Wenn Algorithmen den Puls fühlen

Smartwatches schreiben EKGs, Softwareprogramme werten Bildgebungsdaten aus – KI ist in vielen Bereichen der Kardiologie schon Realität. Ihr Einsatz wird noch zunehmen und könnte die Fachrichtung grundlegend verändern. Das betonte Privatdozent Dr. Philipp Breitbart vom MVZ Cardioangiologisches Centrum Bethanien (CCB) Frankfurt und Main-Taunus im Gespräch mit der PZ.

»Grundsätzlich gibt es große Chancen für KI in allen Bereichen der Kardiologie, von der Aufklärung der Patienten über die Anamnese, Diagnostik bis hin zur Überwachung der Therapie.« Am stärksten eingesetzt werde KI bereits in der Diagnostik – vor allem bei der Auswertung des Elektrokardiogramms (EKG) und bei der Herzrhythmusüberwachung durch Smartwatches.

»Die Auswertung eines EKG, das die elektrische Aktivität des Herzens misst, ist komplex, vor allem aufgrund der großen Datenmengen, die hier zusammenkommen«, sagte der Experte. Denn in kardiologischen Praxen werden bei einem EKG simultan zwölf Ableitungen aufgezeichnet. »Ein einziges EKG enthält somit mehr als 120.000 Datenpunkte.« KI-Tools helfen, in diesen Daten Muster zu erkennen, die etwa auf Vorhofflimmern hinweisen.

Gerade in frühen Stadien tritt Vorhofflimmern unregelmäßig auf und bleibt häufig unentdeckt. Eine rechtzeitige Diagnose dieser Herzrhythmusstörung ist jedoch entscheidend, denn Betroffene haben ein erhöhtes Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle. »Ein Drittel aller Schlaganfälle, deren Ursache initial unklar bleibt, geht auf unentdecktes Vorhofflimmern zurück und wäre durch eine rechtzeitige Therapie zu verhindern gewesen«, so der Kardiologe.

Rhythmusstörungen lassen sich auch mittels Wearables und Smartphone erkennen. So messen Smartwatches die Herzfrequenz (Puls) in der Regel mithilfe der Photoplethysmografie (PPG), bei der Infrarotlicht durch die Haut auf das Blut im Handgelenk gestrahlt und dessen Reflexion gemessen wird. Hierfür befinden sich eine Leuchtdiode und Sensoren auf der Unterseite der Uhr. Da Hämoglobin Infrarotlicht absorbiert, verändern sich die Reflexionswerte je nach Blutmenge, wodurch das Gerät die Pulswellen berechnet und daraus Herzfrequenz, Rhythmusstörungen oder den Blutdruck ableiten kann. Nach demselben Prinzip lässt sich auch die Herzfrequenz mittels Smartphone ermitteln, indem das Blitzlicht der Handykamera genutzt wird, um Blutvolumenänderungen im Finger zu messen.