L’OCT-angiographie (optical coherence tomography angiography ; OCTA) est une technique d’imagerie diagnostique non invasive qui visualise les vaisseaux sanguins en appliquant le principe de l’OCT (tomographie par cohérence optique). L’OCT a été inventée dans les années 1990 et génère des coupes tomographiques à haute résolution basées sur l’interférométrie à faible cohérence. Elle est devenue l’une des méthodes d’imagerie diagnostique les plus importantes en ophtalmologie.
L’OCT conventionnelle présentait un faible contraste entre les capillaires et le tissu rétinien, limitant le suivi des modifications vasculaires. L’angiographie à la fluorescéine (FA) et l’angiographie au vert d’indocyanine (ICGA) nécessitent une injection intraveineuse de produit de contraste, comportant un risque de choc anaphylactique. De plus, elles ne fournissent que des images bidimensionnelles sans information sur la profondeur des lésions.
L’OCTA surmonte ces limites et visualise en trois dimensions les vaisseaux à différentes profondeurs sans utiliser de produit de contraste. Elle est utile pour les maladies entraînant des anomalies de la circulation rétinienne (rétinopathie diabétique, occlusion veineuse rétinienne, etc.), celles affectant la circulation du nerf optique (glaucome, neuropathie optique ischémique, etc.) et les maladies provoquant une néovascularisation choroïdienne.
Dans le domaine de la neuro-ophtalmologie, l’évaluation des capillaires péripapillaires radiaires (radial peripapillary capillaries ; RPC) autour de la tête du nerf optique est particulièrement importante. Une diminution de la densité vasculaire est observée en correspondance avec les zones de défaut de la couche des fibres nerveuses (NFLD) visibles au fond d’œil.
QQuelle est la principale différence entre l'OCTA et l'angiographie par fluorescence conventionnelle (FA/ICGA) ?
A
L’OCTA ne nécessite pas de produit de contraste, est non invasive et permet une évaluation tridimensionnelle et stratifiée du réseau vasculaire. La FA/ICGA peut détecter les fuites de fluorescence et les défauts de remplissage, mais comporte un risque d’anaphylaxie lié à l’administration du produit de contraste, et les images obtenues sont uniquement bidimensionnelles. Les deux techniques sont complémentaires, et l’OCTA ne permet pas d’évaluer les fuites de fluorescence.
2. Résultats de l’OCTA et indications cliniques en neuro-ophtalmologie
Ruihan Hu, Qiuyan Wu, Zuohuizi Yi et al. Multimodal imaging of optic nerve head abnormalities in high myopia. Frontiers in Neurology. 2024 Apr 23; 15:1366593. Figure 3. PMCID: PMC11075756. License: CC BY.
Image en face OCTA et SS-OCT montrant des PHOMS. La zone de flux est visible sur l’OCT-Angiography.
Dans les maladies neuro-ophtalmologiques, les principales modifications vasculaires observées en OCTA sont les suivantes.
Diminution de la densité vasculaire (capillary dropout) : observée dans l’atrophie optique, le glaucome, après une névrite optique, etc. Elle est distribuée en correspondance avec la zone NFLD.
Dilatation et tortuosité vasculaires : observées dans la phase aiguë de l’œdème papillaire et dans certaines névrites optiques.
Flow void (absence de signal) : zones de disparition du flux sanguin détectées au niveau de la choriocapillaire (CC). Utile pour l’évaluation des lésions choroïdiennes dans les maladies inflammatoires systémiques comme la maladie de Vogt-Koyanagi-Harada (VKH) et la granulomatose avec polyangéite.
Enchevêtrement vasculaire (tangled ball of vessels) : motif caractéristique formé par la dilatation et la tortuosité des capillaires à la surface de la papille optique dans l’œdème papillaire.
Principales maladies indiquées et signes OCTA caractéristiques
Sclérose en plaques (SEP) : La diminution de l’épaisseur de la couche des fibres nerveuses rétiniennes (RNFL) est observée indépendamment de la présence d’une névrite optique. L’indice de flux sanguin de la tête du nerf optique (ONH-FI) est significativement réduit chez les patients ayant des antécédents de névrite optique. La combinaison avec les paramètres OCT structurels améliore la précision de détection.
