PL241583B1 - Układ do bezkontaktowego pomiaru elektrycznej czynności serca - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest układ do bezkontaktowego pomiaru elektrycznej czynności serca charakteryzujący się tym, że zawiera cyfrowy element aktywny z grupy: mikroprocesor, mikrokontroler, CPLD, FPGA, SoC lub SoM, korzystnie ASIC, który odpowiedzialny jest za dobór konfiguracji i liczby elektrod aktywnie biorących udział w pomiarach w zależności od gabarytów użytkownika i jakości rejestrowanego sygnału za pomocą układu sumowania sygnału użytecznego, połączonego z modułem wzmacniacza i połączonego z układem wykonawczym sterującym kluczami ustawiającymi konfigurację roboczą-pomiarową, połączonym z modułem optycznym korzystnie pracującym w podczernieni. Układ wykonawczy jest jednocześnie jednostką służącą do akwizycji danych i obliczeń, transmitującą bezprzewodowo pomierzony sygnał do urządzenia nadrzędnego typu komputer PC, połączoną z układem do oszacowania jakości przylegania każdej indywidualnej elektrody do pleców użytkownika poprzez odbiór sygnałów z odpowiedniej części aplikacyjnej umieszczonej w modułach, do których podłączone są elektrody zespolone, zaś moduł wzmacniacza jest połączony z elektrodą sprzężenia i korzystnie elektrodami wzmacniającymi, a elektrody ekranujące (4, 6) połączone są z układem sterowania elektrod ekranujących (21).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do bezkontaktowego pomiaru elektrycznej czynności serca za pomocą nasobnych systemów pomiarowych, elektroniki ubieralnej lub za pomocą systemów pomiarowych wbudowanych w meblach powszechnego użytku mające zastosowanie zwłaszcza w nadzorowaniu stanu zdrowia osób z dolegliwościami zdrowotnymi, osób starszych, niepełnosprawnych lub dzieci.

Znane są rozwiązania, dzięki którym za pomocą nasobnych systemów pomiarowych, elektroniki ubieralnej (noszonej) lub za pomocą systemów pomiarowych wbudowanych w meblach powszechnego użytku, np. łóżka, krzesła, fotele itp. możliwe jest monitorowanie stanu zdrowia za pomocą pomiaru elektrycznej czynności serca. Dotychczas stosowane elektrody w wymienionych powyżej zastosowaniach mają kształt elektrod punktowych.

Tzw. bezkontaktowe pomiary elektrycznej czynności serca za pomocą tzw. elektrod suchych lub pojemnościowych są znane i stosowane, z różnym sukcesem, od wielu lat. Przykłady takich rozwiązań można znaleźć w publikacji z 1969 roku A. Lopez i P. C. Richardson, Capacitive electrocardiographic andbioelectric electrodes, T-BME vol. 16(1), 99-99, 1969, czy w publikacjach Y. M. Chi i współautorów, Wireless non-contact cardiac and neural monitoring, Proc. Wireless Health 2010, October 5-7, San Diego, TJ Sullivan i in., A low noise, noncontact eeg/ecg sensor, Biomedical circuits and systems conference, BIOCAS, 2007. W ostatnich latach liczba publikacji dotyczących rozwiązań tego rodzaju istotnie wzrosła.

Znane są także rozwiązania mające na celu poprawę jakości rejestrowanego sygnału elektrokardiograficznego za pomocą dodatkowego pomiaru pojemności przy użyciu tych samych elektrod i prądu przepływającego pomiędzy wybranymi elektrodami, T. Torfs, i in., Noncontact ECG recording system with real time capacitance measurement for motion artifact reduction, IEEE T-BCAS, vol. 8(5), 2014. Proponowane są także inne metody, np. polegające na pomiarze dodatkowego sygnału ciśnienia z jakim oddziałuje ciało na elektrody (M Choi i in., Motion Noise Reduction Method for a Noncontact Electrocardiogram Sensor in a Chair, IEEE Conference on Biomedical Engineering and Sciences, 2014, Malaysia).

