L’OCT

OCT (Optical Coherence Tomography)

L’ OCT est une technique d’imagerie très performante mise au point au début des années 90. L’OCT repose sur l’utilisation d’un interféromètre à faible cohérence. Cette technique d’imagerie permet de réaliser des images en coupe des tissus, avec une résolution de quelques microns. L’immense intérêt de l’OCT provient de sa capacité à révéler des tissus au travers d’autres tissus diffusants. C’est par exemple le cas lorsque l’on souhaite observer la rétine au fond de l’œil.

L’ OCT permet de visualiser la rétine « en profondeur » avec une résolution de quelques microns. Sa finesse permet de détecter les faibles variations de reflectivité qui caractérisent les différentes couches de la rétine.

L’examen se pratique en quelques minutes, il est indolore et non éblouissant.

Corps vitré (ou vitreous)
FO Couche des fibres optiques (ou NFL Retina Nerve Fiber Layer )
CG Couche des cellules ganglionnaires (ou GCL Ganglion Cell Layer)
PI Couche Plexiforme Interne (ou IPL Inner Plexiform Layer)
NI Couche Nucléaire Interne (ou INL Inner Nuclear Layer)
PE Couche Plexiforme Externe (ou OPL Outer Plexiform Layer)
NE Couche Nucléaire Externe (ou ONL Outer Nuclear Layer)

MLE Membrane Limitante Externe (ou ELM)
E/I Ligne de jonction des segments externes/segments internes des photorécepteurs (ou IS/OS PR Junction between the inner and outer segment of the photoreceptors)
EP Epithélium Pigmentaire (ou RPE Retinal Pigment Epithelium)
CC Choriocapillaire (ou Choriocapillaris) , Ch Choroïde (ou Choroid)

OCT et DMLA :

L’OCT est devenu un outil indispensable pour le diagnostic et le suivi de la DMLA. Il permet de distinguer les différentes formes d’atteinte rétinienne,  d’adapter le traitement et d’en suivre les effets.

OCT et PATHOLOGIES VASCULAIRES :

L’OCT est devenu l’examen de référence pour le diagnostic et le suivi des oedèmes maculaires au cours du diabète ou des occlusions veineuses rétiniennes.

OCT et PATHOLIGIES RETINIENNES CHIRURGICALES :

L’OCT s’est ici aussi imposé comme l’examen essentiel dans l’exploration des pathologies de l’interface vitréo-maculaire : Membranes épimaculaires, tractions vitréo-maculaires, trous maculaires. L’OCT a permis la classification actuelle de ces pathologies.

OCT et GLAUCOME :

L’ OCT permet de visualiser la tête du nerf optique et de quantifier l’excavation caractérisant la maladie. Il permet aussi de mesurer l’épaisseur de la couche des fibres optiques et l’atteinte des cellules ganglionnaires.

Ces informations constituent une composante des éléments nécessaire pour établir un diagnostic précis du Glaucome.

OCT et SEGMENT ANTERIEUR de L’ŒIL :

Le segment antérieur comprend tous les organes de l’oeil se trouvant en avant du cristallin : la cornée, l’iris et le cristallin. L’OCT permet d’observer ces structures et surtout les rapports entre ces structures (épaisseur du cristallin, position d’un implant cristallinien ou pré-cristallinien, angle irido-cornéen, forme et épaisseur de la cornée…)

Evolutions de l’OCT et  innovations:

Evolutions technologiques de l’OCT depuis 1993 (source : www.oct-ophtalmo.fr, Dr Jean-Michel Muratet) :

OCT time domain (TD OCT): première technique utilisée.

Le système optique (ou interféromètre de Michelson), utilise un laser qui délivre de courtes impulsions de lumière cohérente (tous les photons sont en phase). Le rayon tombe sur un miroir semi-réfléchissant placé à 45 degrés qui sépare le faisceau en deux. Une partie va sur un miroir et revient sur le détecteur.

L’autre partie du faisceau va frapper la cible et revient également sur le détecteur. C’est l’étude des différences de chemin entre ces deux flux de lumière cohérente qui va permettre de calculer les images. Grâce à un déplacement du miroir sur son axe, il va être possible de scanner une ligne de rétine.

C’est donc l’étude des temps de trajets des faisceaux qui est à la base de cette technique, d’où son nom Time Domain. Un des défauts de ce système est le temps de rotation du miroir qui demande quelques millisecondes. Il suffit que l’oeil bouge un peu pour que les images soient de moins bonne qualité, et présentent des artefacts.