Papillite optique : En cas d’œdème papillaire inflammatoire, aucune perte vasculaire n’est observée. La distribution radiaire des capillaires péripapillaires est maintenue.
Neuropathie optique ischémique
Neuropathie optique ischémique antérieure non artéritique (NAION) : Une altération du flux sanguin des capillaires péripapillaires est confirmée à la fois en phase aiguë et chronique. Le secteur temporal a la densité de flux la plus élevée et est le plus touché dans les yeux atteints de NAION. La densité vasculaire de la tête du nerf optique et de la région péripapillaire en phase chronique est directement liée aux lésions de la RNFL et aux déficits du champ visuel.
Neuropathie optique ischémique antérieure artéritique (AAION) : La dilatation des capillaires péripapillaires superficiels et la non-perfusion focale des capillaires rétiniens superficiels et profonds sont caractéristiques.
Maladies héréditaires et dégénératives
LHON (neuropathie optique héréditaire de Leber) : dilatation capillaire en phase pseudo-œdémateuse. La disparition de la choriocapillaire par stade est décrite : diminution du côté temporal en phase subaiguë précoce, puis dans tous les secteurs en phase chronique.
Atrophie optique : diminution des microvaisseaux péripapillaires. Le flux sanguin diminue via des mécanismes d’autorégulation en raison d’une activité métabolique réduite.
Glaucome
Glaucome primitif à angle ouvert (GPAO) : diminution de la densité vasculaire et de l’indice de flux sanguin dans la papille, la macula et la région péripapillaire.
Glaucome à pression normale (GPN) : diminution de la densité capillaire péripapillaire, similaire mais moins marquée que dans le GPAO. Chez les suspects de glaucome, une diminution de l’indice de flux sanguin peut être détectée avant la baisse de l’acuité visuelle.
Distinction entre œdème papillaire et pseudo-œdème papillaire
L’OCTA est utile pour distinguer l’œdème papillaire du pseudo-œdème papillaire.
Œdème papillaire : Les capillaires à la surface de la papille optique sont dilatés et tortueux, formant un « tangled ball of vessels ». La densité vasculaire des capillaires péripapillaires reste similaire à celle de l’œil controlatéral. Il n’y a pas de perte vasculaire.
Pseudo-œdème papillaire : La densité vasculaire des capillaires péripapillaires est réduite.
QPourquoi l'OCTA peut-elle distinguer l'œdème papillaire du pseudo-œdème papillaire ?
A
Dans l’œdème papillaire, l’œdème masque les capillaires sous-jacents mais les capillaires sont visibles au-dessus de l’œdème, et la densité vasculaire péripapillaire reste similaire à celle de l’œil controlatéral. En revanche, dans le pseudo-œdème papillaire (comme les drusen de la papille optique), une diminution de la densité vasculaire est observée, ce qui constitue la base de la distinction.
Dans la névrite optique ou la NOIA avec œdème papillaire, la détection des lésions axonales aiguës est difficile en raison de l’épaississement du cpRNFL dû à un trouble du transport axonal. L’analyse des couches rétiniennes internes maculaires, comme le complexe des cellules ganglionnaires (GCC), peut détecter un amincissement plus précocement que l’analyse du cpRNFL.
Dans les maladies du nerf optique provoquant un scotome central ou un scotome centro-cæcal, on observe un motif d’amincissement reflétant une atteinte du faisceau papillo-maculaire (PMB). En OCTA, une diminution de la densité des RPC est observée dans la zone d’amincissement du PMB.
3. Principes, caractéristiques techniques et limites de l’OCTA
L’OCTA acquiert des images répétées au même endroit du fond d’œil et ne détecte que les parties en mouvement (globules rouges) comme des changements de signal aléatoires. Il exploite le fait que les globules rouges en flux produisent des variations de signal plus importantes entre les scans que les tissus statiques.
Il existe principalement deux types de méthodes de détection.
Méthode de décorrélation d’amplitude : détecte la différence d’amplitude entre deux scans B.
