SMARTBEATS-ALGO Studie

Fernstad J et al.: External validation of a machine learning based classification algorithm for ambulatory heart rhythm diagnostics in pericardioversion atrial fibrillation patients using smartphone photoplethysmography: the SMARTBEATS-ALGO study. EP Europace, 2025;, euaf031 (publ. 17. Feb. 2025) DOI: 10.1093/europace/euaf031

Aims The aim of this study was to perform an external validation of an automatic machine learning algorithm for heart rhythm diagnostics using smartphone photoplethysmography (PPG) recorded by patients with atrial fibrillation (AF) and atrial flutter (AFL) pericardioversion in an unsupervised ambulatory setting.
Methods and results Patients undergoing cardioversion for AF or AFL performed 1-min heart rhythm recordings peri-cardioversion at least twice daily for 4–6 weeks, using an iPhone 7 smartphone running a PPG application (CORAI Heart Monitor) simultaneously with a single-lead ECG recording (KardiaMobile). The algorithm uses support vector machines (SVM) to classify heart rhythm from smartphone-PPG. The algorithm was trained on PPG recordings made by patients in a separate cardioversion cohort. Photoplethysmography recordings in the external validation cohort were analysed by the algorithm. Diagnostic performance was calculated by comparing the heart rhythm classification output to the diagnosis from the simultaneous ECG recordings (gold standard). In total 460 patients performed 34 097 simultaneous PPG and ECG recordings, divided into 180 patients with 16 092 recordings in the training cohort and 280 patients with 18 005 recordings in the external validation cohort. Algorithm classification of the PPG recordings in the external validation cohort diagnosed AF with sensitivity, specificity and accuracy of 99.7/99.7/99.7%, and AF/AFL with sensitivity, specificity and accuracy of 99.3/99.1/99.2%.
Conclusion A machine learning based algorithm demonstrated excellent performance in diagnosing atrial fibrillation and atrial flutter from smartphone-PPG recordings in an unsupervised ambulatory setting, minimizing the need for manual review and ECG verification, in elderly cardioversion populations.

ASSERT-III study

McIntyre WF et al.: Prevalence of undiagnosed atrial fibrillation in elderly individuals and potential cost-effectiveness of non-invasive ambulatory electrocardiographic screening: The ASSERT-III study. J Electrocardiol (2019) 58:56-60.
doi: 10.1016/j.jelectrocard.2019.11.040

In der kanadischen Studie wurde bei 100 Menschen im Alter von ≥80 Jahren (im Mittel 84±3 Jahre, CHADS-VASc-Score im Mittel 4.5) ein kontinuierliches EKG-Monitoring (Vitaphone 3100) über 30 Tage durchgeführt und optional um weitere 30 Tage verlängert, wenn kein Vorhofflimmern (VHF) registriert wurde. VHF ≥6 Min. wurde bei 14 %, ≥6 Std. bei 8 % und ≥24 Std. bei 3 % festgestellt. Eine Woche EKG-Monitoring verursachte Kosten von $ 50.000 pro „quality-adjusted life-year-gained“, 30 Tage bzw. 60 Tage verursachten entsprechend $ 70.000 bzw. $ 84.000.
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Screening auf Vorhofflimmern

Das derzeit am lautesten propagierte Einsatzgebiet der SmartEKG-Technologien ist das Screening (=Früherkennungsuntersuchung) auf Vorhofflimmern (VHF). Der Gedanke ist verlockend: In Deutschland leben derzeit wahrscheinlich mehr als 500.000 Menschen mit bislang unbemerktem VHF und damit einem erhöhten Risiko für Schlaganfälle. Dieses Risiko kann bei Vielen durch blutverdünnende Medikamente gesenkt werden. Und weil unbemerktes VHF mittels Smartwatch oder anderen Devices (=Geräten) aufgedeckt werden kann, was 2019 einmal mehr in der Apple Heart Study belegt wurde, könnten die neuen Technologien womöglich Hunderttausenden das Schicksal eines Schlaganfalls ersparen. Aber ist das wirklich so?
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Antikoagulation bei „Device-detected“ VHF

