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La tomografía tiene una larga historia en la medicina. La ecografía, la tomografía computarizada y la resonancia magnética son ejemplos de esta tecnología, que son de gran utilidad para visualizar las estructuras internas de los pacientes. Sin embargo, tienen límites de resolución, por tanto, son poco útiles para obtener imágenes del tejido neurovascular de la retina. Debido a esto, los médicos durante años utilizaron el oftalmoscopio y la cámara, hasta que se describió el uso de las propiedades de coherencia de las ondas de luz para realizar imágenes no invasivas del ojo y de la lámina vascular de una arteria coronaria. Este hallazgo dio inicio al campo de la tomografía de coherencia óptica (OCT) y así a una revolución en la atención al paciente. La importancia de este trabajo fue reconocida a través del Premio Lasker de Investigación Médica Clínica 2023.

La OCT utiliza una fuente de luz de baja coherencia que ilumina un interferómetro de Michelson en su núcleo para detectar la interferencia entre la luz reflejada de los dispersores a múltiples profundidades dentro del tejido y un reflector de referencia para extraer información sobre su localización profunda y reflectividad (figura 1). Es sensible a niveles muy bajos de luz reflejada, lo que reduce la exposición de los tejidos sensibles a la luz de alta intensidad. La resolución axial de las imágenes obtenidas es de varias micras, lo que permite la visualización in vivo de capas celulares y algunas subcelulares a una profundidad de aproximadamente un milímetro en la mayoría de los tejidos. El uso de luz en el rango infrarrojo cercano da como resultado una luz entrante que resulta cómoda para los pacientes, a diferencia de la luz blanca de los oftalmoscopios y las cámaras oculares. Por lo tanto, esta tecnología se implementó rápidamente en el diagnóstico ocular, para analizar capas de tejido como la córnea, el cristalino y la retina; y en procedimientos endoscópicos, para obtener imágenes de estructuras endoteliales vasculares y aterosclerosis. 

Figura 1: tomografía de coherencia óptica.

La microanatomía de la retina produce llamativas capas alternas de reflectividad relativa contrastada cuando se obtienen imágenes con OCT (figura 2A). Los procesos patológicos en la retina causan cambios que son detectables mediante esta tecnología, como el engrosamiento por edema, el adelgazamiento por atrofia y la reflectividad relativa anormal. Así se puede detectar enfermedades como el edema macular diabético o la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE). Además, la alteración de los vasos sanguíneos produce espacios de líquido hiporreflectante dentro y debajo de la retina que pueden medirse con OCT para determinar la progresión de la enfermedad o la respuesta a la terapia (figura 2B).

La adopción de la OCT se aceleró en el cuidado oftalmológico ya que proporcionó medidas objetivas de la progresión de la DMAE neovascular, y esto se expandió rápidamente a casi todas las demás enfermedades maculares. La adquisición de datos normativos sólidos contribuyó al uso de las medidas OCT para el diagnóstico.

Esta aplicación de la tomografía ha cambiado la oftalmología puesto que revela cambios anormales no sólo en la retina sino también en sus distintas capas que se relacionan con cambios en su función. Antes de la llegada de la OCT, las capas celulares y subcelulares implicadas en las enfermedades de la retina o del nervio óptico sólo podían identificarse en micrografías ópticas de tejido fijado. Con el oftalmoscopio se pueden observar la cabeza del nervio óptico, los vasos sanguíneos y las lesiones coloreadas o cambios de color del fondo del ojo, mientras que, con la OCT el grosor y las complejas estructuras de la retina se revelan a escala micrométrica (figura 2). Esta tecnología muestra en detalle distintas estructuras oculares que son útiles para el diagnóstico y seguimiento del glaucoma, las lesiones del sistema nervioso central, las enfermedades neurodegenerativas, y numerosos trastornos de la retina. Se están aplicando técnicas de inteligencia artificial para el análisis de datos OCT en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

La velocidad de las imágenes es parte de la historia de la OCT. Los primeros sistemas clínicos eran lentos, principalmente debido al tiempo que requerían los dispositivos mecánicos para escanear capas de tejidos. Desde entonces, la velocidad de las imágenes se ha acelerado debido a los avances de ingeniería en los enfoques de adquisición y procesamiento de señales. De hecho, la velocidad de captura mejorada ha ampliado la utilidad de la OCT, permitiendo escaneos rápidos y repetidos de la retina para extraer no solo información de la estructura sino también del movimiento de la sangre. La angiografía por OCT permite discriminar las células sanguíneas dentro de la luz del vaso del tejido circundante y proporciona un mapa tomográfico tridimensional de la red de flujo microvascular (figura 2C).

Los sistemas OCT portátiles han ampliado el acceso a esta tecnología en bebés y niños pequeños sometidos a cirugía. Las limitaciones del microscopio quirúrgico son similares a las del oftalmoscopio, pero la incorporación de la OCT dentro del microscopio proporciona información intraoperatoria sobre las estructuras de los tejidos y las herramientas quirúrgicas, que de otro modo no serían visibles para el cirujano (figura 2D). Se ha utilizado como guía en cirugía de cataratas asistida por láser, trasplante de córnea, cirugía macular y administración subretiniana de terapias génicas. En cardiología, la caracterización de la aterosclerosis mediante OCT intraluminal durante la intervención coronaria percutánea podría eventualmente suplantar a la ultrasonografía intravascular.

Figura 2: imágenes y análisis de la retina a partir de exploraciones volumétricas con OCT.

En resumen, la OCT ha cambiado el examen ocular moderno. Ingenieros y médicos han generado una gran cantidad de datos nuevos para la atención al paciente. Es probable que los métodos de inteligencia artificial sigan mejorando el diagnóstico y manejo clínico a partir de esta información valiosa.