Guidelines and standards



Yüklə 9,02 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə4/16
tarix06.02.2017
ölçüsü9,02 Mb.
#7764
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

ill patients or those with relative contraindications to MRI such as per-

manent pacemakers and defibrillators. Multidetector CT (MDCT) pro-

vides extensive z-axis coverage (in the long axis of the body), with high

spatial resolution images acquired at modest radiation exposure within

a scan time lasting a few seconds.

1,64

Furthermore, CTA allows



simultaneous imaging of vascular structures, including the vessel wall

and of solid viscera.

65

The minimization of operator variability and



the capacity of delayed reprocessing of source images make it an ideal

technique for comparative follow-up studies.

1,64

The latest innovations in clinical practice include electrocardio-



graphically gated

66

aortic computed tomographic studies leading to



high-quality, precise imaging of the ascending aorta, as well as simul-

taneous


evaluation

of

the



coronary

arteries


67

(

Figure



15

).

Electrocardiographically gated CTA adds valuable information in



the study of aortic pathology involving the aortic root and valve,

68

in congenital heart disease,



69

for simultaneous aortocoronary evalua-

tion,

66

for planning of endovascular therapy,



68,70

for imaging of the

postsurgical ascending aorta,

71

and to show dynamic changes of



true luminal compression in aortic dissection.

72

The main drawbacks of CTare the use of ionizing radiation and iodin-



ated contrast media (ICM).

73

Using optimal acquisition methods, large



reductions in ionizing radiation dose can be achieved. These include

the use of tube current modulation, prospective electrocardiographically

triggered acquisitions, or tube voltage reductions to 80 to 100 kV.

Radiation dose becomes most relevant in younger men and premeno-

pausal women. Contrast-associated nephropathy

74

may be avoided or



significantly decreased by proper patient hydration and use of the

minimum volume of low- or iso-osmolar ICM.

75

The rate of adverse



reactions to low-osmolar ICM in CT is approximately 0.15%, with

most cases self-resolving and mild.

76

Among patients with renal



insufficiency, the rates of contrast-associated nephropathy are low.

Pooled data from recently published prospective studies have

shown an overall rate of contrast-associated nephropathy of 5% af-

ter intravenous injection of ICM in 1,075 patients with renal insuf-

ficiency, with no serious adverse outcomes (dialysis or death).

74

The current generation of computed tomographic scanners is able



to significantly decrease the effective radiation dose and the total vol-

ume of ICM required for aortic imaging.

77

Additionally, CT for



follow-up of aortic expansion may be performed without ICM,

relying on noncontrast images only.

1. Methodology. a. CTA.–The combination of wide multidetector

arrays with short gantry rotation times in

$64-detector computed

tomographic scanners results in standard acquisition times of 3 to

4 sec for the thoracic aorta and <10 sec for the thoracoabdominal

aorta and the iliofemoral arteries.

The minimal technical characteristics of state-of-the-art CTA are a

slice thickness of

#1 mm and homogeneous contrast enhancement

in the aortic lumen. Complete examination of the aorta from the

Figure 16

Sagittal multiplanar reformatted (A) and double oblique images (B, C) from a computed tomographic aortogram in a patient

with AAS. The anatomic locations of the planes of (B) and (C) are marked on (A). Note the transition from a type B acute IMH involving

the descending thoracic aorta to a type B aortic dissection involving the abdominal aorta.

132 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015


supra-aortic vessels to the femoral arteries is needed for evaluation

before transthoracic endovascular aortic repair (TEVAR), but as a gen-

eral rule the scan length (anatomic scan range) on CTA should be indi-

vidually tailored to avoid unnecessary exposure to ionizing radiation.

1

i. Noncontrast CT before Aortography In the acute setting of a sus-

pected AAS, it is important to initiate the protocol by a noncontrast

thoracic computed tomographic scan to rule out IMH. This scan iden-

tifies concentrated hemoglobin in recently extravasated blood within

the aortic wall that shows a characteristically high computed tomo-

graphic density (40–70 Hounsfield units),

78

facilitates the character-



ization of the hematoma,

79

can identify vascular calcifications, and



provides a baseline examination for postcontrast evaluation.

ii. Electrocardiographically Gated CTA Motion artifacts involving

the thoracic aorta are evident in most (92%) standard nongated

computed tomographic angiograms. Because of the limited temporal

resolution of CT, imaging artifacts arising from the peduncular motion

of the heart, the circular distension of the pulsewave, aortic distensi-

bility, and the hemodynamic state may appear as a ‘‘double aortic

wall’’ on standard nongated CTA.

