KI‑Wearables werden die Echtzeit‑Erkennung von Herzinfarkten revolutionieren

Herz‑Kreislauf-Erkrankungen (CVDs), die Störungen des Herzens und der Blutgefäße darstellen, sind weltweit die Haupttodesursache.

Laut WHO starben im Jahr 2019 fast 18 Millionen Menschen an diesen Krankheiten, was etwa 32 % aller Todesfälle weltweit entspricht. Davon entfielen die überwiegende Mehrheit (85 %) der Todesfälle auf Schlaganfall und Herzinfarkt.

Bemerkenswert ist, dass ein Herzinfarkt zu weiteren Problemen führt. Er erhöht das Risiko, ernsthafte langfristige Gesundheitszustände erheblich zu entwickeln.

Eine Studie von Forschern der University of Leeds, die Anfang letzten Jahres durchgeführt wurde, analysierte über 145 Millionen Patientendaten, die über einen Zeitraum von neun Jahren in Krankenhäusern aufgenommen wurden, und stellte fest, dass Personen, die einen Herzinfarkt erlitten hatten, deutlich häufiger weitere Erkrankungen wie Schlaganfall, Herzinsuffizienz, Nierenversagen, schwere Blutungen, Typ‑2‑Diabetes und Depression entwickelten als solche, die keinen erlitten hatten.

Unter diesen Erkrankungen entwickeln über 30 % der Patienten Nieren- oder Herzinsuffizienz. Während weniger als 10 % weitere Herzinfarkte erlitten, starb ein massiver Anteil von 38 % während des Studienzeitraums an irgendeiner Ursache.

Bezogen auf die USA gilt: Dort stirbt alle 40 Sekunden jemand an einem Herzinfarkt. Etwa 800 000 Menschen erleiden jährlich in den USA einen Herzinfarkt, und 75 % davon ist der erste Herzinfarkt, während der Rest bereits einen erlitten hat.

Eine Studie von vor ein paar Jahren berichtete, dass die Sterblichkeitsrate bei Herzinfarkten in den USA tatsächlich höher ist als in anderen hochentwickelten Ländern wie Kanada, England, den Niederlanden und Israel.

Die Studie untersuchte Daten von 2011 bis 2017 für Patienten ab 66 Jahren, die in diesen Ländern mit einem Herzinfarkt ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Diese Länder verfügen über hochentwickelte Gesundheitssysteme und zugängliche Verwaltungsdaten, unterscheiden sich jedoch in Finanzierung, Organisation und Gesamtleistung.

Sie zeigte, dass die Sterblichkeitsrate in den USA „besorgniserregend hoch“ sei, wobei Dr. Peter Cram, Professor und Vorsitzender der Inneren Medizin an der University of Texas Medical Branch (UTMB), damals bemerkte: „Die USA scheinen sich stark auf technologisch fortschrittliche, neue und glänzende Dinge zu konzentrieren“, und fügte hinzu: „Wir sollten uns mehr auf die Sterblichkeitsrate konzentrieren, anstatt Menschen nur ein- und aus dem Krankenhaus zu bringen.“

Während die Versorgung im Land „gut“ sei, sei die Ein‑Jahres‑Sterblichkeitsrate einfach zu besorgniserregend, ohne klare Erklärung dafür. „Sind es Einkommenslücken? Sind es die Fettleibigkeitsraten? Nehmen die Menschen nicht die empfohlenen Medikamente? Wir wissen es nicht“, sagte Cram.

Ein alarmierender Anstieg schwerer Fettleibigkeit

Laut einer aktuellen Studie von Forschern des Pennington Biomedical Research Center verzeichnet die Vereinigten Staaten tatsächlich einen unverhältnismäßigen Anstieg der Body‑Mass‑Index‑Raten.

Dafür untersuchten die Forscher nationale Gesundheitsdaten (NHANES) von 2001 bis 2023.

