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21 Februar 2023
Mit der Apple Watch entdecken Forscher:innen neue Grenzen der Herzgesundheit
An einem einzigen Tag schlägt das Herz eines durchschnittlichen, gesunden Erwachsenen mehr als 100.000 Mal. Schlag für Schlag, Tag für Tag, entsteht ein Bild — ein Bild, das weitgehend unsichtbar bleibt. Die Apple Watch kann helfen, das Unsichtbare sichtbar zu machen. Mit Funktionen für die Herzgesundheit — darunter Mitteilungen über hohe und niedrige Herzfrequenzen, Cardio Fitness, Mitteilungen über unregelmässigen Herzrhythmus, die EKG App und das Vorhofflimmern-Protokoll — gibt Apple den Anwender:innen einen sich ständig weiterentwickelnden Überblick über ihre Gesundheit mit umsetzbaren Erkenntnissen.
Die gleiche fortschrittliche Technologie, die Nutzer:innen Einblicke in ihre Gesundheit gewährt, hat auch das Potenzial, der Forschung und medizinischen Communitys die Tür zu neuen Entdeckungen zu öffnen. Seit der Einführung von ResearchKit und CareKit durch Apple im Jahr 2015 haben Forscher:innen, Krankenhausärzt:innen und Entwickler:innen innovative neue Wege gefunden, um eine breite Palette von Erkrankungen zu untersuchen, zu verfolgen und zu behandeln.
Um Entdeckungen voranzutreiben, die die Gesundheit in grossem Umfang verbessern, hat Apple das Investigator Support Program ins Leben gerufen. Im Rahmen dieses Programms stellt Apple Forscher:innen Apple Watch Geräte zur Verfügung, mit denen sie neue Wege in der Gesundheitsforschung beschreiten können, unter anderem zum wissenschaftlichen Verständnis des Herzens.
Apple stellt die wegweisende Arbeit von Gesundheitsforscher:innen auf der ganzen Welt, die die Apple Watch nutzen, um das Herz wie nie zuvor zu untersuchen, in den Mittelpunkt.
Die assoziierte Professorin Rachel Conyers und Dr. Claudia Toro sind leitende pädiatrische Onkolog:innen aus Melbourne, Australien. Sie verbringen ihre Tage hauptsächlich mit der Betreuung von Kindern in einer tertiären pädiatrischen Onkologieklinik und der Erforschung von Toxizitäten im Zusammenhang mit Krebstherapien bei Kindern im Murdoch Children’s Research Institute. Gemeinsam untersuchen sie, wie sich die Behandlung auf den Herzrhythmus auswirken kann, und versuchen, innovative Wege zur Intervention zu finden. Die Inspiration für ihre Arbeit kommt von ihren Patient:innen — sowohl von Erfolgs- als auch herzzerreissenden Geschichten.
Toxizitäten bei der Krebsbehandlung können zu Herzrhythmusstörungen wie dem verlängerten QT-Syndrom führen, das potenziell lebensbedrohlich sein kann. Eine QT-Verlängerung führt zu einem unregelmässigen Herzrhythmus und verlängert die Zeit, die das Blut zum Fliessen durch das Herz benötigt.
Aufgrund ihrer Anfälligkeit für eine lange QT-Zeit werden Kinder, die eine Krebsbehandlung erhalten, routinemässig mindestens einmal pro Woche einem 12-Kanal-EKG unterzogen, sagt Dr. Conyers. Ambulante Patient:innen benötigen jedoch weiterhin Zugang zur Überwachung.