8,23,24,80,81

This finding may also

lead to a false-positive diagnosis of a dissection flap

64,67,80

and impair

accurate measurement of the aortic root and ascending aorta.

67,82


Prospective or retrospective synchronization of data acquisition

with the electrocardiographic tracing eliminates these artifacts, thereby

improving the accuracy of diagnosis and reproducibility of aortic size

measurements.

67

Low-dose prospective electrocardiographically



gated CT protocols have the advantage of decreased radiation expo-

sure compared with the standard technique.

83

iii. Thoracoabdominal CT after Aortography A late thoracoabdo-

minal scan (

$50 msec after bolus injection) improves the detection

of visceral malperfusion in the acute setting of aortic dissection,

65

de-


tects slow endograft leaks,

84

distinguishes slow flow from thrombus in



the false lumen,

85

and allows alternative abdominal diagnoses in the



absence of acute aortic pathology.

Figure 17

The methodology of double oblique aortic images. Multiplanar reformatted images (A–F) in different planes obtained from

a computed tomographic aortogram (C) corresponds to the axial source image and shows an elliptical descending aorta. The sagittal

(A) and coronal (B) correlates show the reference planes of (C) as well as the tortuosity of the aortic segment, which results in a dis-

torted shape. The plane is corrected in both the sagittal (D) and coronal (E) images to achieve perpendicularity to the aortic flow, re-

sulting in a corrected true transversal image of the aortic lumen, which is circular in this case.

Figure 18

Image from a 44-year-old man with BAV. Single

end-systolic image from cine steady-state free precession

(SSFP) sequence depicts a bicuspid valve (yellow arrows) with

normal leaflet thickness and unrestricted opening.

Journal of the American Society of Echocardiography

Volume 28 Number 2

Goldstein et al 133


iv. Exposure to Ionizing Radiation Radiation minimization protocols

include limiting scan range, prospectively electrocardiographically

triggered acquisitions,

66

and using low tube voltage (80–100 kV)



for low–body weight patients (<85 kg) without risking loss of diag-

nostic quality.

77

Application of iterative reconstruction algorithms



provide the opportunity for even larger reductions in scan acquisition

parameters. Despite progress in radiation reduction, the use of alter-

native methods such as MRI and echocardiography remains a consid-

eration for serial studies.

1

v. Measurements In contrast with other aortic imaging techniques,

CTA depicts the aortic wall, thereby permitting measurement of

both the inner-inner (luminal) and outer-outer (total) aortic diameters.

Imaging artifacts from the highly contrasted lumen frequently impair

the visualization of a thin and healthy wall in the ascending aorta.

24

Multiplanar reconstruction of the axial source data can create



aortic images in a plane perpendicular to the aortic lumen direction

(double-oblique or true short-axis images of the aorta; see

Figures 16 and 17

). This method corrects shape distortions

introduced by aortic tortuosity.

8,86,87


In cases of noncircular aortic

shape, both major and minor diameters should be measured. The

manual procedure of double-oblique images is time consuming and

may add observer variability.

88

Automated aortic segmentation



software is available at many institutions but, like most automated

software, has limitations and requires manual adjustment.

The measurement technique must be highly reproducible to

correctly assess follow-up studies. Accurate assessment of aortic

morphologic changes can be achieved by side-by-side comparison of

source axial images from two or more serial computed tomographic

aortographic examinations with anatomic landmark synchronization

and a slice thickness

#1 mm. Electrocardiographically gated or triggered

imaging is an additional refinement that further reduces variability, with

a maximum interobserver variability of

61.2 mm in the ascending

aorta.

89

Measures in the axial plane are valid only for aortic segments



with a circular shape and craniocaudal axis, like the midascending and

the descending aorta.

1

Distortion in the axial image introduced by aortic



tortuosity may be minimized by measuring the lesser diameter.

90

Interobserver variability is always higher than intraobserver vari-



ability,

91,92


suggesting that follow-up of aortic disease in a specific patient

should be performed by a single experienced observer.

88,89

In summary, CTA is one of the most used techniques in the assess-



ment of aortic diseases. Advantages of CTA over other imaging

Figure 19

Images from a 54-year-old woman with an elevated sedimentation rate and dilatation of the descending aorta. Wall thick-

ening is well depicted in dark (black) blood images (left, yellow arrow). Short tau inversion recovery (STIR) images (right) demonstrate

bright signal in the aortic wall (yellow arrow), a result consistent with edema. Surgical repair was performed in this patient, and his-

tology was consistent with GCA.

