La tomografia ottica della coerenza (OCT) ha cambiato radicalmente il paesaggio dell’imaging retinico e della gestione delle malattie. Fornendo dettagli di micron-level dell’architettura retinica, questa tecnica non invasiva permette agli oftalmologi di diagnosticare, monitorare e guidare il trattamento per un ampio spettro di condizioni retinali con precisione senza precedenti.

Cos'è la Tomografia di coerenza ottica?

L'OCT è una modalità di imaging che impiega l'interferometria a bassa coerenza per generare immagini ad alta risoluzione, bidimensionali e tridimensionali dei tessuti biologici. Funziona su un principio analogo a quello dell'ultrasuono, ma utilizza la luce quasi infrarossa invece delle onde sonore. Il ritardo di tempo e l'intensità della luce retroscena da diversi strati di tessuto sonori vengono misurati per costruire immagini dettagliate trasferiche.

Nel contesto dell’oftalmologia, l’OCT fornisce la visualizzazione della struttura a strati della retina, tra cui lo strato della fibra nervosa, il complesso cellulare del ganglio, i segmenti fotorecettori interni ed esterni, l’epitelio del pigmento retinico (RPE), e il coloide. La risoluzione assiale dei moderni sistemi OCT varia da 1 a 10 micrometri, che è sufficiente per risolvere i singoli strati retinici.

Sin dalla sua introduzione all'inizio degli anni '90, la tecnologia OCT si è evoluta attraverso diverse generazioni: OCT a domini temporali (TD-OCT), OCT spettro-dominio (SD-OCT), e OCT a risorse spazzate (SS-OCT), ogni avanzamento ha portato miglioramenti nella velocità di imaging, risoluzione e profondità di penetrazione.

Recenti progressi tecnologici in materia di TIC

Le innovazioni nell'hardware, nel software e nell'elaborazione dei segnali OCT hanno notevolmente ampliato la sua utilità, e qui di seguito sono i più efficaci sviluppi recenti.

OCT Swept-Source (SS-OCT)

SS-OCT utilizza una sorgente di luce laser tunable che scorre rapidamente attraverso una gamma di lunghezze d'onda, tipicamente centrate intorno 1050 nm o 1060 nm. Questa lunghezza d'onda più lunga offre due vantaggi distinti: la luce ridotta che si sparge nel RPE e la penetrazione più profonda nel coloide.

Inoltre, l’elevata velocità dell’SS-OCT facilita l’imaging a campo largo (fino a 12 mm × 12 mm in una singola scansione), fornendo una visione più completa del palo posteriore, particolarmente utile per valutare la patologia retinica periferica in retinopatia diabetica e occlusioni di vena retinica retinica.

OCT ad alta risoluzione (UHR-OCT)

Per l'utilizzo di sorgenti luminose di larghezza di banda larga, UHR-OCT raggiunge risoluzioni assiali sull'ordine di 1-3 micrometri, significativamente più sottili dei 5-10 micrometri del SD-OCT convenzionale. Questo livello di risoluzione consente la visualizzazione di singoli strati fotorecettori, la membrana di limitazione esterna (ELM), la zona di ellissoidi (EZ) e la zona di progressione di interdigitazione sottile.

UHR-OCT è anche prezioso nelle distrofie renali ereditate, dove può rivelare la perdita di strati di fotorecettore prima che i cambiamenti di elettroretinogramma diventino evidenti. Tuttavia, il trade-off per alta risoluzione è spesso più lenta velocità di imaging e una gamma di profondità più limitata, che continua ad essere un'area di ricerca attiva.

Angiografia dei PTOM (OCTA)

OCTA rappresenta uno dei progressi più trasformativi nell'imaging retinale. A differenza della fluoresceina tradizionale o dell'angiografia verde indocinica, OCTA non richiede iniezione di tinte per via endovenosa. Invece, rileva il contrasto di movimento dal flusso di globuli rossi, confrontando le mappe B-scans ripetute nella stessa posizione.

OCTA permette di visualizzare in faccia e trasversalmente i plessi capillari superficiali e profondi nella retina, così come i choriocapillaris. Questo ha rivoluzionato la valutazione della retinopatia diabetica, dove OCTA può identificare i confini capillari non perfusione, microaneurysms, e neovascolarizzazione prima dell'angiografia convenzionale.

I recenti progressi in OCTA includono montaggi a campo largo, metriche quantitative (densità di borsa, dimensione frattale, area zona avascolare fogliare), e algoritmi di riduzione di artefatti, che stanno spingendo OCTA più vicino a sostituire l'angografia tradizionale per molte indicazioni cliniche.

Integrazione artificiale dell'intelligenza e dell'apprendimento delle macchine

La ricchezza dei dati generati dai moderni sistemi OCT e OCTA ha stimolato lo sviluppo di strumenti basati su AI per l'analisi delle immagini, la segmentazione automatizzata e la classificazione delle malattie.

