Lo scienziato trova una diagnosi nascosta nei dati di frequenza cardiaca dell'orologio di fitness

Un cuore umano batte circa 86.000 volte al giorno, accelerando se bevi caffeina o fai una corsa e rallenti se ti distendi o guardi la TV. Probabilmente non ti accorgi di queste fluttuazioni, ma il tuo fitness tracker fa, raccogliendo ogni piccolo impulso elettrico e conservandolo con cura su un server. Nascosti tra quei milioni di punti dati, rivelano gli scienziati dell'Università della California, a San Francisco, potrebbero essere i segni di una condizione medica che si annida profondamente nel cuore di alcuni atleti di resistenza. Ma non li troverai con il tuo fitness tracker da solo.

Gregory Marcus, M.D.,, direttore della ricerca clinica presso la divisione di Cardiologia UCSF, ha scoperto che i tracker del fitness sono una miniera d'oro di dati medici potenzialmente mutevoli, ma solo se si utilizzano gli strumenti giusti per estrarlo. Analizzando i dati di migliaia di utenti di Fit Bit e Apple Watch con un algoritmo chiamato DeepHeart, è riuscito a individuare i segni di fibrillazione atriale, una condizione cardiaca comune e spesso asintomatica che può causare il cuore andare in tilt. Larry Bird, della fama di Boston Celtics, soffrì notoriamente della condizione.

"Abbiamo saputo che la fibrillazione atriale può essere asintomatica e passare clinicamente inosservata", dice Marcus Inverso. È partner di Cardiogram, una startup che applica il machine learning per analizzare i dati relativi alla frequenza cardiaca, dando un senso al rumore. "Abbiamo visto gli orologi intelligenti come un modo per schermare la fibrillazione atriale, ma il primo passo è quello di sviluppare algoritmi in modo da poterlo rilevare con precisione."

Una malattia difficile da individuare

Bird, insieme alla leggenda del tennis Billie Jean King, non se ne accorse fino alla fine della loro carriera che avevano la fibrillazione atriale. Per gestirlo, Bird dovette andare su fluidificanti del sangue, che lo portò a sviluppare un cuore allargato che alla fine portò alla fine della sua carriera. Nel 1999, ha rivelato a Sport illustrati che quasi svenuto a causa di un cuore svolazzante durante una partita particolarmente stressante contro i Chicago Bulls.

Certo, non riguarda solo gli atleti famosi. Uno studio pubblicato in L'olandese Heart Journal all'inizio di quest'anno ha dimostrato che la probabilità che gli "atleti veterani" sviluppino la fibrillazione atriale è da tre a otto volte superiore rispetto agli atleti di resistenza altamente qualificati, come ciclisti, sciatori di fondo e maratoneti. Identificare le situazioni che portano a episodi di fibrillazione atriale sono critici perché la diagnosi è legata a un rischio più elevato di tre complicanze principali: insufficienza cardiaca, angina e ictus.

Dati dalla vita reale

La fibrillazione atriale è difficile da diagnosticare perché tende ad andare e venire. Succede quando le due camere superiori del cuore vanno in tilt, emettendo segnali elettrici che provocano rapide palpitazioni cardiache. Alcune persone soffrono di fibrillazione atriale sostenuta, ma altre lo fanno solo in determinate condizioni, come durante il binge drinking. Il vantaggio di indossare costantemente un fitness tracker è che i dati possano identificare le situazioni che causano la manifestazione.

"Le misurazioni sono molto più riflettenti su ciò che realmente accade a un individuo", dice. "Non sono i dati tipici che si ottengono da un ospedale o da un sito di studio, ma i dati delle persone quando sono a casa o al lavoro." In questo senso, può utilizzare DeepHeart per individuare potenziali fattori scatenanti per la filtrazione atriale nel quotidiano vite.

L'altro aspetto positivo del fitness tracker è che prendono misure ripetute, letteralmente in incrementi di secondi durante il giorno. In modalità allenamento, effettuano misurazioni ancora più frequenti - circa una volta ogni cinque secondi - che sono particolarmente utili per individuare la fibrillazione atriale perché tendono a colpire gli atleti che si allenano particolarmente duramente ma spesso non notano nulla di strano nel mezzo di un allenamento.

Un ritmo irregolarmente irregolare

I dati relativi alla frequenza cardiaca di alcune aziende sono più utili di altri, afferma Marcus. Ad esempio, alcune aziende pubblicheranno dati grezzi sulla frequenza cardiaca, organizzati in intervalli battito-battito; altri, come Apple, non permetteranno agli scienziati di accedere a dati granulari. Deepheart, spiega, può sfruttare al meglio i diversi tipi di dati là fuori.

In realtà non cerca pattern nella frequenza cardiaca - le stesse frequenze cardiache siamo modelli - piuttosto, cerca casualità. "La fibrillazione atriale può aumentare la frequenza cardiaca, ma la frequenza cardiaca può essere normale e la cosa più caratteristica è la casualità dell'intervallo fra battiti del cuore, il che significa che non c'è assolutamente alcun motivo. "spiega. La fibrillazione atriale, dice, è un "ritmo irregolarmente irregolare".

DeepHeart è stato testato per la prima volta in uno studio pilota su 137 milioni di battiti cardiaci da 9.750 partecipanti che hanno misurato i dati personali utilizzando sensori di frequenza cardiaca basati sul polso, come l'Apple Watch, e dati sulla frequenza cardiaca da un ECG a 12 nodi, come si troverebbe in uno studio medico I risultati, pubblicati in Cardiologia JAMA. DeepHeart è riuscito a utilizzare i dati del fitness tracker per identificare correttamente i segni di fibrillazione atriale, superando anche le due strategie di self-report utilizzate tradizionalmente per identificare la condizione.Ma l'algoritmo è buono quanto i dati inseriti in esso: i dati di EKG di alta qualità hanno prodotto previsioni migliori usando DeepHeart, dice (ma i dati basati sul polso erano ancora "modestamente" precisi).

L'integrazione di DeepHeart con i fitness tracker ha fornito una potente dimostrazione del concetto per il prossimo studio di Marcus, chiamato mRhythm, che mira a far luce sul cause di fibrillazione atriale. In questo momento, ha circa 200.000 del milione di individui che avrà bisogno di fare lo studio. I benefici saranno due: il suo enorme set di dati non solo ci aiuterà a capire meglio i nostri dati sulla frequenza cardiaca, ma mostrerà anche quali dispositivi sono in grado di rilevare le malattie cardiache e quali no:

"Una parte importante del nostro lavoro consiste nell'applicare rigorose ricerche scientifiche a dispositivi che sono generalmente commercializzati direttamente ai consumatori senza una ricerca rigorosa", afferma. "Una parte importante del nostro lavoro è fornire questo."