Guidelines and standards

number of patients, the dissection may be limited to this area, making

detection more difficult. In addition, the cerebral vessels (especially

the brachiocephalic and left common carotid arteries) can be difficult

to image by TEE. Moreover, the celiac trunk and superior mesenteric

artery cannot be consistently imaged by TEE, and CT is considered

the gold standard for detecting complications below the diaphragm.

Last, TEE depends largely on operator skill for image acquisition

and interpretation. Reverberation artifacts, especially in the ascending

aorta, can mimic a dissection flap and result in a false-positive diag-

nosis.

156-159

Knowledge of mediastinal and para-aortic tissues (e.g.,

the hemiazygos sheath, the thoracic venous anatomy and common

anatomic variants) is essential.

3. CT.

Data from the IRAD published in 2000 showed that among

464 patients with acute aortic dissections (62% with type A), nearly

two-thirds underwent CTA as the initial diagnostic imaging. The

computed tomographic data in this study were acquired on older gen-

eration scanners, which may explain the fact that most patients under-

went several imaging tests (average, 1.8 tests).

129

A more recent IRAD publication, now including 894 patients,

showed that the ‘‘quickest diagnostic times’’ were achieved when

the initial test was CT, whereas the initial use of MRI or catheter-

based aortography resulted in significantly longer diagnostic

times.

160

Today, newer generation modern multidetector computed tomo-

graphic scanners are ubiquitous even in remote-area hospitals

throughout the United States and Europe and are usually staffed

and readily available 24 hours a day. In 2007, according to 2011

health data from the Organisation for Economic Co-operation and

Development, there existed 34.3 computed tomographic scanners

per million population in the United States, and 185 computed tomo-

graphic examinations were performed per 1,000 patients in US

hospitals.

Computed tomographic angiographic protocols are robust and

relatively operator independent. Computed tomographic angio-

graphic protocols that are designed to exclude dissections typically

begin with low-dose noncontrast CT to exclude the possibility of

IMH, followed by contrast-enhanced computed tomographic angiog-

raphy. The coverage includes the entire thorax, abdomen, and pelvis

to allow delineation of the extent of a flap and its extension into

branch vessels and to evaluate for end-organ ischemia (e.g., bowel

or kidneys), and possible extravasation.

1

Examples of computed

tomographic angiography are illustrated in

Figures 33 and 34

.

Diagnostic accuracy is extremely high for the exclusion of aortic

dissection (98%–100%).

122,161,162

However, false positives for the

detection of type A dissection near the aortic arch may infrequently

occur with older generation computed tomographic scanners,

which may lead to unnecessary operations.

163-166

Single-slice spiral

computed tomographic scanners and early-generation multidetector

computed tomographic scanners frequently demonstrate pulsation

artifact in the ascending aorta, which occasionally may mimic type

A dissection (pseudoflaps).

80,164,165

However, aortic pulsation

artifact and pseudoflaps can be completely eliminated with the use

Table 8

Mechanisms of AR in type A aortic dissection

1. Dilatation of the aortic root leading to incomplete aortic leaflet

coaptation

2. Cusp prolapse (asymmetric dissection depressing cusp[s] below

annulus)

3. Disruption of aortic annular support resulting in flail leaflet

4. Invagination/prolapse of dissection flap through the aortic valve

in diastole

5. Preexisting aortic valve disease (e.g., bicuspid valve)

Journal of the American Society of Echocardiography

Volume 28 Number 2

Goldstein et al 141

of

electrocardiographically

gated

computed

tomographic

angiographic acquisitions.

167,168

Therefore, it is advisable to use

electrocardiographic

gating

or

triggering

if

ascending

aortic

pathology is suspected.

80,167,169,170

False-positive results on CT lead-

ing to unnecessary surgery for aortic dissection have not been

reported to date with the use of newer generation electrocardio-

graphically gated multidetector computed tomographic angiographic

scans.

Surgery or transcatheter intervention in type B dissection may be

indicated if there is occlusion of major aortic branches leading to

end-organ ischemia or expansion of the aortic diameter or interval

extension of the dissection flap.

171

MDCTallows imaging of the entire

aorta and iliac system within seconds and allows delineating the

intimal flap extension into aortic arch vessels and the abdominal aorta

and its branches as well as the iliac system, which may determine the

feasibility of stent-graft repair.

170,172

Entry and reentry sites, aortic

diameters, and the relationships between true and false lumen can

be defined using multiplanar multidetector computed tomographic

reformations. MDCT also allows the determination of end-organ

perfusion, such as asymmetric or absent enhancement of kidneys in

case of renal artery occlusion.

