Skip to main content

15.02.2024 | EKG | Schwerpunkt

Durch künstliche Intelligenz verstärkte Elektrokardiographie

Wird sie Diagnostik und Management unserer Patienten revolutionieren?

verfasst von: Prof. Dr. Wilhelm Haverkamp, Nils Strodthoff, Prof. Dr.

Erschienen in: Herzschrittmachertherapie + Elektrophysiologie

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen hat in den letzten 10 Jahren große Fortschritte gemacht. Viele Experten gehen davon aus, dass die Nutzung von KI-Technologien, insbesondere von Deep Learning, drastische Veränderungen in der Art und Weise mit sich bringen wird, wie Ärzte Krankheiten verstehen, diagnostizieren und behandeln. Ein Aspekt dieser Entwicklung ist die KI-verstärkte EKG-Analyse. Dabei geht es nicht nur um die Optimierung der klassischen EKG-Analyse durch Ärzte und die Verbesserung der Genauigkeit der automatischen Auswertung durch das EKG-Gerät, sondern um ganz neue diagnostische Optionen, die sich mit Hilfe von KI eröffnen, wie z. B. die Beurteilung der linksventrikulären Funktion, die Vorhersage von Vorhofflimmern und die Diagnostik kardialer und nichtkardialer Krankheitsbilder. Durch KI wird das EKG zu einem umfassenden Instrument für Screening, Diagnostik und Management von Patienten. Sie könnte das Vorgehen im klinischen Alltag revolutionieren. Die vorliegende Arbeit fasst den aktuellen Stand dieser Entwicklung zusammen, diskutiert die bestehenden Limitationen und erörtert die Herausforderungen, die sich in diesem Zusammenhang für Ärzte ergeben.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ahn JC, Attia ZI, Rattan P et al (2022) Development of the AI-cirrhosis-ECG score: an electrocardiogram-based deep learning model in cirrhosis. Am J Gastroenterol 117:424–432CrossRefPubMedPubMedCentral Ahn JC, Attia ZI, Rattan P et al (2022) Development of the AI-cirrhosis-ECG score: an electrocardiogram-based deep learning model in cirrhosis. Am J Gastroenterol 117:424–432CrossRefPubMedPubMedCentral
3.
Zurück zum Zitat Attia ZI, Noseworthy PA, Lopez-Jimenez F (2019) An artificial intelligence-enabled ECG algorithm for the identification of patients with atrial fibrillation during sinus rhythm: a retrospective analysis of outcome prediction. Lancet 394:861–867CrossRefPubMed Attia ZI, Noseworthy PA, Lopez-Jimenez F (2019) An artificial intelligence-enabled ECG algorithm for the identification of patients with atrial fibrillation during sinus rhythm: a retrospective analysis of outcome prediction. Lancet 394:861–867CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Attia ZI, Friedman PA, Noseworthy PA et al (2019) Age and sex estimation using artificial intelligence from standard 12-lead ECGs. Circ Arrhythm Electrophysiol 12:e7284CrossRefPubMedPubMedCentral Attia ZI, Friedman PA, Noseworthy PA et al (2019) Age and sex estimation using artificial intelligence from standard 12-lead ECGs. Circ Arrhythm Electrophysiol 12:e7284CrossRefPubMedPubMedCentral
5.
Zurück zum Zitat Attia ZI, Kapa S, Lopez-Jimenez F et al (2019) Screening for cardiac contractile dysfunction using an artificial intelligence-enabled electrocardiogram. Nat Med 25:70–74CrossRefPubMed Attia ZI, Kapa S, Lopez-Jimenez F et al (2019) Screening for cardiac contractile dysfunction using an artificial intelligence-enabled electrocardiogram. Nat Med 25:70–74CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Awasthi S, Sachdeva N, Gupta Y et al (2023) Identification and risk stratification of coronary disease by artificial intelligence-enabled ECG. eClinicalMedicine 65:102259CrossRefPubMedPubMedCentral Awasthi S, Sachdeva N, Gupta Y et al (2023) Identification and risk stratification of coronary disease by artificial intelligence-enabled ECG. eClinicalMedicine 65:102259CrossRefPubMedPubMedCentral
7.
Zurück zum Zitat Bhardwaj A, Budaraju D, Venkatesh P et al (2023) A holistic overview of artificial intelligence in detection, classification and prediction of atrial fibrillation using electrocardiogram: a systematic review and meta-analysis. Arch Comp Metofds Enge 30:4063–4079CrossRef Bhardwaj A, Budaraju D, Venkatesh P et al (2023) A holistic overview of artificial intelligence in detection, classification and prediction of atrial fibrillation using electrocardiogram: a systematic review and meta-analysis. Arch Comp Metofds Enge 30:4063–4079CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Bizopoulos P, Koutsouris D (2019) Deep learning in cardiology. IEEE Rev Biomed Eng 12:168–193CrossRefPubMed Bizopoulos P, Koutsouris D (2019) Deep learning in cardiology. IEEE Rev Biomed Eng 12:168–193CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Bjerkén LV, Rønborg SN, Jensen MT et al (2023) Artificial intelligence enabled ECG screening for left ventricular systolic dysfunction: a systematic review. Heart Fail Rev 28:419–430PubMed Bjerkén LV, Rønborg SN, Jensen MT et al (2023) Artificial intelligence enabled ECG screening for left ventricular systolic dysfunction: a systematic review. Heart Fail Rev 28:419–430PubMed
10.
Zurück zum Zitat Briganti G, Le Moine O (2020) Artificial intelligence in medicine: today and tomorrow. Front Med 7:27CrossRef Briganti G, Le Moine O (2020) Artificial intelligence in medicine: today and tomorrow. Front Med 7:27CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Haimovich JS, Diamant N, Khurshid S et al (2023) Artificial intelligence-enabled classification of hypertrophic heart diseases using electrocardiograms. Cardiovasc Digit Health J 4:48–59CrossRefPubMedPubMedCentral Haimovich JS, Diamant N, Khurshid S et al (2023) Artificial intelligence-enabled classification of hypertrophic heart diseases using electrocardiograms. Cardiovasc Digit Health J 4:48–59CrossRefPubMedPubMedCentral
