Wer auf seine Smartwatch schaut, kann schon heute in Echtzeit seine Vitalwerte überwachen: den aktuellen Puls, die Schlafqualität, den Kalorienverbrauch durch die Anzahl von Schritten schätzen lassen. In Zukunft sollen Nutzer einer Smartwatch auch noch ihr Herz besser überwachen können.
Schon heute können moderne digitale Uhren Vorhofflimmern erkennen - die häufigste Herzrhythmusstörung der Welt. Dank einer neuen KI-Analyse soll eine Smartwatch aber noch viel mehr können, viele unentdeckte Herzprobleme erkennen - wie zum Beispiel beschädigte Herzklappen oder einen zu dicken Herzmuskel. Das sind strukturelle Herzkrankheiten, die eigentlich sonst nur Fachleute erkennen: Die Smartwatch am Arm wird zum kleinen Herzlabor.
Wie Smartwatches unentdeckte Herzkrankheiten finden
Kardiologe sieht großes Potenzial für KI in der Herzmedizin
Kardiologe Benjamin Meder von der Universitätsklinik Heidelberg beschreibt die Entwicklung als großen Fortschritt. "Wir haben quasi einen verlängerten Arm der Herzmedizin in die Bevölkerung herein“, sagt er. Der Mediziner, Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats der Deutschen Herzstiftung, beschäftigt sich seit Jahren mit dem Einsatz von Smartwatches in der Kardiologie und sieht großes Potenzial:
"Ich finde es schon toll, wo wir da hingekommen sind mit so kleinen Uhren in der Kardiologie, und da hat wirklich die Herz-Kreislauf-Medizin, finde ich, Quantensprünge gemacht über die letzten Jahre."
KI-Analyse wertet über 260.000 EKGs aus
Meder verfolgt die Forschung der Yale School of Medicine in den USA schon länger und bewertet die ersten Daten zur neuen KI-Smartwatch als Erfolg. Das US-Forschungsteam hat die neue KI-Analyse selbst entwickelt - im Rahmen einer großen Studie: 266.000 EKG-Aufzeichnungen von Erwachsenen haben sie zunächst analysiert - also die elektrischen Herzimpulse.
Sie suchten nach Mustern, die auf größere Herzprobleme hinweisen - nach kleinsten Auffälligkeiten, die in Zukunft auch eine Smartwatch erkennen kann.
Smartwatch-KI gleicht fehlende EKG-Daten aus
Smartwatches liefern allerdings viel schlechtere Daten als ein normales EKG-Gerät in einer Praxis. Denn herkömmliche EKG-Geräte arbeiten mit zehn Elektroden an ganz unterschiedlichen Stellen am Körper. In einer Smartwatch sind aber nur zwei Elektroden eingebaut - es gibt also deutlich weniger Daten. Dieses Defizit soll die KI ausgleichen.
Meder sagt, die Dimension solcher Forschung sei vor wenigen Jahren noch undenkbar gewesen: "Solche Mega-Studien hätten wir uns bis vor ein paar Jahren nicht erträumt“, so der Herzmediziner und Forschungsleiter am Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung. „Und natürlich kann die Auswertung auch nur funktionieren mit solchen Machine-Learning-Tools.“
KI erkennt Herzerkrankungen mit hoher Trefferquote
Wie gut das auch später in der Praxis funktionieren könnte, stellt das Forschungsteam diese Woche auf einem Kongress der US-amerikanischen Fachgesellschaft für Kardiologie vor. Die dazugehörige Studie ist noch nicht publiziert - es sind Vorabergebnisse, die erst noch von unabhängigen Experten bewertet werden müssen.
Laut dem Forschungsteam hat das neue Tool aber eine hohe Trefferquote. Der KI-Algorithmus erkannte 86 Prozent der Herzerkrankungen korrekt. In 99 Prozent der Fälle schloss die KI eine Erkrankung korrekt aus. Getestet wurde das System mit 600 Erwachsenen, jeweils für 30 Sekunden.
Finger auf der Smartwatch startet Herz-Analyse
Die neue Analyse muss auf der Smartwatch extra aktiviert werden, läuft also nicht automatisch mit. Für den Test muss ein Finger oben auf die Smartwatch gelegt werden. Denn auf der Oberseite befindet sich die erste, unten am Arm die zweite Elektrode. Erst wenn beide Elektroden berührt werden, sind die Extra-Tests möglich.
Meder erklärt, dass dafür idealerweise eine Software nötig wäre, die selbstständig auf Veränderungen reagiert: "Da müsste ich dann eine Software haben, die vielleicht erkennt, dass irgendwas nicht stimmt. Zum Beispiel, wenn die Leistungsfähigkeit abnimmt, die Schrittzahl über Monate geringer wird - dann könnte die Uhr sagen: ‚Mach doch mal ein EKG, vielleicht liegt eine strukturelle Herzerkrankung vor."
Falschalarme bleiben ein Risiko bei der KI-Diagnose
Bei den Tests mit den 600 Erwachsenen hatten nur wenige eine tatsächlich nachweisbare Herzerkrankung. Die KI-Smartwatch muss also ihre Fähigkeiten bei größeren Gruppen erst noch beweisen. Zwar war die Trefferquote hoch, allerdings meldete die KI auch immer wieder Herzerkrankungen, selbst wenn keine vorhanden waren.
Das könne im Alltag schnell zu Problemen führen, warnt der Kardiologe: "Wenn man Millionen von Leuten in solche Tools integriert, gibt es Tausende von Fehlalarmen“, sagt Meder. "Dadurch kann Schaden entstehen, wenn unauffällige Menschen untersucht werden, während auffällige warten müssen. Dann sind Ärztinnen und Ärzte gebunden, und echte Notfälle kommen nicht dran.“
KI-Smartwatch vor allem für Risikopatienten interessant
Laut aktuellen Schätzungen nutzt etwa jeder zehnte Deutsche eine Smartwatch. Gleichzeitig gibt es rund 65.000 plötzliche Herzstillstände pro Jahr. In etwa 80 Prozent der Fälle liegt eine unerkannte Herzerkrankung zugrunde.
Gerade für Risikopatienten könnte die KI-Analyse sinnvoll sein, sagt Meder:
"Zum Beispiel bei Menschen mit Bluthochdruck, die rauchen oder gerade ins Rentenalter kommen - da gibt es viele unerkannte Herzprobleme. Da wäre das eine Möglichkeit, überzeugendere Daten zu bekommen und dann doch den Arztbesuch zu machen.“
Noch keine Zulassung für KI-Analyse im Alltag
Für den Alltag ist die neue KI-Diagnose aber noch nicht zugelassen. Sie muss erst in weiteren Studien zeigen, wie gut sie auch außerhalb des Labors funktioniert – also bei Bewegung, Schweiß oder wechselnden Temperaturen.
Trotzdem sehen Fachleute großes Potenzial: Smartwatches könnten in Zukunft nicht nur Fitnessdaten liefern, sondern als kleines Frühwarnsystem für Herzkrankheiten dienen.
