Malattie cardiache: riflettori puntati sulla diagnosi precoce mediante l’ECG-AI

Malattie cardiache-Immagine Credit Public Domain.

Troppo spesso, il primo segno di malattia cardiaca può essere un evento importante come un infarto, un ictus o un arresto cardiaco. Ora, ricercatori e medici della Mayo Clinic stanno utilizzando la tecnologia dell’intelligenza artificiale (AI) per segnalare precocemente i problemi cardiaci, potenziando le capacità di un test diagnostico utilizzato da oltre un secolo: l’elettrocardiogramma (ECG).   

La diagnosi precoce delle malattie cardiache può fare una differenza significativa nella qualità della vita e nella longevità di un paziente, ma la mancanza di sintomi definiti aggiunge complessità. L’ECG abilitato all’intelligenza artificiale fornisce un modo per rilevare potenzialmente le malattie cardiache in anticipo e monitorare la progressione della malattia utilizzando un test relativamente economico, facilmente disponibile e spesso già parte della cartella clinica elettronica del paziente.

La Mayo Clinic ha sviluppato algoritmi ECG-AI attualmente utilizzati nella ricerca per prevedere la probabilità di un paziente di avere patologie cardiache come fibrillazione atriale, amiloidosi, stenosi aortica, bassa frazione di eiezione, cardiomiopatia ipertrofica (HCM) e altro ancora. L’intelligenza artificiale può anche prevedere l’età biologica di un paziente utilizzando i tradizionali ECG a 12 derivazioni e a derivazione singola provenienti da smartwatch e dispositivi portatili.

Un’applicazione straordinaria è l’uso dell’ECG-AI per rilevare una bassa frazione di eiezione, comunemente chiamata pompa cardiaca debole. L’algoritmo a 12 derivazioni per il rilevamento di questa condizione è autorizzato per l’uso clinico dalla Food and Drug Administration (FDA) e concesso in licenza ad Anumana. iUn algoritmo a cavo singolo per dspositivi portatili applicati esternamente al torace è concesso in licenza a Eko Health per lo sviluppo commerciale.

Diagnosi di una pompa cardiaca debole

Circa il 3% degli americani soffre di una condizione curabile chiamata bassa frazione di eiezione, in cui il cuore è indebolito e pompa meno sangue nel corpo. Le cause e i sintomi sottostanti sono spesso curabili, ma le persone potrebbero non essere consapevoli della propria condizione finché sintomi come mancanza di respiro, affaticamento e gonfiore alle gambe non iniziano a peggiorare. Se non trattata, una frazione di eiezione bassa può progredire fino a peggiorare l’insufficienza cardiaca, influenzando la qualità della vita e potenzialmente diventare abbastanza grave da richiedere un trapianto di cuore o portare all’arresto cardiaco.

Sfortunatamente, i sintomi di una pompa cardiaca debole possono essere confusi con quelli osservati durante una gravidanza normale. Alla Mayo Clinic in Florida, Demilade Adedinsewo, MB, Ch.B., un cardiologo, utilizza l’intelligenza artificiale come strumento per rilevare una condizione nelle donne chiamata cardiomiopatia peripartum, una pompa cardiaca debole che può svilupparsi durante la gravidanza o subito dopo il parto. La debolezza del muscolo cardiaco può essere prevista con l’intelligenza artificiale da un tradizionale ECG a 12 derivazioni e da uno stetoscopio digitale abilitato all’intelligenza artificiale che cattura ECG a derivazione singola e registrazioni del suono cardiaco.

“La nostra ricerca con pazienti ostetriche in Nigeria suggerisce che la tecnologia portatile come lo stetoscopio digitale abilitato all’intelligenza artificiale ha il potenziale per segnalare il doppio dei casi di cardiomiopatia peripartum rispetto alle cure di routine“, afferma il Dott. Adedinsewo. “Potrebbe essere un potente strumento per portare la diagnostica portatile della cardiomiopatia a un numero maggiore di donne nelle popolazioni urbane e rurali svantaggiate di tutto il mondo. L’accesso è una considerazione importante nell’affrontare le disparità sanitarie negli Stati Uniti, perché le donne nere hanno un rischio fino a sedici volte maggiore di sviluppare cardiomiopatia peripartum, rispetto alle donne bianche“.

