Tariq Alasbali
Dipartimento di Oftalmologia, Facoltà di Medicina, Collegio di Medicina, Università Islamica Imam Mohammed Ibn Saud, Riyadh, Arabia Saudita
Corrispondenza: Tariq Alasbali, Dipartimento di Oftalmologia, Facoltà di Medicina, Collegio di Medicina, Università Islamica Imam Mohammed Ibn Saud, Riyadh, Arabia Saudita, Email taalasbali@imamu.edu.sa
La ricerca prende in esame tutte le tecnologie di imaging all’avanguardia.
Abstract: Il glaucoma è una malattia multifattoriale che dipende dalla pressione intraoculare (IOP) ed è associata a fattori di rischio legati alla riduzione del flusso sanguigno oculare (OBF). Nella pratica clinica, è fondamentale aggiornare e rivedere le notevoli evidenze delle attuali tecnologie di imaging utilizzate nell’indagine sull’OBF coinvolto sia nell’insorgenza che nella progressione del glaucoma. Le banche dati bibliografiche, tra cui PubMed e Google Scholar, sono state cercate per articoli sulle tecniche di OBF pubblicati tra il 2018 e il 2023 utilizzando parole chiave come “flusso sanguigno oculare”, “glaucoma”, “misurazione invasiva del flusso sanguigno oculare” e “misurazione non invasiva del flusso sanguigno oculare”. Questa revisione fornisce informazioni complete sulle recenti innovazioni in materia di imaging utilizzate per monitorare e misurare il flusso sanguigno oculare nel glaucoma.
Parole chiave: flusso sanguigno oculare, glaucoma, laser speckle, color Doppler, tomografia a coerenza ottica Doppler nel dominio di Fourier, tomografia a coerenza ottica
Introduzione
Un adeguato apporto di ossigeno e nutrienti all’occhio sono le funzioni principali del flusso sanguigno oculare (OBF). Il flusso sanguigno oculare legato al glaucoma è un’area di studio ampiamente esplorata.1 A causa della lenta progressione glaucomatosa, il flusso sanguigno oculare non può essere chiaramente collegato alla progressione del glaucoma.2 Negli occhi glaucomatosi l’OBF è più basso, sebbene l’aumento della pressione intraoculare (IOP) sia il fattore di rischio più importante per lo sviluppo e la progressione del glaucoma.3 È noto che i l glaucoma progredisce in alcuni pazienti nonostante una pressione intraoculare (IOP) più bassa. L’aumento dei fattori legati all’ipossia negli occhi glaucomatosi indica una deplezione di ossigeno e lo stress ossidativo causato dalla fluttuazione dell’apporto di ossigeno, insieme alla bassa pressione di perfusione e all’autoregolazione disturbata, sono le cause principali del danno tissutale. Questo è identificabile come emorragie scheggiate, che in genere sono attribuite a una rottura regionale dei vasi sanguigni e a un blocco venoso associato dovuto a motivi venosi regionali.4,5
L’identificazione e la differenziazione del glaucoma possono basarsi sulla comprensione delle disfunzioni vascolari che caratterizzano la sua eziologia e patogenesi.6 Pertanto, una valutazione diretta e ampia dell’OBF richiede la valutazione dell’OBF in diversi tessuti dell’occhio.7 Ciò rende la valutazione qualitativa dell’OBF (Flusso sanguigno oculare) importante per la diagnosi precoce e la gestione del glaucoma.
Con l’accelerazione delle tecnologie di imaging, sono attualmente disponibili diverse tecniche invasive e non invasive per la valutazione della OBF nel glaucoma.8 Queste tecnologie discusse e disponibili per la valutazione della OBF glaucomatosa presentano vantaggi e limiti intrinseci nella misurazione dei diversi aspetti della OBF. Esiste quindi la necessità di un impegno costante per sviluppare metodi certi e affidabili per la valutazione della BF oculare nel glaucoma.
