La tomografia a coerenza ottica (OCT) è un dispositivo di imaging diagnostico che utilizza il fenomeno dell’interferenza della luce nel vicino infrarosso per ottenere in modo non invasivo immagini tomografiche del fondo oculare e del segmento anteriore. La risoluzione è di circa 2-5 μm, circa 100 volte superiore a quella dell’ecografia oftalmica. Consente di valutare la microstruttura della retina e del nervo ottico ad alta risoluzione, contribuendo alla diagnosi precoce e al monitoraggio di varie malattie oculari.
Introdotta da Huang et al. nel 1991, si è rapidamente diffusa in campo oftalmico. Oggi è considerata un esame standard in un’ampia gamma di settori, tra cui le malattie retiniche, il glaucoma, le malattie del segmento anteriore e la neuro-oftalmologia. I punti assicurativi sono fissati a 187 punti per l’analisi tridimensionale dell’immagine del fondo oculare.
Esistono principalmente tre generazioni di OCT. Le caratteristiche di ciascun metodo sono mostrate di seguito.
TD-OCT (1ª generazione)
Lunghezza d’onda: 810 nm
Velocità: 400 A-scan/secondo
Risoluzione assiale: circa 10 μm
Metodo di prima generazione che acquisisce immagini tomografiche modificando la lunghezza del percorso ottico con uno specchio di riferimento mobile. Oggi è stato in gran parte sostituito dal SD-OCT.
SD-OCT (2ª generazione)
Lunghezza d’onda: 840 nm
Velocità: 40.000-100.000 A-scan/secondo
Risoluzione assiale: 3-7 μm
Metodo di seconda generazione che acquisisce le informazioni di profondità in una sola volta utilizzando uno spettrometro e una trasformata di Fourier. È lo standard clinico attuale. È adatto per la valutazione precisa della macula e della testa del nervo ottico. Modelli rappresentativi: Cirrus (Carl Zeiss), Spectralis (Heidelberg), RS-3000 (Nidek), 3D-OCT (Topcon).
SS-OCT (3ª generazione)
Lunghezza d’onda: 1050 nm
Velocità: 100.000–400.000 A-scan/secondo
Risoluzione assiale: circa 5 μm
Metodo di terza generazione che utilizza un laser a scansione di lunghezza d’onda e un rivelatore a doppio bilanciamento. La lunghezza d’onda maggiore consente una migliore visualizzazione delle strutture profonde come la coroide. Il vantaggio è che non è necessario l’EDI-OCT.
L’OCT è un esame non invasivo e senza contatto, del tutto indolore. Talvolta sono necessarie gocce per dilatare la pupilla, ma viene solo proiettata luce, senza toccare la cornea o la retina. L’esame dura solitamente pochi minuti.
| Modalità di acquisizione | Caratteristiche/Usi |
|---|---|
| Cross scan | Scansione di base attraverso la fovea. Eseguita per prima. |
| 5 linee | Sezioni sottili per visualizzare strutture fini (es. conferma di foro maculare) |
| Scansione radiale | Conferma di polipi nella PCV, valutazione di lesioni extrafoveali |
| Mappa maculare | Mappa dello spessore retinico. Valutazione dell’efficacia del trattamento per edema maculare diabetico e RVO |
| Analisi del glaucoma (cpRNFL/GCA) | Spessore RNFL e GCL+IPL. Diagnosi e progressione del glaucoma |
I siti di osservazione sono suddivisi in OCT del segmento posteriore (macula, peripapillare, periferia) e OCT del segmento anteriore (AS-OCT; cornea, camera anteriore, angolo).
La procedura di imaging di base è la seguente:
Nella scansione foveale, è importante visualizzare una sezione con la depressione foveale in cui gli strati retinici interni non sono riconoscibili. Nelle malattie maculari, il centro può essere spostato a causa di una cattiva fissazione, e la comprensione della struttura normale della retina migliora le capacità di esame e diagnosi.
La struttura normale degli strati nella scansione foveale (dall’interno all’esterno) è composta dai seguenti 13 strati:
Vitreo → Membrana limitante interna (ILM) → Strato delle fibre nervose (RNFL) → Strato delle cellule gangliari (GCL) → Strato plessiforme interno (IPL) → Strato nucleare interno (INL) → Strato plessiforme esterno (OPL) → Strato nucleare esterno (ONL) → Membrana limitante esterna (ELM) → Zona ellissoide (EZ) → Zona di interdigitazione (IZ) → Epitelio pigmentato retinico (RPE) → Coroide
Le caratteristiche di riflettività di ciascuno strato riflettono lo stato patologico, quindi l’identificazione accurata degli strati è fondamentale per l’interpretazione.