Accumulo di amiloide nel cuore

L’amiloidosi è una malattia rara caratterizzata da proteine ​​mal ripiegate che vanno fuori strada formando depositi di amiloide negli organi, nei nervi e nei tessuti. Ne esistono diversi tipi, ma quando nel cuore si accumula una quantità sufficiente di amiloide, ciò provoca insufficienza cardiaca e sintomi come mancanza di respiro, accumulo di liquidi e svenimento. I pazienti possono anche avere problemi del ritmo cardiaco e potrebbero aver bisogno di un pacemaker. La diagnosi precoce è fondamentale perché, sebbene l’amiloidosi non sia curabile, è curabile con nuove terapie mediche che possono ridurre drasticamente la quantità di amiloide prodotta e arrestare la progressione della malattia.

Utilizzando l’ECG-AI, i medici della Mayo Clinic possono potenzialmente segnalare i pazienti che si trovano nelle fasi iniziali dell’amiloidosi cardiaca. La tecnologia viene utilizzata nella ricerca e ha la designazione di dispositivo innovativo della FDA.

“Abbiamo svolto alcune ricerche indicando che, se applichiamo l’intelligenza artificiale solo all’elettrocardiogramma, possiamo suggerire che il paziente ha la diagnosi, spesso prima ancora che il medico la sospetti. Quindi crediamo che questo sia un modo per fare una diagnosi precoce“, afferma Martha Grogan, MD, cardiologa presso la Mayo Clinic di Rochester, Minnesota. “Quell’ECG AI, può davvero aiutarci a sospettare l’amiloidosi“.

“L‘ECG AI èuno strumento molto potente perché è poco costoso. È disponibile quasi ovunque. La nostra ricerca ha dimostrato che anche un singolo indizio può darci questa previsione dell’amiloidosi“, afferma Dottor Grogan. “Quindi, si potrebbe immaginare che, nelle popolazioni svantaggiate di tutto il mondo, un semplice ECG possa aiutare a determinare se un paziente ha l’amiloidosi, specialmente in quei gruppi ad alto rischio“.

Cardiomiopatia ipertrofica

La cardiomiopatia ipertrofica  è una delle malattie cardiache genetiche più comuni e colpisce 1 persona su 200-500. L’HCM si verifica quando le pareti del cuore diventano più spesse nel tempo, il che può interrompere i segnali elettrici del cuore, aumentando il rischio di morte cardiaca improvvisa. Sfortunatamente, le persone spesso non notano alcun sintomo finché la malattia non progredisce. È come avere un intruso silenzioso nel tuo cuore.

La diagnosi precoce è cruciale, ma impegnativa. L’HCM non sempre viene rilevata nei test di base, come un ECG a 12 derivazioni. La maggior parte dei pazienti non verrebbe indirizzata a test più dispendiosi in termini di risorse, come un ecocardiogramma o una risonanza magnetica, a meno che non si sospetti un problema. Ma l’ECG-AI può individuare l’HCM riconoscendo modelli sottili che anche i medici esperti potrebbero non cogliere.

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“L’applicazione di questo algoritmo AI agli ECG di routine si dimostra un mezzo promettente per rendere la diagnosi precoce dell’HCM più pratica, accurata e accessibile come parte di un controllo della salute del cuore”, afferma  Konstantinos Siontis, MD, elettrofisiologo cardiaco presso la Mayo Clinic di Rochester. “Gli atleti con cardiomiopatia ipertrofica non ancora diagnosticata, che potrebbero essere maggiormente a rischio di pericolose aritmie durante l’esercizio, potrebbero trarre beneficio da una diagnosi precoce. E poiché la cardiomiopatia ipertrofica spesso si presenta in famiglie, rilevarla precocemente in una persona può portare a identificare altri membri della famiglia a rischio“.

Fonte: Newswise