Die OCT-Angiographie (Optische Kohärenztomographie-Angiographie; OCTA) ist eine nicht-invasive bildgebende Diagnosetechnik, die Blutgefäße durch Anwendung des Prinzips der OCT (Optischen Kohärenztomographie) sichtbar macht. Die OCT wurde in den 1990er Jahren erfunden und erzeugt hochauflösende Schnittbilder basierend auf der Niedrigkohärenzinterferometrie. Sie ist zu einer der wichtigsten bildgebenden Diagnosemethoden in der Augenheilkunde geworden.
Die herkömmliche OCT hatte einen geringen Kontrast zwischen Kapillaren und Netzhautgewebe, was die Überwachung von Gefäßveränderungen einschränkte. Die Fluoreszein-Fundusangiographie (FA) und die Indocyaningrün-Fundusangiographie (ICGA) erfordern eine intravenöse Kontrastmittelgabe und bergen das Risiko eines anaphylaktischen Schocks. Zudem liefern sie nur zweidimensionale Bilder ohne Informationen über die Tiefe der Läsionen.
Die OCTA überwindet diese Einschränkungen und visualisiert Gefäße in verschiedenen Tiefen dreidimensional ohne Kontrastmittel. Sie ist nützlich bei Erkrankungen mit Netzhautdurchblutungsstörungen (diabetische Retinopathie, Netzhautvenenverschluss usw.), Erkrankungen mit Durchblutungsstörungen des Sehnervs (Glaukom, ischämische Optikusneuropathie usw.) und Erkrankungen, die eine choroidale Neovaskularisation verursachen.
Im Bereich der Neuroophthalmologie ist insbesondere die Beurteilung der radialen peripapillären Kapillaren (radial peripapillary capillaries; RPC) um den Sehnervenkopf wichtig. Eine Abnahme der Gefäßdichte wird in Übereinstimmung mit den Bereichen beobachtet, in denen im Augenhintergrund ein Nervenfaserdefekt (NFLD) sichtbar ist.
OCTA benötigt kein Kontrastmittel, ist nicht-invasiv und ermöglicht eine dreidimensionale und schichtweise Beurteilung des Gefäßnetzwerks. FA/ICGA kann Fluoreszenzlecks und Füllungsdefekte erkennen, birgt jedoch ein Anaphylaxierisiko durch die Kontrastmittelgabe und liefert nur zweidimensionale Bilder. Beide Verfahren sind komplementär, und OCTA kann keine Fluoreszenzlecks beurteilen.
Bei neuroophthalmologischen Erkrankungen sind die wichtigsten vaskulären Veränderungen, die in der OCTA beobachtet werden, die folgenden.
MS und Optikusneuritis
Multiple Sklerose (MS) : Eine Abnahme der RNFL wird unabhängig vom Vorliegen einer Optikusneuritis beobachtet. Der ONH-Flussindex (ONH-FI) ist bei Patienten mit Optikusneuritis in der Vorgeschichte signifikant reduziert. Die Kombination mit strukturellen OCT-Parametern verbessert die Erkennungsgenauigkeit.
Papillitis : Bei entzündlichem Papillenödem wird kein Gefäßverlust beobachtet. Die radiäre Verteilung der peripapillären Kapillaren bleibt erhalten.
Ischämische Optikusneuropathie
Nicht-arteriitische anteriore ischämische Optikusneuropathie (NAION) : Eine Durchblutungsstörung der peripapillären Kapillaren wird sowohl in der akuten als auch in der chronischen Phase bestätigt. Der temporale Sektor weist die höchste Flussdichte auf und ist bei NAION-Augen am stärksten betroffen. Die ONH- und peripapilläre Gefäßdichte in der chronischen Phase steht in direktem Zusammenhang mit RNFL-Schäden und Gesichtsfeldausfällen.
Arteriitische anteriore ischämische Optikusneuropathie (AAION) : Eine Dilatation der oberflächlichen peripapillären Kapillaren und eine fokale Nichtperfusion der oberflächlichen und tiefen Netzhautkapillaren sind charakteristisch.
