L’OCT-angiografia (optical coherence tomography angiography; OCTA) è una tecnica di imaging diagnostico non invasiva che visualizza i vasi sanguigni applicando il principio dell’OCT (tomografia a coerenza ottica). L’OCT è stata inventata negli anni ‘90 e genera immagini tomografiche ad alta risoluzione basate sull’interferometria a bassa coerenza. È diventata uno dei metodi di imaging diagnostico più importanti in oftalmologia.
L’OCT tradizionale presentava un basso contrasto tra capillari e tessuto retinico, limitando il monitoraggio dei cambiamenti vascolari. L’angiografia con fluoresceina (FA) e l’angiografia con verde di indocianina (ICGA) richiedono la somministrazione endovenosa di mezzo di contrasto, comportando il rischio di shock anafilattico. Inoltre, forniscono solo immagini bidimensionali senza informazioni sulla profondità delle lesioni.
L’OCTA supera questi limiti e visualizza tridimensionalmente i vasi a diverse profondità senza l’uso di mezzo di contrasto. È utile per le malattie che causano anomalie della circolazione retinica (retinopatia diabetica, occlusione venosa retinica, ecc.), malattie che causano anomalie della circolazione del nervo ottico (glaucoma, neuropatia ottica ischemica, ecc.) e malattie che provocano neovascolarizzazione coroidale.
In neuro-oftalmologia, è particolarmente importante la valutazione dei capillari peripapillari radiali (radial peripapillary capillaries; RPC) intorno alla testa del nervo ottico. Una diminuzione della densità vascolare si osserva in corrispondenza delle aree di difetto dello strato delle fibre nervose (NFLD) visibili al fondo oculare.
QQual è la differenza principale tra OCTA e angiografia con fluorescenza convenzionale (FA/ICGA)?
A
L’OCTA non richiede mezzo di contrasto, è non invasiva e consente una valutazione tridimensionale e stratificata della rete vascolare. La FA/ICGA può rilevare perdite di fluorescenza e difetti di riempimento, ma comporta un rischio di anafilassi legato alla somministrazione del mezzo di contrasto e le immagini ottenute sono solo bidimensionali. Le due tecniche sono complementari e l’OCTA non può valutare le perdite di fluorescenza.
2. Reperti OCTA e indicazioni cliniche in neuro-oftalmologia
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.
Immagine en face OCTA e SS-OCT che mostra PHOMS. L’area di flusso è visibile all’OCT-Angiography.
Nelle malattie neuro-oftalmologiche, i principali cambiamenti vascolari osservati con OCTA sono i seguenti.
Riduzione della densità vascolare (capillary dropout) : osservata nell’atrofia ottica, nel glaucoma, dopo neurite ottica, ecc. La distribuzione corrisponde all’area NFLD.
Dilatazione e tortuosità vascolare : osservate nella fase acuta dell’edema papillare e in alcune neuriti ottiche.
Flow void (assenza di segnale) : aree di scomparsa del flusso sanguigno rilevate a livello della coriocapillare (CC). Utile per la valutazione delle lesioni coroidali in malattie infiammatorie sistemiche come la VKH e la granulomatosi con poliangioite.
Aggrovigliamento vascolare (tangled ball of vessels) : pattern caratteristico formato dalla dilatazione e tortuosità dei capillari sulla superficie del disco ottico nell’edema papillare.
Principali malattie indicate e reperti OCTA caratteristici
Sclerosi multipla (SM) : La riduzione dello strato di fibre nervose retiniche (RNFL) si osserva indipendentemente dalla presenza di neurite ottica. L’indice di flusso della testa del nervo ottico (ONH-FI) è significativamente ridotto nei pazienti con storia di neurite ottica. La combinazione con i parametri OCT strutturali migliora la precisione diagnostica.
Papillite ottica : Nell’edema papillare infiammatorio non si osserva perdita vascolare. La distribuzione radiale dei capillari peripapillari è mantenuta.
Neuropatia ottica ischemica
Neuropatia ottica ischemica anteriore non arteritica (NAION) : L’alterazione del flusso sanguigno nei capillari peripapillari è confermata sia in fase acuta che cronica. Il settore temporale ha la più alta densità di flusso ed è il più colpito negli occhi con NAION. La densità vascolare della testa del nervo ottico e della regione peripapillare in fase cronica è direttamente correlata al danno dell’RNFL e ai difetti del campo visivo.
Neuropatia ottica ischemica anteriore arteritica (AAION) : La dilatazione dei capillari peripapillari superficiali e la non perfusione focale dei capillari retinici superficiali e profondi sono caratteristiche.
Malattie ereditarie e degenerative
LHON (neuropatia ottica ereditaria di Leber) : dilatazione capillare in fase pseudoedematosa. È descritto un pattern di scomparsa della coriocapillare per stadio: diminuzione dal lato temporale nella fase subacuta precoce, e in tutti i settori nella fase cronica.
