Uma nova técnica de caracterização de materiais biológicos, chamada Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE), vem sendo bastante utilizada na caracterização de tecidos cance rígenos, como por exemplo, o câncer de colo de útero, de esô fago/estômago e de bexiga. A técnica EIE utiliza uma sonda tetrapolar de eletrodos para fazer as medições na superfície do tecido. A detecção de células cancerígenas em um volume de tecido depende principalmente da sensibilidade da sonda que, por sua vez, depende da disposição dos eletrodos e da distribuição de condutividade elétrica no interior do tecido sob estudo. A investigação da influência destas variáveis no cálculo da sensibilidade de medição da sonda é de vital importância no processo de aperfeiçoamento e construção de um protótipo experimental. Este trabalho apresenta uma solução numérica simplificada para o cálculo da distribuição do campo elétrico e, consequentemente da sensibilidade, em um volume condutor heterogêneo, isotrópico e de es pessura finita usando a técnica das Fontes Imaginárias (FI). Primeiramente, a lei de Gauss para a eletricidade foi usada, juntamente com a técnica FI, para calcular a distribuição do campo elétrico neste volume. Foi demonstrado que a solução numérica simplificada usando a técnica FI atende ao princípio da convergência. Os resultados mostraram que o módulo do campo elétrico converge após usar 100 fontes de corrente imaginária, enquanto a densidade de corrente o faz com 10 fontes. Já as investigações da sensibilidade mostraram que tanto as espessuras das camadas como suas condutividades elétricas têm muita influência nos resultados. Quanto maior a condutividade elétrica da primeira camada em relação à segunda, maior será a sensibilidade no interior da segunda camada. Os resultados preliminares obtidos neste trabalho são promissores, por exemplo, para estudar a sensibilidade de uma sonda de eletrodos na detecção de mudanças patológicas internas no tecido, como por exemplo, a detecção de nódulos cancerígenos subcutâneos.

A new technique called Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) is been widely used for characterizing tissues and to discriminate normal tissue from cancerous one, as for example, cervical, esophagus/stomach and bladder cancer. This is a non-invasive technique, which uses a tetrapolar electrode probe to make measurements on the tissue surface. The detection of cancerous cells within the volume conductor depends mainly on the sensitivity of the probe, which, in turns, depends on the electrode array and on the conductivity distribution within this volume. If the objective is to build an optimized prototype, then a numerical solution for the sensitivity distribution has to be investigated. This paper develops an adapted numerical solution for both electrical field and sensitivity distribution within a heterogeneous semi-infinite isotropic medium of finite thickness by using the Image Sources (IS) technique together with the Gauss’s law for electricity. It was shown that the adapted numerical solution agrees with the divergence theorem. The results showed that the modulus of the electrical field converges after using 100 current image sources but after 10 ones for the case of the current density. It was also showed that the mean sensitivity over a layer depends on its thickness and conductivity. The preliminary results showed that it should be possible to improve a tetrapolar probe for detecting pathological changedistribution within a heterogeneous semi-infinite isotropic medium of finite thickness by using the Image Sources (IS) technique together with the Gauss’s law for electricity. It was shown that the adapted numerical solution agrees with the divergence theorem. The results showed that the modulus of the electrical field converges after using 100 current image sources but after 10 ones for the case of the current density. It was also showed that the mean sensitivity over a layer depends on its thickness and conductivity. The preliminary results showed that it should be possible to improve a tetrapolar probe for detecting pathological changes in tissue, as for example in skin cancer.