Erbliche und degenerative Erkrankungen
LHON (Lebersche hereditäre Optikusneuropathie) : Kapillarerweiterung in der Pseudödemphase. Das Verschwinden der Choriokapillaris wird stadienabhängig beschrieben: Abnahme temporal in der frühen subakuten Phase, in der chronischen Phase in allen Sektoren.
Optikusatrophie : Abnahme der peripapillären Mikrogefäße. Aufgrund verminderter Stoffwechselaktivität nimmt der Blutfluss über Autoregulationsmechanismen ab.
Glaukom
POAG (Primäres Offenwinkelglaukom) : Abnahme der Gefäßdichte und des Blutflussindex im Papillen-, Makula- und peripapillären Bereich.
NTG (Normaldruckglaukom) : Abnahme der peripapillären Kapillardichte, ähnlich wie beim POAG, jedoch geringer ausgeprägt. Bei Glaukomverdacht kann eine Abnahme des Blutflussindex vor einer Verschlechterung der Sehschärfe nachgewiesen werden.
OCTA ist nützlich zur Unterscheidung von Papillenödem und Pseudopapillenödem.
Beim Papillenödem verdeckt das Ödem die darunterliegenden Kapillaren, aber die Kapillaren sind oberhalb des Ödems sichtbar, und die peripapilläre Gefäßdichte bleibt im Vergleich zum Kontrollauge erhalten. Beim Pseudopapillenödem (z. B. Drusen der Papille) hingegen zeigt sich eine verminderte Gefäßdichte, was die Grundlage für die Unterscheidung bildet.
Bei Optikusneuritis oder AION mit Papillenschwellung ist der Nachweis akuter Axonschäden aufgrund der durch axonalen Transportstörung verursachten cpRNFL-Verdickung schwierig. Die Analyse der inneren Netzhautschichten der Makula, wie des Ganglienzellkomplexes (GCC), kann eine Ausdünnung früher erkennen als die cpRNFL-Analyse.
Bei Sehnervenerkrankungen, die ein Zentralskotom oder ein zentrozökales Skotom verursachen, zeigt sich ein Ausdünnungsmuster, das eine Schädigung des papillomakulären Bündels (PMB) widerspiegelt. In der OCTA zeigt sich eine verminderte RPC-Dichte im Bereich der PMB-Ausdünnung.
Die OCTA nimmt wiederholt dieselbe Stelle des Augenhintergrunds auf und erfasst nur bewegte Teile (Erythrozyten) als zufällige Signaländerungen. Sie nutzt die Tatsache, dass fließende Erythrozyten zwischen den Scans größere Signalschwankungen verursachen als statisches Gewebe.
Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Nachweismethoden.
Ein repräsentativer Algorithmus ist SSADA (Split-Spektrum-Amplituden-Dekorrelations-Angiographie). Er teilt das OCT-Spektrum in schmalere Bänder und mittelt die Intensitätsdekorrelation jedes Bandes, um das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) erheblich zu verbessern.
OCTA generiert automatisch En-Face-Bilder von vier Schichten.
| Schicht | Name | Hauptbewertungsziel |
|---|---|---|
| Oberflächlich | Oberflächliches Netzhautgefäßnetz (SCP) | Nervenfaserschicht bis Ganglienzellschicht der Netzhaut |
| Tief | Tiefes retinales Gefäßnetz (DCP) | Um die innere Körnerschicht |
| Äußere Netzhaut | Äußere Netzhautschicht | Normalerweise gefäßlos |
| Tief | Choriokapillaris-Platte (CC) | 10–30 μm außerhalb der Bruch-Membran |
Die Segmentierungseinstellungen variieren je nach Gerät. RPC und SCP werden oft zusammen als SCP angezeigt. Einige sind der Meinung, dass SS-OCT der SD-OCT bei der Darstellung der Choriokapillaris-Platte überlegen ist.