12.
Zurück zum Zitat Halligan S, Altman DG, Mallett S (2015) Disadvantages of using the area under the receiver operating characteristic curve to assess imaging tests: a discussion and proposal for an alternative approach. Eur Radiol 25:932–939CrossRefPubMedPubMedCentral Halligan S, Altman DG, Mallett S (2015) Disadvantages of using the area under the receiver operating characteristic curve to assess imaging tests: a discussion and proposal for an alternative approach. Eur Radiol 25:932–939CrossRefPubMedPubMedCentral
13.
Zurück zum Zitat Haverkamp W, Butler J, Anker SD (2021) Can we trust a smartwatch ECG? Potential and limitations. European J of Heart Fail 23:850–853CrossRef Haverkamp W, Butler J, Anker SD (2021) Can we trust a smartwatch ECG? Potential and limitations. European J of Heart Fail 23:850–853CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Haverkamp W, Strodthoff N, Israel C (2022) EKG-Diagnostik mithilfe künstlicher Intelligenz: aktueller Stand und zukünftige Perspektiven – Teil 1 : Grundlagen. Herzschrittmacherther Elektrophysiol 33:232–240CrossRefPubMedPubMedCentral Haverkamp W, Strodthoff N, Israel C (2022) EKG-Diagnostik mithilfe künstlicher Intelligenz: aktueller Stand und zukünftige Perspektiven – Teil 1 : Grundlagen. Herzschrittmacherther Elektrophysiol 33:232–240CrossRefPubMedPubMedCentral
15.
Zurück zum Zitat Haverkamp W, Strodthoff N, Israel C (2022) EKG-Diagnostik mit Hilfe künstlicher Intelligenz: aktueller Stand und zukünftige Perspektiven – Teil 2 : Aktuelle Studienlage und Ausblick. Herzschrittmacherther Elektrophysiol 33:305–311CrossRefPubMedPubMedCentral Haverkamp W, Strodthoff N, Israel C (2022) EKG-Diagnostik mit Hilfe künstlicher Intelligenz: aktueller Stand und zukünftige Perspektiven – Teil 2 : Aktuelle Studienlage und Ausblick. Herzschrittmacherther Elektrophysiol 33:305–311CrossRefPubMedPubMedCentral
16.
Zurück zum Zitat Khurshid S, Friedman S, Reeder C et al (2022) ECG-based deep learning and clinical risk factors to predict atrial fibrillation. Circulation 145:122–133CrossRefPubMed Khurshid S, Friedman S, Reeder C et al (2022) ECG-based deep learning and clinical risk factors to predict atrial fibrillation. Circulation 145:122–133CrossRefPubMed
17.
Zurück zum Zitat Kwon JM, Cho Y, Jeon KH et al (2020) A deep learning algorithm to detect anaemia with ECGs: a retrospective, multicentre study. Lancet Digit Health 2:e358–e367CrossRefPubMed Kwon JM, Cho Y, Jeon KH et al (2020) A deep learning algorithm to detect anaemia with ECGs: a retrospective, multicentre study. Lancet Digit Health 2:e358–e367CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat Lin CS, Lin C, Fang WH et al (2020) A deep-learning algorithm (ECG12Net) for detecting hypokalemia and hyperkalemia by electrocardiography: algorithm development. JMIR Med Inform 8:e15931CrossRefPubMedPubMedCentral Lin CS, Lin C, Fang WH et al (2020) A deep-learning algorithm (ECG12Net) for detecting hypokalemia and hyperkalemia by electrocardiography: algorithm development. JMIR Med Inform 8:e15931CrossRefPubMedPubMedCentral
20.
Zurück zum Zitat Musa N, Gital AY, Aljojo N et al (2023) A systematic review and Meta-data analysis on the applications of deep learning in electrocardiogram. J Ambient Intell Humaniz Comput 14:9677–9750CrossRefPubMed Musa N, Gital AY, Aljojo N et al (2023) A systematic review and Meta-data analysis on the applications of deep learning in electrocardiogram. J Ambient Intell Humaniz Comput 14:9677–9750CrossRefPubMed
21.
Zurück zum Zitat Rajpurkar P, Chen E, Banerjee O, Topol EJ (2022) AI in health and medicine. Nat Med 28:31–38CrossRefPubMed Rajpurkar P, Chen E, Banerjee O, Topol EJ (2022) AI in health and medicine. Nat Med 28:31–38CrossRefPubMed
22.
23.
Zurück zum Zitat Siontis KC, Noseworthy PA, Attia ZI et al (2021) Artificial intelligence-enhanced electrocardiography in cardiovascular disease management. Nat Rev Cardiol 18:465–478CrossRefPubMedPubMedCentral Siontis KC, Noseworthy PA, Attia ZI et al (2021) Artificial intelligence-enhanced electrocardiography in cardiovascular disease management. Nat Rev Cardiol 18:465–478CrossRefPubMedPubMedCentral
24.
Zurück zum Zitat Strodthoff N, Lopez Alcaraz JM, Haverkamp W (2023) Cardiac and extracardiac discharge diagnosis prediction from emergency department ECGs using deep learning. Preprint Strodthoff N, Lopez Alcaraz JM, Haverkamp W (2023) Cardiac and extracardiac discharge diagnosis prediction from emergency department ECGs using deep learning. Preprint
26.
Zurück zum Zitat Wagner P, Mehari T, Haverkamp W et al Explaining Deep Learning for ECG Analysis: Building Blocks for Auditing and Knowledge Discovery, S arXiv:2305.17043 Wagner P, Mehari T, Haverkamp W et al Explaining Deep Learning for ECG Analysis: Building Blocks for Auditing and Knowledge Discovery, S arXiv:2305.17043
Metadaten
Titel
Durch künstliche Intelligenz verstärkte Elektrokardiographie
Wird sie Diagnostik und Management unserer Patienten revolutionieren?
verfasst von
Prof. Dr. Wilhelm Haverkamp
Nils Strodthoff, Prof. Dr.
Publikationsdatum
15.02.2024
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Herzschrittmachertherapie + Elektrophysiologie
Print ISSN: 0938-7412
Elektronische ISSN: 1435-1544
DOI
https://doi.org/10.1007/s00399-024-00997-0

