聚焦超声(FUS)和微泡可无创、局部、短暂且安全地促进血脑屏障开放，实现靶向药物递送，但目前的技术在多焦点、高定位和成本效率等方面存在局限性。
声学全息图的原理是在3D打印的表面轮廓上编码所需声波前的相位。作用机制是，当平面声波撞击3D打印板时，它被板上的孔或凸起图案调制，根据预先设计的算法改变其相位和振幅。然后，产生的声波形成一个复杂的形状，可以在3D空间中操纵物体。
全息图的优点是经颅像差校正、同步多焦点和高定位以及与目标无关的换能器定位，为节省时间和成本的FUS手术定义了一种有前途的替代方案。全息图是通过时间反转技术用k-space方法设计的。T1加权MRI用于制定治疗计划，而CT扫描则提供头部组织的声学特性。
研究首次成功证明了声学全息图与单阵元换能器结合在NHP体内实现 BBBO的概念，能够以高效、低成本的方式针对帕金森病相关脑结构实现同时、双侧、局部和安全的BBBO。 颅骨、大脑和肌肉的畸变校正可使经颅衰减降低10％，并实现换能器位置与目标位置无关，使预规划和超声处理步骤更快、更简单。 主要限制是非目标BBBO的变异性，可通过使用更大孔径的换能器和弹性模拟模型来改进。 全息图在畸变校正方面的潜力得到了证明，其最优应用是针对单个治疗点的靶向，提供无畸变、高定位的治疗。 本研究展示了全息图辅助FUS在NHP中进行双侧BBBO的可行性、效率和安全性，为使用FUS治疗脑部疾病提供了一种新颖、简单的低成本快速治疗方法的新途径。
图1. 基于时间反转模拟的全息图设计
图2. 通过NHP颅骨片的压力场分布
图3. 全息图辅助的FUS BBBO与模拟压力场分布的比较
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DOI: 10.1109/TUFFC.2024.3451289
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