Manuale pratico di angiografia OCT by Rivista Sfogliabile

Bruno Lumbroso - David Huang Eric Souied - Marco Rispoli

Manuale pratico di Angiografia OCT

Autori Bruno Lumbroso, David Huang, Eric Souied, Marco Rispoli, Y. S. Cohen, L. Di Antonio, A. El Maftouhi, Y. Jia, L. Mastropasqua, M. Quaranta-El Maftouhi, M. Puech, G. Querques, M.C. Savastano

© Copyright 2015 Bruno Lumbroso ISBN 978-88-97929-49-9 Editore FGE srl - Fabiano Gruppo Editoriale Regione Rivelle 7/F - 14050 Moasca (AT) Tel. 0141 1706694 - FAX 0141 856013 info@fgeditore.it - www.fgeditore.it

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INDICE Introduzione Capitolo 1

Principi di Angiografia OCT David Huang, Yali Jia, Simon S. Gao

Capitolo 2

Tecnologia e Interpretazione dell’Angiografia OCT David Huang, Yali Jia, Simon S. Gao

Capitolo 2bis

Terminologia David Huang, Yali Jia, Marco Rispoli

Capitolo 3

Tecniche Pratiche di Angiografia OCT e Analisi Quantitativa Marco Rispoli

Capitolo 3bis

Problemi pratici ed Artefatti in Angiografia OCT Marco Rispoli, Bruno Lumbroso

Capitolo 4

Problemi pratici ed Artefatti in Angiografia OCT Marco Rispoli, Bruno Lumbroso

Capitolo 5

Retinopatia diabetica e Angiografia OCT Maria Cristina Savastano, Marco Rispoli, Bruno Lumbroso

Capitolo 6

Occlusioni venose di branca o centrale Marco Rispoli, Bruno Lumbroso, Maria Cristina Savastano

Capitolo 7

Neovasi tipo 1, tipo 2, tipo 4 (misto) Bruno Lumbroso, Marco Rispoli

Capitolo 8

Caratteristiche della neovascolarizzazione di “tipo 3” all’OCT-Angiografia Alexandra Miere, Giuseppe Querques, Ala El Ameen, Vittorio Capuano, Oudy Semoun, Eric Souied

Capitolo 9

Neovascolarizzazione coroideale nelle patologie del polo posteriore Adil El Maftouhi, Maddalena Quaranta El Maftouhi

Capitolo 10

Neovascolarizzazioni coroideali non legate all’età Leonardo Mastropasqua, Luca Di Antonio

Caratteristiche della fibrosi sottoretinica in OCT-A Eric Souied, Alexandra Miere, Oudy Semoun, Eliana Costanzo, Salomon Yves Cohen

Capitolo 12

Evoluzione nel tempo dei flussi dopo terapia Bruno Lumbroso, Marco Rispoli

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Capitolo 13

Nervo ottico e glaucoma Michel Puech

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Capitolo 14

Confronto Fluorangiografia con Angiografia OCT Bruno Lumbroso, Marco Rispoli

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Capitolo 11

INTRODUZIONE 12 anni fa scrivevo il primo Manuale sull’interpretazione dell’OCT Time Domain. L’obiettivo era quello di dare al giovane oculista, che si avviava allo studio dell’OCT, allora all’esordio di uno sviluppo clamoroso, un metodo logico per l’interpretazione delle scansioni. Nel volume pubblicato seguivo un ordine cartesiano, con l’analisi di tutti gli elementi, e poi la sintesi di questi. Dal 2002 organizzo dei corsi teorici e pratici sugli OCT che si sono succeduti negli anni. Siamo stati testimoni di uno sviluppo sempre più rapido con la comparsa, di sempre più nuove apparecchiature. Le tecnologie sempre più avanzate hanno permesso un approccio entusiasmante e lo studio approfondito delle malattie della retina. Si sono affacciati nel campo oculistico: l’OCT time domain, l’OCT spectral domain, la stratigrafia OCT/SLO, l’OCT “en face” e, ultima arrivata, l’angiografia OCT. Le Immagini di Angiografia OCT hanno delle somiglianze con le immagini di Angiografie classiche a fluoresceina e ICG, ma ci fanno penetrare in un nuovo mondo ancora poco esplorato. In seguito all’avvento dell’angiografia OCT, un anno fa ho scritto il primo manuale su questa recente tecnologia. Fino ad oggi questo manuale del 2014, che raccoglie e riunisce le metodologie d’uso e l’interpretazione diagnostica delle immagini di Angiografia OCT, ha rappresentato l’unica guida che permette di avventurarsi in questo difficile terreno. Lo sviluppo della tecnica e dei software è tale che abbiamo ritenuto opportuno non aggiornare il volume precedente ma preparare un Manuale completamente nuovo che presenta le innovazioni e fa da guida nel percorso verso loro comprensione. Dato l’impeto della diffusione recente dell’Angiografia OCT nella pratica oculistica, in collaborazione con con David Huang, Eric Souied, Michel Puech, Leonardo Mastropasqua, Luca Di Antonio, Marco Rispoli, Yali Jia, Adil El Maftouhi, Maddalena Quaranta- El Maftouhi, Maria Cristina Savastano e gli altri collaboratori ho preparato questo nuovo libro che riunisce, riassume e presenta le ultime conquiste in questo campo. Queste Manuale, semplice e pratico, sostituisce il precedente, guida nell’ interpretazione delle immagini della Angiografia OCT ed esplica il loro significato clinico nella sua interezza. Tutte le figure del volume sono state eseguite con lo strumento Angiovue della Optovue, integrando gli ultimi software quantitativi che allargano maggiormente il campo di applicazione dell’angiografia OCT. Come nostra consuetudine, abbiamo seguito un ordine logico cartesiano che prima affronta l’analisi di tutti gli elementi e poi ne ha crea la sintesi. L’obiettivo di questo volume è di essere di ausilio all’oculista che si avvicina a questa nuova tecnologia nella pratica clinica quotidiana. Bruno Lumbroso, David Huang, Eric Souied, Marco Rispoli

