Articolo metodologico

Tomografia anteriore a coerenza ottica ad alta risoluzione nella diagnosi e nel monitoraggio terapeutico della neoplasia squamosa della superficie oculare

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DOI:

10.3791/67127

9 agosto 2024

In questo articolo

Sommario

La tomografia a coerenza ottica ad alta risoluzione del segmento anteriore (HR-OCT) è una promettente modalità non invasiva per la diagnosi e la valutazione terapeutica della neoplasia squamosa della superficie oculare (OSSN). Qui vengono presentati la configurazione del sistema, la tecnica di scansione e i risultati diagnostici rappresentativi.

Abstract

La neoplasia squamosa della superficie oculare (OSSN) è il tumore più comune della superficie oculare, che va dalla displasia lieve al carcinoma squamoso invasivo. Tradizionalmente, la diagnosi di OSSN si basa sulla conferma istopatologica seguita da una biopsia a tutto spessore. Tuttavia, negli ultimi due decenni, l'approccio terapeutico all'OSSN si è spostato dall'intervento chirurgico ai regimi chemioterapici topici in ambito clinico. Questo cambiamento sottolinea la necessità di metodi meno invasivi o non invasivi per diagnosticare le patologie della superficie oculare. Tra i vari dispositivi di imaging, la tomografia a coerenza ottica ad alta risoluzione (HR-OCT) disponibile in commercio è emersa come un potente strumento per la caratterizzazione dell'OSSN. HR-OCT fornisce una visione in vivo in sezione trasversale delle lesioni della superficie oculare, offrendo una "biopsia ottica" per OSSN con elevata sensibilità e specificità. Fornisce informazioni preziose per differenziare l'OSSN intraepiteliale o invasiva da altre lesioni benigne. Inoltre, l'HR-OCT può essere utilizzato per monitorare la risposta alla chemioterapia topica e per rilevare l'OSSN subclinico durante le visite di follow-up. In questo articolo viene presentato il protocollo di scansione per l'acquisizione delle immagini e viene delineata l'interpretazione delle immagini per OSSN. Questo approccio standardizzato, pratico e riproducibile è raccomandato nei flussi di lavoro clinici e dovrebbe assistere i medici nella gestione dell'OSSN.

Introduzione

La neoplasia squamosa della superficie oculare (OSSN) è il tumore non pigmentato più comune della congiuntiva e della cornea. Il termine OSSN comprende un ampio spettro di alterazioni neoplastiche squamose, tra cui la displasia (classificata I-III), la neoplasia intraepiteliale (cioè il carcinoma in situ, CIS) e il carcinoma invasivo a cellule squamose (SCC)1. La diagnosi di OSSN può essere effettuata clinicamente mediante l'esame con lampada a fessura, rilevando l'aspetto tipico di massa elevata, leucoplatrica o papilliforme, spesso presentata al limbus a cavallo della congiuntiva alla cornea con vasi di alimentazione2. A volte, possono presentarsi in modo meno distintivo. Il gold standard per la diagnosi di OSSN rimane la conferma istopatologica seguita dalla biopsia incisionale o escissionale 1,3.

Recentemente, il modello terapeutico dell'OSSN si è spostato dalla gestione chirurgica all'uso della chemioterapia topica. Ciò ha notevolmente promosso l'adozione della biopsia verso modalità meno o non invasive4. Per la caratterizzazione dell'OSSN sono stati studiati vari dispositivi di imaging, vale a dire HR-OCT, microscopia confocale in vivo (IVCM)5, citologia da impronta (IC)6, biomicroscopia a ultrasuoni (UBM)7 e colorazione blu di metilene4. Attualmente, diversi studi hanno fornito informazioni sulla caratterizzazione dell'OSSN utilizzando il segmento anteriore HR-OCT. I dispositivi HR-OCT disponibili in commercio che utilizzano la tecnologia del dominio spettrale possono raggiungere una risoluzione assiale di circa 5 μm. Queste immagini forniscono viste in sezione trasversale in vivo delle lesioni della superficie oculare e mostrano caratteristiche distinte dell'OSSN che sono parallele ai cambiamenti osservati in istopatologia. Pertanto, l'HR-OCT consente ai medici di ottenere una "biopsia ottica" per diagnosticare e monitorare tempestivamente l'OSSN nelle cliniche.

