Apple Watch Serie 3 e ECG: Scopri Come Funziona l'Elettrocardiogramma in Pochi Passi!

Una recentissima novità tecnologica a supporto della medicina è lo smartwatch che, in aggiunta alle normali funzioni di connettività con gli smartphones, è capace di registrare l’attività cardiaca e di segnalare l’eventuale presenza di fibrillazione atriale. La tecnologia utilizzata da tali dispositivi si è rapidamente evoluta, favorita dalla spinta economica del mercato, divenendo sempre più precisa e affidabile.

Come Controllare il Battito Cardiaco con l’Apple Watch

Prima di WatchOS 5.2 in Italia era già da tempo disponibile la funzione di rilevazione del battito cardiaco tramite il sensore ottico (cardiofrequenzimetro ottico) posto sul retro del dispositivo e comune a tutti i modelli di Apple Watch. Questa tecnica di rilevazione ottica del battito cardiaco è chiamata fotopletismografia. Utilizza luce verde e ad infrarossi per misurare il battito cardiaco in diverse condizioni: a riposo, durante gli allenamenti e durante gli esercizi di respirazione controllata.

Con l’Apple Watch era quindi già possibile misurare e monitorare la frequenza cardiaca nell’arco dell’intera giornata, sia in condizioni di riposo che durante l’allenamento sportivo. In caso di allenamento l’Apple Watch misura continuamente il battito cardiaco durante l’esercizio fisico e per i 3 minuti successivi, per determinare anche la frequenza in fase di recupero, che può essere utile per uno sportivo.

Notifiche Battito Cardiaco Irregolare

Inoltre, a partire dall’Apple Watch Series 1, è stata aggiunta la capacità di impostare delle soglie di notifica in caso di rilevazione di frequenza cardiaca a riposo elevata (tachicardia) o ridotta (bradicardia) per 10 minuti consecutivi.

Ciò permette di essere allertati in caso di gravi anomalie della frequenza cardiaca a riposo, che possono essere sintomi di patologie gravi, come nel caso di questo utente a cui è stata scoperta una tachicardia sopraventricolare (o SVT) salvandogli la vita. Entrambe le soglie (preconfigurate a 120 e 50 battiti al minuto) possono essere modificate affinché persone ad esempio particolarmente ansiose o con un battito normalmente rallentato non ricevano degli avvertimenti inutili.

Normalmente, per un adulto in buone condizioni di salute, la frequenza cardiaca a riposo non dovrebbe scendere sotto i 60 bpm per un periodo di 10 minuti o più. Tuttavia sono svariate le eccezioni, come nel caso degli atleti, la cui frequenza cardiaca a riposo può scendere talvolta anche a 40 bpm (o comunque sotto i 60 bpm durante il sonno). Invece per un adulto medio una frequenza cardiaca sotto i 50 bpm potrebbe essere indice di un problema di salute da investigare con il proprio medico. Visto che non esiste una regola universale, l’impostazione di 40 bpm come soglia di frequenza cardiaca ridotta va bene in un gran numero di casi che includono anche gli atleti. Per casi di frequenza cardiaca eccezionalmente bassa è anche possibile disattivare questo controllo. Invece, per un adulto nella media che non rileva normalmente delle frequenze particolarmente basse (come ad esempio mostrato nei dati aggregati dell’app Salute riportati sopra) è possibile impostare una soglia “di preoccupazione” superiore a 40 bpm, ad esempio a 45 o 50 bpm a seconda della propria tolleranza a possibili notifiche.

Sensore Elettrico dell‘Apple Watch

Inoltre, con il lancio della Series 4 è stato anche aggiunto un sensore elettrico con due elettrodi posti sul retro dello smartwatch e sulla digital crown (ossia la corona girevole presente sul lato). Lo stesso sensore è anche disponibile su Series 5 e, in una versione evoluta, su Series 6.

Usando i due elettrodi è possibile eseguire un elettrocardiogramma di base (ossia un esame simile a un ECG chiamato a singola derivazione) direttamente sul polso dell’utente. (Negli USA questo sistema è stato categorizzato come dispositivo medico di classe I, ossia per uso da banco, come descritto in dettaglio nel nostro precedente articolo).