Parte Prima

PRINCIPI DELL’ANGIOGRAFIA OCT, TECNOLOGIA, INTERPRETAZIONE

Capitolo 1

PRINCIPI DI ANGIOGRAFIA OCT David Huang, Yali Jia, Simon S. Gao

INTRODUZIONE

La tomografia a coerenza ottica (OCT) è diventata una metodica standard nella diagnosi e nel trattamento delle patologie retiniche del segmento anteriore e del polo posteriore. Tale esame fornisce un imaging cross sectional e 3D del segmento anteriore, della retina e del nervo ottico con risoluzione micrometrica. L’OCT strutturale amplifica la capacità clinica del medico oculista nel rilevare anche il minimo accumulo di fluido sottoretinico associato a disturbi vascolari. Tale esame non è tuttavia in grado di fornire una visualizzazione diretta delle interruzioni capillari o dei neovasi che costituiscono il segno principale nelle due prime cause di cecità: la degenerazione maculare legata all’età e la retinopatia diabetica. Questi aspetti vengono attualmente evidenziati mediante analisi con iniezione di colorante o mezzo di contrasto (ICG, FAG). L’Angiografia OCT è stata sviluppata per superare l’attuale limite dell’OCT strutturale nell’evidenza della componente vascolare retinica.

ANGIOGRAFIA OCT

Inizialmente sono state studiate tecniche di Doppler OCT per la visualizzazione del flusso ematico retinico. Tuttavia tale tecnica è risultata sensibile solo ai flussi paralleli al fascio di esplorazione, mentre la maggior parte dei flussi retinici risultano perpendicolari ad esso. Un approccio alternativo è stato successivamente affrontato con la tecnica “speckle based” (variazione di punti). Tale tecnica sfrutta la differenza temporale tra due acquisizioni sequenziali fornendo immagini vascolari con sensibilità simile alla tecnica Doppler ma con discriminazione sia assiale che coronale. Sulla stessa falsa riga sono stati sviluppati sistemi basati sulla differenza di ampiezza, sulla differenza di fase e combinati ampiezza/fase.

SPLIT-SPECTRUM AMPLITUDE-DECORRELATION ANGIOGRAPHY

Il nostro gruppo ha sviluppato un sistema basato sulla differenza di ampiezza chiamato “split spectrum amplitude-decorrlation angiography” (SSADA). L’algoritmo SSADA rileva il movimento nel lume vasale con la misurazione dell’ampiezza del segnale OCT riflesso tra due scansioni consecutive. La decorrelazione è una funzione matematica che permette di quantificare le variazioni senza essere influenzata dalla potenza del segnale medio, a condizione che il segnale vascolare sia più forte del rumore di fondo. Ma la vera novità del SSADA è quella di poter esaltare la presenza di flussi tralasciando segnali di rumore artefatti dovuti a movimenti assiali del bulbo. Nello specifico, l’algoritmo divide l’immagine OCT in più bande spettrali, incrementando quindi il 9