Atrofia ottica : riduzione dei microvasi peripapillari. Il flusso sanguigno diminuisce attraverso meccanismi di autoregolazione a causa della ridotta attività metabolica.
Glaucoma
POAG (glaucoma primario ad angolo aperto) : riduzione della densità vascolare e dell’indice di flusso sanguigno nelle aree intrapapillare, maculare e peripapillare.
NTG (glaucoma a pressione normale) : riduzione della densità capillare peripapillare, simile al POAG ma lieve. Nei sospetti di glaucoma, è possibile rilevare una riduzione dell’indice di flusso sanguigno prima del calo dell’acuità visiva.
Differenziazione tra papilledema e pseudopapilledema
L’OCTA è utile per differenziare il papilledema dallo pseudopapilledema.
Papilledema: I capillari sulla superficie della papilla ottica sono dilatati e tortuosi, formando un «tangled ball of vessels». La densità vascolare dei capillari peripapillari rimane simile a quella dell’occhio controlaterale. Non vi è perdita vascolare.
Pseudopapilledema: La densità vascolare dei capillari peripapillari è ridotta.
QPerché l'OCTA può differenziare il papilledema dallo pseudopapilledema?
A
Nel papilledema, l’edema nasconde i capillari sottostanti ma i capillari sono visibili sopra l’edema, e la densità vascolare peripapillare rimane simile a quella dell’occhio controlaterale. D’altra parte, nello pseudopapilledema (come i drusen della papilla ottica) si osserva una riduzione della densità vascolare, quindi questa differenza costituisce la base per la differenziazione.
Nella neurite ottica o nella NOIA con edema papillare, la rilevazione del danno assonale acuto è difficile a causa dell’ispessimento del cpRNFL dovuto a un alterato trasporto assonale. L’analisi degli strati retinici interni maculari, come il complesso delle cellule gangliari (GCC), può rilevare un assottigliamento più precocemente rispetto all’analisi del cpRNFL.
Nelle malattie del nervo ottico che causano scotoma centrale o scotoma centrocecale, si osserva un pattern di assottigliamento che riflette un danno al fascio papillomaculare (PMB). All’OCTA si osserva una riduzione della densità dei RPC nell’area di assottigliamento del PMB.
3. Principi, caratteristiche tecniche e limiti dell’OCTA
L’OCTA acquisisce immagini ripetute dello stesso punto del fondo oculare e rileva solo le parti in movimento (globuli rossi) come variazioni casuali del segnale. Sfrutta il fatto che i globuli rossi in flusso producono maggiori variazioni di segnale tra le scansioni rispetto ai tessuti statici.
Esistono principalmente due tipi di metodi di rilevamento.
Metodo di decorrelazione dell’ampiezza: rileva la differenza di ampiezza tra due B-scan.
Metodo della varianza di fase: rileva il cambiamento di fase dell’onda luminosa.
Un algoritmo rappresentativo è SSADA (angiografia a decorrelazione di ampiezza a spettro suddiviso). Divide lo spettro OCT in bande più strette e media la decorrelazione di intensità di ciascuna banda per migliorare significativamente il rapporto segnale-rumore (S/N).
L’OCTA genera automaticamente immagini en face di quattro strati.
Strato
Nome
Principale obiettivo di valutazione
Superficiale
Rete vascolare retinica superficiale (SCP)
Strato delle fibre nervose retiniche allo strato delle cellule gangliari
Profondo
Rete vascolare retinica profonda (DCP)
Intorno allo strato granulare interno
Retina esterna
Strato retinico esterno
Normalmente avascolare
Profondo
Placca coriocapillare (CC)
10–30 μm all’esterno della membrana di Bruch
Le impostazioni di segmentazione variano a seconda del dispositivo. RPC e SCP vengono spesso visualizzati insieme come SCP. Alcuni ritengono che l’SS-OCT sia superiore all’SD-OCT nella visualizzazione della placca coriocapillare.
Nessun mezzo di contrasto necessario : nessun rischio di anafilassi, esami ripetibili.
Tempo di acquisizione breve : basso carico per il paziente.
Valutazione tridimensionale : osservazione stratificata e tridimensionale della rete vascolare.
Analisi quantitativa : parametri quantitativi come densità vascolare e indice di flusso sanguigno.
D’altra parte, è necessario prestare attenzione ai seguenti limiti e artefatti.
Ridotta qualità dell’immagine : in occhi con cataratta o opacità vitreale, la rete capillare è difficile da visualizzare. Attenzione a non confonderla con un’area non perfusa.
Artefatti da movimento oculare/facciale: linee bianche o distorsioni dovute ai movimenti durante l’acquisizione.