„Ich habe von der Apple Heart Study gelesen und gedacht, dass dies für die Kinderheilkunde wichtig sein könnte“, sagt Dr. Conyers. „Früher haben wir angenommen, dass Herztoxizität etwas ist, das 10 Jahre nach der Behandlung auftritt. Aber jetzt wissen wir, dass neue Krebstherapien (wie spezifische Inhibitoren oder Immuntherapien) innerhalb von 48 Stunden nach der Verabreichung Herzrhythmusstörungen hervorrufen können — es gibt also eine grosse Lücke in Bezug auf das, was wir derzeit über die Toxizitäten wissen.“
In den kommenden Monaten werden Dr. Conyers und ihr Team am Murdoch Children's Research Institute zunächst die Empfindlichkeit der Apple Watch EKG App bei 40 Kindern und Jugendlichen untersuchen.1 Danach wird das Team nach Möglichkeiten suchen, wie die Patient:innen ihre EKGs überall und jederzeit aufzeichnen können. Mit diesen Erkenntnissen hofft das Team, die Realität der kardialen Toxizität besser zu verstehen und mögliche Interventionsmöglichkeiten zu identifizieren.
Jede:r Bewohner:in der Bay Area erinnert sich an den Tag, an dem sich der Himmel orange gefärbt hat. Es geschah am 9. September 2020. Dr. So-Min Cheong, eine assoziierte Professorin im Fachbereich Öffentlicher Dienst und Verwaltung an der Bush School der Texas A&M University, ist in Palo Alto, Kalifornien, gewesen.
„Ich habe immer noch Fotos von diesem Tag auf meinem iPhone“, sagt Dr. Cheong.
In den Jahren 2020 und 2021 ist es in Kalifornien zu einer Reihe von verheerenden Waldbränden gekommen. Dr. Cheong, die die sozialen und gesundheitlichen Folgen von Umweltkatastrophen und Klimawandel erforscht, hat eine Möglichkeit gesehen, die Auswirkungen des Rauchs von Waldbränden auf die Herzgesundheit von Feuerwehrleuten zu untersuchen.
„Allgemeine Gesundheitsempfehlungen oder Interventionen von der Stange waren mir nicht genug“, erklärt Dr. Cheong. „Menschen sind einzigartig. Jeder Mensch ist anders, wenn es um seine Gesundheit geht, und ich wollte mehr erfahren.“
Durch ihre Kontakte in der Forschungsgemeinschaft hat Dr. Cheong erfahren, dass die Apple Watch dabei helfen könnte, die Art von Gesundheitsdaten zu erfassen, die sie benötigt. „Ein Kollege von mir in Stanford hatte von seinen Erfahrungen mit der Apple Watch berichtet, die für ihre Genauigkeit bei der Herzfrequenzmessung bekannt ist“, fügt sie hinzu. „Ich wollte schon immer in der Lage sein, mehr nicht-invasive, sensorbasierte Analysen bei Einzelpersonen durchzuführen, um genauere Gesundheitsmessungen zu erhalten.“
Nächsten Monat werden Dr. Cheong von der Texas A&M University und Dr. Brian Kim und Dr. Marco Perez der Stanford Medicine damit beginnen, Feuerwehrleute mit der Apple Watch auszustatten, um die Auswirkungen von Waldbrandrauch auf die Herzgesundheit zu untersuchen. Die Waldbrandsaison beginnt im Frühjahr in Texas und im Sommer in Kalifornien, und bis zu 200 Feuerwehrleute in diesen Gebieten werden an der Studie teilnehmen.
Die Studie sieht vor, mit der Apple Watch Herzfrequenz und -rhythmus, Schlaf, Blutsauerstoff, Aktivitätsdaten und mehr zu überwachen. Die Feuerwehrleute werden ausserdem einen Luftqualitätsmonitor tragen und Umfragebögen zu Schlaf, Aktivität und Symptomen im Zusammenhang mit Waldbrandrauch ausfüllen.
„Die Feuerwehrleute werden von der Studie profitieren“, sagt Dr. Cheong. „Wir wissen, dass der Rauch von Waldbränden direkte Auswirkungen auf ihre Gesundheit hat, und mit einer Studie wie dieser können sie ihre Ergebnisse in Echtzeit sehen.“
Allerdings möchte sie die möglichen Ergebnisse der Studie noch nicht verallgemeinern, vor allem, wenn der Schwerpunkt der Forschung auf der Art von individualisierten und präzisen Gesundheitsdaten liegt, die die Apple Watch liefern kann.