Manuale pratico di Angiografia OCT

Fig. 1. confronto tra OCT strutturale (A, E) ed angiogrammi con decorrelazione di ampiezza della regione maculare (3x3 mm area) utilizzando immagini full spectrum (B, F), split-spectrum (C, G), e split-spectrum mediate da una scansione X-fast e una scansione F-fast con successiva registrazione 3D (D, H). Le proiezioni enface a massima decorrelazione della circolazione retinica mostrano un rumore molto basso al livello della FAZ (cerchio verde) ed un network perifoveale più continuo con l’utilizzo del SSADA (C) in confronto all’algoritmo full spectrum (B). Gli angiogrammi bidimensionali (segmento rosso tratteggiato nella figura B e C) mostrano maggior delineazione dei vasi retinici (frecce rosse nella figura G) e meno rumore usando l’algoritmo SSADA in confronto al full spectrum (F). Si osserva inoltre un artefatto da saccade in A, B e C, che in D non appare per l’applicazione di una correzione tra griglia Xfast e Yfast sulla base di una registrazione 3D dell’immagine del fondo. Tale algoritmo fonde le griglie X e Y in modo da eliminare gran parte degli artefatti da movimento e contemporaneamente ottimizza il rapporto segnale/ rumore (network microvascolare in D e frecce rosse in H).

numero di immagini utilizzabili. Ogni nuova immagine ha una risoluzione assiale piuttosto bassa, riducendo la sensibilità degli artefatti da pulsazione retrobulbare. Questa ridotta risoluzione permette anche di esaltare i cambiamenti di reflettività tra particelle in movimento e strutture immobili adiacenti, con conseguente aumento del contrasto. Inoltre ogni banda spettrale contiene un differente mosaico di punti associati ad informazioni indipendenti dei flussi. Quando le informazioni dei flussi delle bande spettrali vengono combinate, si assiste ad un incremento del segnale di flusso. Se confrontato con l’analisi “full spectrum” (senza bande spettrali multiple), il SSADA a 4 sottobande spettrali incrementa il rapporto segnale/rumore di un fattore pari al doppio, che equivale a ridurre il tempo di scansione di circa quattro volte. Algoritmi SSADA più recenti permettono di combinare anche più di 4 sottobande spettrali ottimizzando ulteriormente il rapporto segnale/rumore. Nello schema che segue vengono mostrate immagini di Angiografia OCT ottenute con un OCT spectral 840nm a 70 KHz (fig 1.1). il SSADA fornisce un’immagine chiara e contrastata del network microvascolare con un rumore accettabile al livello della zona avascolare foveale (FAZ). Dal momento che l’Angiografia OCT genera dati 3D segmentabili in enface, I dati forniti appaiono 10

Capitolo 1 - Principi di Angiografia OCT

più leggibili in quanto assimilabili alle immagini angiografiche tradizionali. Come mostrato nella figura 1.1, l’angiogramma retinico (Fig. 1.1B - D) rappresenta la decorrelazione o l’informazione di flusso rilevata tra la membrana limitante interna e lo strato plessiforme esterno. La segmentazione eseguita sulle cross sections e sulle immagini enface può essere applicata direttamente alle immagini di Angiografia OCT. Negli occhi normali l’angiogramma mostra un network vascolare che circonda la FAZ. Gli strati vascolari della retina e della coroide possono essere più dettagliatamente segmentati per fornire informazioni specifiche relative alla patologia oggetto di studio.

RAPPORTO TRA DECORRELAZIONE E VELOCITÀ

Sono stati eseguiti alcuni studi per verificare la correlazione tra il segnale di flusso e la velocità. Gli studi hanno dimostrato che il SSADA è sensibile alla velocità assiale e trasversale, con maggior specificità per la prima. Nell’utilizzo clinico si assume che il fascio di esplorazione sia perpendicolare alla retina, considerando quindi che il segnale SSADA sia indipendente dalle piccole anomalie di incidenza del raggio. Inoltre è stata osservata una proporzionalità diretta tra velocità e segnale di decorrelazione in un determinato range. Questo range risulta legato alla scala temporale del SSADA. Con uno spectral OCT 70 kHz da 200+ A-scans per cross-section (B-scan), il SSADA dovrebbe essere sensibile anche ai bassi flussi capillari, stimati essere tra 0.4 e 3 mm/s. nei vasi più larghi, con flussi più veloci, il SSADA raggiunge il suo limite di saturazione.