Per promuovere l'applicazione dell'HR-OCT nella gestione dell'OSSN, viene presentata in dettaglio una guida standardizzata, pratica e riproducibile per l'acquisizione delle immagini per garantire una buona qualità per l'uso clinico. Inoltre, le caratteristiche dell'OSSN e di altre lesioni benigne comuni su HR-OCT sono chiarite per una migliore interpretazione dell'immagine.

Protocollo

Tutti i protocolli descritti di seguito seguono le linee guida del Comitato Etico per la Ricerca Umana del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Medicina di Harbin e aderiscono ai principi della Dichiarazione di Helsinki. Il numero di approvazione è 2023IIT008. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i partecipanti allo studio. Lo studio ha incluso partecipanti che presentavano masse congiuntivali. I criteri di esclusione per l'arruolamento includevano le donne in gravidanza o in allattamento e le condizioni che impedivano l'esecuzione delle indagini dello studio. I partecipanti che soddisfacevano i criteri di inclusione sono stati sottoposti a un esame oftalmologico completo da parte di uno specialista della superficie oculare (CLK). L'AS-OCT è stata eseguita alla visita iniziale e alla visita di follow-up, con citologia da impronta e/o biopsia per istologia alla visita iniziale o al momento dell'intervento.

1. Esame con lampada a fessura e procedura di imaging

  1. Chiedi al soggetto di sedersi dietro la lampada a fessura. Spiegare le procedure di test al soggetto.
  2. Modifica le informazioni dell'oggetto.
  3. Disinfettare l'installazione: pulire la fessura lamp testa e mentoniera con un tampone imbevuto di alcol.
  4. Posizionare il soggetto per l'esame.
    1. Chiedi al soggetto di appoggiare il mento sulla mentoniera. Istruire il soggetto a ruotare il bulbo oculare per esporre completamente la lesione. Osservare la lesione sotto la lampada a fessura.
    2. Annotare i dettagli della lesione durante l'esame clinico, come la lateralità, l'aspetto, la posizione quadratica, l'entità del coinvolgimento della superficie oculare, le dimensioni della lesione, la presenza di cheratina, la pigmentazione, la vascolarizzazione intrinseca, i vasi di alimentazione, gli spazi cistoidei e il coinvolgimento sclerale.
    3. Capovolgi le palpebre per osservare se la congiuntiva fornicale o palpebrale è interessata.
  5. Esegui la fotografia del segmento anteriore con la lampada a fessura per documentare le caratteristiche cliniche.

2. Imaging nel dispositivo HR-OCT

NOTA: Di seguito è riportata una procedura generale per l'acquisizione di immagini OCT del segmento anteriore scansionate dal sistema di tomografia a coerenza ottica nel dominio di Fourier (vedi Tabella dei materiali), che ha una risoluzione assiale di 5 μm, una risoluzione trasversale di 8 μm e una velocità di scansione di 26.000 A-scans/s. Per garantire la qualità dell'immagine, si consiglia l'OCT nel dominio spettrale con lunghezze d'onda della luce più corte, come HR-OCT (risoluzione in profondità di 5-7 μm) o OCT ad altissima risoluzione (risoluzione in profondità di circa 2-3 μm), per visualizzare meglio le caratteristiche delle lesioni oculari.

  1. Chiedi al soggetto di sedersi dietro il dispositivo di imaging. Spiegare le procedure di test al soggetto.
  2. Fare doppio clic sull'icona RTVue per avviare il.
  3. Modifica le informazioni dell'oggetto.
    1. Fare clic sul pulsante Nuovo paziente per creare un nuovo paziente. Compila i campi delle informazioni, come cognome, nome, sesso, data di nascita ed etnia. Fare clic sul pulsante Salva .
  4. Disinfettare l'allestimento: pulire la testa e la mentoniera dell'OCT con un tampone imbevuto di alcol.
  5. Selezionare il modello di scansione desiderato facendo clic sul pulsante Cornea < linea incrociata .
  6. Collegare la lente del segmento anteriore allo scanner del sistema.
  7. Selezionare l'occhio o gli occhi da scansionare in base alla fotografia della lampada a fessura del segmento anteriore.
  8. Posizionare il soggetto per l'imaging.
    1. Chiedi al soggetto di appoggiare il mento sulla mentoniera. Istruire il soggetto a ruotare il bulbo oculare per esporre completamente la lesione della superficie oculare.
    2. Allineare la lesione di interesse con il centro della scansione. Fare clic sulla scheda Scansione .
  9. Premere la scheda Auto P per migliorare la potenza del segnale. Regolare la testina dello scanner per ottenere la migliore immagine oculare. Acquisisci l'immagine utilizzando la scansione OCT a segmentazione automatica da 8×8 mm.
  10. Esaminare le sezioni dello Strumento di personalizzazione di Office. Fare clic sulla scheda Salva per salvare la scansione.

