1.5. OCT

La ricostruzione delle immagini all’OCT si basa su un meccanismo analogo a quello dell’ecografia; al posto delle onde meccaniche ultrasoniche, l’OCT utilizza radiazioni luminose che vengono inviate, assorbite dalle diverse strutture retiniche, e poi riflesse dal campione analizzato in funzione delle caratteristiche di assorbimento. La detezione e l’interpretazione di questi echi luminosi è affidata ad un interferometro. A seconda del ritardo di ciascun eco, le informazioni ricevute possono essere risolte in base alla profondità di ciascuno strato studiato, ottenendo delle immagini A-scan monodimensionali (parallelamente a quelle dell’ecografia). Combinando insieme gli A-scan per punti adiacenti di tessuto, si ottengono delle immagini B-scan bidimensionali.

Una sorgente luminosa a banda larga e a bassa coerenza, con una lunghezza d’onda pari a 820 nanometri, genera un raggio che viene separato in due da uno specchio semiriflettente. Una parte del raggio è diretta verso il tessuto oggetto di esame; l’altra parte è indirizzata a uno specchio di riferimento. I tessuti dal campione esaminato producono echi luminosi retrodiffusi con diverse lunghezze d’onda, che si combinano con il fascio luminoso riflesso dallo specchio di riferimento, generando un pattern di interferenza (interferogramma) che viene rielaborato digitalmente. A seconda dell’interferenza che si crea, si ottiene il profilo di riflettività della retina: il segnale è più forte a livello dell’interfaccia vitreoretinica, che rappresenta per convenzione il punto di zero-ritardo (zero-delay) da cui partono gli echi riflessi e diventa più debole, man mano che penetra negli strati più profondi (fenomeno del roll-off). Perciò, un aumento della profondità va a discapito della risoluzione di immagine che viene ricostruita. Al roll-off, si sommano anche l’effetto schermo e lo scattering da parte dell’EPR e dei vasi sanguigni nell’ostacolare la detezione dei raggi luminosi riflessi. I primi modelli di OCT disponibili sul mercato sono stati i Time-Domain OCT (TD-OCT), che usano uno specchio di riferimento in movimento, e quindi danno una ricostruzione delle immagini in funzione del tempo impiegato dalla luce per raggiungere lo specchio ed essere riflessa. Questa tecnologia, relativamente lenta, limita i TD-OCT sia nella quantità di dati sia nella qualità delle immagini: infatti, sono capaci di acquisire scansioni alla velocità massima di 400 A-scan al secondo, con una risoluzione di 8-10 μm e una capacità di penetrazione limitata all’EPR.

A) Principi di funzionamento dei SD-OCT convenzionali; B e C) Principi di funzionamento di un EDI-OCT, con la coroide più vicina al punto di Zero Delay (HJF Ho J. et al. Clinical Assessment of Mirror Artifacts in Spectral-Domain Optical Coherence Tomography. Retina).

Profilo maculare con SD-OCT (sinistra) e con EDI-OCT (destra).

1.5.1. EDI-OCT

La ricostruzione digitale dell’interferogramma di fatto produce due immagini speculari, ma per convenzione una sola viene mostrata, con la retina nella parte più alta dell’immagine e l’EPR verso il basso. Gli Spectral-Domain OCT (SD-OCT) con modalità enhanced depth imaging (EDI), invece, mostrano l’immagine al contrario (con la retina e il vitreo verso il basso), permettendo una visualizzazione più precisa della coroide e della lamina cribrosa. Questa metodica di OCT quindi permette di ottenere immagini ad alta definizione a profondità maggiori (circa 500-800 μm in più) rispetto agli OCT convenzionali.

1.5.2. SS-OCT

Gli Swept-Source OCT (SS-OCT) usano una sorgente di luce a lunghezza d’onda molto maggiore degli OCT tradizionali (1000-1300 nm) e soffrono di un minore effetto di sensitivity roll-off. Con un SS OCT è inoltre possibile raggiungere velocità di scansione molto più elevate (dell’ordine di 80.000236.000 A-scan/s), e perciò si riesce ad acquisire una B-scan in 0.01 sec, invece dei 0.02 sec necessari abitualmente, e una ricostruzione 3D in 0.9 sec contro gli 1.9 s di uno SD-OCT. Gli SS-OCT sono uno strumento promettente nella valutazione della giunzione sclero-coroideale, che con gli OCT tradizionali risulta pressoché invisibile, e nella visualizzazione volumetrica della coroide.

Differenza tra le immagini di fovea e disco ottico ottenute attraverso la tecnologia SD-OCT (a sinistra) e SS-OCT (a destra), in cui si nota una più chiara visione di sclera e coroide, quasi invisibili con lo SD-OCT. Nonostante l’immagine SS-OCT sia stata ottenuta con un minor numero di immagini mediate, l’intera struttura retinica risulta molto più nitida rispetto a quella del SD-OCT.

Infine mostriamo la più recente evoluzione dell’OCT, ultrawide OCT che consente di ottenere non soltanto la regione maculare, ma anche le aree più periferiche.