| Malattia | Reperti OCT rappresentativi |
|---|---|
| Foro maculare | Difetto a tutto spessore retinico ± VMT |
| Membrana epiretinica (ERM) | Strato iperriflettente sulla membrana limitante interna |
| Trazione vitreomaculare (VMT) | Distacco parziale del vitreo posteriore e trazione maculare |
| Edema maculare diabetico | Ispessimento retinico, CME, DRIL, SRF |
| Occlusione venosa retinica (OVR) | Edema maculare cistoide, liquido sottoretinico |
| Degenerazione maculare legata all’età (AMD) | CNV (tipo 1/2/3), distacco dell’epitelio pigmentato |
| Corioretinopatia sierosa centrale (CSC) | Distacco neurosensoriale retinico, ispessimento coroidale all’EDI-OCT |
| Lacerazione dell’EPR | Scomparsa improvvisa dell’EPR e degli strati esterni |
Il foro maculare viene visualizzato come un difetto a tutto spessore della retina. L’SD-OCT è l’esame più sensibile e specifico per la diagnosi del foro maculare1).
La membrana epiretinica (ERM) viene riconosciuta come uno strato iperriflettente sulla membrana limitante interna 2). Per quanto riguarda l’acuità visiva postoperatoria, l’80% dei casi ottiene un miglioramento di due o più linee dopo vitrectomia 2).
L’edema maculare diabetico: la misurazione quantitativa dello spessore retinico mediante OCT è un indicatore per l’inizio e la ripresa della terapia anti-VEGF 3). La DRIL (disorganizzazione degli strati retinici interni) è un importante marker di prognosi visiva sfavorevole.
RVO (occlusione venosa retinica): l’OCT consente la valutazione quantitativa dell’edema maculare e il rilevamento dei cambiamenti dell’interfaccia vitreoretinica 4).
AMD (degenerazione maculare legata all’età): il distacco dell’epitelio pigmentato retinico (RPE) viene classificato in sieroso, fibrovascolare e drusenoide, e la CNVM può essere classificata in tipo 1 (sotto l’RPE), tipo 2 (sopra l’RPE) e tipo 3 (neovascolarizzazione intraretinica) 5).
Condizioni di acquisizione
Artefatto speculare: a causa di un errore nell’impostazione dell’intervallo di scansione, l’immagine reale viene visualizzata capovolta e sovrapposta.
Vignettatura: attenuazione del segnale in periferia, dipendente dall’angolo di incidenza della luce di illuminazione.
Errore fuori intervallo: le strutture al di fuori dell’intervallo di profondità impostato vengono visualizzate ripiegate.
Fattori del paziente
Artefatto da battito di ciglia: il battito di ciglia durante l’acquisizione causa difetti orizzontali.
Movimenti oculari: una scarsa fissazione causa spostamento o distorsione dell’immagine.
Spostamento di posizione: dovuto a variazioni della posizione della testa durante la scansione.
Fattori software
Errore di segmentazione: l’algoritmo di separazione automatica degli strati riconosce erroneamente gli strati retinici. Ciò si verifica frequentemente in presenza di lesioni, cataratta grave o miopia elevata.
Si interviene con correzione manuale o nuova scansione. Se l’indice di intensità del segnale (SS) è inferiore a 6, si considera un nuovo esame.
L’OCT ha un’eccellente accuratezza diagnostica per le malattie della macula e del polo posteriore, ma non è adatto per la rilevazione di lesioni retiniche periferiche (degenerazione a palizzata, lacerazioni retiniche, ecc.). Inoltre, in presenza di cataratta o opacità vitreale marcata, la qualità dell’immagine si riduce e l’affidabilità diagnostica diminuisce. Per le lesioni periferiche si utilizzano la fotografia del fundus ad ampio angolo o l’oftalmoscopia indiretta.
L’SD-OCT è una tecnica di imaging diagnostico non invasiva e senza contatto per la valutazione oggettiva del danno strutturale nel glaucoma, ed è riconosciuta come altamente utile nella diagnosi del glaucoma6). È particolarmente utile nella diagnosi del glaucoma pre-perimetrico, poiché può rilevare cambiamenti strutturali prima della comparsa di difetti del campo visivo6)7).
