I dispositivi wearable riescono a rilevare la fibrillazione atriale?

Per molti giovani nati a cavallo tra gli anni ’70 e gli anni ’80 il futuro era rappresentato da Marty Mc Fly, il protagonista di “Ritorno al Futuro”, saga di film sci-fi in cui un giovane teenager, aiutato dal suo vicino di casa scienziato matto riesce a costruire una macchina in grado di viaggiare nel tempo, e con essa muoversi in varie epoche.

Nel secondo film della trilogia, Marty si ritrova nel futuro (ahinoi ormai passato nel 2023) ed è circondato da strani apparecchi, skateboard a levitazione e particolari strumenti tecnologici indossabili in una strana fusione uomo/macchina in grado di aiutare l’essere umano e, al tempo stesso, renderlo un po’ meno umano.

Oggi sappiamo che alcune cose immaginate dai film di fantascienza non si sono avverate, mentre altre sono andate anche ben oltre l’immaginazione degli autori di 40/50 anni fa (pensiamo al ruolo dei pc e degli smartphone nella nostra vita) e, tra queste, sicuramente un ruolo particolare viene assunto dai cosiddetti dispositivi wearable (indossabili)

Una delle evoluzioni più interessanti della tecnologia medica riguarda l’uso dei dispositivi wearable per prevenire la fibrillazione atriale, un disturbo del ritmo cardiaco caratterizzato da contrazioni irregolari e disordinate delle camere superiori del cuore (atri). Questa condizione può portare a un battito cardiaco accelerato e aumentare il rischio di coaguli sanguigni, aumentando la possibilità di ictus e altre complicazioni cardiache.*

Cosa sono i dispositivi digitali wearable?

I device digitali – noti anche come Smart Wearable Devices, SWD, sono tutti i dispositivi elettronici e digitali che vengono indossati direttamente sul corpo come accessori o indumenti.

Stiamo parlando di smartwatch e bracciali per raccogliere dati sulle attività fisiche, la salute e il benessere di chi li indossa. Questi gioielli della tecnica digitale sono arricchiti e costruiti con sensori, processori, memoria e funzionalità specifiche per determinati scopi. In alcuni casi si specializzano per chi fa sport, in altri per registrare dati relativi alla condizione fisica.

Di base, i wearable non sono dispositivi medici: danno informazioni standard sui battiti cardiaci, sulla pressione, sulla qualità del sonno ma non possono essere utilizzati per analisi professionali. Almeno non con i modelli standard.

Ad ogni modo i dispositivi possono essere di vari tipi, e se i più comuni sono del tipo di smartwatch e bracciali, ne esistono di diversi indossabili in diverse parti del corpo, come ad esempio i patch per monitorare diverse condizioni mediche.

Quali sono i wearable per rilevare la fibrillazione atriale?

Ecco alcuni tipi di dispositivi indossabili che potrebbero essere utilizzati per rilevare episodi di fibrillazione atriale:

  • Smartwatch e fitness tracker: alcuni smartwatch e dispositivi di monitoraggio dell’attività fisica sono dotati di sensori per rilevare il battito cardiaco. Alcuni di essi possono essere in grado di rilevare anomalie nel ritmo cardiaco, inclusi episodi di fibrillazione atriale.
  • ECG portatile: alcuni dispositivi indossabili offrono la funzione di elettrocardiogramma (ECG) portatile. Questi dispositivi permettono agli utenti di registrare l’attività elettrica del cuore attraverso elettrodi incorporati o collegati al dispositivo. Questi dati possono poi essere condivisi con i medici per una valutazione più approfondita.
  • Patch monitor: esistono patch monitor indossabili che possono registrare costantemente l’attività elettrica del cuore per un periodo di tempo prolungato. Questi dati possono essere successivamente analizzati per rilevare possibili episodi di fibrillazione atriale.

Con che precisione questi prodotti possono tenere sotto controllo un battito cardiaco irregolare? Chi mette in relazione questi sintomi con altri elementi caratterizzanti della condizione come dispnea (difficoltà respiratoria), affaticamento, vertigini, debolezza e dolore toracico. E come procedere con i casi asintomatici?

Ma i wearable riescono davvero a rilevare la fibrillazione atriale?

Una ricerca dedicata all’argomento (Detection of Atrial Fibrillation in a Large Population Using Wearable Devices) è partita da un presupposto: la fibrillazione atriale non diagnosticata, sconosciuta all’individuo, può essere prevenuta con la diagnosi precoce.

I device indossabili possono agevolare questo lavoro ma è essenziale ridurre al minimo i rilevamenti di falsi positivi. Nel tempo, molti grandi produttori di modelli indossabili (come apple, android, samsung, fitbit, solo per citarne alcuni) hanno impiegato enormi risorse per creare dei supporti in grado di valutare con grande affidabilità i parametri vitali dell’individuo che li indossa.

“A novel PPG software algorithm for wearable Fitbit devices exhibited a high positive predictive value for concurrent AF and identified participants likely to have AF on subsequent ECG patch monitoring. Wearable devices may facilitate identifying individuals with undiagnosed AF”.

Un nuovo algoritmo software PPG per dispositivi Fitbit indossabili ha mostrato un elevato valore predittivo positivo per la FA concomitante e ha identificato i partecipanti con probabilità di avere la FA nel successivo monitoraggio con patch ECG. I dispositivi indossabili possono facilitare l’identificazione di individui con FA non diagnosticata.

