Guidelines and standards



Yüklə 9,02 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə2/16
tarix06.02.2017
ölçüsü9,02 Mb.
#7764
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

9

who reported normal root dimensions for three age



groups (

Figure 3


).

The upper limit of normal aortic diameter has been defined as 2

SDs greater than the mean predicted diameter. The Z score (the num-

ber of SDs above or below the predicted mean normal diameter) is a

useful way to quantify aortic dilatation. Among normal subjects,

95.4% have Z scores between

À2 and 2. Therefore, an aortic diam-

eter can be considered dilated when the Z score is

$2. Using the Z

score allows comparison of a given patient’s aortic size at different

time points, accounting for the effects of advancing age and increasing

Figure 2


Transthoracic echocardiogram in the parasternal

long-axis view (zoomed on aortic root and ascending aorta) illus-

trating measurement of the aortic root diameter at sinus of

Valsalva level at end-diastole using the leading edge–to–leadin-

g-edge method. asc Ao, Ascending aorta; LVOT, left ventricular

outflow tract.

Figure 1

CT reconstruction of a normal aorta illustrating its

segmentation as follows: segment I = aortic root; segment II =

tubular ascending aorta (subdivided into IIa [STJ to the pulmo-

nary artery level] and IIb [from the pulmonary artery level to the

brachiocephalic artery]); segment III = aortic arch; segment

IV = descending thoracic aorta (subdivided into IVa [from the

left subclavian artery to the level of the pulmonary artery] and

IVb [from the level of the pulmonary artery to the diaphragm]);

and segment V = abdominal aorta (subdivided into Va [upper

abdominal aorta from the diaphragm to the renal arteries] and

Vb [from the renal arteries to the iliac bifurcation]).

122 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015


body size, thus distinguishing normal from pathologic growth. The Z

score is therefore particularly useful for evaluating growing children.

It should be mentioned that aortic root dimensions may be

increased by the hemodynamic effects of both endurance and

strength exercise training in competitive athletes.

17-19


This aortic

root enlargement appears to be greater at the sinuses of Valsalva

than at the aortic annulus or STJ. However, it should be

emphasized that the effects of exercise training on aortic diameters

are relatively small and that marked enlargement should suggest a

pathologic process.

17,18

Recently, making use of a database consisting of a multiethnic pop-



ulation of 1,207 apparently normal adolescents and adults

$15 years

of age, investigators devised equations to predict mean normal aortic

root diameter and its upper limit by age, body size (BSA or height),

and gender

6

(



Table 1

for men and

Table 2

for women). These equa-



tions have been used graphically to depict the upper limits of the 95%

confidence interval for normal aortic root diameter using surfaces to

depict the interacting effects of age and body size (see

Figure 4


for

men and


Figure 5

for women).

A noncontrast gated cardiac computed tomographic study,

20

including 4,039 adult patients, showed age, BSA, gender, and hyper-



tension to be directly associated with thoracic aortic diameters

perpendicular to the long axis of the aorta. These associations are

concordant with those from echocardiographic studies. In another

recent large study using similar methodology, the mean value of the

diameters of the ascending aorta was 1.8

6 0.2 cm/m

2

and of the de-



scending thoracic aorta was 1.4

6 0.2 cm/m

2

, with the upper limits of



normal being 2.1 and 1.8 cm/m

2

, respectively.



21

However, more ac-

curate normal values of thoracic aortic diameters may be obtained by

anatomically correct double-oblique short-axis images using electro-

cardiographically gated multidetector CT or by MRI of axially ori-

ented aortic segments. The upper limits of normal are 3.7 cm for

the aortic root at the sinuses, 3.6 cm for the ascending aorta and

2.5 cm for the descending thoracic aorta by CT,

8

and 2.5 cm for



the descending thoracic aorta and 2.0 cm for the upper abdominal

aorta by MRI.

22

As with echocardiography, aortic root and ascending



aortic diameters increase significantly with age and BSA on CT and

MRI. Aortic root diameters increase 0.9 mm per decade in men

and 0.7 mm per decade in women.

4

The establishment of normative values and reference ranges, tak-



ing into account aging and gender, is of great importance for diag-

nosis, prognosis, serial monitoring, and determining the optimal

timing for surgical intervention. Normal values and proximal aortic di-

ameters have been reported using different imaging techniques, from

the pioneer studies based on M-mode and 2D echocardiography

9,10


to more recent studies obtained using CT

7,8,20,23-25

and MRI.