3. Determinazione della regione di interesse (ROI)

  1. Osservare la vista in sezione dinamica durante l'allineamento. Allineare la linea trasversale con il punto più spesso della lesione e acquisire la scansione.
  2. Prestare attenzione alle parti adiacenti del tessuto normale e anormale. Cattura il bordo della lesione.

4. Analisi dell'immagine OCT

NOTA: Valutare i parametri AS-OCT, come la posizione della lesione (epitelio, sottoepitelio o sclera), la riflettività e lo spessore dell'epitelio, la brusca zona di transizione dal tessuto normale a quello anormale, la visibilità della zona di separazione tra gli strati epiteliale e subepiteliale, l'uniformità della lesione, la presenza di spazi cistoidei, la presenza di back-shadowing, la delineazione dell'estensione posteriore del tumore e la visibilità della sclera sottostante.

  1. Aprire il software di sistema e accedere alla sezione Strumenti di misurazione. Fare clic sullo strumento di misurazione Visualizza B-Scan <.
  2. All'interno degli Strumenti di misurazione, selezionare lo Strumento Distanza < strumento di misurazione. Misurare i valori massimi di spessore epiteliale e sottoepiteliale della lesione.
    1. Inizia scegliendo un punto iniziale sul confine dell'epitelio anteriore, quindi spostati verticalmente fino alla separazione visibile tra gli strati epiteliale e subepiteliale. Salva i dati di misurazione dell'area massima come spessore epiteliale.
    2. Successivamente, selezionare un punto di ancoraggio sulla separazione visibile tra gli strati epiteliale e subepiteliale, quindi procedere verticalmente fino al bordo posteriore della lesione (tipicamente il confine anteriore della sclera). Salva i dati di misurazione dell'area massima come spessore subepiteliale.
  3. Fare clic su Strumento istantanea < strumento di misurazione per esportare un'immagine .jpg della schermata del rapporto di misurazione.

5. Procedure di follow-up

NOTA: Eseguire esami OCT mensilmente durante la chemioterapia topica e ad ogni visita di follow-up dopo resezione chirurgica e trattamenti medici o parachirurgici.

  1. Esame con lampada a fessura (ripetere il passaggio 1): osservare e documentare i cambiamenti nella lesione.
  2. Eseguire l'esame AS-OCT.
    1. Aprire il software di sistema e localizzare il paziente esistente digitando il suo nome o la data di nascita nello spazio "Cerca per". Inserisci le informazioni rilevanti del paziente e fai clic sul pulsante Cerca .
    2. Una volta individuato il paziente, fai clic sul suo nome per elencare tutte le visite. Scegli l'opzione "ultima visita" e rivedi le immagini dello Strumento di personalizzazione di computer.
    3. Fare clic sul pulsante SCAN per ottenere l'immagine AS-OCT corrente e valutare i parametri su AS-OCT (ripetere il passaggio 2 al passaggio 4).

Risultati

Le figure 1A, B illustrano le immagini HR-OCT di OSSN, rivelando tre caratteristiche chiave: (1) epitelio iperriflettente significativamente ispessito; (2) Un brusco passaggio dall'epitelio normale a uno anormale, caratterizzato da un improvviso aumento sia della luminosità che dello spessore dell'epitelio; (3) Occasionalmente, un piano di divisione è visibile tra l'epitelio e il tessuto sottostante. Tuttavia, nelle lesioni molto spesse, il bordo inferiore della lesione può essere in qualche modo oscurato dall'ombreggiamento.