Den Daten zufolge nahmen sowohl Personen mit Normalgewicht (BMI von 18,5 bis 24,9 kg/m²) als auch Übergewichtige (BMI von 25,0 bis 29,9) im betrachteten Zeitraum ab.

Gleichzeitig ist die durchschnittliche Fettleibigkeitsrate bei US‑Erwachsenen in den letzten zwei Jahrzehnten um 30 % gestiegen. Ein weitaus alarmierender Anstieg von 210 % wurde jedoch bei der Zahl der Patienten mit den schwersten Formen von Fettleibigkeit festgestellt. Dies betrifft Personen mit einem Body‑Mass‑Index (BMI) von 60 kg/m² oder mehr.

„Der größte Fokus liegt auf der allgemeinen Fettleibigkeit, die bei einem BMI von 30 kg/m² beginnt, aber es wird weniger Aufmerksamkeit auf die Prävalenz von Fettleibigkeit mit einem BMI von 60 kg/m² oder mehr gelegt, einer Kategorie, die mit einer erhöhten klinischen Belastung, eingeschränkter Mobilität und steigenden Gesundheitskosten verbunden ist.“

– Dr. Philip Schauer, Direktor des Metamor Institute am Pennington Biomedical

Er betonte weiter, dass die Studie die erste sei, die das „Kategorisieren der wachsenden Verbreitung“ extremer Fettleibigkeit vornimmt. Schauer fügte hinzu:

„Ihre Schwere darf nicht unterschätzt werden, da Patienten in dieser Kategorie weitaus größere Gesundheitsrisiken und Begleiterkrankungen haben.“

Zur Einordnung: Eine Person mit einem BMI von 30 kg/m² ist etwa 30 bis 40 Pfund übergewichtig. Eine Person mit dem doppelten BMI oder mehr ist hingegen mehr als 200 Pfund übergewichtig.

Entscheidend ist, dass diese extreme Form der Fettleibigkeit früher als sehr selten galt. Das lag an mangelndem Verständnis, wodurch Berichte alle Personen mit einem BMI von 30 kg/m² oder höher in einer Gruppe zusammenfassten.

Die vorliegende Studie zeichnet jedoch ein deutlich klareres Bild: Die Fälle extremer Fettleibigkeit werden nun auf mehr als 850 000 Menschen in den USA geschätzt.

Nach den Ergebnissen gibt es zudem steigende Fälle von BMIs zwischen 50,0 und 59,9 kg/m². Ein BMI von 60 kg/m² oder höher ist jedoch von gravierender Bedeutung, da er mit einem erhöhten Risiko für assoziierte Krankheiten einhergeht.

Menschen mit solch extremer Fettleibigkeit sind oft nicht mobil oder benötigen Hilfe bei der Fortbewegung. Sie können nicht arbeiten wegen ihrer Behinderung und haben häufig zahlreiche Krankenhausaufenthalte zur Behandlung schwerer Erkrankungen.

Dies wirft ernsthafte Bedenken für die Gesundheitsbranche auf, da extrem fettleibige Patienten häufig die Gewichtsgrenzen für Standard‑Medizingeräte überschreiten. Neben der erhöhten Komplexität bei biomedizinischen Bildgebungen und Operationen verhindern die Gewichtsgrenzen, dass Fachkräfte übliche medizinische Versorgung für Patienten erbringen können, die bereits ein höheres Risiko für Begleiterkrankungen haben.

„Das Wachstum der Fälle von Fettleibigkeit mit einem BMI von 60 oder mehr sendet eine dringende Botschaft an Gesundheitsdienstleister und politische Entscheidungsträger, die notwendigen Ressourcen und Infrastrukturen zu entwickeln, um die Herausforderungen dieser Bedingung zu bewältigen.“

– Dr. John Kirwan, Executive Director des Pennington Biomedical.