72,167

Given the multiplanar reformation capabilities that, unlike MRI,

can be applied post hoc, and 3D imaging capabilities, CT has

extremely high retest reliability for measurement of aortic diameters

on follow-up scans. The multiplanar reconstruction capabilities facili-

tate endovascular treatment planning and may allow the determina-

tion

of

proximal

fenestrations

that

may

be

amenable

to

endovascular repair.

173

Because determination of these features is

important, reporting of the extension of dissection and aneurysms

into branch vessels and secondary end-organ hypoperfusion are

considered ‘‘essential elements’’ of aortic imaging reports.

1

Gated

MDCT may determine proximal extent of the flap into coronary

artery ostia, or the aortic valve, as well as presence of pericardial effu-

sion or hemopericardium.

168

Gated MDCT may simultaneously exclude the presence of

obstructive coronary artery disease in acute dissections,

174

as

well as coronary artery dissection and aortic valve tears.

167,170,175

In addition, combination of a gated or triggered thoracic

computed tomographic angiographic acquisition with a nongated

abdominal and pelvic acquisition is feasible at low radiation

doses.

172,176-178

Further dose reduction using axial prospective electrocardio-

graphic triggering (compared with spiral retrospective gating)

computed tomographic angiography at a tube potential of 100 kV

allows the further reduction of radiation doses without impairment

of image quality of the aorta or coronary arteries.

179

The ‘‘triple rule-out’’ protocol for assessing acute chest pain in the

emergency room is rarely needed and is neither technically suitable

nor medically necessary on a routine basis. Optimal protocols for cor-

onary CT angiography, for pulmonary embolism, and for aortic

dissection differ, and ‘‘triple rule-out’’ CT is not optimal for all three.

Given the increased radiation and contrast exposure and the lack of

accurate diagnostic data for aortic dissection, there are no grounds

to recommend triple rule-out CT for this condition. If there is a

reasonable clinical suspicion for aortic dissection, then the highest

quality study for this specific indication should be performed.

180,181

In summary, CT angiography is readily available throughout the

United States and Europe; is most often the first imaging test when

acute aortic dissection is suspected; has extremely high diagnostic

accuracy; allows the evaluation of the entire aorta and its branches,

the coronary arteries, the aortic valve, and the pericardium; and re-

sults in the shortest time to diagnosis compared with other imaging

modalities,

therefore

allowing

rapid

initiation

of

therapy.

Disadvantages of CT include the need for iodinated contrast material

and ionizing radiation, although substantial dose reductions have

recently been achieved with newer hardware technology and imaging

protocols, and this issue may be of less concern in the setting of AAS.

Figure 31

Mechanisms of AR in the setting of aortic dissection. (A) Transesophageal echocardiogram demonstrating absence of

coaptation of aortic leaflets due to dilatation of the aortic root (the most common mechanism of aortic insufficiency associated

with type A dissection). Arrow designates the dissection flap. (B) Transesophageal echocardiogram of the aortic root illustrating pro-

lapse of the aortic valve (small arrow) due to extension of the dissection to the annulus causing AR (not shown). FL, False lumen; LA,

left atrium; TL, true lumen. (C) Transesophageal echocardiogram of the aortic root and ascending aorta (Ao) illustrating a dissection

flap (arrow) prolapsing through the aortic valve into the left ventricular outflow tract (LVOT), resulting in AR in this patient.

Figure 32

Longitudinal view of a transesophageal echocardio-

gram with color Doppler illustrates multiple reentry sites (arrows)

demonstrating flow from true lumen (TL) to false lumen (FL).

Reentry sites are the major reason the false lumen remains pat-

ent over time.

142 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015

4. MRI of Aortic Dissection.

Early identification of aortic dissec-

tion and precise characterization of anatomic details are critical for

clinical and surgical management of this condition.

182

Imaging of sus-

pected dissection should address not only the presence of a dissection

flap and its extent but also the entry and reentry points, presence and

severity of aortic insufficiency, and flow into arch and visceral branch

vessels. MRI, which can address all of these issues noninvasively,

provides high spatial and contrast resolution and functional assess-

ment with an imaging time of 20 to 30 min. Specifically, MRI has

very high sensitivity (97%–100%) and specificity (94%–100%) for

diagnosing dissection.

161,183,184

MRI also provides imaging without

the burden of ionizing radiation, an important consideration for

patients who undergo serial assessments of a known aortic dissection.

MRI does have potential limitations in this patient population.