Lo scopo di questo studio è stato quello di esaminare e valutare in modo esaustivo le tecnologie di imaging innovative frequentemente applicate per sondare le dinamiche del flusso sanguigno oculare nel glaucoma. Successivamente, questa revisione dovrebbe fornire ai medici informazioni clinicamente rilevanti per identificare la modalità di diagnostica per immagini più vantaggiosa disponibile per valutare l’OBF nel glaucoma.
Metodologia
Per la metodologia di questo articolo di revisione narrativa, è stata intrapresa una ricerca bibliografica nelle banche dati online come MEDLINE, Embase, Cochrane Reviews, Web of Science, Allied and Contemporary Medicine (AMED) per gli articoli pubblicati sulle tecniche di BF oculare pubblicati dal 2018 al 2023. Per garantire la ricerca sistematica sono state utilizzate logiche booleane con parole chiave quali “ocular blood flow”, “glaucoma”, “invasive ocular blood flow measurement”, “non-invasive ocular blood flow measurement”. Sono stati presi in considerazione tutti i tipi di metodologie, ad eccezione di editoriali, lettere al direttore e studi su animali. Gli articoli identificati sono stati filtrati attraverso il vaglio dei titoli e degli abstract e sono stati recuperati i full-text. Gli studi ammissibili sono stati selezionati in base ai criteri progettati per corrispondere agli scopi e agli obiettivi del presente studio. È stato selezionato un campione bibliografico dagli articoli per identificare ulteriormente altre potenziali fonti di informazioni relative allo studio. Gli studi sono stati ulteriormente setacciati per quanto riguarda la modalità di imaging e l’uso clinico nel glaucoma affrontato.
Pertanto, questo studio viene presentato come una rassegna narrativa che illustra le capacità delle tecnologie di imaging nell’affrontare la patologia glaucomatosa dell’OBF, insieme agli ostacoli caratteristici di ciascuna tecnologia discussa.
.
Tecnologie innovative di diagnostica per immagini per il flusso sanguigno oculare
Le tecnologie riportate in questa rassegna possono essere classificate come “non invasive” o “invasive”.
Tecniche non invasive includono
- il Color Doppler Imaging (CDI),
- la Velocimetria Laser Doppler (LDV),
- la Tecnica Laser Speckle,
- la Flussimetria Laser Doppler (LDF),
- l’Analizzatore dei Vasi Retinici (RVA),
- l’Ossimetria retinica e
- le tecniche entoptiche in campo blu.
Le tecniche invasive discusse sono
-
Angiografia con oftalmoscopio a scansione laser (SLO)
- Angiografia oftalmoscopica con laser a scansione che utilizza fluoresceina e/o verde indocianina (ICG).
Diagnostica per immagini innovativa per il flusso sanguigno oculare
Tecniche non invasive
Imaging Color Doppler (CDI)
La CDI è una tecnica di imaging medico che fornisce una valutazione completa e impiega le onde ultrasonore per misurare e visualizzare la velocità dei globuli rossi nei vasi.9
In primo luogo, l’imaging in scala di grigi B-scan consente di visualizzare le strutture anatomiche con un contesto strutturale per l’analisi del flusso sanguigno.10 In secondo luogo, la rappresentazione colorata del flusso sanguigno (BF) è ottenuta utilizzando l’effetto Doppler, in cui i globuli rossi in movimento alterano la loro frequenza quando incontrano le onde ultrasonore (spostamento Doppler).11 Assegnando colori diversi alle varie frequenze, CDI crea una mappa a colori che rappresenta i modelli di flusso sanguigno.12 Infine, CDI fornisce dati sulla velocità ottenuti dallo spostamento Doppler dei globuli rossi in movimento. Le informazioni sulla velocità consentono a di valutare quantitativamente le caratteristiche del flusso sanguigno, comprese la velocità e la direzione del flusso sanguigno all’interno dei vasi.12 Gli studi CDI sull’emodinamica orbitale possono servire come potenziali biomarcatori per la progressione del glaucoma.13 La CDI, che non comporta l’esposizione a radiazioni ionizzanti ed è economica e facilmente accessibile, è stata segnalata come un approccio utile per la diagnosi e il monitoraggio dei casi di glaucoma.14 Sebbene la CDI sia un metodo efficace per valutare le grandi arterie, non fornisce informazioni quantitative sul diametro dei vasi. Questa tecnica non è in grado di misurare il diametro dei vasi; pertanto, la misurazione volumetrica del sangue non è in grado di fornire informazioni sul
diametro dei vasi.
