スマートウォッチとAIによる構造的心疾患の早期検出
2025年米国心臓協会学術集会で、スマートウォッチの単誘導心電図（ECG）とAIモデルを組み合わせたアプリが構造的心疾患を検出できる可能性が報告されました。イェール・ニューヘイブン病院のArya Aminorroaya医師が主導したこの研究は、症状が現れる前の心不全、弁膜症、左室肥大などの疾患特定を改善し、患者の予後を向上させる可能性を秘めています。
研究の背景と目的
構造的心疾患は通常、何年も診断されずに経過し、症状が現れて初めて発見されることが多いとされています。Aminorroaya医師は、症状のない段階での早期介入が疾患の進行を変え、転帰を改善できる「無症状の窓」を逃している現状を指摘しました。スマートウォッチのECGは心臓のリズムに関する限定的な情報しか提供できず、構造的心疾患に関する意味のある洞察は得られませんでした。
AIアルゴリズムの開発と検証
イェール大学のCardiovascular Data Science Labは、スマートウォッチで取得された単誘導ECGを解釈し、構造的心疾患の存在を予測するAIアルゴリズムを開発しました。
- 開発データ: 30日以内に心エコー図がペアリングされた110,006人の患者から得られた266,054件のECGデータを用いてモデルを構築。
- ノイズ耐性: 動きや筋肉のけいれん、センサーの干渉による人工信号（ノイズ）に対してモデルの耐性を高める工夫がされました。
- 外部検証: 4つの地域病院の44,591人の患者と、ELSA-Brasil研究の3,014人の参加者で外部検証を実施。
- 性能テスト: 600人の被験者でスマートウォッチECGとアプリによる解釈、その後の心エコー図検査を実施。21人（5.3%）に構造的心疾患が確認されました。
- モデルのAUC（receiver operating curve下の面積）は0.88。
- 感度86%、特異度87%、陰性予測値99%、陽性予測値27%を示しました。
- 検出対象疾患: 心不全、弁膜症、左室肥大の特定が可能。心筋症は現在のモデルでは検出できませんが、他のモデルが開発中です。
今後の展望と課題
研究者らは、このアプリがコミュニティベースの構造的心疾患スクリーニングを改善するために利用できると考えています。スマートウォッチの所有が前提ではなく、地域社会の施設での検査提供も視野に入れています。
しかし、Aminorroaya医師は、構造的心疾患の検出感度と偽陽性を最小限に抑えるバランスを見つけるためのさらなる研究が必要であると認識しています。偽陽性が多すぎると医療システムに過度な負担をかける可能性があります。
マサチューセッツ総合病院のPradeep Natarajan医師は、この技術は有望であるものの、感度が86%であるため多くの患者を見逃す可能性があり、臨床的に意義のある構造的心疾患を反映しない可能性のある検出が、不必要な医療介入につながる可能性を指摘しました。
シンシナティ大学のRichard Becker医師は、ウェアラブル技術の可能性を評価しつつも、ECG機能を持つスマートウォッチのFDA承認状況（約18%）や、予防医療における技術の統合が課題であると述べています。