Artefatti di proiezione: il segnale degli strati superficiali viene proiettato sugli strati profondi.
Mancata rilevazione della perdita di fluorescenza: non è possibile distinguere la perdita di fluorescenza, quindi non può sostituire completamente l’esame con mezzo di contrasto.
Limitazione dell’area di scansione: selezionabile da 3 mm × 3 mm a 12 mm × 12 mm, ma l’area di scansione e la qualità dell’immagine sono inversamente proporzionali.
QQuali artefatti bisogna considerare durante un esame OCTA?
A
I tre principali artefatti sono: riduzione dell’intensità del segnale dovuta a cataratta o opacità vitreale (attenzione a non confondere con aree di non perfusione), linee bianche e distorsioni causate da movimenti oculari o facciali, e proiezione del segnale degli strati superficiali in quelli profondi (artefatto di proiezione). Durante l’interpretazione è importante verificare la corrispondenza con la B-scan.
Di seguito sono riportati i passaggi per l’esecuzione dell’OCTA e i punti chiave della valutazione.
Impostazione dell’area di scansione: Regolare in base allo scopo della valutazione. Per una valutazione fine a livello capillare è desiderabile un angolo di campo stretto come 3×3 mm. Se è necessaria una valutazione ad ampio angolo, scegliere 12×12 mm.
Verifica della segmentazione automatica : Le immagini en-face dei 4 strati (SCP, DCP, retina esterna, CC) vengono generate automaticamente, ma poiché le impostazioni variano in base al modello, verificare sempre la corrispondenza con la scansione B.
Valutazione dei parametri quantitativi : Misurare la densità vascolare peripapillare, la densità RPC, l’indice di flusso sanguigno della testa del nervo ottico (ONH-FI), ecc.
I principali indicatori di valutazione nell’uso dell’OCTA in neuro-oftalmologia sono mostrati di seguito.
Densità vascolare peripapillare (peripapillary vessel density): Sono state riportate correlazioni con la gravità della neuropatia ottica ischemica anteriore non arteritica e del glaucoma, nonché con i difetti del campo visivo.
Densità RPC (densità capillare radiale peripapillare) : può essere valutata per settori, consentendo di confermare la corrispondenza con il sito della lesione1).
Indice di flusso sanguigno della testa del nervo ottico (ONH-FI) : Indice che quantifica il flusso sanguigno complessivo della testa del nervo ottico. Una riduzione è stata riportata nella sclerosi multipla e nel glaucoma.
Flow void (assenza di segnale) della coriocapillare : quantificazione delle aree di non perfusione coroidale, utilizzata per la valutazione delle lesioni coroidali nelle uveiti e nelle vasculiti sistemiche2).
L’OCTA ha un ruolo complementare con la laser speckle flowgraphy (LSFG). Mentre l’OCTA valuta la struttura vascolare (densità e morfologia), la LSFG quantifica la velocità del flusso sanguigno. L’uso combinato di entrambe consente una valutazione circolatoria più completa 4).
6. Dettagli del principio dell’OCTA e vascolarizzazione del nervo ottico
Scansioni ripetute della stessa area separano i componenti dinamici (globuli rossi) da quelli statici (tessuto). Nell’algoritmo SSADA, il rumore di fondo dovuto ai micromovimenti oculari viene ridotto mediante una tecnica di media (media volumetrica).
La visualizzazione della coriocapillare (CC) viene eseguita a una profondità di 10–30 µm al di fuori della membrana di Bruch. L’aspetto dell’immagine en face non è a rete ma granulare. Ciò è dovuto ai limiti della risoluzione laterale, al rumore di fondo e alla discontinuità dei vasi.
La testa del nervo ottico (ONH) riceve apporto sanguigno dalle arterie ciliari posteriori brevi (arterie SPC), rami terminali dell’arteria oftalmica. Le arterie SPC si diramano dall’arteria oftalmica e si dividono in 10–20 rami.
La vascolarizzazione di ciascuna area è la seguente.
Parte prelaminare: è irrorata da un mix di arterie SPC e capillari derivanti dalla circolazione retinica.
Lamina cribrosa : irrorata dall’arteria SPC (direttamente o tramite l’anello arterioso di Zinn-Haller).
Retrolaminare : irrorato dai vasi della pia madre.
Il flusso sanguigno della testa del nervo ottico dipende dalla pressione di perfusione oculare (PPO = pressione arteriosa media − pressione intraoculare). È coinvolta la regolazione da parte di endotelina-1 e ossido nitrico rilasciati dall’endotelio vascolare, e studi animali mostrano che l’autoregolazione è efficace per PPO ≥ 30 mmHg.
Nell’atrofia ottica, la diminuzione del numero di fibre nervose peripapillari porta a una riduzione dell’attività metabolica e a una diminuzione del flusso sanguigno attraverso l’autoregolazione. Questo viene osservato come una riduzione della densità vascolare.