CONFRONTO CON FLUORANGIOGRAFIA ED ANGIOGRAFIA AL VERDE DI INDOCIANINA

L’Angiografia OCT possiede una serie di vantaggi e differenze rispetto ai gold standard dell’imaging vascolare retinico, la fluorangiografia (FAG) e dell’angiografia al verde di indocianina (ICG). L’immagine SSADA viene acquisita in pochi secondi e non necessita di iniezione di colorante o mezzi di contrasto, inoltre non genera effetti collaterali come nausea, vomito orticaria o il temibile, seppur raro shock anafilattico. L’Angiografia OCT è un esame statico e non vi sono differenze relative al tempo di esame. La velocità e la non invasività dell’Angiografia OCT permettono di eseguire un follow up ravvicinato delle patologie vascolari del polo posteriore. La diffusione del colorante rappresenta una lesione cardine nella diagnosi di anomalie vascolari retiniche come i neovasi ed i microaneurismi. L’Angiografia OCT non utilizza coloranti e non necessita di un’analisi temporale delle immagini, inoltre non è in grado di valutare il fenomeno della diffusione. L’Angiorafia OCT rileva le anomalie vascolari basandosi su altri principi legati alla profondità ed al pattern vascolare. La neovascolarizzazione coroideale si caratterizza per pattern vascolari ben definiti in sede sottoepiteliale (tipo 1), sottoretinica (tipo 2) od intraretinica (tipo 3). Dal momento che non vi sono fenomeni di diffusione ed accumulo, sarà possibile osservare e misurare con precisione i margini, le aree ed il “dropout” (interruzione) capillare nei casi di neovascolarizzazione. La presenza di falde fluide sottoretiniche in OCT strutturale forniranno informazioni analoghe alla diffusione del colorante in angiografia tradizionale. Da quanto esposto si rileva un importante limite dell’Angiografia OCT rappresentato dall’incapacità di visualizzare le riduzioni di diffusione del colorante. D’altra parte l’angiografia tradizionale non è in grado di differenziare il livello di profondità 11

Manuale pratico di Angiografia OCT

delle lesioni nel contesto retinico. La possibilità di segmentare la retina nelle 3 dimensioni permette di identificare i flussi strato per strato, distinguendo la circolazione retinica da quella coroideale.

LIMITI DELL’ANGIOGRAFIA OCT

L’Angiografia OCT presenta ancora diverse limitazioni. Per prima cosa vi è una proiezione di flusso al livello dell’EPR derivato dalle ombre dei vasi sovrastanti, questo rende difficoltoso l’approccio ai vasi più profondi. Questi artefatti vengono generati dall’azione sistodiastolica dei vasi superficiali e della conseguente fluttuazione dimensionale dell’ombra portata al livello dell’EPR, che viene letta dal SSADA come un segnale di flusso. Tale artefatto può essere ridotto o rimosso attraverso un filtro software. La morfologia della coriocapillare, con trama piuttosto densa e spessore irregolare, contiene artefatti complessi che non sono al momento risolvibili. Un secondo limite è costituito dall’abbattimento del segnale al livello dei grossi vasi a causa dell’elevato flusso, specialmente nell’analisi assiale, dovuto dal washout delle frange di interferenza. Questo vuol dire che la visualizzazione dei flussi al livello dei vasi della testa del nervo ottico e dei grossi vasi della coroide non può essere ottenuta con il SSADA. Un terzo limite è rappresentato dall’area di analisi che è relativamente piccola (3×3 fino a 8×8 mm). Aree più grandi possono essere ottenute utilizzando strumenti più veloci non ancora presenti sul mercato. Infine, la potenzialità nella risoluzione coronale implica l’utilizzo di un’accurata segmentazione software per separare gli strati

Fig. 2. Confronto tra angiogrammi 3x3 eseguiti con OCT swept source 100KHz (A) e OCT spectral domain 70KHz (B). Lo zoom all’interno dell’immagine mostra maggior dettaglio dei capillari nel sistema spectral (D) rispetto al swept source (C). 12

Capitolo 1 - Principi di Angiografia OCT

vascolari nelle principali patologie. È necessario un lavoro di post acquisizione per la riduzione o l’eliminazione degli artefatti da movimento e da proiezione. Tutto questo sta a significare che l’Angiografia OCT ha ancora possibilità di essere perfezionata nel prossimo futuro.