Interessanterweise sind die Fälle extremer Fettleibigkeit zusammen mit der Entwicklung und Verschreibung von Glukagon‑ähnlichen Peptid‑1‑(GLP‑1‑)Medikamenten gestiegen, die zur Behandlung von Typ‑2‑Diabetes sowie Fettleibigkeit eingesetzt werden.

Obwohl diese Medikamente vielversprechend bei der Bekämpfung von Fettleibigkeit sind, ist ihre Wirksamkeit bei Patienten mit einem BMI von 60 kg/m² und mehr weitgehend unbekannt. Das liegt daran, dass randomisierte kontrollierte Studien für die Medikamente nur mit Personen durchgeführt wurden, deren durchschnittlicher BMI im Bereich von 37 bis 38 kg/m² lag.

Steigende Todesfälle durch herzbedingte Krankheiten im Zusammenhang mit Fettleibigkeit

Nicht nur durchschnittliche Fettleibigkeit, sondern extreme Fälle nehmen in den USA rasch zu und stellen einen bedeutenden Risikofaktor für Herz‑Kreislauf‑Erkrankungen dar.

Laut einer vorläufigen Studie, die auf den Scientific Sessions der American Heart Association im letzten Jahr präsentiert wurde, stiegen zwischen 1999 und 2020 die durch Fettleibigkeit bedingten Herzkrankheits‑Todesfälle in den USA um 180 %.

„Fettleibigkeit ist ein ernstzunehmender Risikofaktor für ischämische Herzkrankheiten, und dieses Risiko steigt alarmierend schnell zusammen mit der zunehmenden Prävalenz von Fettleibigkeit.“

– Leitende Studienautorin Aleenah Mohsin, Post‑Doc‑Forschungsstipendiatin an der Brown University

Laut der Studie stieg die altersadjustierte Sterblichkeitsrate bei Männern um 243 % und bei Frauen um 131 %.

In einer separaten, früheren Studie fanden Forscher der Mayo Clinic, dass jüngere Frauen einem höheren Risiko für schwere Komplikationen nach einem Herzinfarkt ausgesetzt sind.

Jüngere Frauen sterben tatsächlich häufiger im Krankenhaus an einem Herzinfarkt als Männer. Zudem weisen Frauen unterschiedliche Risikoprofile für Herzkrankheiten auf, sie haben häufiger Vorhofflimmern, Diabetes, Bluthochdruck, Anämie und frühere Schlaganfälle als Männer.

All dies macht es entscheidend, Herz‑Kreislauf‑Erkrankungen so früh wie möglich zu erkennen.

Hier setzen Unternehmen, Forscher und Wissenschaftler künstliche Intelligenz ein, um Menschen vor Herzinfarkten zu schützen. Der Einsatz von KI wächst in allen Sektoren, einschließlich der Medizin, wo die Technologie zunehmend zur Erkennung und Vorbeugung von Krankheiten, auch herzbezogenen, verwendet wird.

Früher in diesem Jahr entwickelte eine von der British Heart Foundation finanzierte Studie ein KI‑Modell, das Elektrokardiogramme (EKGs) nutzen kann, um weibliche Patienten mit höherem Risiko für Herzkrankheiten zu kennzeichnen.

Speziell für weibliche Patienten entwickelt, indem Daten von über einer Million EKGs von 180 000 Patienten analysiert wurden, von denen mehr als die Hälfte weiblich war, ermöglicht es Ärzten, Hochrisikopatientinnen rechtzeitig zu diagnostizieren und so bessere Behandlung und Versorgung zu gewährleisten.

Die Studie stellte fest, dass Frauen oft „falsch diagnostiziert oder sogar von Fachkräften abgewiesen werden“, und selbst wenn sie die richtige Diagnose erhalten, erhalten sie seltener empfohlene Therapien. „Die KI‑verbesserten EKGs geben uns ein differenzierteres Verständnis der weiblichen Herzgesundheit – und wir glauben, dass dies genutzt werden kann, um die Ergebnisse für Frauen mit Herzkrankheitsrisiko zu verbessern“, sagte Studienleiter Dr. Arunashis Sau, NIHR Academic Clinical Lecturer.