Although the scan times for MRI are relatively short, they are signifi-

cantly longer than the scan times for CT angiography. Additionally,

physiologic waveforms are challenging to obtain within the MRI scan-

ner environment.

185,186

Although cardiac rhythm, blood pressure,

and oximetry can be monitored with MRI-appropriate equipment,

caring for patients within an MRI scanning area can be difficult in

Figure 33

Axial source images from the computed tomographic aortogram (left) and the late-phase computed tomographic study

(right) performed in a patient with AAS. The additional late acquisition rules out false lumen thrombosis, showing late enhancement

and retention of contrast-enhanced blood in the false lumen.

Figure 34

Evolutive changes in a type B chronic aortic dissection. The comparison is performed by synchronizing thin (0.75-mm) axial

images of the baseline and follow-up computed tomographic aortograms. The images show an expansion of the false lumen (asterisk)

with compression of the true lumen, with an overall mild external expansion of the dissected descending thoracic aorta. Note the

similarity of mediastinal and posterior thoracic wall anatomic markers.

Journal of the American Society of Echocardiography

Volume 28 Number 2

Goldstein et al 143

emergent or unstable clinical scenarios that may be associated with

aortic dissection.

A combination of dark-blood and bright-blood images in axial and

oblique planes oriented to the aorta allows the detection and charac-

terization of intimal flaps. True and false lumens can be differentiated

by patterns of flow and by anatomic features (

Figures 35 and 36

).

185

The false lumen can often be identified on spin-echo images by a

higher intraluminal signal intensity attributable to slower flow and

may be characterized by web-like remnants of dissected media.

187

Cine bright-blood imaging can also be used to directly visualize

flow patterns within true and false lumens. Associated anatomic find-

ings outside of the aorta on MRI may also be of interest, such as high

signal intensity within pericardial effusion on dark-blood imaging,

indicating the possibility of the ascending aorta rupturing into the peri-

cardial space.

188

Phase-contrast imaging can provide flow quantifica-

tion of aortic insufficiency associated with dissection and can also

allow definition of entry and reentry sites and differentiation of

slow flow and thrombus in the false lumen. Newer 3D phase-

contrast approaches have shown promise in further defining the

flow characteristics and associated parameters of aortic dissection,

such as wall stress.

189

Contrast-enhanced 3D MRA provides 3D data, results that allow

postprocessing and detailed assessment of aortic and large-branch

vessel anatomy in cases of dissection.

190

The dynamics of aortic

flow can also be evaluated with time-resolved MRA.

191

Imaging

with blood-pool contrast agents allows steady-state phase scanning,

which can improve spatial resolution and better demonstrate the

amount of thrombus within the false lumen.

192

5. Imaging Algorithm.

Aortic dissection is a life-threatening condi-

tion that is associated with high early mortality and therefore requires

prompt and accurate diagnosis. Numerous publications have sought

to establish the relative merits of CT, TEE, and MRI as first-line imag-

ing modalities. In truth, each diagnostic method has its strengths and

weakness, as previously discussed. The optimal choice of imaging mo-

dality at a given institution should depend not only on the proven

accuracy (all three are highly accurate) but also on the availability of

the techniques and on the experience and confidence of the physi-

cian performing and interpreting the technique. CT has become the

most commonly used first-time imaging modality partly because it

is more readily available on a 24-hour basis.

129

TEE may be the

preferred imaging modality in the emergency room, if an experienced

cardiologist is available, because it provides immediate and sufficient

information to determine if emergency surgery will be required.

Although CT may be less accurate for determining the degree and

mechanism of AR, this can be evaluated by TTE and/or intraoperative

TEE. The relative advantages and disadvantages of the various imag-

ing modalities are summarized in

Table 9

.

There are situations in which a single imaging test is insufficient to

confidently confirm or exclude the diagnosis of aortic dissection. A

strong clinical suspicion accompanied by a negative initial imaging

test should dictate a second test, as should a situation in which the first

test is nondiagnostic. This may be due to technical limitations or inter-

pretative difficulties (e.g., distinguishing an artifact from a true flap).

Because of the importance of establishing a correct diagnosis in this

potentially life-threatening condition, obtaining a second or even a

third imaging modality should be considered.

In summary, CT is an excellent imaging modality for diagnosing

aortic dissection and is most often the initial modality when aortic

dissection is suspected because of its accuracy, widespread availabil-

ity, and because it provides rapid evaluation of the entire aorta and

its branches. TTE may be useful as the initial imaging modality in

the emergency room, especially when the aortic root is involved.

Contrast may improve its accuracy. TTE may also complement CT

by adding information about the presence, severity, and mecha-

nism(s) of AR, pericardial effusion, and left ventricular function.

