KI-gestütztes Stethoskop verspricht sekundenschnelle Erkennung von Herzkrankheiten

Die Apple Watch tragen Millionen von Nutzern weltweit am Handgelenk. Im Laufe der Jahre hat Apple Algorithmen entwickelt, die Daten des integrierten PPG-Sensors sammeln, um unregelmäßigen Herzrhythmus zu erkennen und Nutzer vor Risiken wie Vorhofflimmern zu warnen. Nun wurde ein ähnlicher Ansatz zur Entwicklung eines KI -gesteuerten Stethoskops eingesetzt, das angeblich drei schwere Herzerkrankungen innerhalb von Sekunden erkennen kann.

Das Gerät, das etwa die Größe einer Spielkarte hat und eher wie eine Powerbank aussieht, wurde bereits vom Imperial College London und dem Imperial College Healthcare NHS Trust im Rahmen einer landesweiten Studie namens TRICORDER eingesetzt. Das intelligente Stethoskop kann Herzinsuffizienz (HF), Vorhofflimmern (AF) und Herzklappenerkrankungen (VHD) erkennen.

Wie funktioniert es?

Das Herzstück des KI-Stethoskops sind ein Einkanal-EKG-Sensor und ein Mikrofon-Array, das Phonokardiogramm-Wellenformen aufzeichnet. Algorithmen analysieren diese Herzaktivitäts- und Blutflusswerte, um Anomalien zu erkennen. Das Gerät, das sich per Bluetooth mit einer Smartphone-App verbindet und Daten über WLAN oder Mobilfunk an die Cloud sendet, kann die genannten Herzprobleme Berichten zufolge in nur 15 Sekunden erkennen.

Dieses KI-gesteuerte Stethoskop ist als Medizinprodukt der Klasse IIa klassifiziert und somit bereits für den regulären Einsatz im Gesundheitswesen zugelassen. Ärzte und medizinisches Fachpersonal benötigen daher für die Nutzung keine schriftliche oder unterschriebene Einwilligung der Patienten. Besonders hervorzuheben sind die zuverlässigen Ergebnisse der Studien.

Das Gerät, das Allgemeinmedizinern landesweit als Ersatzstethoskop für routinemäßige klinische Patientenuntersuchungen zur Verfügung gestellt wird, nimmt eine 15-sekündige Aufzeichnung auf, nachdem es über den oberen linken Brustbeinrandbereich aufgelegt wurde. Die wahre Magie entsteht durch die Algorithmen, die von der britischen Arzneimittelbehörde MHRA (Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency) verwaltet werden und vielversprechende Ergebnisse gezeigt haben.

„Die statistische Leistung dieser drei KI-Algorithmen hat sich im Vergleich zu internationalen externen Validierungsstudien als hoch und konsistent erwiesen“, heißt es in einer im Fachjournal BMJ Open veröffentlichten Forschungsarbeit des Teams. Im Rahmen der ersten Studie, die sich über 200 Arztpraxen mit insgesamt über 1,5 Millionen Patienten erstreckte, untersuchten Ärzte Patienten, die über Müdigkeit und Atemnot klagten.

Laut der British Heart Foundation , die die Studien teilweise finanzierte, war die Wahrscheinlichkeit, dass bei Patienten, die sich mit dem KI-gesteuerten Stethoskop untersuchen ließen, Vorhofflimmern diagnostiziert wurde, etwa 3,5-mal höher. „Bei ihnen war die Wahrscheinlichkeit, dass eine Herzklappenerkrankung diagnostiziert wurde, also eine oder mehrere Herzklappen nicht richtig funktionieren, fast doppelt so hoch“, fügt die Institution hinzu.

Eine strahlende Zukunft

Das Hauptziel der Entwicklung dieses intelligenten Stethoskops besteht darin, Herzprobleme frühzeitig zu erkennen, damit Patienten rechtzeitig die erforderlichen lebensrettenden Medikamente und Behandlungen erhalten. Herzinsuffizienz, von der allein in Großbritannien bis zu eine Million Patienten betroffen sind, wird in 70 Prozent der Fälle erst erkannt, wenn der Patient in die Notaufnahme eingeliefert wird.

Professor Nicholas Peters, leitender Forscher am Imperial College London und beratender Kardiologe am Imperial College Healthcare NHS Trust, weist darauf hin, dass das intelligente Stethoskop die Erkennung von drei schweren Herzerkrankungen in einer Sitzung ermöglicht. Das Gerät selbst wird von dem kalifornischen Unternehmen Eko Health hergestellt.

„Es wird geschätzt, dass die Einführung dieses Tools in der Primärversorgung dem NHS 2.400 Pfund pro Patient einsparen könnte, da die Notwendigkeit ungeplanter Besuche in der Notaufnahme entfällt“, so der britische National Health Service (NHS). Er weist darauf hin, dass bereits über drei Millionen Patienten im Rahmen des TRICORDER-Testprogramms registriert wurden und dies dem Staat langfristig Einsparungen im Gesundheitswesen von über 100 Millionen Pfund ermöglichen könnte.