Die Vorteile der OCTA sind wie folgt.
Andererseits ist auf folgende Einschränkungen und Artefakte zu achten.
Die drei Hauptartefakte sind: Signalabschwächung durch Katarakt oder Glaskörpertrübung (Verwechslung mit Nichtperfusionsbereichen vermeiden), weiße Linien und Verzerrungen durch Augen- oder Gesichtsbewegungen sowie die Projektion oberflächlicher Signale in tiefere Schichten (Projektionsartefakt). Bei der Befundung ist die Korrespondenz mit dem B-Scan zu überprüfen.
Die Durchführungsschritte der OCTA und die wichtigsten Bewertungspunkte sind im Folgenden aufgeführt.
Die Eigenschaften der einzelnen Untersuchungsmethoden sind unten zusammengefasst.
| Eigenschaft | OCTA | FA | ICGA |
|---|---|---|---|
| Kontrastmittel | Nicht erforderlich | Erforderlich | Erforderlich |
| Tiefeninformation | Dreidimensional (geschichtet) | Zweidimensional | Zweidimensional |
| Fluoreszenzleckage | Nicht nachweisbar | Nachweisbar | Nachweisbar |
| Quantifizierbarkeit | Hoch | Niedrig | Niedrig |
| Wiederholte Durchführung | Einfach | Schwierig | Schwierig |
Die wichtigsten Bewertungsindikatoren bei der Verwendung von OCTA in der Neuroophthalmologie sind unten aufgeführt.
Die OCTA hat eine komplementäre Rolle zur Laser-Speckle-Flowgraphie (LSFG). Während die OCTA die Gefäßstruktur (Dichte und Morphologie) beurteilt, quantifiziert die LSFG die Blutflussgeschwindigkeit. Die kombinierte Anwendung beider Verfahren ermöglicht eine umfassendere Kreislaufbeurteilung 4).
Durch wiederholte Scans derselben Stelle werden dynamische Komponenten (Erythrozyten) von statischen Komponenten (Gewebe) getrennt. Im SSADA-Algorithmus wird das Hintergrundrauschen durch Mikroaugenbewegungen mittels einer Mittelungstechnik (Volumenmittelung) reduziert.
Die Darstellung der Choriokapillaris (CC) erfolgt in einer Tiefe von 10–30 µm außerhalb der Bruch-Membran. Das Erscheinungsbild des En-face-Bildes ist nicht netzartig, sondern körnig. Dies wird auf die Grenzen der lateralen Auflösung, Hintergrundrauschen und die Diskontinuität der Gefäße zurückgeführt.
Die Sehnervenpapille (ONH) wird von den kurzen hinteren Ziliararterien (SPC-Arterien), den Endästen der Augenarterie, mit Blut versorgt. Die SPC-Arterien zweigen von der Augenarterie ab und teilen sich in 10–20 Äste.
Die Blutversorgung der einzelnen Bereiche ist wie folgt.
Der ONH-Blutfluss hängt vom okulären Perfusionsdruck (OPP = mittlerer arterieller Druck − Augeninnendruck) ab. Die Regulation durch Endothelin-1 und Stickstoffmonoxid aus dem Gefäßendothel ist beteiligt, und tierexperimentelle Studien zeigen, dass die Autoregulation im Bereich von OPP ≥ 30 mmHg wirksam ist.
Bei der Optikusatrophie nimmt die Stoffwechselaktivität mit der Abnahme der Anzahl der peripapillären Nervenfasern ab, und es kommt zu einer verminderten Durchblutung über die Autoregulation. Dies wird als Abnahme der Gefäßdichte beobachtet.