Vor weniger als einem Jahr berichtete ein Team von Wissenschaftlern der Scripps Research ein KI‑Tool, das ein vollständiges 12‑Kanal‑EKG aus Daten von nur drei Elektroden rekonstruieren kann, was Kardiologe Evan Muse sagte, „die Tür öffnet, damit Patienten wirklich hochwertige, zeitkritische klinische Daten erhalten können.“

KI‑gestütztes Wearable zur Erkennung von Herzinfarkten

Jetzt haben Ingenieure der University of Mississippi kürzlich eine Technologie entwickelt, die Herzinfarkte in Echtzeit exakt erkennen kann.

Dies kann einen kritischen Unterschied in der Behandlung von Herzinfarkten ausmachen, da hier jede Sekunde zählt. Forschungen haben gezeigt, dass je länger die Verzögerung zwischen dem Auftreten des Infarkts und der Behandlung, desto höher die Sterblichkeitswahrscheinlichkeit ist.

Das bedeutet, je schneller die Diagnose gestellt wird, desto schneller kann die Intervention erfolgen und desto mehr Leben können gerettet werden.

„Wenn ein Patient einen Herzinfarkt hat, gilt: Je früher Sie ihn behandeln, desto unwahrscheinlicher ist ein bleibender Schaden. Bei Herzinfarkten spielt die Zeit eine enorme Rolle.“

– Kasem Khalil, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der UM

Hier kann die neue Technologie, die Herzinfarkte schneller und genauer als herkömmliche Methoden identifiziert, den entscheidenden Unterschied ausmachen. Und „im Vergleich zu traditionellen Methoden ist unsere Technologie bis zu zweimal schneller, bleibt dabei aber hochpräzise“, bemerkte Khalil.

Neben der verbesserten Leistung bei der Identifizierung von Herzinfarkten lag der Fokus des Teams auch auf dem Design. „Wenn wir dieses Gerät für jede Person nutzbar machen wollen, muss es leicht und kostengünstig sein“, erklärte Khalil.

Durch die Berücksichtigung aller Aspekte der Technologie, sowohl Software als auch Hardware, optimierte das Team das Gesamtsystem.

Die Forscher nutzten KI und fortgeschrittene Mathematik, um den Chip zu bauen, der EKGs auswertet und dann einen Herzinfarkt genau im Moment des Auftretens erkennt. Dieser Chip ist leicht und energieeffizient, sodass er in tragbare Geräte integriert werden kann und dabei eine hohe Genauigkeit von 92,4 % bietet. Laut Mitautor Tamador Mohaidat, Doktorand in Khalils Labor:

„Wir wollten das in einer realen Form umsetzen. Es handelt sich um portable Hardware, die in Wearables oder Überwachungsgeräten eingesetzt werden kann.“

Durch die Möglichkeit, das Herz in Echtzeit zu überwachen, zeigt ihre Methode großes Potenzial, Leben zu retten.

Dies unterscheidet sich von den derzeitigen Methoden zur Herzinfarkterkennung, die häufig in einer medizinischen Einrichtung stattfinden. Derzeit muss eine Person, bei der ein Herzinfarkt vermutet wird, zunächst Bluttests oder ein EKG durchführen lassen, um eine Diagnose zu erhalten, wobei der Patient wertvolle Zeit verliert, die über Leben und Tod entscheiden kann.

Bei Herzinfarkten gilt: „Einige Minuten oder sogar ein paar zusätzliche Sekunden geben dieser Person die notwendige Versorgung, bevor sich der Zustand verschlimmert“, erklärte Khalil. Ein Wearable wie ein Telefon oder eine Uhr kann die Diagnosezeit verkürzen und Patienten schneller behandeln.

