An increase of the left atrium sphericity index can serve as a marker of paroxysmal atrial fibrillation in patients with hypertension

Cover Page

Cite item

Abstract

Aim – to study the possibility of using the left atrium sphericity index (SI), calculated by echocardiography (EchoCG), to identify patients with hypertension with paroxysmal atrial fibrillation (AF).

Material and methods. The study included 298 patients with hypertension, of whom 77 (25.8%) showed paroxysmal AF during 24-hour electrocardiogram monitoring. The control group included 58 patients without cardiovascular diseases. The left atrium volume was determined and the maximum left atrium length was measured. The SI was calculated as the ratio of the left atrium volume to the volume of a sphere whose diameter is equal to the maximum left atrium length.

Results. The average values of SI (presented as the median and 95% confidence interval) increased from the control group to the group of patients with hypertension without AF and to the group of patients with hypertension and AF: 0.68 (0.64–0.72), 0.71 (0.69–0.72) and 0.92 (0.91–0.94), p <0.0001. Multiple linear regression analysis showed that 1-year increase of the age is associated with increase in SI by 0.0015 units, the presence of obesity is accompanied by an increase of SI by 0.0241 units, and the presence of paroxysmal AF leads to an increase in SI by 0.2031 units. All patients included in the study were randomly divided into derivation and validation cohorts (238 and 118 patients). In the derivation cohort, the AUC for SI, as a predictor of AF, was 0.955 (0.920–0.977), and cut-off point was 0.82. In the validation cohort, the ‘SI>0.82’ criterion, a sign of AF, demonstrated sensitivity of 100 (86.8–100.0) % and specificity of 93.5 (86.3–97.6) %.

Conclusion. The SI calculated by EchoCG has a high discriminating ability in relation to paroxysmal AF in patients with hypertension.

About the authors

Vera V. Mazur

Tver State Medical University

Email: vera.v.mazur@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4818-434X

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate professor, Professor the Department of Hospital Therapy and Occupational Diseases

Russian Federation, Tver

Oksana V. Nilova

Tver State Medical University

Email: tevirp69@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0648-5358

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate professor, Associate professor of the Department of General Medical practice and Family Medicine

Russian Federation, Tver

Tatyana O. Nikolaeva

Tver State Medical University

Author for correspondence.
Email: nikolaevato@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1103-5001

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate professor, Head of the Department of internal diseases

Russian Federation, Tver

Nikolai D. Bazhenov

Tver State Medical University

Email: bazhenovnd@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0511-7366

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate professor, Head of the Department of Emergency Medical Care

Russian Federation, Tver

Evgenii S. Mazur

Tver State Medical University

Email: mazur-tver@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8879-3791

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Head of the Department of Hospital Therapy and Occupational Diseases