Perino AC et al.: Practice Variation in Anticoagulation Prescription and Outcomes After Device- Detected Atrial Fibrillation
Insights From the Veterans Health Administration. Circulation (2019) 139:2502–2512. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.038988
Bei paroxysmalem Vorhofflimmern (VHF) wird das Schlaganfallrisiko nur bei Patienten mit hoher Last an VHF (hier als kumulative Zeit mit VHF an mindestens einem Tag innerhalb von 90 Tagen Überwachungszeit) durch OAK signifikant vermindert (Spalte re.: Hazard Ratio mit 95 %-Konfidenzintervall bei multivariater Regressionsanalyse):
VHF-LastAnteil in Studie (%)Anteil mit OAK (%)Relatives Schlaganfall-Risiko durch OAK (Hazard Ratio)
>6 Min45130.62 (0.26-1.43) p = 0.29
>1 Std39160.79 (0.35-1.77) p = 0.57
>6 Std3220.60.52 (0.22-1.25) p = 0.14
>24 Std2427.40.28 (0.10-0.81) p = 0.02

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KP-RHYTHM Study

Alan S et al.: Association of Burden of Atrial Fibrillation With Risk of Ischemic Stroke in Adults With Paroxysmal Atrial Fibrillation. The KP-RHYTHM Study. JAMA Cardiol. 2018;3(7):601-608. doi:10.1001/jamacardio.2018.1176

US-Studie 2011-2016: Die mittels ZioXT ermittelte Flimmerlast (Dauer von VHF oder VoFla in % der 14-tägigen Monitoring-Periode) war bei 1.965 Erwachsenen im Alter von durchschnittlich 69 Jahren mit dem Schlaganfallrisiko korreliert. Das CHADS-VASc-adjustierte Risiko für einen Schlaganfall war bei einer Flimmerlast ≥11.4 % (oberes Tertial) mehr als 3-mal so hoch wie in den anderen Tertialen. Dieses Resultat war über alle demografischen und klinischen Subgruppen konsistent.
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Vorhofflimmern

Häufigkeit von Vorhofflimmern
Häufigkeit von Vorhofflimmern (in %) nach Altersgruppen
Vorhofflimmern (VHF) ist eine der häufigsten Herzrhythmusstörungen. In Deutschland sind knapp zwei Mio. Menschen betroffen. Vorhofflimmern tritt mit zunehmendem Alter immer häufiger auf, bei Männern öfter als bei Frauen. Es kann dauerhaft (persistierend oder permanent) oder nur ab und zu (paroxysmal) auftreten. Es ist nicht unmittelbar lebensbedrohend und wird von manchen Menschen überhaupt nicht bemerkt. Es kann aber auch erhebliche Beschwerden wie Herzklopfen, Herzrasen, Luftnot, Schwäche, Brustenge und Angstgefühl hervorrufen. In Abhängigkeit von anderen Risikofaktoren kann VHF das Risiko für einen Schlaganfall erhöhen, dann wird oft eine Behandlung mit Medikamenten zur Blutverdünnung (=Antikoagulation) durchgeführt.
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AFFORD study

Hald J et al.: Opportunistic screening for atrial fibrillation in a real-life setting in general practice in Denmark-The Atrial Fibrillation Found On Routine Detection (AFFORD) non-interventional study. PLoS One (2017) 12(11):e0188086.
doi: 10.1371/journal.pone.0188086.

„Real-Life“-Studie aus Dänemark zum Screening auf Vorhofflimmern (VHF) bei über 65-Jährigen. 970 Patienten wurden mittels Pulspalpation und (bei unregelmäßigem Puls) anschließendem 12-Kanal-EKG untersucht. Unregelmäßiger Puls war bei 4.4 % (65-74 Jahre) bzw. 10.5 % (75-84 Jahre) bzw. 22.9 % (≥85 Jahre) vorhanden, VHF wurde bei 0.83 bzw. 0.54 bzw. 3.39 % bestätigt. Allgemeinmediziner vermuteten bei 13 EKG VHF, welches von Kardiologen bei 10 EKG bestätigt wurde.
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Genauigkeit der Pulspalpation zum VHF-Screening

Cooke G et al.: Is pulse palpation helpful in detecting atrial fibrillation? A systematic review. J Fam Pract (2006) 55(2):130-4.

Bereits 2006 kommt diese Metaanalyse dreier Studien mit insgesamt 2.385 Patienten zu dem Ergebnis, dass Pulspalpation für die Erkennung von Vorhofflimmern (VHF) eine hohe Sensitivität von im Mittel 94 % (91-100 %) bei mäßiger Spezifität von im Mittel 72 % (70-77 %) aufweist.
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