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Available online 3 August 2022
Quantification of right atrial fibrosis by cardiac magnetic resonance: verification of the method to standardize thresholds
Cuantificación de la fibrosis auricular derecha mediante resonancia magnética cardiaca: verificación del método para la estandarización de umbrales
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Clara Gunturiz-Beltrána,b,c, Roger Borràsa,b,d, Francisco Alarcóna,b, Paz Garrea,b, Rosa M. Figueras i Venturae, Eva M. Benitoa,b, Gala Caixala,b, Till F. Althoffa,f,g, José María Tolosanaa,b, Elena Arbeloa,b, Ivo Roca-Luquea,b, Susanna Prat-Gonzáleza,b, Rosario Jesús Pereaa,b, Josep Brugadaa,b, Marta Sitgesa,b,c, Eduard Guascha,b,c,, Lluís Monta,b,c,1,
Corresponding author
lmont@clinic.cat

Corresponding author.
a Institut Clínic Cardiovascular, Hospital Clínic, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
b Institut d́Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain
c Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERCV), Spain
d Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Spain
e ADAS3D Medical, S.L., Barcelona, Spain
f Department of Cardiology and Angiology, Charité-University Medicine Berlin, Charité Campus Mitte, Berlin, Germany
g German Centre for Cardiovascular Research (DZHK), Partner Site Berlin, Berlin, Germany
Received 05 March 2022. Accepted 23 June 2022
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Introduction and objectives

Late gadolinium-enhanced cardiac magnetic resonance (LGE-CMR) allows noninvasive detection of left atrial fibrosis in patients with atrial fibrillation (AF). However, whether the same methodology can be used in the right atrium (RA) remains unknown. Our aim was to define a standardized threshold to characterize RA fibrosis in LGE-CMR.

Methods

A 3 Tesla LGE-CMR was performed in 53 individuals; the RA was segmented, and the image intensity ratio (IIR) calculated for the RA wall using 1 557 767 IIR pixels (40 994±10 693 per patient). The upper limit of normality of the IIR (mean IIR+2 standard deviations) was estimated in healthy volunteers (n=9), and patients who had undergone previous typical atrial flutter ablation (n=9) were used to establish the dense scar threshold. Paroxysmal and persistent AF patients (n=10 each) were used for validation. IIR values were correlated with a high-density bipolar voltage map in 15 patients undergoing AF ablation.

Results

The upper normality limit (total fibrosis threshold) in healthy volunteers was set at an IIR = 1.21. In the postablation group, 60% of the maximum IIR pixel (dense fibrosis threshold) was calculated as IIR = 1.29. Endocardial bipolar voltage showed a weak but significant correlation with IIR. The overall accuracy between the electroanatomical map and LGE-CMR to characterize fibrosis was 56%.

Conclusions

An IIR > 1.21 was determined to be the threshold for the detection of right atrial fibrosis, while an IIR > 1.29 differentiates interstitial fibrosis from dense scar. Despite differences between the left and right atria, fibrosis could be assessed with LGE-CMR using similar thresholds in both chambers.

Keywords:
atrial fibrillation
right atrium
fibrosis
magnetic resonance
Abbreviations:
AF
EAM
IIR
LGE-CMR
RA
Resumen
Introducción y objetivos

La resonancia magnética cardiaca con realce tardío de gadolinio (RMC-RTG) permite la detección no invasiva de la fibrosis auricular izquierda en pacientes con fibrilación auricular (FA). Sin embargo, se desconoce si se puede utilizar la misma metodología en la aurícula derecha (AD). Nuestro objetivo fue definir un umbral estandarizado para caracterizar la fibrosis auricular derecha mediante RMC-RTG.

Métodos

Se realizaron RMC-RTG de 3 T en 53 personas; se segmentó la AD y se calculó la razón de intensidad de imagen (RII) para la pared de la AD utilizando 1.557.767 píxeles de RII (40.994±10.693 por paciente). El límite superior de la normalidad de la RII (RII promedio+2 desviaciones estándar) se estimó en voluntarios sanos (n = 9); para establecer el umbral de cicatriz densa, se utilizó a los pacientes que se habían sometido previamente a una ablación del flutter auricular típico (n = 9). Se incluyó a pacientes con FA paroxística y persistente (n=10 cada grupo) para la validación. Los valores de RII se correlacionaron con un mapa de voltaje bipolar de alta densidad en 15 pacientes sometidos a ablación de FA.

Resultados

El límite superior de la normalidad (umbral de fibrosis total) en voluntarios sanos se fijó en RII = 1,21. En el grupo postablación, el 60% del píxel de la RII máximo (umbral de fibrosis densa) se calculó como RII = 1,29. El voltaje bipolar endocárdico mostró una correlación con la RII débil pero significativa. La precisión general entre el mapa electroanatómico y la RMC-RTG para caracterizar la fibrosis fue del 56%.

Conclusiones

Se determinó una RII > 1,21 como umbral para la detección de fibrosis de la aurícula derecha, mientras que una RII > 1,29 diferencia la fibrosis intersticial de la cicatriz densa. A pesar de las diferencias entre las aurículas izquierda y derecha, se pudo evaluar la fibrosis con RMC-RTG con umbrales similares en ambas cámaras.

Palabras clave:
Fibrilación auricular
Aurícula derecha
Fibrosis
Resonancia magnética

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