Opracowane rozwiązania mają zastosowanie w postaci nasobnych systemów noszonych przez monitorowane osoby, w tym także jako noszone (nasobne) i wbudowane w meble powszechne użytku, np. YG Lim i in., ECG measurement on a chair without conductive contact, IEEE T-BME, vol. 53(5), 2006. Podejmowane też były próby pomiaru elektrycznej czynności serca kierowców pojazdów poprzez umieszczenie odpowiednego zestawu elektrod w oparciu fotela, np. T. Wartzek i in., ECG on the Road: Robust and Unobtrusive Estimation of Heart Rate, IEEE T-BME, vol. 58(11), 2011.

Z dokumentacji patentowej US7245956 znany jest system do dyskretnego mierzenia sygnałów bioelektrycznych generowanych przez osobę, obejmujący wiele czujników, z których jeden lub więcej stanowi czujnik pojemnościowy, wbudowany lub w inny sposób zintegrowany z przedmiotem, takim jak krzesło, łóżko lub tym podobne, używane do podpierania. Przedmiot ten służy jako konstrukcja montażowa utrzymująca czujniki w jednym miejscu. Czujniki są korzystnie rozmieszczone w postaci układu, przy czym poszczególne czujniki są wybierane z macierzy do pomiaru sygnałów bioelektrycznych i przesyłane, na przykład przez łącze bezprzewodowe, w celu wyświetlania i/lub analizy.

Z dokumentacji EP 1942799 znany jest ubieralny system lub odzież do monitorowania parametrów fizjologicznych, który zawiera co najmniej trzy przewodzące elektrody, które mogą, na przykład, być wykonane z elektrycznie przewodzących przędz typu stretch-recovery zintegrowanych z nieprzewodzącymi przędzami typu stretch-recovery, z których wykonana jest pozostała część systemu lub odzieży do noszenia. System ubieralny lub odzież zawiera ponadto środki do wykorzystania trzech elektrod do monitorowania co najmniej jednego zdarzenia fizjologicznego lub biofizycznego, lub charakterystycznego dla użytkownika. Jedna z elektrod jest specjalnie używana do zwrotnego przekazywania odwróconego sygnału dźwiękowego do użytkownika w celu zniwelowania hałasu generowanego przez użytkownika. W szczególności, częstość akcji serca użytkownika, EKG i związane z tym właściwości elektryczne mogą być monitorowane w wysokiej rozdzielczości w warunkach suchej elektrody. System ten nie uwzględniania jednak charakteru rozkładu mierzonego potencjału.

Z opisu ochronnego wzoru użytkowego PL70435 znana jest elektroda zespolona do pomiarów pobudzeń serca, która wykonana jest z materiału elastycznego o wymiarach porównywalnych do charakterystycznych rozmiarów ciała ludzkiego, w formie prostokątnej płyty, na której podstawie umi eszczona jest elektroda ekranująca, a na elektrodzie ekranującej ułożona jest warstwa materiału izolacyjnego, na której ułożona jest elektroda pomiaru potencjału i elektroda pomiaru pojemności. Elektroda

PL 241 583 B1 pomiaru potencjału i elektroda pomiaru pojemności względem siebie ułożone są przeplotnie i rozdzielone są warstwą materiału izolacyjnego.

Wszystkie wymienione i znane rozwiązania wykorzystują elektrody o geometrii kołowej lub czworokątnej, ale o małej powierzchni, dzięki czemu aproksymują pomiary punktowe. Stosowane elektrody charakteryzują się, ze względu na swoją niewielką powierzchnię bardzo małą pojemnością sprzężenia z ciałem monitorowanej osoby i tym samym przyczyniają się do bardzo dużej, wynikowej, impedancji źródła sygnału. W rezultacie stosując nawet wzmacniacze pomiarowe o ekstremalnie dużych impedancjach wejściowych, dochodzi do usunięcia składowych niskoczęstotliwościowych z mierzonego sygnału, przez co istotnie pogarsza się stosunek sygnał - szum proponowanych rozwiązań. We wszystkich wymienionych ujawnieniach, w celu osiągnięcia zadawalających wyników, testy przeprowadzane były dla cienkich, pojedynczych, warstw ubrań. Wskazane jest opracowanie metody pomiarowej odpornej na zwiększanie grubości warstwy odzieży oddzielającej ciało monitorowanej osoby oraz elektrodę pomiarową. Ze wzrostem grubości warstwy odzieży związane są niepożądane mechanizmy. Przede wszystkim wraz z oddalaniem się elektrody od ciała monitorowanej osoby, zmniejsza się pojemność elektroda - ciało monitorowanej osoby, przy czym istotne znaczenie mają elektryczne własności materiałów, z których uszyta jest odzież. Prowadzi to do pogorszenia wartości stosunku sygnał - szum układu pomiarowego. Wskazane jest zatem, oprócz zwiększenia pojemności sprzężenia, jego monitorowanie za pomocą innej modalności, w celu konstruowania algorytmów do poprawy wynikowego stosunku sygnał - szum, umożliwiających wykorzystanie informacji o sprzężeniu. Biorąc pod uwagę zakres częstotliwości sygnału elektrokardiograficznego przydatny do tego celu jest pom iar impedancji elektrycznej lub jej składowych.

