikationen verbunden ist: Herzinsuffizienz, Angina pectoris und Schlaganfall.

Daten aus dem wirklichen Leben

Vorhofflimmern ist schwierig zu diagnostizieren, weil es dazu neigt, zu kommen und zu gehen. Es passiert, wenn die beiden oberen Kammern des Herzens durcheinander geraten und elektrische Signale aussenden, die ein schnelles Herzklopfen verursachen. Manche Menschen leiden unter anhaltendem Vorhofflimmern, andere dagegen nur unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise während des Alkoholtrinkens. Das ständige Tragen eines Fitnesstrackers hat den Vorteil, dass die Daten die Situationen identifizieren können, in denen sich der Zustand manifestiert.

"Die Messungen spiegeln viel mehr wider, was wirklich mit einer Person passiert", sagt er. "Es sind nicht die typischen Daten, die Sie aus einem Krankenhaus oder einem Untersuchungsort erhalten, sondern Daten von Personen, die zu Hause oder auf der Arbeit sind." In diesem Sinne kann er DeepHeart verwenden, um potenzielle Auslöser für die atriale Filtration in der Tageszeitung von Menschen zu finden lebt.

Der andere Vorteil von Fitness-Trackern ist, dass sie wiederholte Messungen durchführen, buchstäblich im Sekundentakt. Im Workout-Modus messen sie noch häufiger - etwa alle fünf Sekunden -, was besonders nützlich ist, um Vorhofflimmern zu erkennen, da dies Athleten betrifft, die besonders hart trainieren, aber während des Trainings nichts Seltsames bemerken.

Ein unregelmäßig unregelmäßiger Rhythmus

Herzfrequenzdaten von einigen Unternehmen sind nützlicher als andere, sagt Marcus. Beispielsweise werden einige Unternehmen rohe Herzfrequenzdaten veröffentlichen, die in Intervallen von Schlag zu Schlag organisiert sind. Andere, wie Apple, werden es Wissenschaftlern nicht erlauben, auf derart granulare Daten zuzugreifen. Er erklärt, Deepheart könne die verschiedenen Datentypen auf dem Markt optimal nutzen.

Es sucht nicht wirklich nach Mustern für die Herzfrequenz - die Herzfrequenz selbst sind Muster - eher nach Zufälligkeit. „Vorhofflimmern kann die Herzfrequenz erhöhen, aber die Herzfrequenz kann normal sein, und das Charakteristischste ist die Zufälligkeit des Intervalls zwischen Herzschläge bedeutet, dass es absolut kein Muster dafür gibt “, erklärt er. Vorhofflimmern sei ein "unregelmäßig unregelmäßiger Rhythmus".

DeepHeart wurde zum ersten Mal in einer Pilotstudie mit 137 Millionen Herzschlägen von 9.750 Teilnehmern getestet, bei denen persönliche Daten mithilfe von auf dem Handgelenk basierenden Herzfrequenzsensoren wie der Apple Watch und Herzfrequenzdaten eines 12-Knoten-EKGs gemessen wurden, wie Sie es finden würden eine Arztpraxis. Die Ergebnisse, veröffentlicht in JAMA-Kardiologie. DeepHeart konnte die Daten des Fitness-Trackers verwenden, um Anzeichen von Vorhofflimmern richtig zu erkennen, und übertraf sogar zwei Selbstberichterstattungsstrategien, die traditionell zur Identifizierung des Zustands verwendet werden. Der Algorithmus ist jedoch nur so gut wie die darin enthaltenen Daten: Die höherwertigen EKG-Daten lieferten mit DeepHeart bessere Vorhersagen (die am Handgelenk basierenden Daten seien jedoch immer noch „bescheiden“ genau).

Die Integration von DeepHeart mit Fitness-Trackern hat einen kraftvollen Proof-of-Concept für Marcus 'nächste Studie mit dem Namen mRhythm geliefert, die darauf abzielt, Licht ins Dunkel zu bringen verursacht von Vorhofflimmern. Derzeit hat er etwa 200.000 der eine Million Personen, die er für die Studie benötigen wird. Die Vorteile werden zweifach sein: Seine großen Datenmengen helfen uns nicht nur, unsere eigenen Herzfrequenzdaten besser zu verstehen, sondern zeigen auch, welche Geräte für die Erkennung von Herzkrankheiten geeignet sind und welche nicht:

„Ein wesentlicher Teil unserer Arbeit besteht darin, rigorose wissenschaftliche Forschung an Geräten durchzuführen, die im Allgemeinen ohne diese strengen Forschungen direkt an die Verbraucher abgegeben werden“, sagt er. "Ein wesentlicher Teil unserer Arbeit besteht darin, das zu schaffen."