Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)10010.18786/2072-0505-2015-43-29-37ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИLEFT ATRIAL FIBROSIS IN PATIENTS WITH ATRIAL FIBRILLATION ACCORDING TO MAGNETIC RESONANCE IMAGING WITH LATE GADOLINIUM ENHANCEMENTФИБРОЗ МИОКАРДА ЛЕВОГО ПРЕДСЕРДИЯ ПО ДАННЫМ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ С ОТСРОЧЕННЫМ КОНТРАСТИРОВАНИЕМ У БОЛЬНЫХ ФИБРИЛЛЯЦИЕЙ ПРЕДСЕРДИЙStukalovaO. V.СтукаловаО. В.
Russian Federation

Stukalova Ol'ga V. – PhD, Senior Research Fellow, Tomography Department

Стукалова Ольга Владимировна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела томографии

olla_a@mail.ruAparinaO. P.АпаринаО. П.
Russian Federation

Aparina Ol'ga P. – Junior Research Fellow, Clinical Electrophysiology Department

* 15A 3-ya Cherepkovskaya ul., Моscоw, 121552, Russian Federation. Tel.: +7 (916) 155 20 70. E-mail: olla_a@mail.ru

Апарина Ольга Петровна – младший научный сотрудник отдела клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

* 121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, 15А, Российская Федерация. Тел.: +7 (916) 155 20 70. E-mail: olla_a@mail.ru

olla_a@mail.ruMironovaN. A.МироноваН. А.
Russian Federation

Mironova Nataliya A. – PhD, Senior Research Fellow, Clinical Electrophysiology Department

Миронова Наталия Александровна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

olla_a@mail.ruGolitsyS. P.ГолицынС. П.
Russian Federation

Golitsyn Sergey P. – PhD, Professor, Head of Clinical Electrophysiology Department

Голицын Сергей Павлович – доктор медицинскихнаук, профессор, руководитель отдела клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма сердца

olla_a@mail.ruRussian Cardiology Research and Production Complex, MoscowРоссийский кардиологический научно-производственный комплекс, Москва151220154329371302201613022016Copyright ©; 2015, Stukalova O.V., Aparina O.P., Mironova N.A., Golitsy S.P.Copyright ©; 2015, Стукалова О.В., Апарина О.П., Миронова Н.А., Голицын С.П.2015Stukalova O.V., Aparina O.P., Mironova N.A., Golitsy S.P.Стукалова О.В., Апарина О.П., Миронова Н.А., Голицын С.П.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/100

Rationale: Atrial fibrillation (AF) is the most common type of arrhythmia. Left atrial abnormalities in AF require further investigation.

Aim: To evaluate characteristics of myocardial structure of the left atrium by magnetic resonance imaging (MRI) with delayed contrast enhancement in patients with AF associated with essential hypertension (EH), in those without any cardiovascular disorders, and in patients with AF after cryoablation of the pulmonary artery orifice.

Materials and methods: The study enrolled 53 patients with AF (mean age 56 years). Twenty eight of them had AF without any associated cardiovascular disorders (lone AF, or LAF group), 25 patients had AF related to EH (AF + EH group). Three patients had undergone anti-arrhythmic intervention. Cardiac MRI was performed in all patients with high resolution late gadolinium enhancement (LGE) at 15–20 min after i.v. gadoversetamide (0.15 mmol/kg). For LGE MRI, we used a novel high resolution inversion recovery (inversion times 290–340 ms) magnetic resonance pulse sequence with isotropic voxel (size 1.25 . 1.25 .2.5 mm) and fat saturation. Left atrium walls were segmented semi-automatically on the LGE images. Left atrium fibrosis quantification was performed with the original software LGE Heart Analyzer, developed in Russian Cardiology Research and Production Complex (Moscow).

