7 min readWatched by apple: cosa ci dice la scienza

Digital health 3 Maggio 2020 5 min read

7 min readWatched by apple: cosa ci dice la scienza

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Le tecnologie indossabili (es. Smartwatch) stanno sempre più acquisendo un ruolo importante in ambito medico-scientifico, prevalentemente nella diagnosi e gestione di patologie croniche. Tuttavia, affinché i dispositivi indossabili siano credibili e clinicamente utili è necessario che la loro performance sia supportata da dati scientificamente accurati e riproducibili.

Il 14 Novembre 2019 sono stati pubblicati sul New England Journal of Medicine i risultati del Apple Heart Study, uno studio prospettico pragmatico in aperto sponsorizzato da Apple e condotto dalle menti della Standford School of Medicine.1 L’obiettivo dello studio era di valutare la capacità di uno smartphone (Apple Watch) di rilevare un ritmo cardiaco irregolare come quello della fibrillazione atriale. Lo studio, a mio parere, si distingue per 3 diversi fattori:

  1. I numeri: 419.297 partecipanti arruolati in solo 8 mesi
  2. Metodo di arruolamento: informato, consapevole e volontario
  3. Metodo di follow up molto attuale:  telemonitoraggio

IL RAZIONALE DELLO STUDIO: THE LONGEST YOU SEE THE MORE YOU FIND

Lo studio nasce da un “unmet medical need” importante: la fibrillazione atriale (FA), tachiartimia più frequente al mondo e causa di complicanze tromboemboliche rischiose per la vita (pensiamo all’ictus ischemico) è, nel 30% dei casi, asintomatica e quindi silente e difficile da diagnosticare in tempi utili e giusti per prevenire esiti fatali o invalidanti.2 Ci sono diversi sistemi di monitoraggio che da anni cercano di superare le barriere diagnostiche della FA, tuttavia rimangono limiti associati a periodi di monitoraggio del paziente temporalmente corti e all’utilizzo di device invasivi (es. registratori impiantabili sottocutanei). La letteratura ci dice infatti  che la probabilità di diagnosticare precocemente una FA silente dipende dalla durata, dal burden (tempo trascorso in FA) e dalla densità (aggregazione temporale) degli episodi aritmici, suggerendo la necessità di un monitoraggio continuo nel tempo. Questi limiti si traducono nella frequente mancata diagnosi della FA di natura parossistica (di breve durata temporale: non più di 7 giorni) che ha gli stessi rischi clinici di una FA persistente (lunga durata temporale: più di 7 giorni) o permanente (continua nel tempo).

In questo contesto lo smartwatch, essendo un dispositivo indossabile ampiamente utilizzato (nonostante i costi), potrebbe superare alcune barriere garantendo un monitoraggio continuo, prolungato nel tempo e a distanza (telemedicina), favorendo sia una diagnosi precoce che un intervento medico tempestivo.

L’OBIETTIVO E IL DISEGNO DELLO STUDIO

L’obiettivo dello studio era la diagnosi della FA attraverso l’applewatch che è dotato di un algoritmo di notificazione di polso irregolare.

La tecnologia utilizzata è la fotopletismografia, un metodo di misurazione ottica che utilizza la quantità di luce riflessa da un liquido. Nel caso del Apple Watch, il sangue assorbe il fascio di luce verde che è emesso dal braccialetto (dietro ad Apple Watch ci sono quattro Led, due a luce verde e due fotodiodi) e un chip esamina la quantità di luce riflessa dal sangue. Questo fenomeno viene trasformato attraverso un algoritmo opportuno in frequenza cardiaca.

I partecipanti allo studio dovevano possedere un Apple Watch (serie 1, 2 o 3) e un iPhone compatibile (iPhone 5S o successivo), avere un’età ≥ 22 anni e risiedere negli Stati Uniti. Gli orologi Apple più recenti dotati di app ECG incorporata non erano inclusi nello studio. L’innovazione dello studio, oltre che nel potenziale diagnostico della tecnologia, è stata nel potere di arruolamento (419.297 partecipanti auto-iscritti in 8 mesi) che riflette bene la crescita del mercato legato a queste tecnologie: in Italia, ad esempio, il secondo trimestre del 2019 ha segnato un impressionante +28,8%, con 34,2 milioni di pezzi venduti.3

Quindi la tecnologia indossabile, scelta volontariamente dai cittadini, ha permesso un arruolamento consapevole e informato, dove ogni partecipante, forse per curiosità o forse per necessità, ha deciso di condividere dati clinici importanti per il sapere scientifico. Un minilaboratorio a portata di polso.