non è possibile calcolare il flusso.15
Nel complesso, la CDI è un valido strumento non invasivo in medicina per valutare le dinamiche del flusso sanguigno e la velocità dei globuli rossi, fornendo informazioni utili per la diagnosi di varie condizioni vascolari.
Tecnica Laser Speckle (LST)
La Laser Speckle Flowgraphy (LSFG) è un’affascinante tecnologia basata sul fenomeno dello speckle laser che si verifica durante l’illuminazione di superfici con luce laser coerente .16,17 Questa tecnologia viene utilizzata per misurare il flusso sanguigno oculare e, analizzando i cambiamenti nel pattern laser speckle, la LSFG può fornire notevoli informazioni sulle alterazioni glaucomatose.18,19
Le metriche strutturali e funzionali del glaucoma possono essere associate alle metriche del flusso sanguigno identificate con l’LST, il che può essere uno strumento fondamentale per l’identificazione della gravità del glaucoma e la diagnosi del glaucoma.20,21C on una valutazione più rapida e affidabile della perfusione della testa del nervo ottico (ONH) , l’LST è uno strumento promettente per la gestione e il monitoraggio del glaucoma nelle fasi successive.22 Il
limite dell’LST è che misura solo la velocità e non il diametro del vaso; pertanto, non può essere utilizzato per studiare il flusso sanguigno volumetrico.23
Tecnica Entopica in campo blu
Una tecnologia interessante, la tecnica del campo blu entoptico, che si basa sul fenomeno del campo blu entoptico, causato dalla differenza delle proprietà di assorbimento tra globuli rossi e leucociti.24 I globuli rossi dinamici sulla retina assorbono l’illuminazione della luce blu a 430 nm di lunghezza d’onda, mentre i leucociti appaiono come punti luminosi su uno sfondo scuro. Analizzando gli attributi di questi punti luminosi, come il numero, la velocità e la pulsatilità, la tecnica entoptica in campo blu fornisce informazioni preziose sulla dinamica dei leucociti nella retina.25 Si tratta di una tecnica non invasiva basata sul fenomeno entoptico del campo blu, che si manifesta a causa della differenza nelle proprietà di assorbimento dei globuli rossi e dei leucociti.26 La luce blu con uno spettro ottico ristretto a una lunghezza d’onda di 430 nm è considerata la migliore per visualizzare questo fenomeno. Quando la retina viene illuminata con luce blu, i globuli rossi in movimento assorbono la luce, mentre i leucociti non la assorbono.26
La percezione del fenomeno entoptico dell’arco blu corrisponde ai cambiamenti sistemici e funzionali associati al glaucoma ed è utilizzata in questa tecnica, il che ne costituisce un vantaggio.27 La natura soggettiva della tecnica richiede la partecipazione cooperativa del paziente per misurazioni precise e presenta un ostacolo di incertezza sulla correlazione tra le dinamiche leucocitarie osservate e i cambiamenti retinici glaucomatosi.28
Flussimetria retinica Heidelberg (HRF)
L’HRF, una tecnica innovativa non invasiva, è essenzialmente una versione a scansione della tecnologia Laser Doppler, che valuta lo spostamento Doppler della luce laser.29 L’HRF emette una bassa potenza e quando la luce interagisce con le cellule sanguigne in movimento nei vasi retinici, subisce il ben noto spostamento Doppler. Analizzando questo spostamento, l’HRF fornisce preziose informazioni sulla velocità e sul volume del flusso sanguigno nella vascolarizzazione retinica.30 Nei casi di sospetto glaucoma, la densità capillare nella retina parapillare superiore e inferiore può essere monitorata con l’HRF.31
Ossimetria retinica
Tecnica non invasiva, l’ossimetria retinica è stata utilizzata fin dagli anni ’50 per misurare la saturazione relativa di ossigeno nei vasi sanguigni della retina .32 Questa tecnica prevede l’acquisizione di immagini a due lunghezze d’onda, una sensibile all’ossiemoglobina di 600 nm e una di 570 nm, non sensibile all’ossiemoglobina.33 Confrontando la luminosità della riflettanza dei vasi retinici a queste due diverse lunghezze d’onda si ottiene una valutazione indiretta del livello di ossigenazione. L’ossimetria retinica aiuta nella diagnosi e nel monitoraggio di vari disturbi oculari, con dettagli sulla salute e sulla vascolarizzazione della retina.34L’ alterato apporto di sangue alla retina e alla testa del nervo ottico (ONH) nel