Results: Left atrium fibrosis (mean, 9 [1.7; 18] %) was found both in patients with AF + EH and with lone AF. There was a trend towards more significant left atrial fibrosis in the group of AF + EH, compared to that in the lone AF group (10.972 [6.98; 19.366] % vs 4.37 [0.893; 18.575] %, respectively, p = 0.1). The extent of left atrium fibrosis correlated with left atrium dilatation (r = 0.37, p < 0.001) and with the decreased ejection fraction (r = -0.4, р < 0.001). The patients who had undergone an antiarrhythmic intervention, demonstrated formation of intensive LGE zones in the ablation areas.

Conclusion: Quantification of atrial myocardial fibrosis by high resolution LGE MRI in AF patients is feasible with the use of the original software LGE Heart Analyzer. 

Актуальность. Фибрилляция предсердий (ФП) – самая распространенная сердечная аритмия. Изучение структуры миокарда предсердий при ФП может послужить основой для создания новых методов лечения аритмии.

Цель – изучить с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) с отсроченным контрастированием особенности структуры миокарда левого предсердия у больных ФП, имеющих в основе аритмии гипертоническую болезнь (ГБ), у пациентов с ФП без признаков сердечно-сосудистых заболеваний, а также у больных ФП, которым выполняли криоаблацию устьев легочных вен.

Материал и методы. В исследование включены 53 больных ФП (средний возраст 56 лет), из них 28 пациентов не имели сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний (пациенты с изолированной формой ФП – группа ИФП), у 25 ФП была на фоне ГБ (группа «ФП + ГБ»). Троим пациентам было проведено интервенционное лечение аритмии. МРТ с отсроченным контрастированием проводилась через 15–20 минут после внутривенного введения гадоверсетамида в дозе 0,15 ммоль/кг. Использовали новую градиент-эхо импульсную последовательность высокого разрешения (размер вокселя 1,25 . 1,25 .2,5 мм) с подавлением сигнала от здорового миокарда (TI 290–340 мс) и жировой ткани и изотропным вокселем. На полученных магнитно-резонансных изображениях контуры миокарда левого предсердия выделяли полуавтоматическим методом. Обработка изображений с выявлением зон фиброза проводилась при помощи оригинальной программы LGE Heart Analyzer, разработанной в ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» Минздрава России.

Результаты. У больных ФП как при наличии ГБ, так и без сочетанных сердечно-сосудистых заболеваний был выявлен предсердный фиброз, поражающий в среднем 9% [1,74; 18] предсердного миокарда. Отмечена тенденция к более выраженному фиброзному поражению левого предсердия в группе «ФП + ГБ» по сравнению с группой ИФП: 10,972% [6,98; 19,366] и 4,37% [0,893; 18,575] соответственно (p = 0,1). Выраженность предсердного фиброза коррелировала с расширением полости левого предсердия (r = 0,37, p < 0,001) и снижением фракции выброса левого предсердия (r = -0,4, р < 0,001). Больные ФП, перенесшие интервенционное лечение аритмии, характеризовались формированием повреждений миокарда, интенсивно накапливающих контрастный препарат в области нанесения аблационных воздействий.

Заключение. Количественная оценка фиброза предсердного миокарда на основе МРТ высокого разрешения у больных ФП может быть осуществлена при помощи специализированной программы LGE Heart Analyzer. 