Il tessuto subepiteliale è solitamente di spessore normale nelle lesioni OSSN semplici. Tuttavia, a differenza dell'OSSN, i reperti HR-OCT di altre lesioni oculari come pterigio, pseudopterigio e dermoide spesso rivelano un epitelio da normale a leggermente ispessito accompagnato da una massa subepiteliale densa e ispessita iperriflettente (Figura 1C-H). L'epitelio corneale è solitamente scuro e sottile, mentre quello della congiuntiva è sottile ma lievemente iperriflettente e talvolta anche intenso, che può essere causato da alterazioni attiniche. Queste caratteristiche uniche erano sempre parallele ai cambiamenti osservati all'esame istopatologico, il che rende l'HR-OCT una modalità importante per differenziare l'OSSN da varie patologie della superficie oculare8.

HR-OCT può anche essere utilizzato per monitorare la risposta chemioterapica dell'OSSN. Durante il trattamento chemioterapico topico, si può osservare una diminuzione dello spessore epiteliale e dell'iperriflettività dopo 2 cicli di chemioterapia topica, che indica il punto temporale della regressione clinica dell'OSSN, che può aiutare i medici a determinare la durata della terapia (Figura 2). Inoltre, il ripristino della normale anatomia può essere rilevato anche durante le visite di follow-up.

figure-results-1
Figura 1: Imaging campione di varie lesioni della superficie oculare. (A) Fotografia con lampada a fessura che dimostra l'OSSN gelatinoso. Un uomo di 58 anni presentava una lesione limbare nel quadrante superiore dell'occhio sinistro. (B) HR-OCT ha rivelato un epitelio ben circoscritto, gravemente iperriflettente, con un effetto ombrante. Si poteva osservare una brusca transizione tra l'epitelio iperriflettente normale e quello ispessito, così come un piano di scissione tra la lesione e il tessuto sottostante. Il valore massimo dello spessore epiteliale della lesione era superiore a 818 μm. (C) Fotografia con lampada a fessura che dimostra lo pterigio. Una donna di 36 anni presentava una lesione congiuntivale e corneale compatibile con lo pterigio. (D) HR-OCT ha rivelato una lesione subepiteliale ispessita con un riflesso striato, che probabilmente corrispondeva al sistema vascolare e all'epitelio sottile sovrastante separati da un piano di scissione. I valori massimi di spessore epiteliale e subepiteliale della lesione erano rispettivamente di 62 μm e 811 μm. (E) Fotografia con lampada a fessura che dimostra il lipodermoide. Un maschio di 13 anni si presentava con una lesione simile al grasso nel quadrante nasale dell'occhio sinistro. (F) HR-OCT ha rivelato un epitelio sottile con un sottostante tessuto uniforme gravemente ispessito con ombreggiatura. I valori massimi di spessore epiteliale e subepiteliale della lesione erano rispettivamente di 105 μm e 1,88 mm. (G) Fotografia di una lampada a fessura che dimostri lo pseudopterigio. Una donna di 70 anni si presentava con una lesione congiuntivale sollevata al limbus nella porzione nasale dell'occhio destro. (H) L'HR-OCT ha rivelato un epitelio moderatamente iperriflettente con una lesione ispessita nella substantia propria mescolata con un'area di cluster iporiflettente. I valori massimi di spessore epiteliale e subepiteliale della lesione erano rispettivamente di 70 μm e 737 μm. Barre della scala: 250μm. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 2: Imaging campione di OSSN prima e dopo la chemioterapia topica. (A) Alla presentazione, una fotografia con lampada a fessura che dimostra un OSSN gelatinoso. La linea trasversale è allineata al centro della lesione (B) e l'HR-OCT ha identificato la distesa orizzontale (C) e verticale (D) della lesione di un epitelio ispessito iperriflettente. Dopo 2 mesi di chemioterapia topica (5-fluorouracile 1%, una settimana di assunzione, 3 settimane di sospensione, somministrazione quattro volte al giorno; Interferone-α2b 1MIU/mL, somministrato quattro volte al giorno), la fotografia con lampada a fessura ha dimostrato una risoluzione completa della lesione (E). La linea trasversale è allineata al punto originale (F) e HR-OCT ha identificato la distesa orizzontale (G) e verticale (H) di un epitelio iperriflettente di spessore normale. Barre della scala: 250μm. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Discussione