Méthode de variance de phase : détecte le changement de phase de l’onde lumineuse.
Un algorithme représentatif est le SSADA (angiographie par décorrélation d’amplitude spectrale divisée). Il divise le spectre OCT en bandes plus étroites et moyenne la décorrélation d’intensité de chaque bande pour améliorer considérablement le rapport signal sur bruit (S/B).
L’OCTA génère automatiquement des images en face de quatre couches.
Couche
Nom
Principale cible d’évaluation
Superficielle
Réseau vasculaire rétinien superficiel (SCP)
Couche des fibres nerveuses rétiniennes à la couche des cellules ganglionnaires
Profond
Réseau vasculaire rétinien profond (DCP)
Autour de la couche nucléaire interne
Rétine externe
Couche rétinienne externe
Généralement avasculaire
Profond
Couche choriocapillaire (CC)
10 à 30 μm en dehors de la membrane de Bruch
Les réglages de segmentation diffèrent selon les appareils. Le RPC et le SCP sont souvent affichés ensemble sous le nom de SCP. Certains estiment que l’OCT-SS est supérieur à l’OCT-SD pour visualiser la couche choriocapillaire.
Aucun agent de contraste nécessaire : pas de risque d’anaphylaxie, examens répétables.
Temps d’acquisition court : faible charge pour le patient.
Évaluation tridimensionnelle : observation stratifiée et stéréoscopique du réseau vasculaire.
Analyse quantitative : paramètres quantitatifs tels que la densité vasculaire et l’indice de flux sanguin.
En revanche, il faut être attentif aux limites et artefacts suivants.
Qualité d’image réduite : en cas de cataracte ou d’opacité du vitré, le réseau capillaire est difficile à visualiser. Attention à ne pas le confondre avec une zone non perfusée.
Artéfacts de mouvement oculaire/facial : des lignes blanches ou des distorsions apparaissent en raison des mouvements pendant l’acquisition.
Artéfacts de projection : le signal des couches superficielles est projeté sur les couches profondes.
Non-détection de fuite de fluorescence : impossible de distinguer la fuite de fluorescence, donc ne peut pas remplacer complètement l’angiographie.
Limitation de la zone de balayage : de 3 mm × 3 mm à 12 mm × 12 mm, mais la zone et la qualité d’image sont inversement proportionnelles.
QQuels sont les artefacts à surveiller lors d'un examen OCTA ?
A
Les trois principaux artefacts sont : la diminution de l’intensité du signal due à la cataracte ou à l’opacité du vitré (attention à ne pas confondre avec les zones de non-perfusion), les lignes blanches et les distorsions causées par les mouvements oculaires ou faciaux, et la projection du signal des couches superficielles vers les couches profondes (artefact de projection). Lors de l’interprétation, il est important de vérifier la correspondance avec le B-scan.
Les étapes de réalisation de l’OCTA et les points clés de l’évaluation sont présentés ci-dessous.
Réglage de la zone de balayage : Ajuster en fonction de l’objectif de l’évaluation. Pour une évaluation fine du niveau capillaire, un angle de vue étroit comme 3×3 mm est souhaitable. Si une évaluation grand angle est nécessaire, choisir 12×12 mm.
Vérification de la segmentation automatique : Les images en face des 4 couches (SCP, DCP, rétine externe, CC) sont générées automatiquement, mais comme les réglages diffèrent selon l’appareil, vérifier toujours la correspondance avec la coupe B.
Évaluation des paramètres quantitatifs : Mesurer la densité vasculaire péripapillaire, la densité RPC, l’indice de flux sanguin de la tête du nerf optique (ONH-FI), etc.
Les principaux indicateurs d’évaluation lors de l’utilisation de l’OCTA en neuro-ophtalmologie sont présentés ci-dessous.
Densité vasculaire péripapillaire (peripapillary vessel density) : Des corrélations avec la sévérité de la neuropathie optique ischémique antérieure non artéritique et du glaucome, ainsi qu’avec les déficits du champ visuel, ont été rapportées.
Densité des RPC (densité capillaire radiaire péripapillaire) : peut être évaluée par secteur, permettant de confirmer la correspondance avec la zone lésionnelle1).