CONFRONTO TRA OCT CON TECNOLOGIA SWEPT SOURCE E SPECTRAL DOMAIN

Inizialmente l’algoritmo SSADA è stato sviluppato su un prototipo OCT swept source da 100KHz a 1050nm di lunghezza d’onda. Per generare immagini di buona qualità sono state utilizzate 8 acquisizioni consecutive (Fig. 1.2A) per ogni linea. La griglia di acquisizione prevedeva 200 linee parallele da 200 punti ciascuna. Il tempo totale di acquisizione della griglia 200x200x8 era di circa 3.5 secondi. Il modello commerciale del SSADA utilizza invece un OCT spectral domain a 70KHz con lunghezza d’onda di 840nm (RTVue XR Avanti, Optovue, Inc., Fremont, CA). Il sistema acquisisce meno scansioni assiali, anche se ogni linea ha più punti (304x304, Fig. 1.2B) rispetto al prototipo swept source, in meno tempo (2.9 secondi). La migliore prestazione è dovuta al minor rumore in fase di decorrelazione, proprio dell’OCT spectral domain, che richiede solo 2 scansioni assiali consecutive per estrarre i dati di flusso. L’alta densità di scansioni trasversali associata ad una maggiore risoluzione trasversale (grazie alla lunghezza d’onda inferiore), permette al sistema di acquisire angiogrammi di definizione e risoluzione migliori rispetto al prototipo swept source utilizzato all’inizio (Fig. 1.2 C, D).

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Manuale pratico di Angiografia OCT

10. Fingler, J., Zawadzki, R. J., Werner, J. S., Schwartz, D. & Fraser, S. E. Volumetric microvascular imaging of human retina using optical coherence tomography with a novel motion contrast technique. Opt. Express 17, 22190-22200 (2009). 11. Liu, G., Lin, A. J., Tromberg, B. J. & Chen, Z. A comparison of Doppler optical coherence tomography methods. Biomed. Opt. Express 3, 2669-2680 (2012). 12. Jia, Y. et al. Split-spectrum amplitude-decorrelation angiography with optical coherence tomography. Opt. Express 20, 4710-4725 (2012). 13. Tokayer, J., Jia, Y., Dhalla, A. H. & Huang, D. Blood flow velocity quantification using splitspectrum amplitude-decorrelation angiography with optical coherence tomography. Biomed Opt Express 4, 1909-1924, doi:10.1364/BOE.4.001909193860 [pii] (2013). 14. Riva, C. E. & Petrig, B. Blue field entoptic phenomenon and blood velocity in the retinal capillaries. J Opt Soc Am 70, 1234-1238 (1980). 15. Tam, J., Tiruveedhula, P. & Roorda, A. Characterization of single-file flow through human retinal parafoveal capillaries using an adaptive optics scanning laser ophthalmoscope. Biomed Opt Express 2, 781-793, doi:10.1364/BOE.2.000781 (2011). 16. Lopez-Saez, M. et al. Fluorescein-induced allergic reaction. Annals of Allergy, Asthma & Immunology 81, 428-430 (1998). 17. Hendargo, H. C., McNabb, R. P., Dhalla, A.-H., Shepherd, N. & Izatt, J. A. Doppler velocity detection limitations in spectrometer-based versus swept-source optical coherence tomography. Biomedical optics express 2, 2175-2188 (2011). 18. Blatter, C. et al. Ultrahigh-speed non-invasive widefield angiography. BIOMEDO 17, 07050510705053 (2012).

Capitolo 2

TECNOLOGIA E INTERPRETAZIONE DELL’ANGIOGRAFIA OCT David Huang, Yali Jia, Simon S. Gao

I concetti descritti in questo capitolo si riferiscono ad immagini angiografiche ottenute con un prototipo SSADA swept source e con una versione commerciale spectral domain (RTVue-XR Avanti, Optovue, Inc., Fremont, CA). Tuttavia è possibile applicare tali concetti anche ad OCT Angiografie ottenute con altri sistemi.

PIANI ANATOMICI DI RIFERIMENTO E SEZIONI ANGIOGRAFICHE

L’Angiografia OCT produce immagini di flusso tridimensionali che richiedono un’appropriata segmentazione per valutare le anomalie vascolari. La segmentazione viene operata dal computer che seleziona dei piani o superfici di riferimento. Lo spessore della segmentazione mostra i flussi in un determinato strato. I piani di segmentazione più importanti sono la membrana limitante interna (ILM), il margine esterno dello strato plessiforme interno (IPL), il margine esterno dello strato plessiforme esterno (OPL) e la membrana di Bruch (BM). Nell’occhio nomale l’algoritmo di segmentazione è in grado di determinare tali strati con grande accuratezza. Tuttavia, nei casi in cui la retina sia molto alterata, sarà necessario procedere ad una segmentazione manuale. Gli angiogrammi in cross section combinano i dati di flusso in colore rosso sovrapposti ai dati strutturali in bianco e nero (Fig. 2.1A). in questo modo si ottiene una visualizzazione ibrida strutturale e funzionale. Inoltre è possibile stabilire la profondità dei flussi rilevati, per la diagnosi delle neovascolarizzazioni coroideali ed intraretiniche. L’Angiografia OCT in proiezione enface aiuta il clinico nello studio di diversi quadri vascolari patologici. Questi angiogrammi vengono prodotti dall’allineamento di tutte le OCT Angiografie in cross section, con selezione di un particolare strato vascolare, definito da profilo, spessore e reflettività. Utilizzando le segmentazioni ILM, IPL, OPL, RPE (epitelio pigmentato retinico) e BM, sarà possibile evidenziare i seguenti strati: • Vitreo – normalmente avascolare (sopra ILM) • Plesso vascolare superficiale – porzione superficiale della retina interna (ILM- bordo esterno di IPL) • Plesso vascolare profondo – porzione profonda della retina interna (margine esterno di IPLmargine esterno di OPL) • Retina interna – combinazione del plesso superficiale e del plesso profondo (ILM - OPL) • Retina esterna – normalmente avascolare (margine sterno di OPL - RPE) • Coriocapillare – normalmente di aspetto confluente (BM – 10/20 µm sotto) • Coroide profonda – grandi vasi coroieali (oltre 20 µm sotto BM) 15