L'OCT del segmento anteriore (AS-OCT) è uno strumento diagnostico promettente per l'esame della superficie oculare. Ottiene una sezione ottica della superficie oculare seguendo il principio dell'interferometria di Michelson9. L'interpretazione sistematica dell'AS-OCT inizia con il tessuto più esterno della superficie oculare, vale a dire l'epitelio della cornea, il complesso limbare e congiuntivale. Un recente studio di Vempuluru et al. ha dimostrato che l'AS-OCT è molto utile nel confermare il coinvolgimento epiteliale dove insorgono la maggior parte dei tumori della superficie oculare, in particolare l'OSSN10. Anche se molte tecnologie senza contatto possono essere utilizzate nella gestione dell'OSSN nelle cliniche, HR-OCT si distingue ancora per diversi punti di forza. È una scansione rapida, accessibile per l'intera superficie oculare, facilmente interpretabile e richiede una formazione minima dell'operatore. Yim et al. hanno scoperto che una curva di apprendimento favorevole è stata osservata nei medici alle prime armi dopo un breve modulo di apprendimento delle caratteristiche AS-OCT11. Pertanto, ci concentriamo sulla presentazione di un metodo standardizzato, pratico e riproducibile per l'imaging OSSN per promuovere l'applicazione di AS-OCT nel flusso di lavoro clinico.

HR-OCT può aiutare a guidare la differenziazione dell'OSSN da varie lesioni oculari. Fornisce immagini tipiche della sezione trasversale con modelli morfologici, vale a dire ispessimento epiteliale, iperriflettività e brusca zona di transizione. La maggior parte delle malattie di derivazione non epiteliale di solito si presenta come epitelio normale con lesioni subepiteliali ispessite. Molti studi hanno differenziato quantitativamente l'OSSN misurando il valore dello spessore epiteliale. Sono stati verificati valori di cut-off di 120-142 μm per ottenere una buona sensibilità e specificità nel differenziare l'OSSN dallo pterigio12,13. L'AS-OCT può essere utilizzato anche per identificare patologie oculari coesistenti2. È utile per ridurre potenzialmente la biopsia o indirizzare la posizione della biopsia per una migliore diagnosi e trattamento.

Anche se l'esame istopatologico rimane il gold standard, l'HR-OCT può essere un utile assistente nel monitoraggio della risposta chemioterapica e nell'evitare l'interruzione prematura della terapia. Durante la chemioterapia topica, la progressione verso la normalizzazione epiteliale, vale a dire spessore ridotto e iperriflettività, zona di transizione meno distinta può essere osservata sulle immagini HR-OCT, che è definita come risoluzione del tumore mentre l'aspetto dell'epitelio normalizzato è definito come risoluzione clinica del tumore14. In generale, per prevenire la progressione e la recidiva dell'OSSN, si raccomandano 1-2 cicli aggiuntivi di chemioterapia topica per ottenere la completa risoluzione del tumore dopo la risoluzione del tumore definito HR-OCT15. Inoltre, l'HR-OCT può essere utilizzato per monitorare la malattia subclinica durante le visite di follow-up per aiutare i medici a regolare la terapia al fine di prevenire la recidiva del tumore16.

È importante, tuttavia, rendersi conto dei limiti dell'HR-OCT in ambito clinico. HR-OCT non è in grado di differenziare in modo affidabile i sottotipi di neoplasia squamosa, come l'iperplasia pseudoepitheliomaotus, il papilloma, la CIN e il SCC17. Inoltre, gli effetti di ombreggiamento sono solitamente osservati nei tumori cheratinizzati e pigmentati o nelle lesioni che superano i 500 μm di profondità, il che può ostacolare la visualizzazione del bordo epiteliale posteriore10. Inoltre, alcune lesioni possono avere caratteristiche sovrapposte, che diminuiscono l'accuratezza dell'interpretazione18. Anche con le carenze sopra menzionate, l'HR-OCT è ancora una modalità promettente per la diagnosi dei tumori quando sono di natura epiteliale o subepiteliale. Questo coadiuvante di imaging può aiutare i medici a gestire meglio l'OSSN nelle cliniche. Inoltre, i biomarcatori di imaging nell'AS-OCT possono essere ulteriormente estesi nel campo delle applicazioni di deep learning per aiutare gli oftalmologi ad aumentare l'accuratezza diagnostica, prognostica e di monitoraggio, oltre a ridurre i carichi di lavoro e i costi.

Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
70% EtanoloQualsiasi marca
Sistema di tomografia a coerenza ottica (OCT) del dominio di FourierOptuvue Inc., Fremont, CA, USARTVue XR
RTVue softwareOptuvue Inc., Fremont, CA, USA

Riferimenti

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