Indice de flux sanguin de la tête du nerf optique (ONH-FI) : Indice quantifiant le flux sanguin global de la tête du nerf optique. Une diminution a été rapportée dans la sclérose en plaques et le glaucome.
Flow void (absence de signal) de la choriocapillaire : quantification des zones de non-perfusion de la choroïde, utilisée pour évaluer les lésions choroïdiennes dans les uvéites et les vascularites systémiques2).
L’OCTA a un rôle complémentaire avec la laser speckle flowgraphy (LSFG). Alors que l’OCTA évalue la structure vasculaire (densité et morphologie), la LSFG quantifie la vitesse du flux sanguin. Leur utilisation conjointe permet une évaluation circulatoire plus complète 4).
6. Détails du principe de l’OCTA et vascularisation du nerf optique
Les balayages répétés d’une même zone permettent de séparer les composants dynamiques (globules rouges) des composants statiques (tissus). Dans l’algorithme SSADA, le bruit de fond dû aux micromouvements oculaires est réduit par une technique de moyennage (moyennage volumique).
La visualisation de la choriocapillaire (CC) se fait à une profondeur de 10 à 30 µm en dehors de la membrane de Bruch. L’aspect de l’image en face n’est pas une structure en mailles mais granuleux. Cela est dû aux limites de la résolution latérale, au bruit de fond et à la discontinuité des vaisseaux.
La tête du nerf optique (ONH) est irriguée par les artères ciliaires courtes postérieures (artères SPC), branches terminales de l’artère ophtalmique. Les artères SPC se divisent en 10 à 20 branches après avoir émergé de l’artère ophtalmique.
La vascularisation de chaque région est la suivante.
Partie prélaminar : elle est irriguée par un mélange d’artères SPC et de capillaires provenant de la circulation rétinienne.
Lame criblée : irriguée par l’artère SPC (directement ou via le cercle artériel de Zinn-Haller).
Partie rétrolaminaire (retrolaminar) : irriguée par les vaisseaux de la pie-mère.
Le flux sanguin de la tête du nerf optique dépend de la pression de perfusion oculaire (PPO = pression artérielle moyenne − pression intraoculaire). La régulation par l’endothéline-1 et le monoxyde d’azote provenant de l’endothélium vasculaire est impliquée, et des études animales montrent que l’autorégulation est efficace pour une PPO ≥ 30 mmHg.
Dans l’atrophie optique, la diminution du nombre de fibres nerveuses péripapillaires entraîne une baisse de l’activité métabolique et une réduction du flux sanguin via l’autorégulation. Cela est observé comme une diminution de la densité vasculaire.
7. Recherches récentes et perspectives futures (rapports en phase de recherche)
Yoshimura et al. (2024) ont rapporté un cas de hypoplasie congénitale du nerf optique nasal (NOH) chez une femme de 20 ans1). L’évaluation quantitative de la densité RPC par OCTA (Nidek RS-3000 Advance 2, 4,5 mm × 4,5 mm) a montré une diminution marquée de la densité RPC nasale à 19 % (supérieure 51 %, temporale 58 %, inférieure 38 %). Cela correspondait aux zones d’amincissement du cpRNFL et aux déficits en coin du champ visuel de Humphrey, démontrant l’utilité de l’OCTA pour élucider les caractéristiques cliniques et la pathophysiologie de la NOH.
Erba et al. (2021) ont rapporté un cas de VKH aigu chez un homme de 24 ans2). L’OCTA (Topcon DRI OCT Triton Plus) a détecté des spots de flux vide dans la choriocapillaire, corrélés aux zones d’hypofluorescence à l’ICGA. Après traitement par prednisolone 60 mg/jour en diminution progressive + cyclosporine A 100 mg deux fois par jour, la meilleure acuité visuelle corrigée est revenue à 20/20 dans les deux yeux, et l’épaisseur choroïdienne a diminué de 712 μm à l’OD et 750 μm à l’OG à l’inclusion à 538 μm à l’OD et 548 μm à l’OG à 3 mois. Les spots de flux vide ont également diminué après traitement, montrant l’utilité de l’OCTA pour surveiller l’activité de la maladie.