Spessore RNFL
Principio di misurazione : Quantificazione dello spessore tra la membrana limitante interna (ILM) e il confine della RNFL
Mappa TSNIT : Visualizzazione dello spessore della RNFL su un cerchio di 3,4 mm centrato sul disco ottico nell’ordine T (temporale) → S (superiore) → N (nasale) → I (inferiore) → T (temporale)
Pattern normale : Mostra due picchi nelle direzioni superiore e inferiore (riflette la distribuzione anatomica dei fasci di fibre arcuate)6)
Capacità di rilevamento del glaucoma : Sensibilità 83% e specificità 88% per lo spessore medio della RNFL (livello 5%). Al livello 1%, specificità 100% e sensibilità 65%
Parametri ONH
Analisi della testa del nervo ottico : Rilevamento automatico del disco ottico, dell’escavazione e del bordo
Riferimento della membrana di Bruch : Definizione del bordo del disco tramite il punto terminale della membrana di Bruch, calcolo della distanza minima dall’ILM
Indicatori con alta capacità diagnostica : Lo spessore verticale del bordo, l’area del bordo e il rapporto C/D verticale hanno la più alta capacità diagnostica7)
BMO-MRW: Valutazione della larghezza del bordo basata sull’apertura della membrana di Bruch con eccellente riproducibilità6)
Analisi delle cellule gangliari (GCA)
Oggetto di misurazione: Spessore del complesso dello strato delle cellule gangliari (GCL) e dello strato plessiforme interno (IPL) intorno alla macula
Denominazioni per apparecchio: Cirrus utilizza GCIPL (GCL+IPL), Optovue utilizza GCC (RNFL+GCL+IPL)
Parametri utili: Il valore minimo, il settore inferotemporale e il valore medio sono i più utili per la diagnosi6)7)
Relazione con l’effetto pavimento: I parametri maculari mostrano un effetto pavimento più tardivo rispetto allo spessore del RNFL, risultando utili per la valutazione degli stadi avanzati6)
Il confronto con il database normale è utile, ma è necessario prestare attenzione a falsi positivi e falsi negativi dovuti ai seguenti fattori.
Esistono due approcci per determinare la progressione del glaucoma: l’analisi degli eventi e l’analisi dei trend.
Il GPA di Cirrus integra entrambi gli approcci7). Il limite di tolleranza inter-visita per lo spessore medio del RNFL è di 3,89 μm, e una riduzione riproducibile di 4 μm o più suggerisce un cambiamento statisticamente significativo.
Nel glaucoma avanzato, lo spessore del RNFL si stabilizza e raramente scende al di sotto di 50 μm a causa della persistenza di tessuti non neuronali come il tessuto gliale e i vasi sanguigni6)7). Questo ‘effetto pavimento’ riduce l’utilità clinica della SD-OCT negli stadi avanzati, e l’esame del campo visivo diventa predominante per determinare la progressione. Il parametro maculare (GCIPL) mostra un’insorgenza più tardiva dell’effetto pavimento rispetto allo spessore del RNFL, mantenendo così una certa utilità anche negli stadi avanzati6).
Negli occhi con miopia elevata, il confronto con il database normale è limitato. Il fascio di RNFL si sposta verso il lato temporale, quindi può essere classificato come ‘assottigliamento’ anche in soggetti normali. In tali casi, è efficace un confronto longitudinale con il proprio basale del paziente. Valutare l’assottigliamento progressivo utilizzando una serie di scansioni SD-OCT. Si noti che anche nei soggetti sani, lo spessore del RNFL diminuisce con l’età di circa 0,52 μm all’anno, quindi è necessario considerare questa diminuzione naturale.
L’OCT sta rapidamente espandendo le sue applicazioni in neuro-oftalmologia9). Lo spessore del RNFL peripapillare (cpRNFL) e il GCIPL maculare (strato delle cellule gangliari + strato plessiforme interno) sono i principali parametri di valutazione e possono rilevare cambiamenti prima della comparsa di segni clinici evidenti o di disturbi funzionali della vista9).
| Patologia | Reperti in fase acuta | Reperti in fase cronica |
|---|---|---|
| Neurite ottica | Ispessimento del RNFL (edema assonale) o normale | Assottigliamento del RNFL e del GCIPL (6 mesi dopo l’esordio) |
| Sclerosi multipla (SM) | Riduzione del cpRNFL anche asintomatica | Forma progressiva: aumento della velocità di atrofia di RNFL e GCIPL |
| NMOSD | Edema papillare | Assottigliamento grave del RNFL (<30 μm), edema maculare microcistico (40% nei AQP4-positivi) 9) |
| Neuropatia ottica compressiva (adenoma ipofisario, ecc.) | Doppio assottigliamento nasale del GCIPL | Atrofia del RNFL a farfalla (corrispondente a emianopsia bitemporale) |
| NAION | Edema papillare rende difficile la valutazione del RNFL, assottigliamento del GCIPL precede | Assottigliamento orizzontale infero-nasale |
| Drusen del disco ottico (ODD) | L’EDI-OCT è il gold standard per il rilevamento | Volume ODD elevato → correlato con assottigliamento del RNFL e difetti del campo visivo |
| Papilla congestizia | Aumento dello spessore del cpRNFL | Assottigliamento del GCIPL >10 μm → scarsa funzione visiva a 1 anno 9) |
Neurite ottica e sclerosi multipla (SM): l’assottigliamento di RNFL e GCIPL è un biomarcatore consolidato 9). Anche nei pazienti con SM senza sintomi oculari si osserva una riduzione del cpRNFL, e studi post-mortem confermano lesioni demielinizzanti del nervo ottico nel 99% dei pazienti con SM. Lo spessore del cpRNFL è correlato alla migliore acuità visiva corretta, alla sensibilità al contrasto, alla visione dei colori e all’atrofia cerebrale.