„Jeder Fall von plötzlichem Tod muss obduziert werden!“

17.05.2024 Plötzlicher Herztod Nachrichten

Ein signifikanter Anteil der Fälle von plötzlichem Herztod ist genetisch bedingt. Um ihre Verwandten vor diesem Schicksal zu bewahren, sollten jüngere Personen, die plötzlich unerwartet versterben, ausnahmslos einer Autopsie unterzogen werden.

Hirnblutung unter DOAK und VKA ähnlich bedrohlich

17.05.2024 Direkte orale Antikoagulanzien Nachrichten

Kommt es zu einer nichttraumatischen Hirnblutung, spielt es keine große Rolle, ob die Betroffenen zuvor direkt wirksame orale Antikoagulanzien oder Marcumar bekommen haben: Die Prognose ist ähnlich schlecht.

Schlechtere Vorhofflimmern-Prognose bei kleinem linken Ventrikel

17.05.2024 Vorhofflimmern Nachrichten

Nicht nur ein vergrößerter, sondern auch ein kleiner linker Ventrikel ist bei Vorhofflimmern mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Der Zusammenhang besteht nach Daten aus China unabhängig von anderen Risikofaktoren.

Semaglutid bei Herzinsuffizienz: Wie erklärt sich die Wirksamkeit?

17.05.2024 Herzinsuffizienz Nachrichten

Bei adipösen Patienten mit Herzinsuffizienz des HFpEF-Phänotyps ist Semaglutid von symptomatischem Nutzen. Resultiert dieser Benefit allein aus der Gewichtsreduktion oder auch aus spezifischen Effekten auf die Herzinsuffizienz-Pathogenese? Eine neue Analyse gibt Aufschluss.

Update Kardiologie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.