L’AI migliora anche l’interpretazione OCTA rimuovendo artefatti di proiezione e identificando automaticamente le regioni di caduta capillare. Le applicazioni future possono includere la risposta di trattamento previsionale, ad esempio, determinare quali occhi DME richiedono iniezioni anti-VEGF più frequenti basate su biomarcatori OCT linea base.

Impatto sulla gestione delle malattie retina

I progressi tecnologici sopra descritti hanno avuto un profondo impatto su come gli specialisti retinici diagnosticano e gestiscono le malattie attraverso lo spettro.

Degenerazione maculare (AMD)

L'OCT è diventato indispensabile per il trattamento a secco (non essudativo) e umido (esudativo) AMD. L'OCT strutturale consente di rilevare i depositi di drusen, di drusenoide subretinale (sottodroidi reticolari), e l'atrofia geografica (GA).

Retinopatia diabetica (DR) e Edema maculare diabetico (DME)

In DR, l'OCT viene utilizzato per valutare la gravità dell'edema maculare misurando lo spessore del sottocampo centrale e rilevando cisti intraretinali e fluido subretinale.

Occlusione della vena retina (RVO)

OCT e OCTA sono essenziali per la gestione dell'RVO. L'OCT strutturale rileva l'edema maculare e identifica l'ischemia utilizzando la disorganizzazione del segno interno retinico (DRIL). OCTA può localizzare aree di caduta capillare nel plesso capillare profondo che non sono ben visualizzate dall'angiografia fluoresca.

Il glucomalo

Mentre il glaucoma è una neuropatia ottica, l'OCT dello strato di fibra nervosa retinica (RNFL) e lo strato plexiforme interno di cellula del ganglio (GCIPL) è una pietra angolare della sua diagnosi e monitoraggio.

Distrofie retinari inebriati (IRD)

In condizioni come la retinite pigmentosa, la malattia di Stargardt e l'acromatopsia, l'UHR-OCT può valutare l'integrità degli strati di fotorecettore, aiutando a classificare la gravità della malattia e identificare potenziali candidati per la terapia genica. Ad esempio, la ritenzione di una zona ellissoide conservata nel fovea è un fattore prognostico favorevole per il successo della terapia sostitutiva genica.

Le direzioni future nella tecnologia OCT

Il ritmo dell'innovazione nei PTOM non mostra segni di rallentamento, ma è probabile che diverse tendenze emergenti possano modellare il prossimo decennio di imaging retinico.

Ottiche adattive OCT

Combinando ottiche adattative (AO) con correzioni OCT per aberrazioni oculari, consentendo la risoluzione laterale sull'ordine di alcuni micrometri e permettendo la visualizzazione di singole cellule fotorecettori.

OCT ultra-Widefield

I sistemi OCT a campo largo attuali coprono circa 12 mm × 12 mm, ma il prototipo di OCT a campo ultra-wide può essere immagini fino a 23-24 mm, che comprende il polo posteriore e la metà periferia. Ciò è particolarmente utile per valutare la patologia retinica periferica in condizioni come uveite, retinoschisi e retinopatia diabetica.

Integrazione di immagini multimodali

Integrare OCT con altre modalità di imaging, come l'autofluorescenza, la riflettanza quasi infrarossa e la fotografia di fundus, in un unico dispositivo consente una valutazione completa senza cambiare strumenti.

Sistemi di TIC portatili

La miniaturizzazione dei componenti OCT ha portato allo sviluppo di sonde portatili e dispositivi portatili, particolarmente vantaggiose per l'imaging di pazienti pediatrici, adulti immobilizzati o pazienti in cliniche rurali o mobili.

Intelligenza artificiale-supporto di decisione guidato

Oltre all’analisi delle immagini, l’IA potrebbe presto fornire supporto decisionale in tempo reale durante l’acquisizione di OCT. Ad esempio, un algoritmo potrebbe suggerire che la scansione di un paziente rivela segni iniziali di AMD e raccomanda un intervallo di follow-up più breve. Tali sistemi sono già in fase di test in studi clinici per lo screening della retinopatia diabetica e il rilevamento delle attività neovascolari.

Conclusioni

La tomografia della coerenza ottica si è evoluta da uno strumento di ricerca di nicchia in un pilastro della gestione delle malattie renali. I progressi nella tecnologia delle risorse, l'imaging ad altissima risoluzione, l'angiografia OCT e l'intelligenza artificiale stanno espandendo i confini di ciò che può essere visualizzato e quantificati nella retina umana vivente. Queste innovazioni si traducono in diagnosi precedenti, monitoraggio più preciso e terapeutico su misura per i risultati di AMD

Riferimenti esterni:[