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Interview • Echokardiographie-Update
Herzinfarkt oder Takotsubo? Wie KI die Kardio-Diagnostik unterstützen könnte
Brustschmerzen, Luftnot bis hin zu einer kurzen Ohnmacht – die Symptome sprechen für einen Herzinfarkt. Es könnte sich aber auch um ein Takotsubo Syndrom handeln, umgangssprachlich auch Broken-Heart-Syndrom genannt. Beide Ereignisse sind sich zum Verwechseln ähnlich. Für eine adäquate Behandlung ist eine Unterscheidung aber immens wichtig.
In einem Kooperationsprojekt des Universitätsspital Zürich und der ETH Zürich ging ein Forscherteam der Frage nach, inwiefern Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen helfen könnten, die beiden kardiovaskulären Erkrankungen zu unterscheiden. Assistenzarzt Davide Di Vece erklärt im Interview, wie KI speziell bei der Diagnostik mittels Echokardiographie (Herzultraschall-Untersuchung) zum Einsatz kommen könnte.
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Inwiefern ist es – bezogen auch auf die weiteren Behandlungsschritte – wichtig, die Symptome eines "normalen" Herzinfarktes und eines Broken-Heart-Syndroms zu unterscheiden? Worin liegt aktuell die Schwierigkeit dabei?
Davide Di Vece: "Das klinische Erscheinungsbild des Takotsubo Syndroms (TTS) ist häufig ähnlich wie das eines Herzinfarkts. Die anfänglichen Symptome bestehen in beiden Fällen aus Brustschmerzen, Luftnot und teilweise in Synkopen. Da TTS häufig durch emotionale oder körperliche "Trigger" antizipiert wird, kann in bestimmten klinischen Kontexten die Anamnese den klinischen Verdacht auf Takotsubo erhärten. Allerdings sind weitere diagnostische Untersuchungen zur Bestätigung des Verdachts immer erforderlich. Obwohl die transthorakale Echokardiographie bei Patienten mit Verdacht auf TTS häufig die erste Stufe der Diagnostik ist, gilt die Koronarangiographie einschließlich einer Ventrikulographie derzeit als unverzichtbar, um einen Herzinfarkt mit Sicherheit auszuschließen."
Wie können KI und Deep Learning konkret die Diagnostik mittels Herz-Ultraschall in diesen Fällen verbessern?
"Die Echokardiographie spielt eine zentrale Rolle in der Diagnostik von Patienten mit Verdacht auf TTS. Das wichtigste morphologische Kennzeichen des TTS ist das Auftreten transitorischer myokardialer Wandbewegungsstörungen, die sich normalerweise über das Gebiet einer einzelnen epikardialen Koronararterie hinaus ausbreiten. Die Identifizierung spezifischer Muster regionaler Wandbewegungsanomalien kann den Kardiologen bei der Identifizierung der TTS unterstützen. Es ist zu vermuten, dass die künstliche Intelligenz neue Muster erkennt, die sich zwischen TTS und Infarkt unterscheiden und die diagnostische Aussagekraft der Echokardiographie bei der Differentialdiagnose erhöhen können."
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Infarkt oder 'Broken Heart'? KI erkennt den Unterschied
Der akute Herzinfarkt und das Broken-Heart-Syndrom Takotsubo haben ähnliche Symptome, werden aber unterschiedlich behandelt. Eine neue KI zeigt Potenzial bei der Differenzierung der Krankheitsbilder.
In der Studie zeigte sich, dass die KI in den verwendeten Datensätzen treffsicherer war als erfahrene Kardiologen. Zwar ist es bis zum Einsatz im klinischen Alltag noch ein weiter Weg, aber wie könnte die "Zusammenarbeit" zwischen KI und kardiologischen Fachpersonal zukünftig in so einem Fall (Myokardinfarkt vs. Takotsubo Syndrom) aussehen?
"Der geschickte Einsatz von KI durch ausgebildetes Personal ermöglicht es, die Qualität der aufgenommenen Bilder zu verbessern. So erhält man mehr Daten zur Verarbeitung, die sonst nicht verwertbar wären. Das spart nicht nur Zeit, sondern senkt auch die Kosten. Den größten Nutzen hat aber sicherlich der Patient, denn KI kann ein weiteres Werkzeug sein, um eine präzisere Diagnose zu stellen und eine individuellere Therapie zu ermöglichen. Dieser letzte Aspekt ist von großem Interesse, insbesondere bei komplexen Fällen mit multiplen Komorbiditäten.
Unser Endziel ist tatsächlich die Entwicklung eines umfassenden Algorithmus, der verschiedene Parameter wie unter anderem Bildgebungsdaten, demografische Daten, EKG und Biomarker zur nicht-invasiven Erkennung von TTS umfasst
Davide Di Vece
Wenn man sich all diese Aspekte vor Augen hält, erscheint KI im kardiovaskulären Bereich als ein Werkzeug im Dienste der klinischen Intelligenz des kardiologischen Fachpersonals. Sie ist kein Ersatz für das Wissen und die Erfahrung eines ausgebildeten Kardiologen.
Hinsichtlich der Differenzialdiagnose zwischen Herzinfarkt und Takotsubo muss die Kardiologin oder der Kardiologe den Einsatz der KI durch andere klinische Elemente ergänzen. Unser Endziel ist tatsächlich die Entwicklung eines umfassenden Algorithmus, der verschiedene Parameter wie unter anderem Bildgebungsdaten, demografische Daten, EKG und Biomarker zur nicht-invasiven Erkennung von TTS umfasst. Wenn eine Koronarangiographie nicht sofort zur Verfügung steht, kann eine plausible Bestimmung der Vortestwahrscheinlichkeit eines TTS bei der prognostischen Stratifizierung sowie bei der Festlegung der medizinischen Therapie unterstützen."
Quelle: MEDICA.de
05.09.2022