7. Ricerche recenti e prospettive future (rapporti in fase di ricerca)
Yoshimura et al. (2024) hanno riportato un caso di ipoplasia congenita nasale del nervo ottico (NOH) in una donna di 20 anni1). La valutazione quantitativa della densità RPC mediante OCTA (Nidek RS-3000 Advance 2, 4,5 mm × 4,5 mm) ha mostrato una marcata riduzione della densità RPC nasale al 19% (superiore 51%, temporale 58%, inferiore 38%). Ciò corrispondeva alle aree di assottigliamento del cpRNFL e ai difetti a cuneo del campo visivo di Humphrey, dimostrando l’utilità dell’OCTA nel chiarire le caratteristiche cliniche e la fisiopatologia della NOH.
Erba et al. (2021) hanno riportato un caso di VKH acuta in un uomo di 24 anni2). L’OCTA (Topcon DRI OCT Triton Plus) ha rilevato spot di flusso vuoto nella coriocapillare, correlati alle aree di ipofluorescenza all’ICGA. Dopo trattamento con prednisolone 60 mg/die in riduzione graduale + ciclosporina A 100 mg due volte al giorno, la migliore acuità visiva corretta è tornata a 20/20 in entrambi gli occhi e lo spessore coroideale è diminuito da 712 μm OD e 750 μm OS iniziali a 538 μm OD e 548 μm OS a 3 mesi. Anche gli spot di flusso vuoto sono diminuiti significativamente dopo il trattamento, dimostrando l’utilità dell’OCTA nel monitoraggio dell’attività di malattia.
Mehta et al. (2022) hanno riportato un caso di granulomatosi con poliangioite in un uomo di 61 anni3). L’occhio destro presentava perdita capillare superficiale e l’occhio sinistro AION. L’OCTA ha rilevato in modo non invasivo dropout capillare nel plesso capillare superficiale e spot di flusso vuoto nella coriocapillare. Dopo terapia immunosoppressiva con metilprednisolone 500 mg × 3 giorni + ciclofosfamide 500 mg in dose singola, i reperti OCTA sono migliorati notevolmente a 1 mese. È stato dimostrato che l’OCTA può rilevare lesioni coroideali clinicamente invisibili.
Tsai et al. (2023) hanno valutato la circolazione in un caso di melanocitoma del disco ottico in una donna di 50 anni utilizzando OCTA e LSFG4). L’OCTA ha rilevato una rete vascolare retinica profonda all’interno del tumore, e il MBR LSFG (rapporto medio di densità vascolare) del disco e della macula dell’occhio affetto era ridotto rispetto all’occhio sano (MBR del disco: occhio affetto 23,0±0,8 vs occhio sano 26,5±1,9). La FA permetteva la valutazione solo tramite effetto di blocco del colorante, ma l’OCTA ha superato questo limite. La combinazione con LSFG ha mostrato di consentire una valutazione circolatoria più completa.
Neurite ottica associata ad anticorpi anti-MOG (MOG-ON)
Nella MOG-ON, è stata confermata una riduzione della densità vascolare peripapillare e parafoveale rispetto al gruppo di controllo sano. La riduzione della densità vascolare è correlata al numero di episodi di ON, allo spessore del pRNFL e all’acuità visiva, e la diminuzione dei vasi retinici potrebbe essere dovuta a una ridotta domanda metabolica associata alla degenerazione retinica.
L’OCTA, sfruttando la sua natura non invasiva e ripetibile, è attesa per applicazioni cliniche nelle seguenti direzioni.
Rilevazione precoce del glaucoma: possibilità di rilevare cambiamenti del flusso sanguigno anche prima della riduzione dell’acuità visiva.
Monitoraggio della progressione delle malattie del nervo ottico: i cambiamenti temporali della densità vascolare possono essere tracciati quantitativamente.
Valutazione dell’efficacia terapeutica: può essere utilizzata per una valutazione oggettiva della risposta al trattamento, come il miglioramento del flow void dopo terapia immunosoppressiva.
Malattie neurodegenerative (morbo di Alzheimer, ecc.): È in fase di studio l’applicazione per la valutazione della struttura nervosa retinica e dei microvasi.
QPer quali malattie si prevede che l'OCTA trovi applicazione clinica in futuro?
A
La diagnosi precoce del glaucoma (rilevamento delle alterazioni del flusso sanguigno prima della perdita della vista), il monitoraggio della progressione delle malattie del nervo ottico (valutazione quantitativa della densità vascolare nel tempo) e la valutazione non invasiva delle lesioni retiniche e coroidali nelle vasculiti sistemiche sono aree promettenti. È in corso anche l’applicazione per la valutazione dell’efficacia della terapia immunosoppressiva utilizzando le variazioni del flow void dopo il trattamento.
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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