Yoshimura et al. (2024) berichteten über einen Fall einer angeborenen nasalen Optikushypoplasie (NOH) bei einer 20-jährigen Frau1). Die quantitative Bewertung der RPC-Dichte mittels OCTA (Nidek RS-3000 Advance 2, 4,5 mm × 4,5 mm) zeigte eine deutliche Reduktion der nasalen RPC-Dichte auf 19 % (superior 51 %, temporal 58 %, inferior 38 %). Dies korrelierte mit den Bereichen der cpRNFL-Ausdünnung und den keilförmigen Gesichtsfelddefekten im Humphrey-Perimeter, was die Nützlichkeit der OCTA zur Aufklärung der klinischen Merkmale und Pathophysiologie der NOH demonstriert.
Erba et al. (2021) berichteten über einen Fall einer akuten VKH bei einem 24-jährigen Mann2). Die OCTA (Topcon DRI OCT Triton Plus) detektierte Flow-Void-Spots in der Choriokapillaris, die mit den hypofluoreszenten Arealen in der ICGA korrelierten. Nach Behandlung mit Prednisolon 60 mg/Tag ausschleichend + Ciclosporin A 100 mg zweimal täglich erholte sich der bestkorrigierte Visus auf 20/20 beidseits, und die Aderhautdicke nahm von initial RE 712 μm, LE 750 μm auf RE 538 μm, LE 548 μm nach 3 Monaten ab. Auch die Flow-Voids nahmen nach Behandlung deutlich ab, was die Nützlichkeit der OCTA für die Überwachung der Krankheitsaktivität zeigt.
Mehta et al. (2022) berichteten über einen Fall einer Granulomatose mit Polyangiitis bei einem 61-jährigen Mann3). Das rechte Auge zeigte einen oberflächlichen Kapillarverlust und das linke Auge eine AION. Die OCTA detektierte nicht-invasiv einen Kapillarausfall im oberflächlichen Kapillarplexus und Flow-Voids in der Choriokapillaris. Nach einer immunsuppressiven Therapie mit Methylprednisolon 500 mg × 3 Tage + Cyclophosphamid 500 mg als Einzeldosis verbesserten sich die OCTA-Befunde nach 1 Monat deutlich. Auch klinisch unsichtbare Aderhautläsionen konnten mittels OCTA nachgewiesen werden.
Tsai et al. (2023) führten bei einem Fall von Melanozytom der Sehnervenpapille einer 50-jährigen Frau eine Kreislaufbeurteilung mittels OCTA und LSFG durch4). Die OCTA detektierte ein tiefes retinales Gefäßnetzwerk im Tumor, und der LSFG-MBR (mittleres Gefäßdichteverhältnis) von Papille und Makula des betroffenen Auges war im Vergleich zum gesunden Auge verringert (Papillen-MBR: betroffenes Auge 23,0±0,8 vs. gesundes Auge 26,5±1,9). Die FA ermöglichte nur eine Beurteilung durch den Blockeffekt des Farbstoffs, aber die OCTA überwand diese Einschränkung. Die Kombination mit LSFG zeigte, dass eine umfassendere Kreislaufbeurteilung möglich ist.
Bei MOG-ON wurde eine Abnahme der peripapillären und parafovealen Gefäßdichte im Vergleich zu gesunden Kontrollen bestätigt. Die Abnahme der Gefäßdichte korreliert mit der Anzahl der ON-Episoden, der pRNFL-Dicke und der Sehschärfe, und die Verringerung der Netzhautgefäße könnte auf einen verringerten Stoffwechselbedarf infolge der Netzhautdegeneration zurückzuführen sein.
Die OCTA nutzt ihre nicht-invasive und wiederholbare Natur und wird in folgenden Bereichen klinisch erwartet.
Die Früherkennung des Glaukoms (Erkennung von Durchblutungsveränderungen vor dem Sehverlust), die Überwachung des Fortschreitens von Sehnervenerkrankungen (quantitative Bewertung der Gefäßdichte im Zeitverlauf) und die nicht-invasive Beurteilung von Netzhaut- und Aderhautläsionen bei systemischen Vaskulitiden sind vielversprechende Bereiche. Auch die Anwendung zur Beurteilung der Wirksamkeit einer immunsuppressiven Therapie anhand von Veränderungen des Flow Void nach der Behandlung schreitet voran.
