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CC BY-NC-ND 4.0 · Arq Neuropsiquiatr 2022; 80(02): 180-191
DOI: 10.1590/0004-282X-ANP-2021-0134
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Optical coherence tomography in neurodegenerative disorders

Tomografia de coerência óptica em doenças neurodegenerativas
Leonardo Provetti CUNHA 
1   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Divisão de Oftalmologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
2   Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina, Divisão de Oftalmologia, São Paulo SP, Brazil.
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Leopoldo Antônio PIRES 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Marcelo Maroco CRUZEIRO 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Ana Laura Maciel ALMEIDA 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Luiza Cunha MARTINS 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
5   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Departamento de Clínica Médica, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Pedro Nascimento MARTINS 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
5   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Departamento de Clínica Médica, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Nadia SHIGAEFF 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
6   Universidade Federal de Juiz de Fora, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Psicologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
,
Thiago Cardoso VALE 
3   Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Saúde, Núcleo de Pesquisa em Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
4   Universidade Federal de Juiz de Fora, Hospital Universitário, Serviço de Neurologia, Juiz de Fora MG, Brazil.
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ABSTRACT

Structural imaging of the brain is the most widely used diagnostic tool for investigating neurodegenerative diseases. More advanced structural imaging techniques have been applied to early or prodromic phases, but they are expensive and not widely available. Therefore, it is highly desirable to search for noninvasive, easily accessible, low-cost clinical biomarkers suitable for large-scale population screening, in order to focus on making diagnoses at the earliest stages of the disease. In this scenario, imaging studies focusing on the structures of the retina have increasingly been used for evaluating neurodegenerative diseases. The retina shares embryological, histological, biochemical, microvascular and neurotransmitter similarities with the cerebral cortex, thus making it a uniquely promising biomarker for neurodegenerative diseases. Optical coherence tomography is a modern noninvasive imaging technique that provides high-resolution two-dimensional cross-sectional images and quantitative reproducible three-dimensional volumetric measurements of the optic nerve head and retina. This technology is widely used in ophthalmology practice for diagnosing and following up several eye diseases, such as glaucoma, diabetic retinopathy and age-related macular degeneration. Its clinical impact on neurodegenerative diseases has raised enormous interest over recent years, as several clinical studies have demonstrated that these diseases give rise to reduced thickness of the inner retinal nerve fiber layer, mainly composed of retinal ganglion cells and their axons. In this review, we aimed to address the clinical utility of optical coherence tomography for diagnosing and evaluating different neurodegenerative diseases, to show the potential of this noninvasive and easily accessible method.

RESUMO

A avaliação estrutural do cérebro, feita por meio dos exames de neuroimagem, é a forma mais utilizada de ferramenta diagnóstica e de acompanhamento das doenças neurodegenerativas. Técnicas de imagem mais sofisticadas podem ser necessárias especialmente nas fases mais precoces, antes mesmo do surgimento de quaisquer sintomas, porém costumam ser caras e pouco acessíveis. Sendo assim, é de fundamental importância a busca de biomarcadores não invasivos, de fácil acesso e baixo custo, que possam ser utilizados para rastreio populacional e diagnóstico mais precoce. Nesse cenário, o número de estudos com ênfase em técnicas de imagem para avaliação estrutural da retina em pacientes com doenças neurodegenerativas tem aumentado nos últimos anos. A retina apresenta similaridade embriológica, histológica, bioquímica, microvascular e neurotransmissora com o córtex cerebral, tornando-se assim um biomarcador único e promissor nas doenças neurodegenerativas. A tomografia de coerência óptica é uma moderna técnica de imagem não invasiva que gera imagens seccionais bidimensionais de alta resolução e medidas volumétricas tridimensionais reprodutivas do disco óptico e da mácula. Essa tecnologia é amplamente utilizada na prática oftalmológica para o diagnóstico e o seguimento de diversas doenças oculares, como glaucoma, retinopatia diabética e degeneração macular relacionada à idade. A redução da espessura da camada de fibras nervosas da retina e das camadas de células ganglionares em pacientes com doenças neurodegenerativas foi demonstrada em diversos estudos clínicos nos últimos anos. Nesta revisão, abordamos as principais aplicações clínicas da tomografia de coerência óptica nas doenças neurodegenerativas e discutimos o seu papel como potencial biomarcador nessas afecções.

Keywords:

Tomography, Optical Coherence - Alzheimer Disease - Parkinson Disease - Multiple Sclerosis - Neurodegenerative Diseases - Amyotrophic Lateral Sclerosis - Retina

Palavras-chave:

Tomografia de Coerência Óptica - Doença de Alzheimer - Doença de Parkinson - Esclerose Múltipla - Doenças Neurodegenerativas - Esclerose Amiotrófica Lateral - Retina

Authors’ contributions:

LPC, TCV: article conception, literature review, first draft, manuscript critical review, final edits; LAP, MMC, ALMA, NS: literature review, first draft, manuscript critical review; LCM, PNM: literature review, first draft.




Publication History

Received: 06 April 2021

Accepted: 15 June 2021

Article published online:
30 January 2023

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