„Studien wie diese sind bisher noch nicht durchgeführt worden, es geht also nicht darum, eine Hypothese zu beweisen oder zu widerlegen“, sagt Dr. Cheong. „Sie ist eher explorativ und die Ergebnisse werden uns helfen, die Genauigkeit einer solchen Analyse zu verstehen, um massgeschneiderte Interventionen zu entwickeln. Ich denke auch, dass eine Studie dieser Art uns helfen könnte, Hochrisikogruppen besser zu verstehen.“
Nach Angaben von Epidemiologie-Expert:innen in Europa wird sich die Rate an Vorhofflimmern (AFib) in der Europäischen Union bis 2060 verdoppeln. Vorhofflimmern ist eine weit verbreitete Herzrhythmusstörung, die unbehandelt schwerwiegende Folgen haben kann, beispielsweise ein erhöhtes Risiko für Schlaganfälle oder Herzversagen.
An den Amsterdam University Medical Centers erforschen Dr. Sebastiaan Blok, Leiter der Abteilung eHealth der Cardiology Centers of the Netherlands, und seine Kolleg:innen Möglichkeiten, Vorhofflimmern früher zu erkennen. Die Forscher:innen haben eine auf dem Zufallsprinzip basierte Kontrollstudie als Teil einer grösseren Initiative namens HartWacht entwickelt, dem ersten erstattungsfähigen eHealth-Konzept.
In den Niederlanden „gibt es etwa 300.000 Menschen, bei denen Vorhofflimmern diagnostiziert worden ist“, sagt Dr. Nicole van Steijn, eine Mitarbeiterin im Forschungsteam. „Aber es gibt auch schätzungsweise 100.000 Menschen, die es haben, es aber nicht wissen, weil sie wahrscheinlich noch keine Symptome hatten.“
Im Rahmen ihrer Studie wollen sie mehr als 300 Patient:innen im Alter von über 65 Jahren, die eine Risikogrenze für Vorhofflimmern erfüllen, in die Studie aufnehmen. Die Hälfte der Teilnehmer:innen — die Interventionsgruppe — wird die Apple Watch mindestens 12 Stunden pro Tag tragen.
„Die Apple Watch ist ein so weit verbreitetes, zuverlässiges Wearable, sodass wir uns gedacht haben, es wäre ein grossartiges Gerät, das wir in unsere Forschung integrieren können, um besser zu verstehen, wie wir sie möglicherweise tiefer in das Gesundheitssystem integrieren können“, erklärt Dr. Blok.
Im Rahmen der Studie wird von den Teilnehmer:innen der Gruppe erwartet, dass sie alle drei Wochen oder bei Auftreten von Symptomen ein EKG machen. Wenn der:ie Teilnehmer:in eine Mitteilung über einen unregelmässigen Herzrhythmus erhält, setzen sich die Forscher:innen mit ihm:ihr in Verbindung, sodass er:sie ein EKG macht und die Ergebnisse teilen kann.
Innerhalb von drei Wochen nach Beginn der Studie ist den Forscher:innen gelungen, eine:n Teilnehmer:in mit Vorhofflimmern in der Interventionsgruppe zu identifizieren, der:die keine Symptome aufgewiesen hatte.
Diese Studie ist der Anfang dessen, was die Forscher:innen mit Hilfe der Apple Watch zu verstehen hoffen. Für die Zukunft planen sie Möglichkeiten zu erforschen, wie die EKG App zur Überwachung von Patient:innen zu Hause eingesetzt werden kann, da bestimmte Medikamente den Herzrhythmus verändern können. Sie überlegen auch, wie die Apple Watch möglicherweise eingesetzt werden könnte, um Patient:innen mit Herzinsuffizienz, einer sehr kostenintensiven Krankheit, von zu Hause aus zu überwachen und um prädiktive Biomarker für Verschlimmerungen zu identifizieren.
„Mit neuen Möglichkeiten, die auf Wissenschaft und Technologie basieren, setzen wir unser Wachstum und unsere Innovationskraft fort“, sagt Dr. Blok.
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- Die EKG App ist für die Verwendung bei erwachsenen Patient:innen zugelassen. Die pädiatrische Verwendung ist nur auf die Verwendung im Rahmen von Studien beschränkt.