Manuale pratico di Angiografia OCT

Fig. 1. Segmentazione ed elaborazione di un Angiografia OCT di una macula normale. (A) l’angiogramma 3D è costituito da 304 cross section decorrelate stirate orizzontalmente. Ogni scansione è elaborata dal SSADA. Il cubo maculare misura 3x3x3 mm. Gli angiogrammi in cross section mostrano i vasi della retina interna (viola) proiettati al livello dell’epitelio pigmentato (frecce). L’elaborazione di immagine separa il vitreo, gli strati retinici interni, la retina esterna e gli strati coroideali mediante le segmentazioni ILM, IPL, OPL RPE e BM. Sono stati estratte 6 segmentazioni volumetriche di flusso. L’algoritmo di proiezione trova la massima decorrelazione nell’area segmentata, mostrando il lume vasale nell’area segmentata. (B) l’angiogramma del vitreo mostra assenza di flusso. (C) l’angiogramma del plesso vascolare superficiale mostra la circolazione normale della retina con evidenza della zona avascolare perifoveale di circa 0.6 mm di diametro. (D) l’angiogramma del plesso vascolare profondo mostra il fine network vascolare tipico della retina normale. (E) lo strato della retina esterna mostra l’artefatto di proiezione da parte dei vasi del plesso vascolare superificiale al livello dell’RPE. (F) angiogramma della coriocapillare. (G) l’angiogramma della coroide profonda. (H) OCT strutturale della coroide profonda in enface. (I) retina esterna processata on algoritmo per la rimozione dell’artefatto da proiezione. 16

Capitolo 2 - Tecnologia e interpretazione dell’Angiografia OCT

• Coroide - combinazione di coriocapillare e coroide profonda • Custom – strato definito dall’operatore che meglio si adatta alla patologia vascolare. Nell’occhio normale, un Angiografia OCT anteriore all’ILM mostra il normale vitreo avascolare (Fig. 2.1B). la retina interna mostra vasi più larghi al livello del plesso superficiale (Fig. 2.1C) ed un network molto più sottile al livello del plesso vascolare profondo (Fig. 2.1D) con assenza di flusso al livello della zona avascolare (FAZ). La retina esterna dovrebbe essere avascolare, ma riporta un flusso proiettato dal plesso vascolare superficiale. (Fig. 2.1E). l’artefatto da proiezione si genera al livello dell’RPE a causa della fluttuazione dell’ombra dei vasi superficiali al livello dell’RPE stesso, che viene letto dal SSADA come segnale di flusso. Artefatti da proiezione simili vengono generati anche dai sistemi basati su variazione di fase, ampiezza, intensità e sistemi più complessi. Questo artefatto risulta maggiore al livello degli strati ad alta reflettività come l’RPE e genera un quadro di duplicazione della circolazione superficiale (Fig. 2.1E). l’artefatto da proiezione può essere soppresso mediante un elaborazione post acquisizione (Fig. 2.1I). La coriocapillare mostra una serie di flussi molto ravvicinati e confluenti (Fig. 2.1F). Anche se esiste un secondo artefatto da proiezione al livello della coriocapillare, risulta trascurabile in quanto vi è un importante abbattimento del segnale ad opera dell’RPE rispetto al flusso coroideale, più denso. Le strutture lobulari della coriocapillare risultano di difficile individuazione per la loro alta densità al livello maculare e per la bassa risoluzione spaziale trasversa. I lobuli extramaculari possono essere riconoscibili. Gli angiogrammi della coroide profonda mostrano larghi vasi di difficile interpretazione a causa dell’artefatto di proiezione, dall’ombreggiatura e dal washout delle frange di interferenza. Il washout si verifica perchè l’elevato flusso (soprattutto nella componente assiale) disperde la fase del segnale interferometrico nell’integrazione temporale della camera o del fotodetector nel sistema OCT. Insieme, l’ombreggiatura e il washout possono ridurre l’intensità del segnale al di sotto della soglia richiesta dal SSADA per funzionare. Pertanto una parte dei grossi vasi della coroide appare nera sia in enface OCT funzionale (Fig. 2.1G) che strutturale (Fig. 2.1H).