È forse poco noto che, come alternativa al sensore ottico fotopletismografico, gli elettrodi dell’Apple Watch Series 4/5/6 permettono anche una più accurata e rapida misurazione della frequenza cardiaca (toccando la corona) quando si usa l’app dedicata chiamata “Battito” (ossia Heart Rate in inglese). Con questo sensore infatti si riesce ad effettuare una misurazione ogni secondo anziché ogni 5 secondi.

Quando poi si consultano i dati registrati per il battito cardiaco e raccolti nell’app Salute, i risultati ottenuti con gli elettrodi presenti sull’Apple Watch sono convenientemente caratterizzati dalla scritta “ECG” in Altre info frequenza cardiaca.

L’Apple Watch Ora Supporta l’Elettrocardiogramma Anche in Europa

Per poter utilizzare il sensore elettrico per registrare non solo la frequenza cardiaca ma anche un elettrocardiogramma (di 30 secondi) con l’app ECG dedicata, prima di watchOS versione 5.2 era necessario risiedere negli USA.

Come si Effettua un ECG con l’Apple Watch

A partire da watchOS versione 5.2 l’Apple Watch Series 4 ha iniziato a supportare la funzione di ECG (oltre a quella di notifica di battito cardiaco irregolare) anche al di fuori degli USA, e in particolare nei seguenti paesi europei:

Austria
Belgio
Danimarca
Finlandia
Francia
Germania
Grecia
Ungheria
Irlanda
Italia
Lussemburgo
Olanda
Portogallo
Romania
Spagna
Svezia
Svizzera
Regno Unito

[Aggiornamento Gennaio 2021] Con le seguenti versioni di watchOS Apple ha aggiunto la funzione di ECG e quella di notifica di battito cardiaco irregolare anche nei seguenti paesi:

Arabia Saudita
Bahrain
Brasile
Canada
Cile
Colombia
Croazia
Emirati Arabi Uniti
Filippine
Giappone
Gibilterra
Guam
Hong Kong
India
Islanda
Isole Vergini americane
Israele
Kuwait
Mayotte
Nuova Zelanda
Oman
Polonia
Porto Rico
Qatar
Repubblica Ceca
Romania
Singapore
Slovacchia
Sudafrica
Thailandia
Turchia

Come si Attiva l’App ECG sull’Apple Watch?

Per gli utenti italiani che vogliono utilizzare il sensore elettrico per registrare un elettrocardiogramma con l’app ECG prima di tutto è necessario disporre almeno di un Apple Watch Series 4 con watchOS 5.2 abbinato ad un iPhone 5s o successivo con iOS 12.2. Apple Watch Series 5 e 6 invece supportano questa funzionalità con watchOS 6.x e 7.x, rispettivamente.

L’Apple Watch deve essere stato acquistato in uno dei paesi elencati sopra (oltre che negli USA) affinché l’app ECG risulti abilitata ed installabile.

Inoltre, l’uso dell’app ECG è limitato a persone con almeno 22 anni di età, quindi il processo di installazione richiede l’inserimento della propria data di nascita. È importante notare che l’app non è installata come impostazione di fabbrica. Quindi è necessario seguire una procedura di configurazione la prima volta che la si vuole usare.

Per installare l’app ECG bisogna lanciare l’app Salute dell’iPhone con sistema iOS 12.2 (o successivo) che è associato al proprio Apple Watch. In questa app dell’iPhone si può abilitare e configurare l’app ECG inserendo alcuni dati (come la data di nascita obbligatoria).

Attivazione Notifiche di Battito Cardiaco Irregolare

Inoltre è possibile attivare la funzionalità di notifica di ritmo cardiaco irregolare (che richiede almeno un Apple Watch Series 1 con watchOS 5.2).

Come Funziona l’App ECG sull’Apple Watch?

Una volta effettuata la configurazione iniziale il software proporrà all’utente di effettuare il suo primo elettrocardiogramma facendo notare che è importante che l’Apple Watch aderisca bene al polso per ottenere una registrazione accurata.