OCT Sprectral Domain (SD OCT) ou OCT Fourier Domain (FD OCT) :

LCS : source laser (low coherence source)
BS : séparateur (Beam Splitter)
SMP : Echantillon (Sample)
REF : miroir de référence (reference mirror)
DG-CAM : Capteur et spectromètre
DSP : Digital signal processing

Le système optique projette une lumière laser sur un miroir semi-réfléchissant placé à 45 degrés, et qui sépare le faisceau en deux. Une partie va éclairer une surface de référence, tandis que l’autre partie va éclairer la cible (la rétine habituellement). C’est le principe de l’interférométrie.

Les deux faisceaux sont dirigés sur la fente d’entrée du spectroscope qui va entraîner la création d’interférences qui seront enregistrées et permettront grâce à un traitement mathématique (Transformation de Fourier optique) la formation d’images.

D’une étude des temps de trajet de l’OCT Time Domain, on est ainsi arrivé à l’étude des fréquences des rayons réfractés pour l’OCT spectralement résolue.

On utilise actuellement principalement des réseaux pour décomposer le signal résultant et ainsi ensuite réaliser la transformée de Fourier numérique.

De très nombreux avantages apparaissent avec ce nouvel OCT:

• La qualité de l’image obtenue est excellente grâce à un balayage de 18000 à 40000 scans/sec alors qu’il n’était que de 400scans/ sec dans l’OCT de première génération (OCT3)
• La résolution longitudinale atteint 5 à 7 microns
• Il n’y a plus de mouvements de miroirs à gérer, donc la « prise de vue » est très rapide et élimine de ce fait les artefacts dus aux mouvements de l’oeil
• Les informations recueillies sont beaucoup plus nombreuses qu’avec le TD OCT, puisqu’on obtient 3 fois plus de pixels. Il faudra des ordinateurs puissants et bien programmés pour extraire les informations et construire des images de qualité.
• Le gain signal/bruit est tout à fait important et apporte une qualité d’images remarquable.

De nouveaux appareils de FD OCT permettent maintenant de se passer des réseaux de diffraction qui sont très coûteux. On utilise une source laser dont on peut faire varier très rapidement la longueur d’onde (swept laser ou swept-source OCT SS-OCT), ce qui apporte une amélioration de la visualisation des détails (de l’ordre de 4 microns), et qui raccourcit encore le temps d’enregistrement. On obtient des acquisitions en temps réel.

Les OCT actuels évoluent vers l’imagerie multimodale avec la possibilité de réaliser au cours du même examen, une rétinographie couleur, un cliché en auto-fluorescence, une angiofluorographie, une angiographie au vert d’indocyanine.

Innovations récentes et perspectives à venir :

OCT « en face » et OCT 3D:

Reconstruction d’images permettant la visualisation de la rétine à plat avec possibilité d’exploration dans l’axe z (antéro-postérieur).

Ce mode d’imagerie est encore limité dans son intérêt et ses applications mais profitera à terme des progrès de l’optique adaptative pour permettre une avancée dans notre compréhension de certaines pathologies.

Angio-OCT :

Reconstruction du réseau vasculaire utilisant les informations données par les éléments en mouvement (sang). Combiné à la technologie OCT en face, il est possible de visualiser les différents réseaux vasculaires en fonction de la profondeur dans le tissu rétinien.

Optique adaptative :

Afin de compenser les aberrations optiques induites essentiellement par la cornée et le cristallin, de nombreuses recherches sont en cours pour utiliser des techniques d’optique adaptative (dérivées des techniques utilisées en astronomie pour éliminer les défauts introduits par les turbulences atmosphériques lors de l’observation des étoiles ). Ces techniques très prometteuses pourraient permettre de visualiser in-vivo les cellules de la rétine, ouvrant la voie à de nombreuses nouvelles applications de diagnostic et thérapeutique.

L’optique adaptative analyse les défauts du front d’onde lumineux (par décomposition matricielle) engendrés par les différents milieux transparents de l’œil et applique une correction du front d’onde à l’aide de micro-miroirs déformant.

Cette est encore en développement, elle est très coûteuse et pour le moment réservée à la recherche.

 

Pour en savoir plus : www.oct-ophtalmo.fr