TEE may be a second-line diagnostic procedure when information

from CT is limited (sometimes not certain if the ascending aorta is

involved). TEE can define entry tear location and size, mechanism(s)

and severity of AR, and involvement of coronary arteries. TEE should

be performed immediately before surgery in the operating room and

should be used to monitor the operative results. All of these modal-

ities may be helpful for identifying associated lesions at the aortic

valve level (e.g., bicuspid aortic valve [BAV]) that may require a spe-

cific surgical strategy.

6. Use of TEE to Guide Surgery for Type A Aortic

Dissection.

TEE should be performed in the operating room in

all patients during repair of type A aortic dissection. Even if the diag-

nosis has been ‘‘established’’ with a preoperative imaging modality,

confirmation by intraoperative TEE before initiating cardiopulmonary

bypass will minimize the possibility of a false-positive diagnosis. Once

the diagnosis of aortic dissection has been confirmed, the primary

purpose of the intraoperative TEE is to detail the anatomy of the

dissection and to better define its physiologic consequences. The

origin and proximal extent of the dissection flap and the dimensions

of the aorta at the annulus, sinuses of Valsalva, and STJ are important

Figure 35

MR image extracted from a dynamic cine steady-

state free precession (SSFP) sequence in a patient with type B

aortic dissection arising just after the origin of the left subclavian

artery. The arrow shows the entry tear. FL, false lumen; TL, true

lumen.

144 Goldstein et al

Journal of the American Society of Echocardiography

February 2015

for determining whether to replace the ascending aorta alone or to

also replace the root.

Up to 50% of type A aortic dissections are complicated by moder-

ate or severe AR, and there are several mechanisms by which this may

occur.

193

Most commonly, aortic dilatation, be it acute or chronic,

leads to aortic leaflet tethering that, in turn, results in incomplete aortic

valve closure and secondary AR.

194

When the dissection flap extends

proximally into the sinuses of Valsalva (i.e., below the level of the STJ),

it can effectively detach one or more of the aortic valve commissures

from the outer aortic wall; the aortic valve leaflets are then no longer

suspended from the STJ and therefore prolapse in diastole, causing

significant AR. Less commonly, the dissection process is extensive

and results in a long, complex dissection flap, a piece of which may

itself prolapse through the aortic valve into the left ventricular outflow

tract in diastole, preventing normal leaflet coaptation and causing

AR.

195

Remarkably, in some patients, the dissection causes prolapse

of the aortic leaflets, which would otherwise produce severe AR,

yet a lengthy piece of the dissection flap falls back against the aortic

valve in early diastole and essentially smothers the orifice and pre-

vents regurgitation. In such cases, Doppler may reveal only mild AR

Figure 36

Images from a 55-year-old woman with chronic type B aortic dissection. The true lumen (yellow arrow) is characterized by

lack of signal in the dark blood image (left), bright signal in the single-shot steady-state free precession (SSFP) image (middle), and

bright signal (caused by contrast filling) in the MR angiographic image (right). False lumen (red arrow) is notable for intermediate signal

on dark blood and single-shot SSFP sequences, and lack of signal is noted in the thrombosed false lumen on MRA.

Table 9

Recommendation for choice of imaging modality for aortic dissection

Modality

Recommendation

Advantages

Disadvantages

CT

First-line

 Initial test in >70% of patients

*

 Widely available, quickest diagnostic times

 Very high diagnostic accuracy

 Relatively operator independent

 Allows evaluation of entire aorta, including arch

vessels, mesenteric vessels and renal arteries

 Ionizing radiation exposure

 Requires iodinated contrast material

 Pulsation artifact in ascending aorta (can be

improved with ECG gating)

TEE

First- and

second-line

 Very high diagnostic accuracy in thoracic aorta

 Widely available, portable, convenient, fast

 Excellent for pericardial effusion, and presence,

degree and mechanism(s) of AR and LV function

 Can detect involvement of coronary arteries

 Safely performed on critically ill patients, even

those on ventilators

 Optimal procedure for guidance in OR

 Operator dependent (depends on skill of operator)

 ‘‘Blind spot’’ upper ascending aorta, proximal arch

 Not reliable for cerebral vessels, celiac trunk, SMA,

etc.

 Reverberation artifacts can potentially mimic

dissection flap (can be differentiated from flaps in

vast majority)

 Semi-invasive

TTE

Second-line

 Often initial imaging modality in ER

 Provides assessment of LV contractility, pericar-

dial effusion, RV size and function, PA pressure