Russian Federation, Tver

References

  1. Arakelyan MG, Bockeria LA, Vasilieva EYu, et al. 2020 Clinical guidelines for Atrial fibrillation and atrial flutter. Russian Journal of Cardiology. 2021;26(7):4594. [Аракелян М.Г., Бокерия Л.А., Васильева Е.Ю., и др. Фибрилляция и трепетание предсердий. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2021;26(7):4594]. doi: 10.15829/1560-4071-2021-4594
  2. Germanova OA, Galati G, Kunts LD, et al. Predictors of paroxysmal atrial fibrillation: Analysis of 24-hour ECG Holter monitoring. Science and Innovations in Medicine. 2024;9(1):44-48. [Германова О.А., Галати Дж., Кунц Л.Д., и др. Предикторы развития пароксизмальной фибрилляции предсердий: анализ данных суточного мониторирования ЭКГ по Холтеру. Наука и инновации в медицине. 2024;9(1):44-48]. doi: 10.35693/SIM626301
  3. Goette A, Kalman JM, Aguinaga L, et al. EHRA/HRS/APHRS/SOLAECE expert consensus on atrial cardiomyopathies: definition, characterization, and clinical implication. Europace. 2016;18:1455-1490. doi: 10.1093/europace/euw161
  4. Schnabel RB, Marinelli EA, Arbelo E, et al. Early diagnosis and better rhythm management to improve outcomes in patients with atrial fibrillation: the 8th AFNET/EHRA consensus conference. Europace. 2023;25:6-2. doi: 10.1093/europace/euac062
  5. Nakamori S, Ngo LH, Tugal D, et al. Incremental Value of Left Atrial Geometric Remodeling in Predicting Late Atrial Fibrillation Recurrence After Pulmonary Vein Isolation: A Cardiovascular Magnetic Resonance Study. J Am Heart Assoc. 2018;7:e009793. doi: 10.1161/JAHA.118.009793
  6. Badano LP, Kolias Th, Muraru D, et al. Standardization of left atrial, right ventricular and right atrial deformation imaging using two-dimensional speckle tracking echocardiography: a consensus document of the EACVI/ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging. Eur Heart J Cardiovask Imaging. 2018;19:591-600. doi: 10.1093/ehjci/jey042
  7. Alekhin MN, Kalinin AO. Value of indicators of longitudinal deformation of the left atrium in patients with chronic heart failure. Medical alphabet. 2020;32:24-29. [Алёхин М.Н., Калинин А.О. Значение показателей продольной деформации левого предсердия у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Медицинский алфавит. 2020;32:24-29]. doi: 10.33667/2078-5631-2020-32-24-29
  8. Kawakami H, Ramkumar S, Nolan M, et al. Left Atrial Mechanical Dispersion Assessed by Strain Echocardiography as an Independent Predictor of New-Onset Atrial Fibrillation: A Case-Control Study. J Am Soc Echocardiogr. 2019;32:1268-1276.e3. doi: 10.1016/j.echo.2019.06.002
  9. Mazur ES, Mazur VV, Bazhenov ND, et al. Epicardial obesity and left atrial mechanical dispersion in hypertensive patients with paroxysmal and persistent atrial fibrillation. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2023;22(3):3513. [Мазур Е.С., Мазур В.В., Баженов Н.Д., и др. Эпикардиальное ожирение и механическая дисперсия левого предсердия у больных артериальной гипертензией с пароксизмальной и персистирующей фибрилляцией предсердий. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2023;22(3):3513]. doi: 10.15829/1728-8800-2023-3513
  10. Bisbal F, Guiu E, Calvo N, et al. Left atrial sphericity: a new method to assess atrial remodeling. Impact on the outcome of atrial fibrillation ablation. J Cardiovasc Electrophysiol. 2013;24:752-9. doi: 10.1111/jce.12116
  11. Moon J, Lee HJ, Yu J, et al. Prognostic implication of left atrial sphericity in atrial fibrillation patients undergoing radiofrequency catheter ablation. Pacing Clin Electrophysiol. 2017;40:713-720. doi: 10.1111/pace.13088
  12. Tatarsky BA, Napalkov DA. Atrial Fibrillation: a Marker or Risk Factor for Stroke. Rational pharmacotherapy in cardiology. 2023;19(1):83-88. [Татарский Б.А., Напалков Д.А. Фибрилляция предсердий: маркер или фактор риска развития инсульта. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2023;19(1):83-88]. doi: 10.20996/1819-6446-2023-01-06
  13. Watanabe Y, Nakano Y, Hidaka T, et al. Mechanical and substrate abnormalities of the left atrium assessed by 3-dimensional speckle-tracking echocardiography and electroanatomic mapping system in patients with paroxysmal atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2015;12:490-497. doi: 10.1016/j.hrthm.2014.12.007
  14. Ciuffo L, Tao S, Ipek EG, et al. Intra-atrial Dyssynchrony During Sinus Rhythm Predicts Recurrence After the First Catheter Ablation of Atrial Fibrillation. JACC Cardiovasc Imaging. 2019;12(2):310-319. doi: 10.1016/j.jcmg.2017.11.028
  15. Hopman LHGA, Bhagirath P, Mulder MJ, et al. Left atrial sphericity in relation to atrial strain and strain rate in atrial fibrillation patients. Int J Cardiovasc Imaging. 2023;39(9):1753-1763. doi: 10.1007/s10554-023-02866-2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Left atrium volume index (LAVI) in patients without cardiovascular disease (Control) and patients with arterial hypertension without rhythm disturbances (AH only) and with paroxysmal atrial fibrillation (AH+AF).

Download (63KB)
3. Figure 2. Mechanical dispersion of the left atrium (MDLA) in patients without cardiovascular disease (Control) and patients with arterial hypertension without rhythm disturbances (AH only) and with paroxysmal atrial fibrillation (AH+AF).

Download (60KB)
4. Figure 3. Left atrium sphericity index in patients without cardiovascular disease (Control) and patients with arterial hypertension without rhythm disturbances (AH only) and with paroxysmal atrial fibrillation (AH+AF).

Download (63KB)
5. Figure 4. Strain of the left atrium in the reservoir phase in patients without cardiovascular disease (Control) and patients with arterial hypertension without rhythm disturbances (AH only) and with paroxysmal atrial fibrillation (AH+AF).

Download (68KB)
6. Figure 5. Receiver operating characteristic curves for the sphericity index (SI), left atrium mechanical dispersion (LAMD), left atrium volume index (LAVI), and reservoir strain as predictors of atrial fibrillation (derivation cohort).

Download (78KB)
7. Figure 6. Receiver operating characteristic curves for the sphericity index (SI), left atrium mechanical dispersion (LAMD), left atrium volume Index (LAVI), and reservoir strain as predictors of hypertension (validation cohorts).

Download (84KB)

Copyright (c) 2025 Mazur V.V., Nilova O.V., Nikolaeva T.O., Bazhenov N.D., Mazur E.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».