Figure 20

Images from a 60-year-old man with moderately severe aortic insufficiency. Three-chamber (left) and coronal oblique

(right) cine steady-state free precession (SSFP) images depict dark signal (yellow arrows) caused by intravoxel dephasing associated

with the posteriorly directed jet of insufficiency.

134 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015


modalities include the short time required for image acquisition and

processing, the ability to obtain a complete 3D data set of the entire

aorta, and its availability. Moreover, MDCT permits a correct evalua-

tion of the coronary arteries and aortic branch disease. Its main draw-

backs are the radiation exposure and need for contrast administration.

G. MRI


MRI is a versatile tool for assessing the aorta and aorta-related pathol-

ogies. This imaging modality can be used to define the location and

extent of aneurysms, aortic wall ulceration, and dissections and to

demonstrate areas of wall thickening related to aortitis or IMH.

MRI can also be used for preoperative and postoperative evaluation

of the aorta and adjacent structures. Additionally, MRI can provide

functional data, including quantification of forward and reverse aortic

flow, assessment of aortic wall stiffness and compliance, and aortic

leaflet morphology and motion (

Figure 18

). All of this information

is obtainable without the burden of ionizing radiation and, in some in-

stances, without the need for intravenous contrast.

MR images are based on the signal collected from hydrogen

nuclei,

93

which align and process along the axis of the magnetic field



when a patient enters the scanner. This precession can be altered by

applying magnetic field pulses in a controlled fashion to create ‘‘pulse

sequences.’’ After these pulse sequences are applied, the signal from

the hydrogen nuclei is measured and then processed to produce MR

images. The versatility of MRI can be attributed to the multiple types

of pulse sequences that can be used to define structure, characterize

tissue, and quantify function.

1.

Black-Blood



Sequences.

Black-blood

MRI

sequences,



acquired with spin-echo techniques, and often including inversion

recovery pulses, are useful for defining morphology across a spec-

trum of aortic conditions without the need for intravascular contrast

medium.


94-97

With


these

sequences,

the

use


of

multiple


radiofrequency pulses nulls the signal from moving blood, causing

the dark blood appearance; mobile protons in stable or slowly

moving structures (e.g., aortic wall) provide the signal in the

image. Aortic wall morphology can be defined and tissue

characterized with T1- and T2-weighted sequences and their vari-

ants, including T2-weighted dark-blood techniques and T2 turbo

spin-echo

and


short-tau

inversion

recovery

sequences

(

Figure 19



).

98-100


Each of these imaging protocols has relative

strengths and limitations; for example, T2-weighted MRI is sensitive

to areas of increased water content, as is often noted in pathologic

conditions, but is limited by relatively low signal-to-noise ratio.

MRI of the thoracic aorta can be obtained with high spatial resolu-

tion,


with

in-plane


resolution

typically

in

the


range

of

1.5



 1.5 mm and submillimeter acquisition achievable with more

specialized MRI sequences.

101,102

2. Cine MRI Sequences.



Bright-blood imaging with approaches

such as steady-state free precession and gradient-echo techniques is use-

ful for obtaining high–temporal resolution cine images of flow in the

aorta. In these images, the blood pool is bright compared with the adja-

cent aortic wall, which is typically intermediate in signal. Cine imaging can

demonstrate flow within aortic lumens (true or false), and areas of low

signal caused by intravoxel dephasing can be seen with complex flow pat-

terns associated with valvular stenosis or regurgitation (

Figure 20

).

103



3. Flow Mapping.

Velocity-encoded phase-contrast imaging can be

used to quantify aortic flow. The phase-contrast technique is based on

the fact that protons undergo a change in phase that is proportional to

velocity when they pass through a magnetic field gradient consisting

of equal pulses that are of opposite polarity and slightly offset in time.

Blood flow can be quantified by integrating these measured velocities

within the aortic lumen throughout the cardiac cycle with values that

have shown strong agreement with phantom models and other mea-

surement approaches.

104

Phase-contrast imaging of the aorta can be



used to assess forward flow and stenotic and regurgitant valves

105,106


and can aid in assessment of congenital heart disease.

107


Phase-

contrast imaging is typically acquired in a single in-plane or

through-plane direction, with some applications allowing flow encod-

ing in multiple directions.

108,109

4. Contrast-Enhanced MR Angiography (MRA).



Contrast-

enhanced MRA can provide a 3D data set of the aorta and branch

vessels, allowing complex anatomy and postoperative changes to

be

depicted



through

postprocessing

techniques

such


as

maximum-intensity

projection

and


multiplanar

reformatting

(

Figure 21



). In patients with contraindications to contrast or in cases

of difficult intravenous access, a 3D angiogram of the aorta can still

be obtained with unenhanced segmented steady-state free precession

angiography.