glaucoma primario ad angolo aperto (POAG) può essere L’ossimetria retinica può fornire informazioni sul fabbisogno metabolico di ossigeno della retina.35
Analizzatore di vasi retinici (RVA)
L’RVA è uno strumento non invasivo utilizzato per valutare il pattern dei grandi vasi retinici sulla base della misurazione del diametro, che rappresenta un’informazione utile per valutare la dinamica del sangue retinico.36 Una misura preziosa in oftalmologia, il diametro dei vasi retinici è uno dei principali determinanti del flusso sanguigno retinico e dei cambiamenti strutturali dei vasi retinici ed è stato collegato a diverse patologie sistemiche legate alla vascolarizzazione.37 La RVA è uno strumento straordinario che aiuta a ottenere una registrazione precisa delle misure del diametro dei vasi retinici per valutare il flusso sanguigno oculare e i suoi regolatori.38
La RVA è in grado di rilevare la riduzione della densità dei vasi maculari, tipica del glaucoma, e di individuare le deformazioni microstrutturali e può essere utilizzata come ausilio nella diagnosi del glaucoma.39 Uno dei limiti dello strumento RVA, tuttavia, è quello di ottenere immagini di qualità adeguata delle opacità mediali in casi come la cataratta e le patologie corneali.40 La qualità delle immagini di RVA dipende anche dalla stabilità della fissazione e anche lievi movimenti oculari possono portare ad allontanarsi dalla giusta misurazione.41
Velocimetria laser Doppler (LDV)
Tecnica non invasiva, la LDV prevede l’utilizzo di due velocimetri laser Doppler (LDV) separati per misurare le velocità del flusso sanguigno in entrambe le direzioni nelle arterie e nelle vene retiniche.42 Questa tecnica bidirezionale fornisce una valutazione completa delle velocità assolute del flusso sanguigno in questi vasi sanguigni. I medici e i ricercatori possono ottenere una migliore
La valutazione della BF consente di comprendere l’emodinamica della circolazione retinica, in quanto può fornire informazioni sugli indici di resistenza e pulsatilità dei vasi sanguigni retinici.43 Questa tecnica è utile per studiare varie condizioni vascolari retiniche come la retinopatia diabetica, l’occlusione della vena retinica e la retinopatia ipertensiva.44
Il principale svantaggio di questa tecnica è che può essere sfalsata dai movimenti oculari e da altri spostamenti, le opacità della media possono dare origine a immagini sfocate e quindi non può misurare la circolazione nella testa del nervo ottico (ONH).45 La LDV senza radiazioni ionizzanti è un approccio utile per la diagnosi e il monitoraggio dei pazienti affetti da glaucoma.46
Flussimetria laser Doppler (LDF)
Il flussimetro laser Doppler è un dispositivo non invasivo che funziona emettendo un raggio laser a bassa potenza sulla superficie della retina o della coroide e utilizza la tecnologia laser Doppler per misurare il flusso sanguigno nei capillari retinici e coroideali. Analizzando lo spostamento di frequenza, il dispositivo può quantificare la velocità e il volume del flusso sanguigno nei capillari retinici e coroideali.47
In genere è costituito da una sorgente di luce laser, da una fundus camera modificata per acquisire immagini della vasculatura retinica o coroideale e da un sistema digitale per analizzare le immagini e calcolare i parametri del flusso sanguigno, come la velocità del flusso sanguigno, il volume del sangue e la velocità del flusso sanguigno.48
La flussimetria laser Doppler è uno strumento prezioso in oftalmologia e può fornire importanti informazioni sulla microcircolazione nella retina e nella coroide.48 Viene utilizzata in ambito clinico e di ricerca per studiare varie patologie retiniche e coroideali, come la retinopatia diabetica, la degenerazione maculare senile e le occlusioni vascolari retiniche.