Secondo la ricerca NICE atrial fibrillation guideline snubs wearable technology, alcuni sviluppi dei wearable digitali sono così efficaci che superano le interpretazioni mediche.

“Diagnostic accuracy of single-lead electrocardiography (ECG) generated by the latest iteration of wearable devices is excellent and, in many cases, superior to general practitioner interpretation of the 12-lead ECG”.

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Come vengono valutati i parametri vitali?

I dispositivi indossabili per il monitoraggio dei parametri vitali di un individuo utilizzano una combinazione di sensori, algoritmi e tecnologie di comunicazione per rilevare e trasmettere informazioni sullo stato di salute dell’utente. Ecco una panoramica di come funzionano generalmente questi dispositivi:

  1. Sensori: I dispositivi indossabili sono dotati di vari tipi di sensori che possono misurare diversi parametri vitali. Alcuni sensori comuni includono:
    • Sensore ottico: Utilizzato per monitorare la frequenza cardiaca e la saturazione di ossigeno nel sangue. Questi sensori utilizzano la luce per misurare i cambiamenti nel flusso sanguigno.
    • Accelerometro e giroscopio: Questi sensori misurano il movimento e l’orientamento del corpo. Possono essere utilizzati per calcolare l’attività fisica, il numero di passi e persino la qualità del sonno.Termometro: Alcuni dispositivi possono misurare la temperatura corporea.Elettrocardiogramma (ECG): Sensori che registrano l’attività elettrica del cuore, consentendo di rilevare anomalie nel ritmo cardiaco.
    • Sensore di conducibilità della pelle: Utilizzato per valutare il livello di stress attraverso la misurazione della conducibilità della pelle.
  2. Raccolta dati: I sensori rilevano continuamente i segnali dai parametri vitali e li trasformano in dati digitali.
  3. Elaborazione dei dati: I dati raccolti dai sensori vengono elaborati da un processore interno al dispositivo. Questa elaborazione può includere la pulizia dei segnali, la conversione in formati comprensibili e l’applicazione di algoritmi per l’estrazione di informazioni rilevanti.
  4. Algoritmi di analisi: Gli algoritmi incorporati nel dispositivo elaborano i dati per estrarre informazioni specifiche. Ad esempio, un algoritmo potrebbe identificare il battito cardiaco medio, rilevare anomalie nel ritmo cardiaco, calcolare l’attività fisica giornaliera o valutare la qualità del sonno.
  5. Memorizzazione o trasmissione: I dispositivi possono avere la capacità di memorizzare i dati internamente per la visualizzazione da parte dell’utente in seguito. In alternativa, possono essere dotati di tecnologie di comunicazione wireless, come Bluetooth o Wi-Fi, per trasmettere i dati a un’applicazione mobile o a un server remoto.
  6. Visualizzazione e interpretazione: Le informazioni raccolte e elaborate vengono presentate all’utente attraverso un’interfaccia visiva, di solito un’applicazione mobile o un’interfaccia web. Questo permette all’utente di monitorare il proprio stato di salute nel tempo e di identificare eventuali cambiamenti o problemi.

Tutto sembrerebbe a favore dei wearable per prevenire la fibrillazione atriale non diagnosticata ma ci sono anche degli aspetti negativi da mettere in preventivo. Nello specifico, l’idea è quella di non affidarsi completamente a strumenti tipo smartwatch e smartring ma anche bande, fasce e auricolari (medical ear buds).

Eventuali problemi di questa rilevazione digitale

I nuovi dispositivi indossabili offrono la possibilità di ottenere un elettrocardiogramma di qualità e una raccolta dati importante. Tuttavia, riprendendo le parole di sciencedirect.com:

“No currently available devices are sufficiently suitable for the detection of myocardial infarction or ischemia, which is why portable 12-channel technologies are desirable. For the reliable detection of a myocardial infarction, the determination of specific myocardial infarction blood markers and evaluation of patient medical history still is indispensable in addition to the 12 lead ECG”.

Nessun dispositivo attualmente disponibile sul mercato – tra smartwatch, smartring, chest band e altre soluzioni – è sufficiente per il rilevamento di un infarto miocardico o un’ischemia.

Per il riconoscimento affidabile di un infarto, oltre all’ECG a 12 derivazioni, è ancora indispensabile consultare i marcatori ematici e l’anamnesi del paziente. Cosa significa?

Mai dimenticare la diagnosi del medico

Ben vengano delle tecnologie intelligenti e di uso comune per prevenire in modo affidabile queste patologie del cuore. Sempre secondo la ricerca citata di Clin Med January del 2022, l’ECG di alta qualità che si può ottenere dai dispositivi indossabili può accelerare il rilevamento della fibrillazione. Con tutti i vantaggi per salvare la vita del paziente.

Ma, come sottolineano le conclusioni, è ancora presto per parlare di un’integrazione completa. Quindi, è auspicabile un approccio moderato: al momento è giusto non affidarsi completamente a queste tecnologie e affiancarle sempre al consulto del proprio medico.


* Per approfondire il tema generale abbiamo già pubblicato un articolo dedicato proprio alla fibrillazione atriale.
E se il tema ti interessa puoi continuare a leggere i temi relativi ai sintomi che dovrebbero porti in allarme.