110

When precise dimensions of the aortic root and



proximal ascending aorta are needed, electrocardiographically gated

techniques can be used.

101,110

Improved scanning speed allows time-



resolved MRA.

111


Although contrast timing for contrast-enhanced

MRA can be a challenge, particularly in the concurrent assessment

of the aorta and pulmonary arteries or veins, the use of newer

blood-pool contrast agents can circumvent the limitations of tradi-

tional interstitial gadolinium contrast agents and in conjunction with

Figure 21

MIP image obtained from MRA in a 60-year-old man

with a dilated ascending aorta (large yellow arrow). There was

suspicion of coarctation of the descending aorta raised by sur-

face echocardiographic imaging; however, MRA revealed a mild

kink in the isthmus without significant stenosis (large red arrow)

and normal-sized intercostal (small red arrow) and internal mam-

mary (small yellow arrow) arteries, results consistent with pseu-

docoarctation.

Journal of the American Society of Echocardiography

Volume 28 Number 2

Goldstein et al 135


electrocardiographic and respiratory gating has been shown to in-

crease vessel sharpness and reduce artifacts.

112

MRI may also be used as a tool to investigate aortic physiology.



Quantification of stiffness, an important predictor of cardiovascular

outcome, can be obtained with pulsewave measurements from

high–temporal resolution cine imaging.

113


MRI can provide insight

into the elastic properties of the aorta, quantify the resultant blood

flow,

114


and estimate aortic wall shear stress.

115


5. Artifacts.

Similar to echocardiographic imaging, MRI artifacts

occur. Consequently, consistently recognizing artifacts can prevent

misinterpretation. The reader is referred to two excellent reviews

for a detailed discussion of these.

116,117


H. Invasive Aortography

Once considered the reference standard for the diagnosis of acute

aortic diseases, invasive catheter-based aortography has largely

been replaced by less invasive techniques, including CT, MRI,

and TEE.

42,118-124

These noninvasive imaging modalities provide

higher sensitivity and specificity for detecting AAS and enable

the assessment of aortic wall pathologies that are not seen on

lumenograms (as obtained by contrast aortography). In addition,

CT, MRI, and TEE also provide greater sensitivity in detecting

supporting findings such as pericardial or pleural hemorrhage or

effusion. Moreover, aortography is time consuming and incurs a

risk for contrast-induced nephropathy. Thus, invasive aortography

Figure 22

Contrast aortogram (left) before (A) and after (B) endovascular repair showing relief of malperfusion syndrome.

Three-dimensional CTA (right) shows corresponding computed tomographic angiographic reconstructions before (C) and after (D)

repair.


Figure 23

Sensitivity of imaging modalities in evaluating sus-

pected aortic dissection in a meta-analysis of 1,139 patients.

Ó Massachusetts General Hospital Thoracic Aortic Center; re-

produced with permission.

Figure 24

Specificity of imaging modalities in evaluating sus-

pected aortic dissection in a meta-analysis of 1,139 patients.

Ó Massachusetts General Hospital Thoracic Aortic Center; re-

produced with permission.

136 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015


no longer has a role as a primary diagnostic modality for

AAS.


42,120-122,124

Although invasive aortography has been replaced for diagnostic

purposes, it continues to be useful to guide endovascular procedures

and to screen for endoleakage. Intraprocedural contrast aortography

is often essential to identify aortic side branches and provide impor-

tant landmarks during the endovascular procedure.

Figure 22

reveals


the resolution of distal dynamic aortic obstruction after a stent graft

was placed in a type B dissection. IVUS is an alternative imaging tech-

nique during endovascular procedures.

59,60,62,125,126

I. Comparison of Imaging Techniques

With advances in imaging technology, there are now multiple modal-

ities well suited to imaging the thoracic aorta, including CTA, MRA,

echocardiography, and aortography.

1,127

No single modality is



preferred for all patients or all clinical situations. Instead, the choice

of imaging modality should be individualized on the basis of a

patient’s clinical condition, the relevant diagnostic questions to be

answered, and local institutional factors such as expertise and

availability. A few pertinent comments follow.

When assessing broadly for the presence of thoracic aortic aneu-

rysms (TAAs), or to size such aneurysms, CTA or MRA is preferred,

as all segments of the thoracic aorta are well visualized. As well, the


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