atrial fibrillation, atrial structural remodeling, left atrial fibrosis, magnetic resonance imaging with late gadolinium enhancement, radiofrequency catheter ablationфибрилляция предсердий, структурное ремоделирование предсердий, фиброз левого предсердия, магнитно-резонансная томография сердца с отсроченным контрастированием, радиочастотная катетерная аблация1. Camm AJ, Lip GY, De Caterina R, Savelieva I, Atar D, Hohnloser SH, Hindricks G, Kirchhof P; ESC Committee for Practice GuidelinesCPG; Document Reviewers. 2012 focused update of the ESC Guidelines for the management of atrial fibrillation: an update of the 2010 ESC Guidelines for the management of atrial fibrillation – developed with the special contribution of the European Heart Rhythm Association. Europace. 2012;14(10):1385–413.2. Kottkamp H. Human atrial fibrillation substrate: towards a specific fibrotic atrial cardiomyopathy. Eur Heart J. 2013;34(35):2731–8. doi: 10.1093/eurheartj/eht194.3. Platonov PG, Mitrofanova LB, Orshanskaya V, Ho SY. Structural abnormalities in atrial walls are associated with presence and persistency of atrial fibrillation but not with age. J Am Coll Cardiol. 2011;58(21):2225–32. doi: 10.1016/j. jacc.2011.05.061.4. Oakes RS, Badger TJ, Kholmovski EG, Akoum N, Burgon NS, Fish EN, Blauer JJ, Rao SN, DiBella EV, Segerson NM, Daccarett M, Windfelder J, McGann CJ, Parker D, MacLeod RS, Marrouche NF. Detection and quantification of left atrial structural remodeling with delayed-enhancement magnetic resonance imaging in patients with atrial fibrillation. Circulation. 2009;119(13):1758–67. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA. 108.811877.5. Peters DC, Wylie JV, Hauser TH, Kissinger KV, Botnar RM, Essebag V, Josephson ME, Manning WJ. Detection of pulmonary vein and left atrial scar after catheter ablation with three-dimensional navigator-gated delayed enhancement MR imaging: initial experience. Radiology. 2007;243(3):690–5.6. Стукалова ОВ, Апарина ОП, Миронова НА, Голицын СП, Терновой СК, заявители. Способ определения контуров миокарда левого предсердия на МР-изображениях с использованием мультипланарных реконструкций. Заявка на патент РФ № 2015107013 от 02.03.2015.7. Пархоменко ДВ, Апарина ОП, Стукалова ОВ, правообладатели. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013661886 LGE Heart Analyzer. В: Реестр программ для ЭВМ РФ 18.12.2013.8. Стукалова ОВ, Апарина ОП, Пархоменко ДВ, Миронова НА, Голицын СП, Терновой СК; ФГБУ «РКНПК» Минздрава России, патентообладатель. Способ оценки структурных изменений миокарда предсердий у больных с нарушениями ритма сердца. Патент РФ № 2549825 от 27.04.2015.9. Karim R, Housden RJ, Balasubramaniam M, Chen Z, Perry D, Uddin A, Al-Beyatti Y, Palkhi E, Acheampong P, Obom S, Hennemuth A, Lu Y, Bai W, Shi W, Gao Y, Peitgen HO, Radau P, Razavi R, Tannenbaum A, Rueckert D, Cates J, Schaeffter T, Peters D, MacLeod R, Rhode K. Evaluation of current algorithms for segmentation of scar tissue from late gadolinium enhancement cardiovascular magnetic resonance of the left atrium: an open-access grand challenge. J Cardiovasc Magn Reson. 2013;15:105. doi: 10.1186/1532-429X-15-105.10. Marrouche NF, Wilber D, Hindricks G, Jais P, Akoum N, Marchlinski F, Kholmovski E, Burgon N, Hu N, Mont L, Deneke T, Duytschaever M, Neumann T, Mansour M, Mahnkopf C, Herweg B, Daoud E, Wissner E, Bansmann P, Brachmann J. Association of atrial tissue fibrosis identified by delayed enhancement MRI and atrial fibrillation catheter ablation: the DECAAF study. JAMA. 2014;311(5):498–506. doi: 10.1001/ jama.2014.3.11. Апарина ОП, Стукалова ОВ, Пархоменко ДВ, Миронова НА, Буторова ЕА, Болотова МН, Макеев МИ, Терновой СК, Голицын СП. Характеристика структуры миокарда левого предсердия у больных мерцательной аритмией и здоровых добровольцев по данным магнитно-резонансной томографии с отсроченным контрастированием. Вестник аритмологии. 