State-of-the-art aortic imaging: Part I - fundamentals and perspectives of CT and MRI

Over the last two decades, imaging of the aorta has undergone a clinically relevant change. As part of the change non-invasive imaging techniques have replaced invasive intra-arterial digital subtraction angiography as the former imaging gold standard for aortic diseases. Computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) constitute the backbone of pre- and postoperative aortic imaging because they allow for imaging of the entire aorta and its branches. The first part of this review article describes the imaging principles of CT and MRI with regard to aortic disease, shows how both technologies can be applied in every day clinical practice, offering exciting perspectives. Recent CT scanner generations deliver excellent image quality with a high spatial and temporal resolution. Technical developments have resulted in CT scan performed within a few seconds for the entire aorta. Therefore, CT angiography (CTA) is the imaging technology of choice for evaluating acute aortic syndromes, for diagnosis of most aortic pathologies, preoperative planning and postoperative follow-up after endovascular aortic repair. However, radiation dose and the risk of contrast induced nephropathy are major downsides of CTA. Optimisation of scan protocols and contrast media administration can help to reduce the required radiation dose and contrast media. MR angiography (MRA) is an excellent alternative to CTA for both diagnosis of aortic pathologies and postoperative follow-up. The lack of radiation is particularly beneficial for younger patients. A potential side effect of gadolinium contrast agents is nephrogenic systemic fibrosis (NSF). In patients with high risk of NSF unenhanced MRA can be performed with both ECG- and breath-gating techniques. Additionally, MRI provides the possibility to visualise and measure both dynamic and flow information.

Im Verlauf der letzten beiden Jahrzehnte hat sich die Bildgebung der Aorta gewandelt. Als Teil dieses Wandels haben nicht-invasive Bildgebungsmethoden die invasive intraarterielle digitale Subtraktionsangiographie als ehemaligen Bildgebungsgoldstandard für Aortenerkrankungen ersetzt. Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) bilden das Rückgrat der prä- und postoperativen Bildgebung der Aorta, weil sie die Bildgebung der gesamten Aorta und ihrer Äste ermöglichen. Der erste Teil dieses Reviewartikels beschreibt die Prinzipien der CT und MRT im Hinblick auf Aortenerkrankungen, wie beide Technologien im klinischen Alltag angewandt werden können, sowie spannende Perspektiven. Die neuesten Generationen der CT Scanner liefern exzellente Bildqualität mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Technische Fortschritte ermöglichen CT-Untersuchungen der gesamten Aorta in wenigen Sekunden. Daher ist die CT Angiographie (CTA) die Bildgebungsmethode der Wahl zur Evaluierung des akuten Aortensyndroms, zur Diagnose der meisten Aortenerkrankungen, zur präoperativen Planung und zur postoperativen Verlaufskontrolle nach endovaskulärer Aortenrekonstruktion. Größte Nachteile der CTA sind die Strahlenbelastung und das Risiko der Kontrastmittel-induzierten Nephropathie. Eine Optimierung des Untersuchungsprotokolls und der Kontrastmittelgabe können die Strahlendosis und die notwendige Kontrastmittelmenge verringern. Die MR Angiographie (MRA) ist eine exzellente Alternative zur CTA, sowohl zur Diagnose von Aortenerkrankungen als auch zur postoperativen Verlaufskontrolle. Der mögliche Verzicht auf ionisierende Strahlenbelastung ist insbesondere für jüngere Patienten von Vorteil. Eine mögliche Nebenwirkung der Gadolinium-haltigen Kontrastmittel ist die nephrogene systemische Fibrose (NSF). Bei Patienten mit hohem Risiko für NSF kann eine nicht Kontrastmittel-verstärkte MRA sowohl mit EKG- als auch mit Atem-Triggerung durchgeführt werden. Darüber hinaus ermöglicht die MRT die Visualisierung und Quantifizierung sowohl der Bewegung als auch des Blutflusses.