Angiografia OCT

Zdolność okulistów do widzenia naczyń krwionośnych dna oka zawsze była postrzegana jako wielka zaleta. Przez ponad sto lat używaliśmy różnych maszyn do określania przepływu krwi i wizualizacji naczyń krwionośnych. Różniły się one stopniem precyzji, inwazyjności i bezpieczeństwa. Wprowadzenie optycznej tomografii koherentnej (OCT) jest postrzegane jako jeden z najbardziej fundamentalnych kamieni milowych w historii okulistyki. Umożliwiło to tworzenie obrazów 3D struktur oka m.in. komórek zwojowych (GCL), plamki, tarczy nerwu wzrokowego lub rogówki oraz do pomiaru grubości warstwy siatkówki, grubości plamki i tarczy nerwu wzrokowego. Rozdzielczość submilimetrowa jest podobna do uzyskiwanej w przekrojach histologicznych, a penetracja tylnego odcinka wynosi >2 mm. OCT wykorzystuje źródło światła i interferometr interferencyjny oraz algorytmy do tworzenia obrazów w oparciu o amplitudę i opóźnienie odbitego światła.

Od 2006 roku do urządzeń OCT dodano nowe oprogramowanie, które może nieinwazyjnie wizualizować przepływ krwi, nazywa się ono angiografią OCT (OCTA). Wprowadzenie tej technologii na szeroki rynek zajęło 10 lat. OCTA jest najczęściej stosowana w celu wykazania chorób siatkówki i naczyniówki, takich jak neowaskularyzacja naczyniówki, malformacje plamki żółtej w teleangiektazjach, zanik naczyń włosowatych w retinopatii cukrzycowej, utrata perfuzji w niedrożności naczyń 5, zmiany przepływu wokół tarczy wzrokowej w jaskrze. OCTA ma wysoką powtarzalność i powtarzalność. Wykazano również, że zmiany włośniczkowe w OCTA korelują z perymetrią. Krążenie siatkówkowe jest podobne do krążenia mózgowego, jednak brakuje mu kontroli autonomicznej. Bariera krew-siatkówka z obecnością ścisłych połączeń komórek śródbłonka przypomina barierę krew-mózg.

Obecnie rozumiemy, że dopływ krwi do siatkówki składa się z czterech splotów naczyniowych. Tętnica środkowa siatkówki dostarcza powierzchowny splot włośniczkowy (SCP), który następnie łączy się i tworzy pośredni (ICP) i głęboki splot włośniczkowy (DCP). SCP znajduje się w RNFL, warstwie komórek zwojowych i wewnętrznej warstwie splotowatej. DCP znajduje się poniżej, a ICP powyżej wewnętrznej warstwy jądrzastej. Naczynia krwionośne nie są obecne w fotoreceptorach i zewnętrznych warstwach splotowatych. Czwarty splot siatkówkowy nazywany jest promieniowym splotem okołobrodawkowym (RPC) i przebiega równolegle do aksonów warstwy włókien nerwowych.

 

RPC przeciwstawia się głębszym splotom naczyniowym, które mają konfigurację zrazikową. Ponieważ OUN i tętniczki siatkówki mają tę samą embriologię i histologię, pomiar struktury i przepływu w naczyniach siatkówki daje obietnicę obiektywnej ilościowej i nieinwazyjnej techniki, która teoretycznie odpowiada architekturze naczyń mózgowych. Obecnie OCTA, ponieważ jest rejestrowana wspólnie z OCT B, jest postrzegana jako zdolna do zastąpienia angiografii fluoresceinowej (FA) w większości przypadków neowaskularyzacji siatkówki i naczyniówki. Główną przewagą nad FA jest to, że w technologii opartej na barwnikach jesteśmy w stanie wizualizować tylko SCP ze względu na blokadę fluoresceiny z głębszych warstw siatkówki, podczas gdy OCTA pozwala nam zobaczyć naczynia siatkówki w wymaganej warstwie. Aby to zrozumieć, wyobraźmy sobie różnicę między teleskopem znajdującym się na Ziemi, który daje astronomowi jedynie ograniczony wgląd w przestrzeń ze względu na blokowanie światła UV pochodzącego z ziemskiej atmosfery, a teleskopem w przestrzeni kosmicznej z niezablokowanym wglądem w inne galaktyki w całym świetle widmo.

Nawet wczesne badania z wykorzystaniem fotografii dna oka wykazały związek między unaczynieniem siatkówki a ryzykiem udaru mózgu lub zdolnościami poznawczymi. Do analizy unaczynienia mózgu gryzoni wykorzystano OCTA. Obecnie wielu producentów sprzedaje urządzenia OCT z funkcjonalnością OCTA, ponadto w badaniach wykorzystuje się wiele prototypów o znacznie większej szybkości i penetracji.

 

Jak to działa?

Obecnie istnieją dwie różne technologie wykorzystywane przez urządzenia OCTA, spektralna domena SD-OCT i Swept source SS-OCT. Ta ostatnia technologia jest szybsza, a ponieważ wykorzystuje dłuższe fale, zapewnia większą penetrację. Niektóre badania wykazały, że SS-OCTA ma wyższą czułość niż SD-OCT.

 

OCTA działa poprzez zbieranie wielu skanów przekrojowych (skanów B) tej samej lokalizacji, a następnie wykrywa różnice w kontraście ruchu, amplitudzie, intensywności lub fazie, stosowane metody zależą od konkretnego urządzenia. Obiekty nieruchome nie powodują zmiany sygnału w przeciwieństwie do ruchu. Ponieważ siatkówka i naczyniówka są tkankami nieruchomymi, uważa się, że różnice w wartościach pochodzą od jedynej poruszającej się w nich cząstki, którą jest krew.

 

Erytrocyty dzięki swojej dwuwklęsłej budowie mogą odbijać światło. Takie skanowanie jest następnie wykonywane w różnych osiach, aby zapewnić stworzenie trójwymiarowego obrazu. Opracowano kilka algorytmów wykorzystujących różne składowe sygnału OCT w celu określenia układu naczyniowego. Metody te opierają się na zmienności amplitudy lub fazy do tworzenia obrazów.  Zeiss Angioplex wykrzystuje metodę OMAG, który jest złożonym algorytmem opartym na sygnale, wykorzystuje informacje o natężeniu i fazie do generowania obrazów o wysokiej rozdzielczości mikrounaczynienia siatkówki i naczyniówki. Co pozwala zwiększyć dokładność danych liczbowych będących częścią wyników badania. Dodatkowo wykorzystanie przez aparat eyetrackingu dodatkowo zwiększa jakość obrazu.  Celem kursu jest zapoznanie uczestników z najnowszymi doniesieniami dotyczącymi niniejszej technologii.

 

Co można zmierzyć w OCTA?

Podstawową funkcją tej technologii jest wizualizacja architektury naczyń krwionośnych bez konieczności wstrzykiwania barwnika. Ważne jest, aby wiedzieć, że obraz, który jest tworzony w przeciwieństwie do FA, jest tylko wynikiem matematycznych obliczeń komputera.