Neben der Echtzeit‑Erkennung von Herzinfarkten sieht das Team weitere medizinische Anwendungen für das Gerät, die weiterhin entwickelt werden. Dazu gehören Anfälle und Demenz. „Die Erkennung einer Krankheit hängt von der jeweiligen Krankheit ab, aber wir arbeiten daran, schnellere, effizientere Methoden zu finden“, sagte Khalil.

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Investitionen in die Medicle Wearables‑Branche

Im medizinischen Wearable‑Bereich ermöglichen viele Unternehmen den Menschen, ihre Gesundheit in Echtzeit zu überwachen. Der Technologieriese Apple (AAPL ) bietet tragbare Gesundheitsgeräte an und hat bereits in KI investiert, um die digitale Gesundheit zu verbessern. Daher könnte er in Zukunft KI‑basierte EKG‑Erkennung in seine Geräte integrieren.

Apple Inc. (AAPL ) 

Apple ist im Bereich Wearable‑Technologie durch die Apple Watch aktiv, die Funktionen zur Gesundheitsüberwachung, einschließlich Herzgesundheit, bietet. Die Apple Watch überwacht das Herz des Trägers und sendet Benachrichtigungen, wenn etwas Ungewöhnliches auftritt.

Sie verfügt über eine ECG‑App, die Ihren Herzschlag und Rhythmus mit dem elektrischen Herzsensor aufzeichnen kann. Anschließend können Sie die Aufzeichnung auf Vorhofflimmern (AFib), eine Form von unregelmäßigem Rhythmus, prüfen. Die ECG‑Wellenform und etwaige Symptome werden in der Health‑App des iPhones gespeichert und können auch mit dem Arzt geteilt werden.

Neben der Smartwatch erforscht das Unternehmen auch smarte Brillen, smarte Ringe und AirPods mit Kameras.

Apple ist ein Unternehmen mit einer Marktkapitalisierung von 3,2 Billionen USD, dessen Aktien zum Zeitpunkt der Erstellung bei 207,40 USD gehandelt werden, fast 15 % im Jahresverlauf gesunken. Das EPS (TTM) beträgt 7,08, das KGV (TTM) liegt bei 30,13. Die Dividendenrendite beträgt 0,47 %, die für jährliche Erhöhungen geplant ist.

Zu den Finanzkennzahlen: Diese Woche meldete Apple die Ergebnisse des zweiten Quartals des Geschäftsjahres 2025, das am 29. März 2025 endete. Der Umsatz stieg im Jahresvergleich um 5 % auf 95,4 Milliarden USD, und der verwässerte Gewinn je Aktie sprang um 8 % auf 1,65 USD. Der Umsatz im Wearables‑Segment, zu dem Apple Watch, AirPods und Zubehör gehören, sank um 5 % auf 7,52 Milliarden USD.

CEO Tim Cook berichtete zudem, dass die „begrenzten Auswirkungen“ von Zöllen auf das Geschäft des Unternehmens in diesem Zeitraum dank Optimierung der Lieferkette zu verzeichnen seien, erwartete jedoch, dass sie dem Unternehmen im laufenden Quartal Kosten in Höhe von 900 Millionen USD hinzufügen würden.

Neueste Informationen zu Apple Inc.

Fazit

Herz‑Kreislauf‑Erkrankungen bleiben der weltweit führende Todesverursacher, wobei Fettleibigkeit ein starker Mitverursacher ist. Durch den rasanten Anstieg extremer Formen von Fettleibigkeit erhöhen sich die Risiken für Herzinfarkte weiter, was sowohl Prävention als auch Versorgung komplexer und kostspieliger macht.

Zusätzlich führt das tödliche Nachspiel einer Herzattacke zu einer Flut sekundärer Gesundheitsprobleme, wie Schlaganfall und Herzinsuffizienz, was es dringend nötig macht, Wege für eine frühzeitige Erkennung zu finden. In diesem kritischen Szenario erweist sich KI als Wendepunkt, der die Diagnostik erheblich verbessern kann und eine gesündere Bevölkerung verspricht.

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