Innovatieve stethoscoop kan dankzij AI binnen 15 seconden mogelijk hartfalen detecteren

april 2024 Zorginnovatie Cardiovasculair Innovatie Willem van Altena

Een innovatieve stethoscoop die werkt op basis van kunstmatige intelligentie (‘artificial intelligence’, AI) is deze week goedgekeurd door de Amerikaanse medicijnautoriteit FDA. De software is ontwikkeld door technologiebedrijf Eko Health in samenwerking met de Mayo Clinic. Het algoritme is in staat om binnen 15 seconden een lage ejectiefractie (LVEF) vast te stellen, een belangrijke indicator voor hartfalen. De AI voor lage EF zal worden toegevoegd aan het SENSORA Cardiac Early Detection Platform van Eko, dat al FDA-gecertificeerde algoritmen bevat om atriumfibrillatie en structurele hartruis te identificeren. De nieuwe met AI toegeruste Eko-stethoscoop kan volgens de producent een sprong in vroege detectie van cardiovasculaire aandoeningen betekenen.

In de VS hebben meer dan 6 miljoen mensen last van hartfalen, waarvan de helft hartfalen met verminderde ejectiefractie (HFrEF) ervaart, een aandoening die wordt gekenmerkt door het onvermogen van het hart om bloed effectief rond te pompen. Traditionele instrumenten voor de detectie van hartfalen, zoals echocardiografie, zijn vaak niet beschikbaar in de eerstelijnszorg, omdat ze kostbaar zijn, gespecialiseerde training vereisen en veel tijd in beslag nemen. Als gevolg hiervan blijven veel gevallen van hartfalen ongediagnosticeerd totdat symptomen een specialist of een bezoek aan de spoedeisende hulp noodzaken, wat leidt tot slechtere patiëntresultaten en verergerde zorgkosten.

De innovatieve technologie van AI voor lage EF kan snelle en toegankelijke detectie van lage ejectiefractie eenvoudig inbedden in een stethoscooponderzoek bij de huisarts.

Klein en draagbaar

Aan de uitvinding is meegewerkt door wetenschappers van de Mayo Clinic in Rochester, Minnesota. “Het vermogen om een verborgen, potentieel levensbedreigende hartaandoening te identificeren met behulp van een instrument waarmee ook huisartsen en subspecialistische clinici vertrouwd zijn – de oude vertrouwde stethoscoop – kan ons helpen ziekenhuisopnames en nadelige gebeurtenissen te voorkomen,” stelt dr. Paul Friedman, voorzitter van de afdeling Cardiovasculaire Geneeskunde bij de Mayo Clinic. “Belangrijk is dat aangezien een stethoscoop klein en draagbaar is, deze technologie ook kan worden gebruikt in stedelijke en afgelegen gebieden, en hopelijk kan de zorg in achtergestelde gebieden kan verbeteren.”

De AI voor lage EF van Eko is getraind op een gepatenteerde dataset van meer dan 100.000 elektrocardiogrammen en echocardiografieparen van unieke patiënten, en werd klinisch gevalideerd in een multicentrische, prospectieve klinische studie bij 3.456 patiënten, waarbij een AUROC van 0,835 werd behaald voor de detectie van LVEF <40%, met een gevoeligheid van 74,7% en specificiteit van 77,5%, wat een sterke capaciteit aantoont om onderscheid te maken tussen lage en normale EF.

Gevalideerd in Londen

De AI voor lage EF is vervolgens onafhankelijk gevalideerd door het Imperial College London, en dat onderzoek is in 2022 gepubliceerd in The Lancet Digital Health¹. Bij deze studie werd een AUROC van 0,85 voor de detectie van LVEF onder de 40% vastgesteld, bij 84,8% gevoeligheid en 69,5% specificiteit bij implementatie bij meer dan 1.050 patiënten in meerdere real-world settings. Deze validatie leidde ertoe dat het Britse NHS de met AI voor lage EF toegeruste Eko-stethoscopen inmiddels inzet in meer dan 100 klinieken in Londen en Wales.

Nigeria

Het apparaat blijkt ook goed in staat te zijn om zwangerschapsgerelateerde cardiomyopathie vast te stellen. In de SPEC-AI trial, een klinische studie² geleid door de Mayo Clinic met bijna 1.200 zwangere vrouwen in Nigeria (het land met de hoogste prevalentie van deze aandoening) werd de effectiviteit van de AI vastgesteld, met tweemaal zoveel diagnoses van zwangerschapsgerelateerde cardiomyopathie als bij standaardzorg, met een iAUROC van 0,98, 100,0% gevoeligheid en 79,4% specificiteit.

Referenties

Persbericht Eko Health

1: Bachtiger P, Petri CF, Scott FE, et al. Point-of-care screening for heart failure with reduced ejection fraction using artificial intelligence during ECG-enabled stethoscope examination in London, UK: a prospective, observational, multicentre study. Lancet Digit Health. 2022 Feb;4(2):e117-e125. doi: 10.1016/S2589-7500(21)00256-9. Epub 2022 Jan 5. PMID: 34998740; PMCID: PMC8789562.

2: Adedinsewo DA, Morales-Lara AC, Dugan J, et al. Screening for peripartum cardiomyopathies using artificial intelligence in Nigeria (SPEC-AI Nigeria): Clinical trial rationale and design. Am Heart J. 2023 Jul;261:64-74. doi: 10.1016/j.ahj.2023.03.008. Epub 2023 Mar 25. PMID: 36966922.