Nachrichten 18.02.2021

KI-Algorithmen finden Long QT-Syndrom auch bei normaler QTc-Zeit

Viele Patienten mit per Gentest bestätigtem Long QT-Syndrom haben eine normale QTc-Zeit im Ruhe-EKG. Sogar diese Patienten lassen sich durch KI-Algorithmen herausfischen – was irgendwann beim Screening helfen könnte.

Patienten mit einem Long QT-Syndrom (LQTS) haben lehrbuchmäßig ein verlängertes, korrigiertes QT-Intervall (QTc-Zeit) in Ruhe und unter Belastung. So weit die Theorie, denn je nach Studie findet sich in bis zu 40 Prozent der Patienten mit per Gentest bestätigtem LQTS keine QTc-Verlängerung in Ruhe.

Diese Patienten werden unter Umständen übersehen, wenn ein 12-Kanal-EKG angefertigt wird. Aber sie haben trotzdem ein erhöhtes Risiko für einen plötzlichen Herztod.

Long QT-Syndrom wird erkannt, sogar bei normalen QTc

Hier setzen Kardiologen und KI-Experten an, die einmal mehr von der Mayo Clinic kommen. Sie haben einen auf einem neuronalen Netzwerk basierenden Maschinenlernalgorithmus darauf trainiert, ein LQTS anhand eines Standard-12-Kanal-Ruhe-EKGs zu erkennen, und zwar möglichst auch dann, wenn die QTc-Zeit normal ist. Im ersten Schritt haben sie dazu eine diagnostische Fall-Kontroll-Studie aufgesetzt, wie sie typischerweise im Rahmen der Entwicklung und Erstvalidierung eines KI-Algorithmus durchgeführt wird.

Insgesamt 2.059 Patienten wurden berücksichtigt, die bei einer spezialisierten Herzrhythmusambulanz vorstellig wurden. Zum Zeitpunkt des ersten EKGs waren die Patienten im Mittel 21 Jahre alt. Die Patienten hatten entweder ein definitives klinisch und/oder genetisch diagnostiziertes LQTS Typ 1 bis 3, oder sie waren wegen Verdacht auf LQTS vorstellig geworden, das dann aber nicht bestätigt werden konnte.

Basis des Algorithmentrainings war ein jeweils 10 Sekunden langer 12-Kanal-Ruhe-EKG-Streifen. 60 Prozent der Patienten wurden für das Algorithmen-Training genutzt, 10 Prozent für die erste Validierung und die übrigen 30 Prozent für die eigentliche, klinische Testung. Goldstandard für das Vorliegen eines LQTS war die Diagnose bei Entlassung, ein besonderer Fokus lag auf den Patienten mit genetisch diagnostiziertem LQTS.

KI genauer als Ruhe-EKG

Tatsächlich zeigte sich, dass der entsprechend trainierte Maschinenlernalgorithmus Patienten mit genetischem LQTS zuverlässiger herausfischt als das rein über die QTc-Zeit im Ruhe-EKG möglich ist. 

Anhand der QTc-Zeit alleine wurden LQTS-Patienten per Ruhe-EKG mit einer diagnostischen Genauigkeit von 76,0% erkannt (Area under the curve [AUC]: 82,4%). Der Algorithmus schafft eine AUC von 90%, dahinter verbargen sich eine Sensitivität von 83,7%, eine Spezifität von 80,6% und eine diagnostische Genauigkeit von 82,5%. 

Algorithmus erkennt sogar genetische Subtypen

Wurden nur die Patienten mit normaler Ruhe-QTc-Zeit (< 450 ms) analysiert, konnte der Algorithmus LQTS-Patienten mit einer Sensitivität von 80,6% bzw. einer diagnostischen Genauigkeit von 78,7% erkennen. Mehr noch: Der Algorithmus schaffte es auch, mit hoher Trefferquote zwischen den drei wichtigsten genetischen Subtypen des LQTS zu differenzieren.

Prinzipiell sehen die Autoren ihren Algorithmus vor dem Hintergrund dieser Ergebnisse als ein interessantes Tool für ein besseres LQTS-Screening. Allerdings ist das typische Screening-Setting ein anderes als das „angereicherte“ Setting einer Herzrhythmusambulanz, sodass weitere Analysen nötig sind. So gilt es, die Zuverlässigkeit auch in anderen Settings zu evaluieren, etwa bei sportmedizinischen Untersuchungen oder im Kontext von EKG-Untersuchungen beim Hausarzt.

Literatur

Bos JM et al Use of Artificial Intelligence and Deep Neural Networks in Evaluation of Patients With Electrocardiographically Concealed Long QT Syndrome From the Surface 12-Lead Electrocardiogram; JAMA Cardiology 2021; DOI: 10.1001/jamacardio.2020.7422

Highlights

Das Live-Kongress-Angebot der DGK

Zurück aus der Sommerpause: Sichern Sie sich den Zugang zu allen zertifizierten Vorträgen von DGK.Online 2021.

Corona, COVID-19 & Co.

Aktuelle Meldungen zu SARS-CoV-2 bzw. zu der Lungenkrankheit COVID-19 finden Sie in diesem Dossier.

Aktuelles und Neues aus der Kardiologie

Bereits moderater Alkoholkonsum könnte Bluthochdruck begünstigen

Wie viel Alkohol pro Woche ist noch okay? Eine Frage, die für Ärzte aufgrund widersprüchlicher Ergebnisse schwierig zu beantworten ist. Was das Risiko für Bluthochdruck betrifft, scheint schon ein moderates Trinkverhalten problematisch zu sein.

TAVI: Zerebrale Thromboembolien nur direkt danach nachweisbar

Ischämische Schlaganfälle sind gefürchtete Komplikationen nach einer TAVI. Doch wann besteht ein erhöhtes Risiko? In MRT-Untersuchungen aus Deutschland ließen sich zerebale Thromboembolien nur in einer bestimmten Phase nachweisen.

Taugen Nüsse als Cholesterinsenker?

In einer randomisierten Studie ergänzen ältere Menschen zwei Jahre lang ihre Ernährung täglich um eine Portion Walnüsse. Daraufhin verbessern sich ihre Cholesterinwerte – allerdings gibt es Geschlechterunterschiede.

Aus der Kardiothek

Raumforderung im rechten Vorhof – was war die Ursache?

Echokardiographie einer 65-jährigen Patientin, die sich wegen Luftnot vorstellt. Im apikalen 4-Kammerblick zeigt sich eine Raumforderung im rechten Vorhof.

Fehlbildung am Herzen – was sehen Sie im CT?

3-D Rekonstruktion einer kardialen Computertomographie. Welche kardiale Fehlbildung ist zu sehen?

Patientin mit einem thorakalen Schmerzereignis – wie lautet Ihre Diagnose?

Lävokardiografie (RAO 30°-Projektion) einer 54-jährigen Patientin nach einem thorakalen Schmerzereignis. Was ist zu sehen?

DGK.Online 2021/© DGK
Corona/© Naeblys / Getty images / iStock
Kardio-Quiz August 2021/© F. Ammon, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Computertomographie/© S. Achenbach, Friedrich-Alexander-Universität Erlanen-Nürnberg
Laevokardiographie (RAO 30° Projektion)/© M. Marwan, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg