Die optische Kohärenztomographie-Angiographie (Optical Coherence Tomography Angiography; OCTA) ist eine nicht-invasive Fundus-Gefäßbildgebungstechnik, die einem OCT-Gerät mit Nahinfrarotlicht eine Blutflusserkennungsfunktion hinzufügt. Erstmals 2014 klinisch eingesetzt, verbreitete sie sich schnell als Gefäßvisualisierungstechnik ohne Kontrastmittel.
Die OCTA visualisiert nicht-invasiv die Gefäßstruktur aus dem Netzhaut-Aderhaut-Blutfluss und trägt zur Diagnose und Therapieentscheidung bei Erkrankungen wie altersbedingter Makuladegeneration und diabetischer Retinopathie bei.
Das Grundprinzip der OCTA ist der Bewegungskontrast (Split-Flow: OCTA-Signal). Durch wiederholtes Scannen derselben Stelle und Trennen der zeitlich variierenden Signalkomponenten (d.h. Bewegung der Blutzellen) vom stationären Gewebesignal werden Blutflussinformationen extrahiert. Konkret wird dieselbe Stelle in kurzer Zeit wiederholt OCT-gescannt, und die Amplituden- und Phasenänderungen (Dekorrelation) zwischen den A-Scans werden berechnet. Stationäres Gewebe zeigt keine Änderung, während Stellen mit Blutfluss Änderungen zeigen. Aus diesem Unterschied wird die Gefäßstruktur visualisiert.
Je nach verwendeter Lichtquelle gibt es zwei Arten von OCT: SD-OCT (Spektraldomäne) und SS-OCT (gewellte Quelle). SS-OCT hat eine längere Wellenlänge und eignet sich daher besser zur Darstellung der tiefen Aderhautschichten.
Bei der FA wird ein Kontrastmittel intravenös injiziert und das Fluoreszenzmuster einschließlich Leckagen zweidimensional aufgezeichnet. Die OCTA benötigt kein Kontrastmittel und stellt nur den Blutfluss dreidimensional dar, was eine schichtweise Analyse und Quantifizierung ermöglicht. Sie kann jedoch keine Leckagen, Anfärbungen oder Pooling beurteilen und wird daher ergänzend zur FA eingesetzt. Sie ist besonders nützlich bei Patienten mit Kontrastmittelallergie oder Nierenfunktionsstörung. Einzelheiten finden Sie im Abschnitt „Hauptmerkmale und Vergleich mit FA“.
Nicht-invasiv und schnell
Kein Kontrastmittel erforderlich : Kein Risiko von Kontrastmittelnebenwirkungen wie Anaphylaxie.
Kurze Untersuchungszeit : Eine Aufnahme dauert einige Sekunden bis einige zehn Sekunden.
Wiederholbar : Häufige Aufnahmen zur Verlaufskontrolle können ohne Belastung für den Patienten durchgeführt werden.
Dreidimensional und quantitativ
Schichtanalyse: Die Netzhaut wird in 4 Schichten unterteilt, und die Gefäßnetze jeder Schicht können einzeln dargestellt werden.
Quantitative Bewertung: Die Gefäßdichte (VD) und die kapillare Perfusionsdichte (MPD) können numerisch erfasst werden.
Gleichzeitige Beurteilung von Morphologie und Blutfluss: OCT-Strukturbilder und Gefäßbilder können überlagert und gemeinsam betrachtet werden.
Vorteile gegenüber der FA
Darstellung von Flow-Voids: Nicht perfundierte Bereiche und Kapillarverlust können detailliert visualisiert werden.
Trennung der Kapillargeflechte: Die oberflächlichen und tiefen Kapillargeflechte können getrennt beurteilt werden.
Überlegenheit bei der Darstellung von NPA: Nicht perfundierte Areale (NPA) werden im Vergleich zur FA mit schärferen Grenzen dargestellt.
Einschränkungen gegenüber der FA
Keine Darstellung von Leckagen: Erhöhte Gefäßpermeabilität und Leckagen aus Neovaskularisationen können nicht nachgewiesen werden.
Enges Sichtfeld: Die Standardgröße beträgt etwa 3×3 bis 12×12 mm und ist damit der Weitwinkel-FA unterlegen.
Geräteabhängigkeit quantitativer Werte: Werte wie die Gefäßdichte sind zwischen verschiedenen Geräten nicht direkt vergleichbar.
Die wichtigsten Unterschiede zwischen FA und OCTA sind unten aufgeführt.
| Eigenschaft | FA | OCTA |
|---|---|---|
| Kontrastmittel | Erforderlich | Nicht erforderlich |
| Leckagebeurteilung | Möglich | Nicht möglich |
| Schichtanalyse | Nicht möglich | Möglich |
| Bildwinkel | Weitwinkel möglich | Üblich 3-12 mm |
| Quantitative Bewertung | Schwierig | Möglich über VD, MPD usw. |
| Risiko von Nebenwirkungen | Ja (Allergien usw.) | Nein |
Für eine korrekte OCTA sind eine angemessene Vorbereitung und ein geeigneter Aufnahmeablauf erforderlich.
Bei der OCTA werden die Grenzen der einzelnen Schichten (Segmentierung) automatisch auf Basis der OCT-Schnittbilder festgelegt, aber bei kranken Augen versagt die automatische Segmentierung häufig. Überprüfen Sie nach der Aufnahme immer die Segmentierungslinien und korrigieren Sie Abweichungen manuell.
In der OCTA werden die Netzhautgefäßplexus in den folgenden vier Schichten dargestellt.
| Schichtname | Abkürzung | Hauptlokalisation |
|---|---|---|
| Oberflächlicher Kapillarplexus | SCP | Nervenfaserschicht bis Ganglienzellschicht |
| Tiefes Kapillargeflecht | DCP | Innere Körnerschicht innen bis außen |
| Äußere Netzhaut | — | Gefäßlose Schicht (normalerweise kein Blutfluss) |
| Choriokapillargeflecht | CC | Direkt unter der Bruch-Membran |
Einige Geräte verwenden eine Klassifikation, die auch das Kapillargeflecht der Nervenfaserschicht (RPCP) einschließt.
Die OCTA weist spezifische Artefakte auf, die die klinische Beurteilung beeinflussen können, daher ist ihr Verständnis unerlässlich. Manche Bewertungen sind denen der Kontrastangiographie gleichwertig, andere sind schwieriger und erfordern bei der Interpretation besondere Aufmerksamkeit.
| Artefakt | Ursache | Auswirkung |
|---|---|---|
| Signalabfall | Medientrübung, Pigment | Pseudo-Flow-Void |
| Projektion | Schatten oberflächlicher Gefäße | Falscher Blutfluss in tiefen Schichten |
| Segmentierungsfehler | Pathologische Formveränderungen | Signalmischung zwischen Schichten |
| Augenbewegungen | Schlechte Fixation | Lineare weiße Bänder / Doppelkonturen |
Vor der Aufnahme sind Pupillenerweiterung, Fixationskontrolle und Medienbeurteilung sowie die Überprüfung des Bildqualitätsscores grundlegend. Die Segmentierung ist nach der Aufnahme visuell zu überprüfen. Bei Geräten mit Projektionsentfernungsfunktion diese aktivieren. Bilder mit Bewegungsartefakten, Gefäßsegmentierungsfehlern oder Medientrübungen sind von der Auswertung auszuschließen.
OCTA wird für die Diagnose und das Management verschiedener Netzhaut- und Sehnervenerkrankungen eingesetzt.
OCTA kann kapilläre Anomalien der DR detailliert darstellen. Es ermöglicht die Erkennung von FAZ-Vergrößerung und -Unregelmäßigkeit, Kapillarverlust (Flow-Voids) und Neovaskularisation. Nicht-perfundierte Areale (NPA) werden schärfer abgegrenzt als in der FA. Da NV und IRMA auf En-face-Bildern ähnlich aussehen können, muss das Vorhandensein von Blutflusssignalen im OCT-B-Scan überprüft werden. Die AAO-Leitlinie zur diabetischen Retinopathie (2024) stuft OCTA als ergänzende Untersuchung zur FA ein, insbesondere zur Beurteilung des makulären Kapillarnetzwerks4).
Die Gefäßdichte (VD) korreliert mit dem Stadium der DR und wird als objektiver Indikator für retinale Ischämie erforscht. Srinivasan et al. (2023) berichteten in einer Längsschnittstudie an DR-Patienten, dass eine niedrige SCP-VD zu Studienbeginn mit einem höheren Risiko für das Fortschreiten des DR-Schweregrads innerhalb eines Jahres verbunden war 2). Die mediane SCP-VD in der Progressionsgruppe betrug 12,90 %, in der Nichtprogressionsgruppe 14,90 % mit signifikantem Unterschied (p = 0,032), und die Hazard Ratio betrug 0,825 (AUC = 0,643).
Der Nachweis einer choroidalen Neovaskularisation (MNV) ist eine der Hauptindikationen für die OCTA. Für die OCTA-Beurteilung der Makula sind feine Gesichtsfelder von 3×3 mm oder 6×6 mm wünschenswert. Die AAO AMD-Leitlinie (2024) berichtet eine Sensitivität von 0,87 und eine Spezifität von 0,97 für den OCTA-Nachweis einer makulären Neovaskularisation, mit einer der Fluoreszenzangiographie (FA) vergleichbaren diagnostischen Genauigkeit 5).
Darüber hinaus kann die OCTA asymptomatische subklinische makuläre Neovaskularisationen (Typ-1-MNV / subdrusale MNV) nachweisen, die mit der FA nicht erkennbar sind, was im Hinblick auf eine frühzeitige Intervention von Interesse ist 5).
Beim RVO werden Kapillarverlust und Flussleere an der Verschlussstelle in der OCTA deutlich dargestellt. Eine Beurteilung der Gefäßstruktur nach Netzhautschichten ist möglich, und auch Mikroaneurysmen (MA) in den oberflächlichen oder tiefen Kapillarschichten können bestätigt werden. Die AAO RVO-Leitlinie (2024) gibt an, dass die OCTA zur Beurteilung des ischämischen Bereichs des makulären Kapillarnetzes nützlich ist 6).
Beim RAO werden bereits in der akuten Phase Flussleere in den oberflächlichen Kapillaren entsprechend dem Versorgungsgebiet der verschlossenen Arterie beobachtet. Die AAO RAO-Leitlinie (2024) gibt an, dass die frühe Flussbeurteilung mittels OCTA für das Management nützlich ist 7).
Das Glaukom ist eine Hauptursache für irreversible Erblindung. Die OCTA kann eine verminderte Gefäßdichte in glaukomatösen Augen nachweisen und wird für die Diagnose und Verlaufsbeurteilung erwartet. Die Leitlinie zur Glaukombehandlung (5. Auflage) besagt, dass die OCTA die Beurteilung des Blutflusses in den oberflächlichen und tiefen Netzhautschichten ermöglicht, und es ist bekannt, dass der oberflächliche Netzhautblutfluss umso stärker abnimmt, je fortgeschrittener das Glaukom ist8).
Bei Glaukomaugen nimmt die Gefäßdichte (VD) im peripapillären und makulären Bereich ab und korreliert mit dem Schweregrad der Erkrankung. Die VD-Abnahme ist in der oberflächlichen Schicht ausgeprägter. Sie ist weniger anfällig für den Bodeneffekt der strukturellen OCT und kann bei der Beurteilung der Progression in fortgeschrittenen Glaukomaugen vorteilhaft sein8). Mit fortschreitender Exkavation verschwinden die intrapapillären Kapillaren, und die radialen peripapillären Kapillaren fallen in Übereinstimmung mit Defekten der retinalen Nervenfaserschicht aus.
Der mikrovaskuläre Ausfall (MvD) ist das Verschwinden der chorioidalen Kapillaren im Bereich der peripapillären Atrophie. Er tritt häufig im inferotemporalen Bereich der Beta-Zone auf. MvD ist mit einer Ausdünnung der RNFL, Defekten der Lamina cribrosa und Gesichtsfeldausfällen verbunden und ein prädiktiver Indikator für eine schnellere Progression der RNFL-Ausdünnung und der Gesichtsfeldausfälle.
Eine niedrige peripapilläre und makuläre VD zu Studienbeginn ist mit einer schnelleren RNFL-Progression bei frühem bis mittlerem Glaukom verbunden. Dieser Zusammenhang ist unabhängig von der RNFL-Dicke zu Studienbeginn, was darauf hindeutet, dass die OCTA einen zusätzlichen Beitrag zur Risikobewertung der Progression leisten kann.
Mehrere Studien berichteten über einen signifikanten Anstieg der mikrovaskulären VD nach Glaukomoperationen, was darauf hindeutet, dass die durch die Operation verursachte Senkung des Augeninnendrucks den okulären Blutfluss erhöht.
Mechanische Theorie
Augeninnendruckerhöhung und Verformung der Lamina cribrosa: Ein relativer Anstieg des Augeninnendrucks verformt und verdünnt die Lamina cribrosa, unterbricht den axonalen Transport der retinalen Ganglienzellen (RGC) und führt zur Apoptose.
Grundlage der drucksenkenden Behandlung: Viele groß angelegte Studien betrachten den Augeninnendruck als den größten Risikofaktor für die Entstehung und Progression des Glaukoms.
Grenzen: Dies kann das Normaldruckglaukom oder Fälle, die trotz Augeninnendrucksenkung fortschreiten, nicht ausreichend erklären.
Vaskuläre Theorie
Verminderter Augenblutfluss und Ischämie : Ein Abfall des okulären Perfusionsdrucks oder ein Verlust der vaskulären Autoregulation setzt den Sehnerv Ischämie und oxidativem Stress aus.
Beteiligung der Arteriosklerose : Arteriosklerose könnte eine hohe Pulsatilität erzeugen und die Mikrogefäße des Auges schädigen9).
Bedeutung der OCTA : Die OCTA, die die Gefäßdichte quantifizieren kann, ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Validierung der vaskulären Theorie.
In den letzten Jahren werden die „mechanische Theorie“ und die „vaskuläre Theorie“ nicht mehr als unabhängig voneinander betrachtet; ein integrierter Ansatz der Biomechanik des Sehnervenkopfes ist vorherrschend geworden. Druckabhängige und druckunabhängige Faktoren (Durchblutungsstörungen, Autoimmunität, oxidativer Stress usw.) interagieren komplex und bilden die glaukomatöse Optikusneuropathie10).
Bei Glaukomaugen können eine Verdünnung der Nervenfaserschicht und eine Abnahme der peripapillären Gefäßdichte vor Gesichtsfeldausfällen auftreten, und die Forschung zur Früherkennung mittels OCTA schreitet voran. Die diagnostische Leistung der OCTA ist im Allgemeinen mit der der OCT (RNFL-Dicke, GCC-Dicke) vergleichbar, aber einige Studien berichten, dass die RNFL-Dicke mittels OCT beim frühen Glaukom empfindlicher ist. Beim fortgeschrittenen Glaukom könnte die OCTA, die weniger anfällig für einen Bodeneffekt ist, vorteilhaft sein8). Derzeit spielen die strukturelle OCT-Bildgebung und die Gesichtsfelduntersuchung die Hauptrolle bei Diagnose und Management, während die OCTA eine ergänzende Rolle spielt.
Die OCTA basiert auf SD-OCT oder SS-OCT. An derselben Netzhautposition werden wiederholt B-Scans aufgenommen, und die Dekorrelation (Signaländerung) zwischen aufeinanderfolgenden Bildern wird erfasst. Rote Blutkörperchen, die in den Gefäßen fließen, verändern das reflektierte Signal, während umliegendes statisches Gewebe unverändert bleibt. Dieser Unterschied wird als Blutflusskarte visualisiert.
Wichtige Algorithmen
SSADA : Spektrum-Split-Amplituden-Dekorrelationsmethode. Integriert in AngioVue® (Optovue®).
OMAG : OCT-basierte Mikrogefäßbildgebung. Integriert in Angioplex® (Zeiss®).
OCTARA : OCTA-Verhältnisanalyse. Integriert in das SS-OCTA Triton® (TopCon®).
Andere : Intensitäts- und Phasendekorrelations-Kombinationsmethode von AngioScan® (NIDEK®) usw.
Hinweise zur Geräteauswahl
Inkompatibilität zwischen Geräten : Aufgrund unterschiedlicher Algorithmen und Standard-Slabtiefen ist ein direkter Vergleich zwischen Geräten beim selben Patienten nicht möglich.
SS-OCTA : TopCon®, Canon® und Zeiss® bieten wellenlängenscannende OCTA an, die Geschwindigkeit und Auflösung bei der Beurteilung der Aderhautschicht verbessern.
Bildqualitätskriterien : Bilder mit niedriger Qualität und einem Signalstärkeindex (SSI) unter 40 (bei Zeiss unter 6) ausschließen.
| Begriff | Definition |
|---|---|
| Gefäßdichte (VD) | Prozentsatz der von Blutgefäßen eingenommenen Fläche (%) |
| Peripapilläre VD | VD in einem ringförmigen Bereich von 750 µm außerhalb der Papillengrenze |
| Parafoveale VD | VD zwischen 1 und 3 mm Durchmesser um die Fovea |
| Flovoid | Kapillarverlust/Nichtperfusionsbereich |
| FAZ | Foveale avaskuläre Zone (foveal avascular zone) |
Es wird daran geforscht, quantitative OCTA-Indikatoren als Biomarker zur Vorhersage des Fortschreitens der diabetischen Retinopathie (DR) zu nutzen. Srinivasan et al. (2023) zeigten longitudinal, dass die basale SCP-VD (Gefäßdichte) signifikant mit dem Risiko einer DR-Progression assoziiert war 2). Die VD betrug 12,90 % (Progressionsgruppe) vs. 14,90 % (Nicht-Progressionsgruppe) mit p=0,032, Hazard Ratio 0,825 und AUC=0,643.
Die Entwicklung und Verbreitung von Ultraweitwinkel-OCTA (>12×12 mm) wird voraussichtlich die Erkennungsempfindlichkeit für periphere Netzhautgefäßläsionen und Neovaskularisationen bei präproliferativer Retinopathie verbessern 3).
Klinische Studien laufen, um zu untersuchen, ob eine Anti-VEGF-Behandlung von subklinischen makulären Neovaskularisationen, die mittels OCTA entdeckt wurden, den Übergang zur exsudativen AMD verhindern kann 5).
Beros et al. (2024) zeigten in einer großen Kohorte, dass die arterielle Pulswellengeschwindigkeit (aPWV) mit einem erhöhten Risiko für primäres Offenwinkelglaukom assoziiert war 9). Eine erhöhte Arteriosklerose könnte über okuläre Mikrogefäßstörungen zur Glaukomentstehung beitragen, und die Bewertung der Gefäßdichte mittels OCTA könnte in Zukunft eine Rolle als Biomarker spielen 10).
Die automatische Analyse von OCTA-Bildern durch KI, die Standardisierung quantitativer Werte zwischen Geräten und die Entwicklung von Progressionsvorhersagemodellen sind die wichtigsten Forschungsthemen. Wenn die Standardisierung quantitativer Werte erreicht wird, werden multizentrische Längsschnittvergleichsstudien möglich.
Die Hauptrichtungen sind: Weitwinkel, höhere Geschwindigkeit, KI-gestützte automatische Analyse und Standardisierung quantitativer Biomarker. Die Etablierung von Standardisierungskriterien zur Beseitigung von Unterschieden in den quantitativen Werten zwischen Geräten ist ebenfalls ein wichtiges Forschungsthema. Die Anwendung der konjunktivalen OCTA zur Überwachung systemischer Erkrankungen wird ebenfalls erwartet 3).