VISUALIZZAZIONE E SEGMENTAZIONE DI BASE CON ANGIOVUE

AngioVue™ (Optovue, Inc., Fremont, CA) è il primo sistema di Angiografia OCT in commercio dai primi mesi del 2015 furi dagli Stati Uniti che lavora su un OCT spectral domain a 70 KHz RTVue-XR Avanti). Utilizza il SSADA associato ad un sistema di registrazione ortogonale chiamato “Motion Correction Technology” (MCT) per la riduzione/rimozione degli artefatti da movimento. AngioVue fornisce una visualizzazione base di quattro angiogrammi enface, ottenuti mediante segmentazioni preimpostate elaborate automaticamente dal software. Queste segmentazioni comprendono ILM, limite esterno di IPL, e l’ “RPE Reference,” che rappresenta la migliore superficie esterna dell’RPE approssimabile alla posizione della BM. Le 4 segmentazioni base fornite dall’AngioVue sono: • Superficial retinal capillary plexus – da 3 µm sotto ILM a15 µm sotto IPL • Deep retinal capillary plexus – da 15 a 70 µm sotto IPL • Outer retina – da 70 µm sotto IPL a 30 µm sotto RPE Reference • Choroid capillary – da 30 a 60 µm sotto RPE Reference Questi parametri sono stati ottimizzati per il rilievo delle più comuni patologie utilizzando la segmentazione automatica del sotware AngioVue. Quindi vi è una minima variazione rispetto agli 17

Manuale pratico di Angiografia OCT

Fig. 2. Angiografia OCT AngioVue di un caso di degenerazione maculare legata all’età di tipo secco. (A) angiogramma En face OCT della retina esterna mostra una densa trama proiettatta dal plesso superficiale. (B) Angiogramma En face OCT della retina esterna dopo applicazione del soppressore di artefatti. Si osservano residue aree di flusso non vascolare. Tali aree si riconoscono per la totale assenza di una morfologia vascolare. (C) angiogramma En face OCT della coriocapillare, non mostra alcun patern neovascolare.

strati ideali riportati in precedenza. Le segmentazioni possono essere manualmente corrette sia in spessore che in “offset” (profondità). In questo modo l’operatore è in grado di ottenere la migliore visualizzazione per ogni patologia. Lo strato della retina esterna aiuta nella soppressione del flusso proiettato al livello dell’RPE. Il filtro può essere attivato o disattivato mediante una casella di selezione. La soppressione degli artefatti risulta utile per una chiara visualizzazione delle neovascolarizzazioni coroideali (CNV).

RICONOSCERE L’ARTEFATTO DA PROIEZIONE ED I SEGNALI DI FLUSSO NON VASCOLARI

L’artefatto da proiezione deriva dalla fluttuazione delle ombre dei vasi superficiali al livello dell’RPE. Allo stesso modo una CNV al di sopra della BM potrebbe proiettare al livello coroideale. Questo segnale viene decorrelato, pertanto non è possibile differenziarlo dai flussi reali coroideali solo sulla base delle caratteristiche del segnale. Il clinico può riconoscere un flusso proiettato notando una caratteristica stria verticale nell’angiogramma in cross section (Fig. 2.1A), e che il pattern vascolare presente negli strati superficiali è proiettato precisamente in uno strato più profondo (Fig. 2.1E confrontata con 2.1C). è molto importante non farsi ingannare da questo artefatto mentre si studia una CNV. L’RPE è lo strato principale su cui viene proiettato l’artefatto. La proiezione del flusso superficiale può essere ridotta con l’attivazione della soppressione degli artefatti, disponibile nel software AngioVue (Fig. 2.2). Questo algoritmo lascia solo una tenue trama di flusso non vascolare di fondo. tale trama risulta più evidente nei tessuti con riflessione più elevata (ad esempio l’RPE). Tale artefatto non possiede le caratteristiche peculiari di visualizzazione di una CNV. In questo esempio il segnale vascolare della CNV viene escluso dalla soppressione degli artefatti cosi come avviene anche nello strato coriocapillare.