La natura non invasiva del flussimetro laser Doppler lo rende uno strumento sicuro ed efficiente per la valutazione del flusso sanguigno nei capillari retinici e coroideali. Può aiutare nella diagnosi, nel monitoraggio e nel trattamento della valutazione del flusso sanguigno nel nervo ottico in occhi con glaucoma primario ad angolo aperto.49
Tomografia a Coerenza Ottica Doppler nel Dominio di Fourier (Doppler FD OCT)
Tecnica di imaging non invasiva, l’OCT Doppler misura la velocità del sangue e la portata volumetrica dei vasi retinici e si basa sul principio dello spostamento Doppler. L’OCT Doppler combina i principi dell’imaging OCT tradizionale con la flussimetria Doppler per fornire informazioni sul flusso sanguigno nella retina.50 Utilizza una sorgente luminosa a bassa coerenza per generare schemi di interferenza, che vengono poi analizzati per creare immagini trasversali ad alta risoluzione del tessuto.51 Analizzando lo spostamento di frequenza della luce retrodiffusa causato dal movimento delle cellule sanguigne, l’OCT Doppler può quantificare la velocità e la direzione del flusso sanguigno nei vasi retinici. Queste informazioni possono essere utilizzate per valutare le anomalie del flusso sanguigno, come ad esempio
occlusioni, stenosi o dilatazioni anomale dei vasi, che possono essere indicative di varie patologie vascolari retiniche.52
L’OCT Doppler è diventato un nuovo biomarcatore di imaging in oftalmologia per lo studio e la diagnosi dei disturbi vascolari retinici , fornendo informazioni dettagliate e quantitative sulle dinamiche del flusso sanguigno nella retina, consentendo una diagnosi più precoce e un monitoraggio più accurato di varie condizioni oculari, in particolare del glaucoma.53
Gli svantaggi includono la compromissione della qualità dell’immagine a causa degli artefatti di fase che si verificano nei vasi con elevate velocità di BF e la sensibilità ai BF paralleli al fascio OCT.54
Angiografia con tomografia a coerenza ottica (OCTA)
L’OCTA utilizza i principi della tomografia a coerenza ottica (OCT) e funziona misurando le variazioni della riflettività dei diversi strati della retina per acquisire immagini tridimensionali ad alta risoluzione dei vasi sanguigni retinici e coroideali senza la necessità di agenti di contrasto o di iniezione di coloranti.55 Uno dei vantaggi principali dell’OCTA è la capacità di visualizzare selettivamente i vasi sanguigni senza l’interferenza di altre strutture retiniche, come l’epitelio pigmentato retinico (RPE) o la coroide. Ciò consente una valutazione più accurata delle caratteristiche dei vasi sanguigni, come la loro densità, il diametro e la velocità del flusso.56
L’OCTA, essendo non invasivo e con capacità di imaging ad alta risoluzione, ha diverse applicazioni cliniche, tra cui il monitoraggio della risposta al trattamento e della progressione della malattia nel tempo per condizioni oculari come la retinopatia diabetica, la degenerazione maculare legata all’età e il glaucoma, rendendo questa tecnica la più favorita e vantaggiosa.56 Molti artefatti , come quelli da movimento, attenuazione, segmentazione e proiezione, impongono limitazioni all’OCTA e possono interferire in modo critico con l’interpretazione delle immagini OCT-A.57
La Tabella 1 fornisce un breve riepilogo delle tecniche non invasive discusse, con l’imaging del glaucoma in primo piano.
