Estimation des propriétés optiques de peau humaine modifiées par un agent de clarification optique et mesurées par spectroscopie tissulaire bimodale
Résumé
Cette étude présente une analyse préliminaire de la sensibilité en profondeur de la
spectroscopie bimodale résolue spatialement aux modifications des propriétés optiques de
peau humaine ex vivo induites par un agent de clarification optique (OCA) à base de sucrose.
Le dispositif médical de spectroscopie tissulaire résolue spatialement développé par
notre équipe permet de réaliser sur chaque site tissulaire l’acquisition colocalisée de
spectres de réflectance diffuse (RD) et de spectres d’intensité d’autofluorescence (AF) en
utilisant 5 longueurs d’onde d’excitation (365, 385, 395, 405 et 415 nm). Une sonde multifibres
permet de collecter ces mesures à 4 distances inter-fibres (D1-D4 = 400-1000 μm).
Le protocole expérimental met en oeuvre un fantôme hybride bicouches dont la couche
inférieure est un gel d’agarose 1,5% enrichi avec 500 μm de nanoparticules d’AGuIX(R). La
couche supérieure correspond à un échantillon de peau ex vivo sur lequel la sonde de mesure
est posée. Les mesures sont réalisées avant et après application d’un OCA composé de 45 %
de PEG400, 5 % de PG et 5 % de sucrose.
Les coefficients optiques (absorption μa(lambda) et diffusion μs(lambda)) de l’échantillon de peau
sont estimés à partir d’une inversion de modèle basée sur un modèle direct de type Monte
Carlo multicouches intégrant la fluorescence. La résolution de ce problème inverse prend en
compte la dimension spatiale et spectrale des spectres expérimentaux. Des fonctions
paramétriques sont utilisées pour modéliser les coefficients optiques résolus spectralement.
Les résultats obtenus avant et après application de l’OCA montrent des modifications
significatives des amplitudes des spectres de RD et d’AF en fonction des longueurs d’onde et
des distances interfibres qui indiquent que les photons incidents pénètrent plus profondément
et sont moins absorbés et diffusés par la couche de peau. Ces observations sont confirmées
par les valeurs estimées des coefficients optiques de la peau avant et après OCA.