Zarówno położenie i kierunek osi serca wewnątrz klatki piersiowej są osobnicze, nie ma więc możliwości dobrania jednego położenia elektrod punktowych optymalizujących mierzone wartości potencjału dla populacji osób. Ponadto elektrody nie są izolowane od wpływu otoczenia elektrycznego, np. pola związanego z siecią energetyczną przez co jednocześnie, oprócz elementu umożliwiającego pomiar pożądanego sygnału, stanowią element sprzężony z siecią energetyczną, co jest cechą niepożądaną. Eliminacja (a przynajmniej redukcja jej wpływu) tej właściwości jest możliwa do osiągnięcia za pomocą dodatkowego ekranowania - tzw. konstrukcji elektrody zespolonej.

Istnieje zatem potrzeba opracowania układu umożliwiającego bezkontaktowy pomiar elektrycznej czynności serca pozbawiony powyżej wymienionych niedogodności.

Układ do bezkontaktowego pomiaru elektrycznej czynności serca charakteryzuje się według wynalazku tym, że zawiera cyfrowy element aktywny z grupy: mikroprocesor, mikrokontroler, CPLD, FPGA, SoC lub SoM, korzystnie ASIC, który odpowiedzialny jest za dobór konfiguracji i liczby elektrod aktywnie biorących udział w pomiarach w zależności od gabarytów użytkownika i jakości rejestrowanego sygnału za pomocą układu sumowania sygnału użytecznego, połączonego z modułem wzmacniacza i połączonego z układem wykonawczym sterującym kluczami ustawiającymi konfigurację roboczą-pomiarową. Układ wykonawczy połączony jest z modułem optycznym korzystnie pracującym w podczerwieni. Układ wykonawczy jest jednocześnie jednostką służącą do akwizycji danych i obliczeń, transmitującą bezprzewodowo pomierzony sygnał do urządzenia nadrzędnego typu komputer PC, połączoną z układem do oszacowania jakości przylegania każdej indywidualnej elektrody do pleców użytkownika poprzez odbiór sygnałów z odpowiedniej części aplikacyjnej umieszczonej w modułach, do których podłączone są elektrody zespolone. Moduł wzmacniacza jest połączony z elektrodą sprzężenia i korzystnie elektrodami wzmacniającymi, a elektrody ekranujące połączone są z układem sterowania elektrod ekranujących.

Korzystnie w układzie elektroda zespolona jest wykonana z materiału elastycznego w formie płyty, na której podstawie umieszczona jest elektroda ekranująca, na której ułożona jest warstwa materiału izolacyjnego, na której rozdzielone warstwą materiału izolacyjnego przeplotnie ułożone są elektroda pomiaru potencjału i elektroda pomiaru pojemności oraz zawiera dodatkową elektrodę ekranującą do eliminacji szumu otoczenia.