TABELLA1
Tecniche invasive
Angiografia con oftalmoscopio a scansione laser (SLO)
Tecnica invasiva, la SLO produce immagini ad alta risoluzione del fondo utilizzando un oftalmoscopio a scansione laser insieme a diversi filtri per eseguire l’angiografia con fluoresceina (FA) e l’angiografia con verde indo cianina (ICG).58
Durante la SLO, un agente di contrasto (fluoresceina o verde indocianina) viene iniettato nel flusso sanguigno del paziente e il sistema SLO acquisisce immagini del colorante mentre circola attraverso i vasi sanguigni della retina. Queste immagini vengono registrate su videocassetta o memorizzate digitalmente a una velocità di 30 immagini al secondo, consentendo di visualizzare il movimento del colorante e di valutare il flusso sanguigno all’interno dei vasi retinici.59
Analizzando le immagini SLO, gli operatori sanitari possono valutare i modelli di flusso sanguigno, identificare eventuali anomalie o blocchi e valutare la salute della vascolarizzazione retinica.60 L’SLO è particolarmente utile come imaging multicolore e di61 e di autofluorescenza per identificare la riduzione del flusso sanguigno nella retina, nella coroide e nella testa del nervo ottico, dimostrando il suo potenziale nella diagnosi del glaucoma.62
Angiografia oftalmoscopica con laser a scansione con colorante fluoresceina e/o verde indocianina (ICG)
Durante l’angiografia oftalmoscopica digitale a scansione laser (SLO-A), una tecnica invasiva, un agente di contrasto, fluoresceina o colorante verde indo cianina, viene iniettato nel flusso sanguigno del paziente per acquisire immagini del colorante mentre circola attraverso i vasi sanguigni della retina e della coroide.14 Quantificando vari aspetti del flusso sanguigno, come il diametro dei vasi, la velocità e il volume del sangue, la SLO-A fornisce informazioni preziose sulla perfusione della retina e della coroide.44
Queste tecniche possono aiutare nella diagnosi e nel monitoraggio di varie condizioni oculari, visualizzando l’indice di flusso della circolazione retinica, che è la prova di una ridotta emodinamica retinica, indicativa del glaucoma.64
La perdita di colorante è un inconveniente di questa tecnica che può interferire con la visualizzazione delle strutture vascolari retiniche sottili, insieme agli effetti collaterali dei coloranti invasivi come nausea e reazioni allergiche locali e generali.65
La Tabella 2 presenta un breve riepilogo delle tecniche invasive discusse, con il tema dell’imaging del glaucoma.
Punti di forza e limiti della revisione
Questa revisione è stata condotta attraverso il motore di ricerca PubMed, utilizzando un’ampia gamma di parole chiave, per ottenere una visione panoramica dell’attuale stato dell’arte delle tecnologie di imaging utilizzate nell’OBF.
Sebbene PubMed sia una risorsa preziosa, è importante notare che può avere dei limiti in termini di copertura geografica e accessibilità linguistica, e potrebbe non includere tutti gli studi rilevanti pubblicati in lingue non inglesi e in altri Paesi in cui tali tecnologie non sono ancora disponibili. Questa revisione è stata limitata anche dalla qualità degli studi disponibili, molti dei quali erano studi pilota o di fattibilità, con piccole dimensioni del campione e eterogeneità dei dati, senza risultati di valutazione.
Come si evince dal numero limitato di studi disponibili sull’imaging del flusso sanguigno oculare nei casi di glaucoma, questo campo ha un enorme potenziale di miglioramento e valutazione.
