当我们深入探讨光与生物组织的交互作用时，近红外光谱学（NIRS）技术的空间敏感性成为了一个不可或缺的研究主题。在本期推文中，我们将详细解读由美国Tufts University的Giles Blaney、Angelo Sassaroli和Sergio Fantini三位资深科学家撰写的综述论文，该论文全面回顾了近红外光谱学在空间敏感性方面的研究进展，并展望了其在生物医学成像中的应用前景。

Spatial sensitivity to absorption changes for various near-infrared spectroscopy methods: A compendium review

Giles Blaney, Angelo Sassaroli, and Sergio Fantini

https://doi.org/10.1142/S1793545824300015

正文:

近红外光谱学是一种利用近红外光进行生物组织成像的技术，其优势在于能够穿透较深的生物组织并检测光的吸收和散射变化。空间敏感性是衡量NIRS技术对局部吸收变化响应能力的重要参数，对于提高成像精度和解析度至关重要。

本综述首先梳理了NIRS技术在过去三十年的发展历程，特别是对空间敏感性的研究。作者们从连续波（CW）、频域（FD）和时域（TD）三种不同的时间域方法出发，详细讨论了各自的光学数据类型及其与吸收系数变化的关系。通过实验和理论分析，研究者们展示了一维、二维和三维的空间敏感性图谱，这些图谱对于理解光在生物组织中的传播路径和分布具有重要意义。

在连续波（CW）方法中，作者们讨论了基于单一光源和探测器的测量方法，以及如何通过光强变化来推断吸收系数的变化。频域（FD）方法则利用了光的调制深度和相位变化，提供了关于光在组织中的传播速度和深度的信息。时域（TD）方法则通过测量光脉冲的时间分布，提供了更为丰富的数据类型，包括光子到达时间的一阶和二阶矩等。

作者们还提供了一个宝贵的资源：一个包含各种NIRS方法的空间敏感性图谱汇编。这些图谱不仅展示了不同方法的空间敏感性分布，还提供了相应的MATLAB代码，使得研究者能够复现和调整这些图谱，以适应特定的实验条件和研究需求。

结语：

通过这篇综述，我们不仅看到了NIRS技术在空间敏感性研究方面取得的进展，更感受到了科学家们如何通过创新的方法，让我们对生物医学光子学的理解和应用更加深入。这项研究不仅对科研人员来说是个宝库，对临床医生和医疗设备开发者同样具有重要意义。

展望：

随着科技的不断进步，我们期待NIRS技术在未来能够实现更为精准的生物组织功能成像和疾病诊断。特别是在脑功能研究、肿瘤检测和治疗监测等领域，NIRS的空间敏感性研究将开辟新的研究方向，推动相关技术的创新和应用。我们相信，通过不断的研究和创新，NIRS技术将为生物医学成像领域带来革命性的变革。