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.