NMOSD è caratterizzata da una grave atrofia ottica, con una frequenza di edema maculare microcistico significativamente più alta (circa il 40% nei pazienti AQP4-positivi) rispetto alla SM (5%) 9). Nella neurite ottica associata a MOG-IgG, il GCIPL è relativamente preservato, mentre in quella associata a AQP4-IgG è marcatamente perso 9).
Drusen del disco ottico (ODD): l’EDI-OCT è il gold standard per la loro rilevazione 9). Le ODD sono strutture iporiflettenti situate al di sopra della lamina cribrosa con bordo iperiflettente e hanno una migliore capacità di rilevamento delle forme sepolte rispetto all’ecografia B-scan, all’autofluorescenza e alla TC. Le PHOMS (strutture ovali iperiflettenti peripapillari simili a masse) dovrebbero essere distinte dalle ODD come fenomeno separato 9).
Neuropatia ottica compressiva: uno spessore preoperatorio normale del RNFL (≥70 μm) è un fattore predittivo significativo di miglioramento postoperatorio dell’acuità visiva e del campo visivo 9) e la valutazione OCT preoperatoria viene utilizzata per la prognosi.
Poiché gli algoritmi di segmentazione e i database normali differiscono tra i vari dispositivi, il confronto numerico tra dispositivi diversi non è possibile. Per le valutazioni longitudinali si raccomanda l’uso dello stesso dispositivo 9).
L’OCT si basa sul principio dell’interferometro di Michelson. La luce nel vicino infrarosso (lunghezza d’onda 840-1050 nm) viene divisa in un fascio di misura e uno di riferimento, che vengono rispettivamente diretti verso il campione (fondo oculare) e uno specchio di riferimento. L’intensità di riflessione a ciascuna profondità viene calcolata dalle frange di interferenza (interferogramma) prodotte dalla ricombinazione dei due fasci riflessi. Il profilo di intensità di riflessione così ottenuto nella direzione della profondità costituisce un A-scan, e l’insieme degli A-scan disposti lateralmente forma un B-scan (immagine tomografica).
Nel glaucoma e nelle malattie del nervo ottico, i seguenti tre strati vengono valutati prioritariamente 9).
Con il danno alle RGC, la RNFL si assottiglia. Circa il 50% di tutte le RGC è concentrato nell’area centrale di 20° della macula, e anche nel glaucoma precoce circa il 50% delle RGC può essere scomparso 6). La SD-OCT valuta la perdita di assoni delle RGC tramite lo spessore della RNFL, e l’assottigliamento degli strati interni contenenti i corpi cellulari tramite GCA.
La differenza principale risiede nella lunghezza d’onda utilizzata e nella capacità di visualizzare le strutture profonde. La SD-OCT utilizza la banda degli 840 nm, mentre la SS-OCT utilizza la banda dei 1050 nm. La lunghezza d’onda di 1050 nm è meno diffusa dalla melanina e attraversa più facilmente l’EPR, quindi la SS-OCT è superiore per l’osservazione della coroide e della sclera. Inoltre, la velocità di acquisizione della SS-OCT supera quella della SD-OCT, facilitando le scansioni ad ampio angolo. D’altra parte, la risoluzione assiale è simile, circa 5-7 μm per entrambe, senza grandi differenze.
Grazie alla capacità di scansione rapida e ad ampio angolo a 1050 nm della SS-OCT, la valutazione dello spettro delle malattie pachicoroidee sta progredendo. La precisione della valutazione della corioretinopatia sierosa centrale, della vasculopatia coroideale polipoide (PCV) e della teleangectasia parafoveale, incluso l’ispessimento coroideale (pachidismo), è migliorata, contribuendo alla comprensione della patologia. Inoltre, sono in corso tentativi di valutazione tomografica di vaste aree, inclusa la retina periferica, nella stessa acquisizione della macula.
Sono state sviluppate IA per la diagnosi automatica di glaucoma, AMD e DME, e sono stati riportati miglioramenti nell’accuratezza diagnostica. L’analisi delle immagini OCT basata su deep learning sta portando a un miglioramento dell’accuratezza della segmentazione e alla generazione automatica di referti, che stanno entrando in pratica clinica 6)7).
Sono necessari studi longitudinali per stabilire l’utilità dell’OCT come strumento di screening e monitoraggio nelle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson 9). L’assottigliamento di RNFL e GCIPL nei pazienti con disturbo comportamentale del sonno REM (RBD) è considerato un marker surrogato del morbo di Parkinson prodromico 9).
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