En todo el mundo, hasta 285 millones de personas sufren enfermedades oculares graves o ceguera. Desafortunadamente, la mayoría de ellos no tienen acceso a métodos modernos de tratamiento, por lo que la ayuda suele llegar demasiado tarde. Esta situación podría cambiar con la llegada de una mejora muy significativa en una herramienta de diagnóstico que se ha utilizado durante tres décadas para detectar patología ocular:la tomografía de coherencia óptica (OCT).

OCT es una de las pruebas más básicas y precisas utilizadas en el diagnóstico de enfermedades oculares. Permite una vista detallada de las estructuras oculares individuales y, por lo tanto, permite la detección de enfermedades maculares, cambios diabéticos de la retina, glaucoma, tumores oculares y muchos otros trastornos. Desafortunadamente, el método OCT tiene fallas, porque el ruido natural durante el examen ocular reduce la precisión de la imagen. Un equipo de investigadores del Centro Internacional para la Investigación Ocular Traslacional (ICTER) se propuso corregir este problema, revolucionando el método OCT al introducir la tomografía OCT espacio-temporal (STOC-T).

La investigación fue realizada por el Dr. Edgidijus Auksorius, el Dr. David Borycki, Piotr Węgrzyn y el Prof. Maciej Wojtkowski de ICTER, y los resultados se publicaron en la revista Optics Letters. en un informe titulado "La fibra multimodo como herramienta para reducir la diafonía en la tomografía de coherencia óptica de campo completo con dominio de Fourier".

¿Cómo funciona el examen OCT?

Debido a su alta resolución, el método OCT es uno de los exámenes oftalmológicos más utilizados. Es completamente indoloro y seguro, no hay contraindicaciones médicas para su uso (el examen se puede realizar incluso con mujeres embarazadas). La OCT funciona mejor en el diagnóstico de enfermedades oculares como el glaucoma progresivo, la retinopatía diabética o la degeneración macular relacionada con la edad (AMD), que son las causas más comunes de pérdida de la visión central en las personas mayores. Por ejemplo, en las primeras etapas de AMD, los depósitos únicos o grupos de pigmento y cambios atróficos sutiles son visibles en el fondo a través de OCT; con el desarrollo de la diabetes, se observan cambios en la estructura microvascular de la retina en las imágenes de OCT. El examen OCT en sí toma unos minutos. El paciente se sienta frente a un aparato especial y debe enfocarse en un punto indicado por el médico, limitando el parpadeo. El cabezal de medición se coloca a 2-3 cm del globo ocular, por lo que no hay posibilidad de que tenga contacto con el ojo del paciente. En la mayoría de los casos, el examen OCT no requiere ninguna preparación especial, el paciente puede venir solo en automóvil. Sin embargo, la interpretación de los resultados es complicada, por lo que debe ser realizada por un oftalmólogo experimentado.

Biofísica de la OCT

Comprender la base física del examen OCT no es fácil. Esta técnica equivale a realizar una "biopsia óptica" no invasiva en tiempo real para visualizar la microestructura del tejido y diagnosticar posibles cambios patológicos. En la tomografía óptica, todos los datos sobre la estructura del objeto se obtienen a partir de la intensidad de la señal de interferencia (formada por la superposición de dos rayos láser). La tomografía óptica OCT, ahora utilizada en consultorios de oftalmología de todo el mundo, aprovecha una propiedad interesante de la luz llamada coherencia, en las dimensiones de tiempo y/o espacio. La OCT clásica utiliza fuentes de luz parcialmente coherentes (temporalmente, pero no espacialmente coherentes):el detector mide la diferencia en los caminos ópticos entre el espejo del interferómetro y las capas sucesivas del objeto de muestra (ojo).

Dentro del interferómetro hay una placa especial que divide los rayos en dos partes y registra la interferencia del rayo reflejado desde las estructuras del tejido y el rayo incidente. Conociendo las diferencias de los caminos ópticos, se puede determinar la posición de las estructuras oculares analizadas. Los datos son procesados ​​por una computadora y luego presentados en forma de imágenes transversales bidimensionales (tomogramas). Los tejidos son estructuras de múltiples componentes, que dispersan la luz de diferentes maneras. Según el grado de reflexión o absorción, se presenta una imagen en escala de grises o en color. Los objetos con la mayor reflectancia se ven en rojo o blanco, y aquellos con la señal más débil aparecen en colores oscuros o gris oscuro. Los tejidos con valores de reflectancia intermedios están presentes en amarillo verdoso o tonos de gris. OCT utiliza interferometría de baja coherencia, en la que la interferencia se produce a nivel micrométrico (mediante el uso de diodos superluminiscentes o láseres de pulso corto). Generalmente se utilizan fuentes de radiación infrarroja. Las fuentes de luz no coherentes (p. ej., lámparas halógenas, LED o incandescentes) no se pueden utilizar en el examen OCT clásico. Un equipo de científicos de ICTER fue el primero en el mundo en combinar las propiedades de la coherencia de la luz tanto en el tiempo como en el espacio, lo que permite imágenes de diagnóstico del ojo más precisas.

¿Cómo se puede mejorar la OCT?

La tomografía de coherencia óptica espacio-temporal (STOC-T) es una herramienta especialmente eficaz para obtener imágenes del ojo debido a su velocidad y capacidad para adquirir información de fase estable en todo el campo visual (a diferencia del escaneo de haz enfocado). Hasta ahora, el principal problema en el uso del método OCT ha sido el ruido (llamado speckle), que ha dificultado la visualización precisa de la coroides, una parte vital del ojo que suministra oxígeno y nutrientes a los fotorreceptores y, en consecuencia, está involucrada en la Patogenia de muchas enfermedades. Los investigadores de ICTER descubrieron que el uso de una fibra óptica multimodo de la longitud adecuada mejora la imagen del ojo.

La fibra óptica multimodo emite varios cientos de patrones espaciales únicos (los llamados modos electromagnéticos transversales (TEM)) en su extremo de la sección transversal del haz. Hasta ahora, este tipo de dispositivos se han utilizado repetidamente para transmitir datos, pero nadie consideró el hecho de que cada uno de los patrones espaciales sale de los varios cientos de metros de dicha fibra óptica en diferentes momentos. Esta dependencia del tiempo da como resultado que se capturen varios cientos de imágenes OCT durante una sola medición; cuando se suman, el patrón compuesto reduce los efectos no deseados, como el ruido moteado, de forma totalmente pasiva. Aplicando esta idea a OCT, un equipo de investigadores de ICTER ha desarrollado una nueva forma de controlar la fase óptica de STOC-T para obtener imágenes de alta resolución de la retina y la córnea in vivo. Este método ahora permite obtener imágenes transversales mucho mejores de la capa coroidea debajo de la retina, lo que antes no era posible.

OCT es uno de los exámenes oftalmológicos de rutina utilizados en todo el mundo. Gracias a las mejoras del equipo de ICTER, la técnica avanzada STOC-T permitirá identificar cambios en el ojo a nivel celular, lo que se traducirá en mejores diagnósticos y comprensión de la aparición y progresión de diversas enfermedades que causan ceguera. + Explora más

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