2014;77:5–12.12. Kamkin A, Kiseleva I, Lozinsky I. The role of mechanosensitive fibroblasts in the heart: evidence from acutely isolated single cells, cultured cells and from intracellular microelectrode recordings on multicellular preparations from healthy and diseased cardiac tissue. In: Kamkin A, Kiseleva I, editors. Mechanosensitivity of the heart. Mechanosensitivity in cells and tissues. Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer; 2010. Vol. 3. p. 239–66.13. Oishi S, Sasano T, Tateishi Y, Tamura N, Isobe M, Furukawa T. Stretch of atrial myocytes stimulates recruitment of macrophages via ATP released through gap-junction channels. J Pharmacol Sci. 2012;120(4):296–304.14. Kovalchuk LV, Khoreva MV, Nikonova A, Kazanski VE, Lozinsky I, D'iakonova IN, Kamkin A. Mechanical stretching of cells of different tissues: the role of mediators of innate immunity. In: Kamkin A, Kiseleva I, editors. Mechanosensitivity of the heart. Mechanosensitivity in cells and tissues. Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer; 2012. Vol. 5. p. 35–58.15. Kuppahally SS, Akoum N, Burgon NS, Badger TJ, Kholmovski EG, Vijayakumar S, Rao SN, Blauer J, Fish EN, Dibella EV, Macleod RS, McGann C, Litwin SE, Marrouche NF. Left atrial strain and strain rate in patients with paroxysmal and persistent atrial fibrillation: relationship to left atrial structural remodeling detected by delayed-enhancement MRI. Circ Cardiovasc Imaging. 2010;3(3):231–9. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.109.865683.16. Pfeffer JM, Pfeffer MA, Braunwald E. Influence of chronic captopril therapy on the infarcted left ventricle of the rat. Circ Res. 1985;57(1):84–95.17. Savelieva I, Kakouros N, Kourliouros A, Camm AJ. Upstream therapies for management of atrial fibrillation: review of clinical paroxevidence and implications for European Society of Cardiology guidelines. Part I: primary prevention. Europace. 2011;13(3):308–28. doi: 10.1093/europace/eur002.18. Savelieva I, Kakouros N, Kourliouros A, Camm AJ. Upstream therapies for management of atrial fibrillation: review of clinical evidence and implications for European Society of Cardiology guidelines. Part II: secondary prevention. Europace. 2011;13(5):610–25. doi: 10.1093/europace/eur023.19. Чихирева ЛН, Малахов ВИ, Быкова ЕС, Соколов СФ. Влияние спираприла на длительность межприступного интервала при пароксизмальной мерцательной аритмии. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2007;3(5):43–53.20. Badger TJ, Daccarett M, Akoum NW, AdjeiPoku YA, Burgon NS, Haslam TS, Kalvaitis S, Kuppahally S, Vergara G, McMullen L, Anderson PA, Kholmovski E, MacLeod RS, Marrouche NF. Evaluation of left atrial lesions after initial and repeat atrial fibrillation ablation: lessons learned from delayed-enhancement MRI in repeat ablation procedures. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2010;3(3):249–59. doi: 10.1161/ CIRCEP.109.868356.21. Akoum N, Morris A, Perry D, Cates J, Burgon N, Kholmovski E, MacLeod R, Marrouche N. Substrate Modification Is a Better Predictor of Catheter Ablation Success in Atrial Fibrillation Than Pulmonary Vein Isolation: An LGE-MRI Study. Clin Med Insights Cardiol. 2015;9:25–31. doi: 10.4137/CMC.S22100.22. Akoum N, Wilber D, Hindricks G, Jais P, Cates J, Marchlinski F, Kholmovski E, Burgon N, Hu N, Mont L, Deneke T, Duytschaever M, Neumann T, Mansour M, Mahnkopf C, Hutchinson M, Herweg B, Daoud E, Wissner E, Brachmann J, Marrouche NF. MRI Assessment of Ablation-Induced Scarring in Atrial Fibrillation: Analysis from the DECAAF Study. J Cardiovasc Electrophysiol. 2015;26(5):473–80. doi: 10.1111/jce.12650.23. Peters DC, Wylie JV, Hauser TH, Nezafat R, Han Y, Woo JJ, Taclas J, Kissinger KV, Goddu B, Josephson ME, Manning WJ. Recurrence of atrial fibrillation correlates with the extent of post-procedural late gadolinium enhancement: a pilot study. JACC Cardiovasc Imaging. 2009;2(3):308–16. doi: 10.1016/j. jcmg.2008.10.016.