Forschung

KI erkennt drohende Herzinsuffizienz an der Stimme

Kann sich eine zunehmende Herzinsuffizienz in der Stimme bemerkbar machen, bevor Betroffene selbst deutliche Symptome wahrnehmen? (Foto: DCStudio / Smarterpix)

Sechs kurze Sätze ins Smartphone sollen genügen, um Hinweise auf eine bevorstehende Verschlechterung bei chronischer Herzinsuffizienz zu erkennen. In der internationalen DETECT-HF-Studie identifizierte ein KI-System rund zwei Drittel der ersten Herzinsuffizienz-Ereignisse – im Mittel gut drei Wochen vor der klinischen Manifestation.

Kann sich eine zunehmende Herzinsuffizienz in der Stimme bemerkbar machen, bevor Betroffene selbst deutliche Symptome wahrnehmen? Genau diesen Ansatz verfolgt das KI-basierte Remote-Monitoring-System Cordio HearO. In der prospektiven internationalen DETECT-HF-Studie wurde die Technologie jetzt bei 563 Patientinnen und Patienten mit symptomatischer chronischer Herzinsuffizienz untersucht. Die Teilnehmenden sprachen täglich sechs festgelegte Sätze in ihrer jeweiligen Muttersprache in eine Smartphone-App. Die Aufnahmen wurden anschließend mit dem individuellen Stimmprofil der jeweiligen Person verglichen. Das System sucht dabei nach subtilen Veränderungen akustischer Merkmale, die unter anderem mit zunehmender pulmonaler Stauung und veränderten Atemmechanismen zusammenhängen könnten.

Warnsignal im Mittel 24 Tage vor dem Ereignis

Von 76 erstmaligen Herzinsuffizienz-Ereignissen erkannte HearO 52. Das entspricht einer Sensitivität von 68,4 Prozent. Die Warnung erfolgte im Mittel 24,1 Tage vor der klinischen Präsentation des Ereignisses. Wurden auch wiederholte Ereignisse berücksichtigt, erkannte das System 80 von insgesamt 112 Ereignissen; die modelladjustierte Sensitivität betrug 70,5 Prozent. Allerdings erreichte die Studie beim primären Sensitivitätsendpunkt ihr vorab definiertes Ziel knapp nicht vollständig: Die untere Grenze des 95-Prozent-Konfidenzintervalls lag bei 58,0 Prozent und damit geringfügig unter der vorab festgelegten Schwelle von 60 Prozent. Dieser Befund gehört zur Einordnung der grundsätzlich vielversprechenden Ergebnisse. Neben der Trefferquote untersuchten die Forschenden, wie häufig das System Warnungen erzeugte, denen kein bestätigtes Herzinsuffizienz-Ereignis folgte. Die Rate solcher nicht erklärten prioritären Benachrichtigungen lag bei 2,65 pro Patientenjahr für die Analyse erstmaliger Ereignisse und erfüllte damit das vorab festgelegte Studienkriterium.

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Flüssigkeit kann die Stimme verändern

Die medizinische Idee hinter der Stimmanalyse basiert auf Veränderungen, die bei einer zunehmenden kardialen Dekompensation auftreten können. Flüssigkeitsansammlungen und pulmonale Stauung können Atemmechanik, Lungenvolumen und den Stimmapparat beeinflussen. Da beim Sprechen Atmung, Kehlkopf und neuromuskuläre Funktionen zusammenspielen, können dadurch minimale akustische Veränderungen entstehen. HearO erstellt zunächst ein individuelles Referenzprofil, während sich die Patientin oder der Patient in einem stabilen Zustand befindet. Spätere Sprachproben werden mit diesem persönlichen Ausgangswert verglichen. Auffällige Abweichungen sollen das medizinische Betreuungsteam darauf hinweisen, den klinischen Zustand genauer zu überprüfen. Das System liefert damit keine eigenständige Diagnose und soll auch keine klinische Entscheidung ersetzen. Ziel ist vielmehr, im häuslichen Monitoring ein zusätzliches Frühwarnsignal bereitzustellen.

Keine Aussage zum Nutzen einer frühen Intervention

Eine wichtige Einschränkung der DETECT-HF-Studie liegt im Studiendesign. Es handelte sich um eine prospektive, multizentrische, aber einarmige und nichtinterventionelle Untersuchung. Die mit HearO erzeugten Warnmeldungen waren für die Behandlungsteams verblindet und beeinflussten die Versorgung der Studienteilnehmenden nicht. Damit zeigt die Studie, wie gut das System bevorstehende Ereignisse erkennen kann. Sie beantwortet jedoch noch nicht die klinisch entscheidende Folgefrage: Ob eine Reaktion auf diese Warnungen – beispielsweise eine frühzeitige Anpassung der Therapie – tatsächlich Krankenhauseinweisungen verhindert oder die Prognose verbessert. Die Alltagstauglichkeit fiel in der Studie vergleichsweise hoch aus. Die Teilnehmenden absolvierten 85 Prozent der vorgesehenen täglichen Sprachaufnahmen. Auf einer fünfstufigen Skala bewerteten sie die Bedienbarkeit mit durchschnittlich 4,7 bis 4,9 Punkten. Gerätebezogene unerwünschte Ereignisse wurden nicht registriert.

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