5,26


Despite differences in image acquisition methods, temporal and

spatial resolution, and signal-to-noise ratios, CT, MRI, TTE, and trans-

esophageal echocardiography (TEE) have evolved as near equal stan-

dards for assessing aortic root size. Each of these modalities has

Table 2

Normal aortic root diameter by age for women with



BSA of 1.7 m

2

Age (y)



15–29

30–39


40–49

50–59


60–69

$70


Mean normal (cm)

2.9


3.0

3.2


3.2

3.3


3.4

Upper limit of normal

(cm)

3.3


3.4

3.6


3.6

3.7


3.9

Add 0.5 mm per 0.1 m

2

BSA above 1.7 m



2

or subtract 0.5 mm per

0.1 m

2

BSA below 1.7 m



2

.

6



Figure 3

Aortic root diameter (vertical axis) in relation to BSA (horizontal axis) in apparently normal individuals aged 1 to 15 (left panel,



blue), 20 to 39 (center panel, green), and

$40 (right panel, pink) years. For example, an individual between the ages of 20 and 39 years

(center panel, green) who has a BSA of 2.0 m

2

(vertical green line) has a normal root diameter range (2 SDs) between 2.75 and 3.65 cm,



as indicated by the intersections of the two horizontal green lines with the green-shaded parallelogram.

Table 1


Normal aortic root diameter by age for men with BSA

of 2.0 m


2

Age (y)


15–29

30–39


40–49

50–59


60–69

$70


Mean normal (cm)

3.3


3.4

3.5


3.6

3.7


3.8

Upper limit of normal

(cm) (95% CI)

3.7


3.8

3.9


4.0

4.1


4.2

Add 0.5 mm per 0.1 m

2

BSA above 2.0 m



2

or subtract 0.5 mm per

0.1 m

2

BSA below 2.0 m



2

.

6



CI, Confidence interval.

Journal of the American Society of Echocardiography

Volume 28 Number 2

Goldstein et al 123



advantages and disadvantages, which have been discussed. It should

be emphasized that normal aortic diameters vary systematically by

age, gender, and body size, and reference values indexed to those pa-

rameters have been provided. Last, it is critically important to empha-

size not only methodologic variance but also inter- and intraobserver

variability. In several studies, variability of measurement of proximal

aortic diameters ranges from 1.6 to 5 mm.

8,23,24,27,28

Given this

degree of variability, apparent small changes in proximal aortic

diameters on serial computed tomographic examinations may be

within the range of measurement error. Accordingly, for all imaging

techniques,

we

recommend



that

changes


of

#3 mm by


electrocardiographically

gated


CT

and


#5 mm without

electrocardiographic gating be viewed with caution and skepticism.

B. How to Measure the Aorta

Accurate and reproducible measurements of aortic dimensions are

necessary for the detection and classification of aortic disease and

for guiding therapeutic decisions. Modern imaging modalities enable

one to make measurements far more accurately than did invasive

contrast angiography, the only tool originally available.

Echocardiography, CT, and MRI each has particular strengths and

limitations but can be adapted for the acquisition of views that allow

measurement of the diameter or cross-sectional area of different seg-

ments of the aorta (

Figure 1

).

1.



Interface,

Definitions,

and

Timing


of

Aortic


Measurements.

The American Society of Echocardiography

(ASE) proposed standards for measurement of the aortic root in

1978.


29

The ASE recommended measurement at end-diastole from

the leading edge of the anterior root wall to the leading edge of the

posterior aortic root wall. This technique was believed to minimize

the impact of ‘‘blooming’’ of bright reflectors on this measurement.

The ASE-recommended method was followed in many important

clinical and epidemiologic studies

10,13


that have reported normal

limits for individuals of differing body size and age, and these

normal limits have been incorporated into multiple guidelines for

imaging in adults (

Figures 4 and 5

).

1,9,16



As a consequence, much

of the available data on normal aortic root size as well as on the

prevalence and prognostic significance of aortic dilatation in adults

have emerged from echocardiography.

6,10,13

Societal guidelines for measurement by CT or MRI are not



currently available. Consequently, uniformity in measurement

methods is lacking. Many research and clinical studies using these mo-

dalities have reported aortic measurements made from inner edge to

inner edge on electrocardiographically gated or nongated images. The

2010 guidelines for the diagnosis and management of thoracic aortic

disease took the opposite approach, recommending measurement of

aortic diameter between external surfaces to avoid confounding by

intraaortic thrombus or atheroma, as is commonly found in the

abdominal but not in the ascending aorta.

1

Furthermore, there is no



standardized ‘‘trigger time’’ (end-systole vs end-diastole) for image

acquisition. Thus, the use of multiple imaging modalities such as

CT, MRI, and 2D and three-dimensional (3D) echocardiography

has led to nonuniformity in measurement techniques. Moreover,

there is currently no standardized approach for reconciling aortic

measurements across imaging modalities (echocardiography, CT,

MRI, aortography) by trigger time (end-systole vs end-diastole) or

by edge selection (leading edge, inner-inner, outer-outer). This writing

committee had hoped to recommend a uniform and consistent mea-

surement technique to minimize differences among these various im-

aging modalities. However, after much consideration, the group

recommends that echocardiographic measurements continue to be

made in the standard fashion from leading edge to leading edge, at

end-diastole, and perpendicular to the long axis of the aorta. The

advantages of end-diastolic measurements include greater reproduc-

ibility (because aortic pressure is most stable in late diastole) and the

ease of identification of end-diastole by the onset of the QRS

Figure 5


Surfaces representing aortic diameters 1.96 score

(95% confidence interval) above the predicted mean value of

aortic diameter for age and BSA in female subjects

$15 years

of age. (Adapted from Devereux et al.

6

)



Figure 4

Surfaces representing aortic diameters at a 1.96 Z

score (95% confidence interval) above the predicted mean for

age and BSA in male subjects

$15 years of age. (Adapted

from Devereux et al.

6

)

124 Goldstein et al



Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015



Figure 6

Models of the thoracic aorta showing the cut planes of the aortic annulus for each applied imaging modality. (A) Angiog-

raphy in the 90



left anterior oblique (LAO) projection with an orange arrow indicating the sagittal annulus diameter (left) and in the



0



posteroanterior (p.a.) projection with a blue arrow indicating the coronal annulus diameter (right). (B) TTE (left) and 2D TEE (right)



left ventricular outflow tract (LVOT) view of the aortic annulus. The cut planes slightly differ because parasternal and midesophageal

acoustic are not quite comparable. Both the transthoracic and 2D transesophageal echocardiographic LVOT views resemble a

sagittal view (bright and dark yellow arrows, respectively). The direction of the arrows in the aortic arch model and the echocardio-

graphic images indicate the scanning direction. Individual adjustments in scan plane direction are shown in the model. (C)

Three-dimensional transesophageal echocardiographic cropped images of a sagittal (left) and coronal (right) view with the corre-

sponding diameters (orange and blue arrows). The sagittal and coronal cut planes are depicted in the aortic arch model and the

anatomic short-axis view (middle). (D) Dual-source computed tomographic (DSCT) reconstructed images of a sagittal (left) and cor-

onal (right) view with the corresponding diameters (orange and blue arrows). The sagittal and coronal cut planes are depicted in the

aortic arch model and the anatomic short-axis view (middle). AO, Ascending aorta; LA, left atrium. (From Altiok et al.

418


)

Journal of the American Society of Echocardiography

Volume 28 Number 2

Goldstein et al 125



complex. Although other techniques use the inner edge–to–inner

edge approach, there are currently insufficient data to warrant a

change for echocardiography. Available data suggest that the echocar-

diographic leading edge–to–leading edge approach produces values

comparable with those produced by the inner edge–to–inner edge

approach on CT and MRI, is reproducible, and links to a large body

of historical and prognostic data that have long guided clinical deci-

sion making.

For all modalities, it is desirable, whenever possible, to specify the

locations of measurements, by referencing them to a given landmark.

For example, with TEE, a measurement of the maximal diameter of

the ascending aorta may be reported by its distance from the STJ.

In the descending thoracic aorta, reference to the location of a mea-

surement or abnormality is usually made by its distance from the in-

cisors. Similar attempts should be made for measurements and

findings with CT and MRI.

2. Geometry of Different Aortic Segments: Impact on

Measurements.

Accurate and reproducible measurement of aortic

diameter or cross-sectional area in a given segment requires three

measurements of its diameter perpendicular to the long axis. In

most cases, the largest correctly oriented measurement is reported.



a. Aortic Annulus.–Although the aortic annulus is approximately cir-

cular in children and young adults, it may become elliptical in older

adults. Thus, 3D imaging by CT or echocardiography or 2D imaging

in multiple planes (e.g., long-axis or sagittal and coronal planes) is

required to measure a diameter that is accurate enough to be used

when selecting patients for transcatheter aortic valve replacement

(

Figure 6


).

b. Sinuses of Valsalva and STJ.–Aortic root diameter can be

measured perpendicular to its long axis by 2D echocardiography or

in analogous nontrue coronal and sagittal plane by MRI or CT. The

variability in this measurement resulting from the orientation of the

aortic root is overcome by choosing the largest diameter measured

from the right coronary sinus of Valsalva to the posterior (usually non-

coronary) sinus, parallel to the aortic annulus and perpendicular to the

long axis of the proximal aorta in several slightly differently oriented

long-axis views. Failure to search for the largest correctly oriented

measurement can lead to underestimation of aortic root diameter.