Inoltre, Apple fa notare che il polso e l’Apple Watch devono essere puliti e asciutti (ad esempio non bagnati per eccessiva sudorazione) per il corretto funzionamento dell’app ECG. Quando si tocca la corona digitale, il circuito si chiude e vengono misurati i segnali elettrici che attraversano il cuore.

Quindi si procede con la procedura di registrazione vera e propria che richiede 30 secondi di misurazione continuativa dei segnali elettrici del cuore (indicati da un conto alla rovescia). Alla fine dei 30 secondi il risultato dell’ECG viene mostrato sullo schermo dello smartwatch.

Un elettrocardiogramma può essere registrato in qualsiasi momento (a riposo o durante un esercizio fisico) oppure a seguito di una notifica di frequenza cardiaca irregolare ricevuta dallo smartwatch.

ECG 1.0

Dopo 30 secondi di misurazione, il ritmo cardiaco viene classificato in tre modi possibili:

fibrillazione atriale
ritmo sinusale (ossia normale)
risultato non soddisfacente (ossia non conclusivo)

Inoltre, una frequenza cardiaca inferiore a 50 BPM o superiore a 120 BPM influisce sulla capacità dell’app ECG 1.0 di verificare la presenza di fibrillazione atriale e quindi la registrazione è considerata non conclusiva. Il risultato è categorizzato come ritmo cardiaco elevato o ridotto.

ECG 2.0

A partire da iOS 14.3 e watchOS 7.2 Apple ha introdotto l’app ECG versione 2 (ECG 2.0). La sua disponibilità varia da paese a paese e può essere verificata o nella sezione ECG delle impostazioni dell’Apple Watch stesso oppure in quella dell’iPhone, come da istruzioni di Apple.

Con ECG 2.0 la classificazione di fibrillazione atriale viene supportata con frequenze cardiache tra 50 e 150 BPM. Sotto i 50 BPM e sopra i 150 BPM il risultato è categorizzato come ritmo cardiaco elevato o ridotto.

Inoltre, ECG 2.0 introduce la differenziazione aggiuntiva tra scarsa registrazione e lettura non soddisfacente.

Una scarsa registrazione (poor recording) significa che il risultato non può essere classificato per varie cause che possono essere corrette seguendo questi suggerimenti di Apple:

Appoggiare le braccia su un tavolo o in grembo mentre si effettua una registrazione.
Cercare di rilassarsi e di non muoversi troppo.
Assicurarsi che l’Apple Watch non sia allentato sul polso. Il cinturino deve essere aderente e la parte posteriore dell’Apple Watch deve toccare il polso.
Assicurarsi che il polso e l’Apple Watch siano puliti e asciutti. L’acqua e il sudore possono causare una cattiva registrazione.
Assicurarsi che l’Apple Watch sia al polso selezionato in Impostazioni.
Allontanarsi da qualsiasi dispositivo elettronico collegato ad una presa di corrente per evitare interferenze elettriche.

Archiviazione ECG sull’App Salute dell’iPhone

Tutte le registrazioni, le relative classificazioni di ECG 1.0/2.0 e gli eventuali sintomi riscontrati vengono archiviati in maniera sicura nell’app Salute sull’iPhone connesso all’Apple Watch. Gli utenti possono eventualmente condividere un PDF dei risultati con il proprio medico.

Questi dati si aggiungono a quelli raccolti periodicamente nell’app Salute sulle misurazioni della frequenza del battito cardiaco. Questi dati sono estremamente utili per gli sportivi (ma anche per le persone comuni interessate a tenere sotto controllo i propri parametri fisici) e per rilevare potenziali anomalie cardiache.

Complicazioni dell’Apple Watch

Personalmente ritengo utile tenere sott’occhio le variazioni nel tempo della frequenza cardiaca e avere sia l’app Battito che l’app ECG impostate come complicazioni su un quadrante (watchface, in inglese) dell’Apple Watch chiamato Infograph modulare.

A Cosa Serve la Notifica di Ritmo Cardiaco Irregolare?