Possiamo riassumere il protocollo dell’Apple Heart Study in 7 fasi:

  1. Rilevamento di 5 su 6 episodi ripetuti di impulso irregolare entro un periodo di 48 ore
  2. Invio di una notifica d’avviso in caso di rilevamento di una frequenza cardiaca irregolare
  3. Visita telemedica da effettuare direttamente tramite l’app
  4. Follow up di 7 giorni eseguito con un sistema Holter ECG indossabile ricevuto per posta (Sulla base della visita telematica, si decideva se la persona dovesse indossare un patch per eseguire un elettrocardiogramma (ECG) per valutare l’attività del cuore e potenzialmente identificare/confermare la FA)
  5. Raccolta e analisi dei dati Holter ECG (i partecipanti dopo 7 giorni dovevano rispedire il patch)
  6. Seconda visita telematica e intervento clinico in base a riscontri diagnostici (pazienti con aritmie gravi venivano subito contattati per visita completa)
  7. Compilazione di una survey (inclusa nella app) entro 90 giorni dalla notifica di polso irregolare

Sono stati esclusi dallo studio i soggetti che hanno dichiarato di assumere un anticoagulante per qualsiasi motivo, di avere o aver avuto una FA e chi non ha seguito alcuni criteri di protocollo (indossare il patch entro 14 giorni dalla ricezione dello stesso per almeno un’ora e restituirlo entro 45 giorni dopo la prima visita telematica).

I RISULTATI DELLO STUDIO

I risultati dello studio possono essere riassunti in 6 punti:

  1. In un tempo di monitoraggio mediano di 117 giorni, delle 419.297 persone volontarialmente arruolatesi  nello studio, solo il 0,52% (2161 partecipanti) hanno ricevuto una notifica di polso irregolare. Questa bassa percentuale è incoraggiante perchè dimostra, in parte, un numero limitato di falsi positivi
  2. I tassi di notifica nelle persone di età inferiore a 40 anni erano molto bassi (0,16%) ed erano più frequenti in quelli di età superiore ai 65 anni (poco più del 3%). Il 5% aveva il diabete, il 21% ipertensione arteriosa, l’1% un ictus precedente e il 38% era obeso. Circa un terzo delle persone che hanno ricevuto una notifica aveva un punteggio CHA2DS2-VASC di 2 o superiore (il CHA2DS2-VASC è uno score predittore del rischio di stroke, un CHA2DS2-VASC ≥2 indica un rischio da medio-alto ad alto)
  3. Dei partecipanti che hanno ricevuto il patch dopo la notifica, solo 450 li ha restituiti e sono stati quindi  inclusi nell’analisi. Nel 34% dei partecipanti che avevano ricevuto una notifica di polso irregolare sul loro Watch e che hanno indossato il patch ECG nei tempi rischiesti, è stata riscontrata una FA alla lettura dell’ECG
  4. Confrontando le rilevazioni di impulsi sull’orologio con registrazioni simultanee del patch ECG nei 450 partecipanti che indossavano entrambi allo stesso tempo, i ricercatori hanno scoperto che il valore predittivo positivo per l’IWatch era del 71%
  5. Il valore predittivo positivo per la notifica era del 84%. Cioè nel 84% delle volte di notifica di battito irregolare, l’ECG mostrava una FA
  6. Il 57% dei partecipanti che hanno ricevuto notifiche di irregolarità del battito cardiaco ha richiesto cure mediche

CONCLUSIONI E RIFLESSIONI

Lo studio ha dimostrato che la tecnologia digitale può impattare in modo importante su un trial clinico (soprattutto sui suoi costi), accorciandone i tempi di arruolamento (solo 8 mesi), raggiungendo più persone contemporaneamente (più di 400.000 persone) e favorendo la partecipazione volontaria ma informata allo studio. Come scritto in un altro articolo pubblicato su Wealdhy, l’arruolamento è uno dei primi fattori limitanti di un studio clinico e i numeri raggiunti dal Apple Heart Study non sono mai stati registrati prima. Lo svantaggio è che non tutti i partecipanti hanno poi seguito il protocollo dello studio in modo rigoroso, influenzando i numeri e quindi il potere statistico della ricerca. Uno dei rischi del “laboratorio da polso” è infatti la mancata aderenza e persistenza dei partecipanti alle linee guida dello studio clinico. In questo studio, solo 450 partecipanti hanno infatti rispettato i criteri di inclusione disturbando la potenza statistica che il campione originale avrebbe potuto raggiugere.

Non ci sono dubbi, i risultati sono preliminari e occorrono ulteriori ricerche prima di utilizzare uno smartwatch come strumento diagnostico di AF. Tuttavia, i risultati di questo studio esaltano il potenziale diagnostico di un dispositivo indossabile (84% delle notifiche di battito irregolare sono state identificate come FA) e la possibilità di eseguire un’analisi in modo rapido, efficiente e con uno strumento comunemente utilizzato. Questo potrebbe permettere, in un futuro non troppo lontano, di identificare la FA silente e intervenire clinicamente in modo rapido e adeguato. Attendiamo con ansia la pubblicazione di nuovi risultati, soprattutto le osservazioni che emergeranno dall’utilizzo del ECG incorporato nell’ultimissimo modello di smartwatch (Serie 5) firmato Apple.

Referenze

1. Perez et al; NEJM 2019; 381: 1909-17

2. Freedman B. et al, Circulation. 2017; 135:1851–1867

3. Dini A. Wearable in volata, partita a 5 per conquistare il mercato. Corriere delle comunicazioni,   Settembre 2019.

Biologa esperta in medicina cardiovascolare ed ematologia, con 8 anni di esperienza internazionale in ricerca scientifica di base e clinica, sostenitrice della digitalizzazione della medicina come strumento per fornire assistenza e cure più rapide e personalizzate. Il mio motto è: “Fai sempre la cosa giusta”