ANALISI QUANTITATIVA: INDICE DI FLUSSO E DENSITÀ VASALE

Il SADA permette la quantificazione del flusso ematico all’interano di una regione di interesse. L’indice di flusso e la densità vasale possono essere calcolati dall’angiogramma enface in massima proiezione. L’indice di flusso è il valore della decorrelazione media (che è legata alla velocità) in 18

Capitolo 2 - Tecnologia e interpretazione dell’Angiografia OCT

Fig. 3. Quantificazione del flusso al livello della retina interna mediante OCT Angiografo OptoVue XR. Il cerchio tratteggiato bianco mostra la zona avascolare foveale (FAZ, 0.6 mm). Area tra il cerchio bianco ed il blu: zona parafoveale. Area tra il cerchio blu ed il cerchio verde: zona perifoveale.. (A) foto del fondo. (B) angiogramma En face 6×6 mm OCT della retina interna. Indici di flusso della zona parafoveale e perifoveale calcolata con software personalizzato. (C) area di non perfusione (blue) identificata in una FAZ normale con area pari a 0.22 mm2 utilizzando un software personalizzato sviluppato dagli autori.

un’area selezionata. La densità vasale è il valore percentuale dell’area occupata da vasi e capillari in una data regione (definita dall’utente).

Principali regioni di interesse

Per le scansioni della macula, l’indice di flusso e la densità vasale possono essere routinariamente calcolati per la parafovea e/o la perifovea. La parafovea è definita come una regione anulare con diametro interno di 0.6 mm e diametro esterno di 2.5 mm centrato sulla FAZ. La perifovea è definita come area anulare che si estende dal confine esterno della parafovea con diametro di 5.5 mm. Queste regioni sono traciate nell’immagine della figura 2,3B, nel contesto di un angiogramma normale di 6x6 mm. Per le scansioni della testa del nervo ottico, l’indice di flusso e la densità vasale vengono calcolati al livello della retina peripapillare, espressa come un anello ellittico che si estende oltre i bordi del disco ottico.

INTERPRETAZIONE DELL’ANGIOGRAFIA OCT PATOLOGICA

In Angiografia OCT la patologia è identificata come assenza o riduzione di flusso negli strati vascolari normali o come pattern vascolari anomali nel contesto di strati normalmente avascolari.

Rilievo di interruzioni vascolari e misurazione delle aree non perfuse

L’Angiografia OCT è in grado di visualizzare le aree di interruzione della rete capillare. Nell’occhio normale il network capillare è piuttosto denso tranne che nella zona avascolare foveale (FAZ), dove i capillari sono normalmente assenti (Figure 2.3). in un occhio con retinopatia diabetica proliferante (Figure 2.4), possono essere identificate mediante un apposite software le aree di non perfusione al di fuori della FAZ.

Neovascolarizzazione retinica

Lo sviluppo di neovascolarizzazione retinica (RNV) è una delle complicanze della retinopatia dia19

Manuale pratico di Angiografia OCT

Fig. 4. Retinopatia diabetica proliferante osservata con software dedicato di RTVue-XR AngioVue. (A) L’angiogramma tardivo con fluoresceina mostra numerosi microaneurismi iperfluorescenti al livello della fovea, iperfluorescenza foveale e regioni iperfluorescenti in sede temporofoveale (frecce gialle). Il quadro verde evidenzia l’area 6x6 dell’Angiografia OCT. (B) il software dedicato evidenzia le aree di non perfusione (B) nella retina interna (blu) in proiezione enface. (C) immagine composita che evidenzia un flusso da neovascolarizzazione retinica (RNV) evidenziata con un colore giallo al livello del limite interno della ILM, su uno sfondo viola di vasi retinici. (D) Angiografia OCT cross sectional con RNV (giallo) sopra la ILM. Il flusso retinico normale è evidenziato in viola, il flusso coroideale in rosso.

betica. Il riconoscimento di neovascolarizzazione retinica è importante nella gestione del trattamento laser panfotocoagulativo che permette di ridurre il rischio di perdita visiva.2 L’Angiografia OCT può essere utilizzata per distingeure le alterazioni microvascolari intraretiniche, che si trovano sullo stesso piano dei vasi retinici, dalla precoce RNV che si sviluppa anteriormente alla ILM (Fig. 2.4). L’Angiografia OCT è in grado di rilevare l’estensione e l’attività della RNV mediante l’indice di flusso e l’area vascolare. Atualmente l’AngioVue non possiede una segmentazione vitreale preimpostata ma è possibile procedere agevolmente con una selezione manuale spostando in alto la segmentazione ILM del plesso superficiale.

Neovascolarizzazione coroideale

La neovascolarizzazione coroideale (CNV), la caratteristica patologica primaria della AMD neovascolare, consiste nella proliferazione anomala di neovasi dalla coriocapillare. La CNV attraversa 20