Una volta effettuata la procedura di configurazione, Apple Watch Series 1 e modelli successivi con almeno watchOS 5.2 sono in grado di inviare una notifica se rilevano una frequenza cardiaca irregolare indice di una fibrillazione atriale (FA o AFib in inglese), ossia l’aritmia cardiaca più diffusa.

Questa condizione cardiaca, se non viene trattata, è una delle principali cause che possono provocare un ictus, la seconda causa più comune di morte nel mondo.

Apple Watch e Fibrillazione Atriale: Cosa Sapere

La fibrillazione atriale costituisce, dopo le extrasistoli, la forma di aritmia più frequente raggiungendo in Italia un tasso di prevalenza del 1.7% della popolazione. Tale aritmia insorge in seguito alla completa frammentazione e disorganizzazione della conduzione elettrica tra gli atrii, che diviene perciò caotica. La fibrillazione atriale può insorgere anche in soggetti giovani ma è molto più frequente negli anziani, con maggiore prevalenza nei maschi.

Le complicanze di tale aritmia sono varie: l’assenza di attivazione sincrona degli atrii può determinare una maggiore stasi del sangue e un rischio di formazione di coaguli ematici (trombi). L’impatto sulla prognosi della fibrillazione atriale è di fatto importante, si stima che comporti un aumento di rischio di mortalità x2 nelle donne e di x1.5 volte negli uomini.

La diagnosi di fibrillazione atriale si basa sull’analisi dell’attività elettrica del cuore mediante l’elettrocardiogramma (ECG).

Limiti e Potenzialità dell'Apple Watch come Strumento Diagnostico

Il primo studio ad aver acceso i riflettori su AppleWatch in campo medico-scientifico è stato The Apple Heart Study i cui risultati, pubblicati sul NEJM, sono stati presentati al congresso dell’American College of Cardiology del 2019. I risultati di tale studio, anche se accompagnati da enorme clamore mediatico, non sono stati convincenti e non hanno permesso di raccomandare l’utilizzo di tali smartwatch come strumento diagnostico e di screening.

La popolazione dello studio era troppo giovane (oltre la metà under 40) considerando che la fibrillazione atriale si presenta soprattutto negli over 65 (rappresentati solo dal 6% dei partecipanti allo studio). Di queste 2000 persone solo 1/3 ha presentato un elettrocardiogramma di conferma, come previsto dallo studio per poter valutare l’affidabilità del dispositivo.

Tali limiti sono stati superati, in parte, dall’arrivo dei nuovi AppleWatch (series 4-6). In uno studio, pubblicato sulla rivista Circulation, è stato testato AppleWatch (series 4) su 50 pazienti sottoposti a chirurgia cardiaca e testati con 6 misurazioni (sia ECG che AppleWatch) in 2 giorni di osservazione, con un totale di 292 misurazioni utili ai fini dello studio rispetto alle 300 misurazioni possibili.

Delle 90 misurazioni ECG con evidenza di fibrillazione atriale, sono state solo 34 le notifiche di aritmia. Da questi dati si evince che la sensibilità del dispositivo aumenta notevolmente con l’analisi della traccia ECG mediante PDF da parte di un medico, ma che la notifica e l’auto diagnosi dello smartwatch non può essere considerata sensibile.

Ad oggi, l’AppleWatch non può essere considerato uno strumento di screening per la fibrillazione atriale parossistica su larga scala e non è attualmente consigliato dalle linee guida Europee o Americane. La sensibilità dello strumento (quindi la capacità di riscontrare gli eventi aritmici) per i pazienti asintomatici non è abbastanza alta per un test di screening.

Nonostante i limiti, tali smartwatch rappresentano una notevole evoluzione tecnologica e degli strumenti di indubbia utilità che, se adeguatamente utilizzati dal cardiologo curante e dai pazienti, acquistano un notevole potere diagnostico. La possibilità di avere accesso a un’analisi ECG (anche se a mono derivazione) in qualsiasi luogo e in qualsiasi momento può dirimere un dubbio diagnostico, al pari di strumentazioni più invasive e costose.

È necessario identificare la popolazione di pazienti che maggiormente potrebbero beneficiare di un simile strumento.