Aortic root diameter is commonly measured by CT or MRI between

the inner edges from commissure to opposite sinus (

Figure 7

).

Diameters measured using the sinus-to-sinus method are generally a



mean of 2 mm larger than those measured by the sinus-to-

commissure method

4,7

(

Figure 8



). However, using the sinus-to-sinus

method has several advantages, including the ease of detecting cusp

margins in computed tomographic or MRI transverse planes, close

agreement with echocardiographic measurements, and greater feasi-

bility in bicuspid valves. Thus, for aortic measurements by CT and

MRI, it is recommended to average the three sinus-to-sinus measure-

ments in end-diastole in the sinus-of-Valsalva plane. When the sinuses

are unusually asymmetric, it may be preferable to report the three

measurements individually.

c. Ascending Aorta and More Distal Segments.–The same basic

principles apply to obtaining correct measurements of the other aortic

segments. Conventional imaging by all modalities and techniques can

be used to measure the diameter of aortic segments that are oriented

along the long axis of the body. However, the necessity to avoid ob-

lique imaging that can overestimate the aortic diameter applies to the

Figure 7

Aortic root measurements by CT. The aortic root diameter is commonly measured between the inner edges from one

commissure to opposite sinus (yellow line) or from one sinus to another sinus (red line), as shown in the large image (left), which is

a zoomed cross-sectional view of the aortic root at the sinus of Valsalva level using a double oblique image for orientation (shown

in the right panel).

126 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015



aortic arch and to portions of the descending thoracic and abdominal

aorta that may take a tortuous course (

Figure 9

).

We emphasize that there is no standardized method for measuring



the aorta across imaging modalities (echocardiography, CT, MRI,

aortography). Although one of the major goals of this writing commit-

tee was to provide a uniform and universally accepted method to

minimize differences among these various imaging modalities, no

consensus could be reached. After much consideration, it is recom-

mended that echocardiographic measurements continue to be

made from leading edge to leading edge. Although other techniques

use inner edge–to–inner edge or outer edge–to–outer edge

approaches, there are currently insufficient data to warrant a change

for echocardiography. Available data suggest that the echocardio-

graphic leading edge–to–leading edge approach gives larger measure-

ments compared with the inner edge–to–inner edge approach on CT

(average difference, 2 mm), and the leading edge–to–leading edge

method links to a large body of historical and, more important, prog-

nostic data that influence decision making.

8

Out of concern that pa-



tient management might be adversely affected (i.e., intervention

might be delayed, leading to a catastrophic complication such as

rupture or dissection) by switching to a new protocol that would

lead to a smaller measurement, it was decided to continue to recom-

mend the leading edge–to–leading edge approach.

C. Aortic Physiology and Function

The aorta functions as both a conduit and a reservoir. Its elastic prop-

erties allow it to expand in systole and recoil during diastole. Thus,

under normal conditions, a large proportion (up to 50%) of the left

ventricular stroke volume is stored in the aorta (mainly in the

ascending aorta) at end-systole, and the stored blood is then propelled

forward during diastole into the peripheral circulation. This reservoir

function is important for maintaining blood flow and arterial pressure

throughout the cardiac cycle. The thoracic aorta is more distensible

than the abdominal aorta because its media contains more elastin.

Aortic distensibility declines with age and as a result of premature

degeneration in elastin and collagen associated with some disease

states.


30

During left ventricular systole, this loss of aortic wall compli-

ance results in increased systolic pressure and pulse pressure and, in

turn, aortic dilatation and lengthening. The compliance of the aortic

wall may be estimated by assessing change in aortic volume in relation

to the simultaneous change in aortic pressure. This may be assessed

locally by diameter or area change through the cardiac cycle in rela-

tion to pressure change (e.g., distensibility) or regionally by determina-

tion of the velocity of the pulse wave.

1. Local Indices of Aortic Function.

Techniques that provide

accurate definition of the aortic diameter or volume in systole and

diastole can be used to evaluate the elastic properties of the aorta.

The most commonly applied indices for clinical purposes are aortic

distensibility and the stiffness index, which is less dependent on


Yüklə 9,02 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin