Un braccialetto intelligente rileva l'arresto cardiaco con una sensibilità del 92% in uno studio clinico preliminare. / Smart Wristband Detects Cardiac Arrest with 92% Sensitivity in Early Clinical Study

Un braccialetto intelligente rileva l'arresto cardiaco con una sensibilità del 92% in uno studio clinico preliminare. / Smart Wristband Detects Cardiac Arrest with 92% Sensitivity in Early Clinical Study

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Secondo i risultati dello studio DETECT-1b, pubblicati sulla rivista Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology, un braccialetto intelligente indossabile che misura continuamente il flusso sanguigno al polso potrebbe essere in grado di rilevare l'arresto cardiaco ed attivare automaticamente gli allarmi di emergenza. I ricercatori del Radboud University Medical Center hanno scoperto che la tecnologia ha rilevato eventi di arresto cardiaco defibrillabile con una sensibilità del 92% durante procedure cliniche controllate in pazienti con aritmie ventricolari. I risultati indicano che il monitoraggio della condizione tramite un dispositivo indossabile potrebbe in futuro contribuire a ridurre i tempi di intervento in caso di arresto cardiaco extraospedaliero, allertando automaticamente i servizi di emergenza medica od i soccorritori nelle vicinanze.

"I nostri risultati sono importanti perché molti arresti cardiaci extraospedalieri non sono testimoniati. Un braccialetto tecnologico intelligente in grado di rilevare automaticamente l'arresto cardiaco ed attivare un allarme potrebbe fungere da testimone digitale", ha affermato l'autrice senior Judith Bonnes, MD, PhD, cardiologa presso il Radboud University Medical Center nei Paesi Bassi. "Grazie alla notifica automatica del dispositivo ai servizi di emergenza od ai soccorritori addestrati nelle vicinanze, i soccorsi potrebbero arrivare più rapidamente, migliorando significativamente le possibilità di sopravvivenza".

Lo studio DETECT-1b è stato progettato per valutare un braccialetto intelligente certificato medicalmente che utilizza un metodo di rilevamento basato sulla luce chiamato fotopletismografia (PPG), in grado di misurare le variazioni del flusso sanguigno al polso. Il dispositivo indossabile, denominato CardioWatch, ha monitorato continuamente i segnali del flusso sanguigno correlati al polso durante procedure in cui sono stati intenzionalmente indotti ritmi cardiaci pericolosi in condizioni controllate in persone note per avere aritmie cardiache.

La ricerca è un seguito dello studio DETECT-1a. "Nello studio DETECT-1a, abbiamo sviluppato un algoritmo di fotopletismografia (PPG) derivato dal polso per il rilevamento dell'arresto cardiaco utilizzando i dati dei pazienti derivanti da arresti circolatori di breve durata indotti, raggiungendo una sensibilità del 98%", hanno scritto i ricercatori.

DETECT-1b è stato sviluppato come studio di validazione multicentrico prospettico che ha coinvolto pazienti adulti sottoposti ad ablazione della tachicardia ventricolare od ad impianto di defibrillatore cardioverter impiantabile sottocutaneo. Durante queste procedure, è stata indotta brevemente tachicardia ventricolare senza polso o fibrillazione ventricolare per testare la funzione cardiaca e la risposta del dispositivo. Contemporaneamente, i ricercatori hanno registrato l'elettrocardiogramma e le misurazioni invasive della pressione arteriosa come standard di riferimento, mentre i pazienti indossavano il CardioWatch.

Lo studio ha coinvolto 49 adulti nei Paesi Bassi. I partecipanti avevano un'età media di 66 anni, l'84% erano uomini e molti presentavano patologie cardiovascolari preesistenti. Sette partecipanti avevano una storia pregressa di arresto cardiaco, il 69% aveva subito un infarto miocardico e circa la metà presentava una disfunzione ventricolare sinistra moderatamente o gravemente ridotta.

Per questo studio, i ricercatori hanno valutato 125,5 ore di dati provenienti dai braccialetti dei partecipanti e hanno identificato 59 eventi di arresto cardiaco defibrillabile in 26 pazienti. Cinquanta degli eventi identificati erano tachicardia ventricolare senza polso e nove riguardavano fibrillazione ventricolare. L'algoritmo ha rilevato il 92% di tutti gli eventi di arresto cardiaco complessivi, inclusi il 100% degli episodi di fibrillazione ventricolare ed il 90% degli eventi di tachicardia ventricolare senza polso.

"Questa è la prima validazione esterna su pazienti di un modello di rilevamento dell'arresto cardiaco basato su dispositivi indossabili, che dimostra come il PPG derivato dal polso rilevi in ​​modo affidabile l'arresto cardiaco defibrillabile, con una sensibilità del 100% per la fibrillazione ventricolare", ha scritto il ricercatore.

L'algoritmo sviluppato per rilevare questi eventi funziona monitorando continuamente l'ampiezza dei segnali PPG raccolti al polso. Quando l'ampiezza del segnale diminuisce, l'algoritmo integrato valuta la qualità del segnale per determinare se i picchi correlati al polso rimangono rilevabili. Se i segnali del polso scompaiono, l'algoritmo attiva un allarme di arresto cardiaco.

I ricercatori hanno inoltre scoperto un certo numero di falsi positivi. Trentatré allarmi si sono verificati in assenza di tachicardia ventricolare senza polso o fibrillazione ventricolare. Ciononostante, di questi 33 allarmi, 24 si sono verificati durante episodi di tachicardia ventricolare emodinamicamente tollerata e sono stati considerati clinicamente rilevanti. In totale, nove degli allarmi registrati durante le 125,5 ore di monitoraggio sono stati classificati come falsi positivi.

Roos Edgar, medico tecnico presso il Radboud e autore principale dello studio, ha osservato che questa tecnologia si differenzia dai precedenti metodi di rilevamento dell'arresto cardiaco perché il progetto da polso consente un monitoraggio continuo durante la normale vita quotidiana. Sebbene molti smartwatch disponibili in commercio contengano sensori PPG simili, non sono dotati di funzionalità per rilevare l'arresto cardiaco.

Questa tecnologia ha il potenziale per essere utilizzata su pazienti ad alto rischio di arresto cardiaco, inclusi pazienti con aritmie ventricolari o portatori di defibrillatori impiantabili. I ricercatori hanno affermato che in futuro potrebbe essere implementata anche l'integrazione diretta degli avvisi del braccialetto con i sistemi di gestione delle emergenze.

"L'obiettivo è collegare il braccialetto ai centri di smistamento delle chiamate di emergenza ed alle reti di volontari nei Paesi Bassi, in modo che i soccorritori ed i servizi di ambulanza nelle vicinanze possano essere allertati immediatamente in caso di arresto cardiaco", ha affermato Bonnes.

Si prevede che studi futuri valuteranno le prestazioni del sistema durante le attività quotidiane, l'esercizio fisico ed il sonno, condizioni che potrebbero generare ulteriore rumore di fondo e complicare il rilevamento.

ENGLISH

A wearable smart wristband that continuously measures blood flow at the wrist may be able to detect cardiac arrest and automatically trigger emergency alerts, according to findings from the DETECT-1b study published in the journal Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. Researchers at Radboud University Medical Center found that the technology detected shockable cardiac arrest events with 92% sensitivity during controlled clinical procedures in patients with ventricular arrhythmias. The findings are an early indication that monitoring the condition via a wearable device technology could eventually help reduce delays in providing care for out-of-hospital cardiac arrest by automatically alerting emergency medical systems or nearby responders.

“Our findings are important because many out-of-hospital cardiac arrests are unwitnessed. A smart technology wristband capable of automatically detecting cardiac arrest and triggering an alert could function as a digital witness,” said senior author Judith Bonnes, MD, PhD, a cardiologist at Radboud University Medical Center in the Netherlands. “With the device automatically notifying emergency services or nearby trained responders, help could arrive sooner, which may significantly improve survival chances.”

The DETECT-1b study was designed to evaluate a medically certified smart wristband that uses a light-based sensing method called photoplethysmography (PPG) that is capable of measuring blood flow changes in the wrist. The wearable device, called CardioWatch, continuously monitored pulse-related blood flow signals during procedures in which dangerous heart rhythms were intentionally induced under controlled conditions in people known to have abnormal heart rhythms.

The research is a follow-on of the DETECT-1a study. “In the DETECT-1a, we developed a wrist-derived photoplethysmography (PPG) algorithm for cardiac arrest detection using patient data from induced short-lasting circulatory arrests, achieving 98% sensitivity,” the researchers wrote.

DETECT-1b was developed as a prospective multicenter validation study involving adults undergoing ventricular tachycardia ablation or subcutaneous implantable cardioverter-defibrillator implantation. During these procedures, pulseless ventricular tachycardia or ventricular fibrillation was induced briefly to test cardiac function and device response. While this was occurring, the researchers recorded electrocardiogram and invasive blood pressure measurements as reference standards while patients wore the CardioWatch.

The study enrolled 49 adults in the Netherlands. Participants had a median age of 66 years, 84% were men, and many had existing cardiovascular disease. Seven participants had a prior history of cardiac arrest, 69% had experienced myocardial infarction, and approximately half had moderately or severely reduced left ventricular function.

For this study, the researchers evaluated 125.5 hours of data from the wristbands of the participant and identified 59 shockable cardiac arrest events among 26 patients. Fifty of the identified events were pulseless ventricular tachycardia and nine involved ventricular fibrillation. The algorithm detected 92% of all cardiac arrest events overall, including 100% of ventricular fibrillation episodes and 90% of pulseless ventricular tachycardia events.

“This is the first external validation in patients of a wearable-based cardiac arrest detection model, demonstrating that wrist-derived PPG reliably detects shockable cardiac arrest, with 100% sensitivity for VF,” the researcher wrote.

The algorithm developed to detect these events works by continuously monitoring the amplitude of PPG signals collected at the wrist. When signal amplitude decreases, the embedded algorithm evaluates signal quality to determine whether pulse-related peaks remain detectable. If pulse signals disappear, the algorithm triggers a cardiac arrest alarm.

The researchers also uncovered a number of false-positive alerts. Thirty-three alerts occurred in the absence of pulseless ventricular tachycardia or ventricular fibrillation. Nevertheless, of the 33 alert, 24 occurred during hemodynamically tolerated ventricular tachycardia and were considered clinically relevant. In total, nine of the alerts from 125.5 hours of monitoring were classified as false positives.

Lead study author Roos Edgar, a technical physician at Radboud, noted that the technology differs from prior cardiac arrest detection methods because the wrist-based design allows continuous monitoring during routine daily life. While many commercially available smart watches contain similar PPG sensors, they are not equipped to detect cardiac arrest.

The technology has the potential to be used for patients at elevated risk for cardiac arrest, including patients with ventricular arrhythmias or implantable cardioverter-defibrillators. The researchers said future deployment could also involve directly integrating the wristband’s alerts with emergency dispatch systems.

“The goal is to connect the wristband to emergency dispatch centers and volunteer responder networks in the Netherlands so that nearby rescuers and ambulance services can be alerted immediately when cardiac arrest is detected,” Bonnes said.

Future studies are expected to evaluate how the system performs during everyday activities, exercise and sleep, conditions that may create additional signal noise and complicate detection.

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/patient-care/smart-wristband-detects-cardiac-arrest-with-92-sensitivity-in-early-clinical-study/?_hsenc=p2ANqtz-_wDheoB6WE0P6IHDlVz_oKenZ431cTfMBiBzfTQ9y75Yk1Tx_WFnxQ0QCJR_3cPxdjx1PXEFU1GFAhZ4DNeqQHAFvA18Rer_SbHSHKog_W1n-XjUw&_hsmi=419738804