Mehta et al. (2022) ont rapporté un cas de granulomatose avec polyangéite chez un homme de 61 ans3). L’œil droit présentait une perte capillaire superficielle et l’œil gauche une AION. L’OCTA a détecté de manière non invasive un dropout capillaire dans le plexus capillaire superficiel et des spots de flux vide dans la choriocapillaire. Après un traitement immunosuppresseur par méthylprednisolone 500 mg × 3 jours + cyclophosphamide 500 mg en dose unique, les résultats OCTA se sont nettement améliorés à 1 mois. L’OCTA a permis de détecter des lésions choroïdiennes cliniquement invisibles.
Tsai et al. (2023) ont évalué la circulation dans un cas de mélanocytome de la tête du nerf optique chez une femme de 50 ans en utilisant l’OCTA et le LSFG4). L’OCTA a détecté un réseau vasculaire rétinien profond dans la tumeur, et le MBR LSFG (rapport de densité vasculaire moyenne) de la papille et de la macula de l’œil atteint était réduit par rapport à l’œil sain (MBR papillaire : œil atteint 23,0±0,8 vs œil sain 26,5±1,9). L’angiographie à la fluorescéine ne permettait d’évaluer que par effet de blocage du colorant, mais l’OCTA a surmonté cette limitation. La combinaison avec le LSFG a montré qu’elle permet une évaluation circulatoire plus complète.
Névrite optique associée aux anticorps anti-MOG (MOG-ON)
Dans la MOG-ON, une diminution de la densité vasculaire péripapillaire et parafovéolaire a été confirmée par rapport au groupe témoin sain. La diminution de la densité vasculaire est corrélée au nombre d’épisodes de névrite optique, à l’épaisseur de la couche des fibres nerveuses rétiniennes périfovéolaires et à l’acuité visuelle, et la réduction des vaisseaux rétiniens pourrait être due à une diminution de la demande métabolique associée à la dégénérescence rétinienne.
L’OCTA, grâce à sa nature non invasive et reproductible, devrait trouver des applications cliniques dans les domaines suivants.
Détection précoce du glaucome : possibilité de détecter les modifications du flux sanguin avant même la baisse de l’acuité visuelle.
Suivi de la progression des maladies du nerf optique : les changements temporels de la densité vasculaire peuvent être suivis quantitativement.
Évaluation de l’efficacité thérapeutique : peut être utilisée pour évaluer objectivement la réponse au traitement, comme l’amélioration du flow void après un traitement immunosuppresseur.
Maladies neurodégénératives (maladie d’Alzheimer, etc.) : L’application à l’évaluation de la structure nerveuse rétinienne et des microvaisseaux est étudiée.
QPour quelles maladies l'OCTA est-elle attendue en application clinique à l'avenir ?
A
La détection précoce du glaucome (détection des modifications du flux sanguin avant la baisse de la vision), le suivi de la progression des maladies du nerf optique (évaluation quantitative de la densité vasculaire dans le temps) et l’évaluation non invasive des lésions rétiniennes et choroïdiennes dans les vascularites systémiques sont des domaines prometteurs. L’application à l’évaluation de l’efficacité des traitements immunosuppresseurs en utilisant les modifications du flow void après traitement est également en cours de développement.
Yoshimura M, Hashimoto Y, Hatanaka A, Yoshitomi T. Findings of optical coherence tomography angiography of nasal optic disc hypoplasia. Am J Ophthalmol Case Rep. 2024;36:102198.
Erba S, Govetto A, Scialdone A, Casalino G. Role of optical coherence tomography angiography in Vogt-Koyanagi-Harada disease. GMS Ophthalmol Cases. 2021;11:Doc06.
Mehta S, Chitnis N, Medhekar A. Utility of Optical Coherence Tomography Angiography (OCTA) in Granulomatosis With Polyangiitis. Cureus. 2022;14(2):e22612.
Tsai TY, Tsai YJ, Chu YC, Hwang YS, Liao YL. Ocular circulation change in optic disc melanocytoma — a case report and a review of the literature. BMC Ophthalmol. 2023;23:33.
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