Deși originile acestei tehnologii datează din anii ’60 și ’70, dezvoltarea holografiei acustice a fost împiedicată de zgomotul puternic creat de reflectarea și dispersia sunetelor. În cazul hologramelor optice convenționale, laserele reduc, oarecum, această problemă; ultrasunetele nu oferă încă o astfel de soluție tehnologică.
Totuși, în cadrul unui studiu recent, publicat în luna ianuarie 2021, în revista IEEE Sensors Journal, un grup de cercetători au raportat o metodă îmbunătățită pentru crearea hologramelor acustice. În timp ce evoluția tehnologiei nu va putea conduce, în viitorul apropriat, la utilizarea hologramelor acustice, tehnica îmbunătățită poate produce o sensibilitate mai mare și un efect de focalizare mai bun decât metodele anterioare.
Există o serie de posibilități interesante care vin odată cu manipularea sunetului, inclusiv în cazul aplicațiilor medicale. Ecografia este, deja, utilizată pentru imagistica medicală. Totuși, o precizie mai bună a manipulării și imagisticii țesuturilor umane, folosind ultrasunete holografice 3D, ar putea conduce la dezvoltarea de terapii complet noi, precum neuromodularea direcționată.
Natura sunetului în sine reprezintă primul obstacol care trebuie depășit. „Aplicațiile medicale ale hologramelor acustice sunt limitate din cauza reflectării și dispersiei sunetului la nivelul suprafeței hologramei acustice și a atenuării sale la nivel intern”, a declarat Chunlong Fei, profesor din cadrul Universității Xidian, care a fost implicat în studiu.
Pentru a aborda aceste probleme, echipa sa a creat o hologramă acustică cu ajutorul unui „obiectiv” format dintr-un disc cu un orificiu în centrul său. Aceștia au plasat un traductor cu ultrasunete de 1 MHz în apă și au utilizat partea exterioară a suprafeței traductorului pentru a crea holograma. Prin crearea unui orificiu în centrul obiectivului, centrul traductorului generează și primește unde sonore cu mai puțină reflexie și împrăștiere.
Ulterior, cercetătorii au comparat noua lor abordare cu tehnicile convenționale de creare a hologramelor acustice. Aceștia au efectuat această comparație sub forma notării „A vs B”, cu ajutorul unor imagini holografice cu ultrasunete a mai multor ace subțiri, cu diametre de maxim 1,25 milimetri.
„Cea mai notabilă caracteristică a hologramei pe care am propus-o este sensibilitatea ridicată și menținerea unui efect de focalizare bun datorită lentilei holografice”, a declarat Fei, care a observat faptul că aceste caracteristici vor conduce la un nivel mai redus de pierderi prin împrăștiere și propagare decât în cazul hologramelor acustice tradiționale.
Fei are în vedere mai multe moduri diferite prin care această abordare ar putea fi aplicată în viitor, în domeniul medical. Unele exemple ar putea fi îmbunătățirea sondelor de imagistică medicală existente pentru a obține o rezoluție mai bună, sau aplicații precum reglarea sistemului nervos sau stimularea neinvazivă a creierului. Cu toate acestea, instalația curentă, care utilizează apă, ar trebui modificată, împreună cu îmbunătățirea metodelor de caracterizare și manipulare a hologramei, pentru a putea fi utilizată de către medici, a adăugat Fei.
Echipa lui Fei speră ca îmbunătățirile de design ale tehnologiei hologramelor cu ultrasunete să poată ajuta la implementarea sistemului în diferite aplicații. În viitor, Fei speră ca dispozitivele holografice acustice să realizeze imagini de rezoluție superioară, captări de particule, încălziri selective ale țesuturilor biologice, sau chiar noi aplicații în medicina personalizată.