W proponowanym rozwiązaniu przyjmuje się, że zespolone elektrody wąsko-paskowe oraz ich kształt i geometria aproksymują kształt linii ekwipotencjalnej pola elektrycznego generowanego przez serce na powierzchni ciała monitorowanej osoby. Dzięki takiemu rozwiązaniu pojemność sprzężenia elektroda - ciało monitorowanej osoby zostaje zwielokrotniona przy zachowaniu wartości mierzonego potencjału. Poprawia to istotnie warunki i jakość mierzonego sygnału elektrokardiograficznego. Konfigurowalna geometria elektrod zespolonych w urządzeniu umożliwia optymalizację wartości mierzonego

PL 241 583 B1 sygnału poprzez zwiększenie pojemności elektroda pomiarowa - ciało monitorowanej osoby i jednoczesne ekranowanie od zakłóceń elektrod pomiarowych ułożonych wzdłuż wybranej linii ekwipotencjalnej pola elektrycznego generowanego przez serce lub w innym ułożeniu, co zwiększa jego wartość diagnostyczną.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie z elektrodami grzebieniowymi zainstalowane w oparciu krzesła/fotela oraz elektrodę grzebieniową w widoku z przodu i w przekroju poprzecznym, fig. 2 przedstawia schematycznie elektrodę zespoloną w kształcie sześciokąta, w widoku od strony pomiarowych elektrod grzebieniowych i w przekroju poprzecznym, fig. 3 przedstawia schematycznie elektrodę zespoloną w kształcie prostokąta, w widoku od strony pomiarowych elektrod grzebieniowych i w przekroju poprzecznym, fig. 4 przedstawia układ do oceny sprzężenia elektroda zespolona-ciało osoby monitorowanej, fig. 5 przedstawia schematycznie urządzenie zainstalowane w materacu, fig. 6 przedstawia schematycznie urządzenie zainstalowane w koszulce, a fig. 7 przedstawia przykład wykonania układu sterująco-pomiarowego.

Wykorzystanie wynalazku jako systemu wbudowanego w oparcie krzesła/fotela przedstawiono na fig. 1. Wymagane jest, aby oparcie krzesła/fotela umożliwiało wbudowanie co najmniej dwóch krzywoliniowych elektrod odpowiednio ułożonych w taki sposób, aby obejmowały one rzut serca osoby siedzącej na krześle na powierzchnię oparcia. Urządzenie w przykładzie wykonania na fig. 1 składa się z oparcia wyposażonego w zestaw segmentów elektrod zespolonych 1 elektrycznie oddzielonych od siebie oraz czujnika optycznego 8, a także siedziska z rozmieszczonymi elektrodami wspomagającymi 9 i 10. Oparcie krzesła/fotela wyłożone jest segmentami elektrod zespolonych 1, dzięki czemu uzyskuje się dopasowanie obszaru aktywnych elektrod roboczych do sylwetki użytkownika z uwzględnieniem ekwipotencjalnego rozkładu potencjału generowanego przez serce na powierzchni pleców.

Sumaryczne powierzchnie czynne roboczych elektrod aktywnych, zespolonych 1 dobierane są adaptacyjnie na podstawie informacji o jakości przylegania poszczególnych komórek elektrod zespolonych 1 do ciała monitorowanej osoby 7 i ocenie jakości rejestrowanego sygnału EKG. Jeden obszar elektrod roboczych zespolonych 1 ulokowany musi być w dolnej lewej części oparcia, zaś drugi po boku strony prawej, oba obszary elektrod działają w stanie aktywnym w preferowanym kształcie „rogala”, zgodnie z ukształtowaniem odwzorowanej linii ekwipotencjalnej.

Elektrody wspomagające 9, 10 zainstalowane są w siedzisku krzesła/fotela, przy czym środkowa elektroda 10 pracuje jako sprzężenie zwrotne poprawiające wartość współczynnika tłumienia sygnału wspólnego (ang. Common Mode Rejection Ratio, CMRR), są elektrodami wspomagającymi dla układu roboczych elektrod aktywnych oparcia 1. Elektrody wspomagające 9 w zależności od warunków pomiaru mogą pełnić funkcję elektrod roboczych 1 lub być połączone z elektrodą sprzężenia 10.

Szczegółową konstrukcję elektrody zespolonej 1 w widoku od strony pomiarowych elektrod grzebieniowych oraz w przekroju poprzecznym przedstawiono na fig. 2 oraz w alternatywnym wykonaniu na fig. 3. Elektrody zespolone 1 - fig. 1 i fig. 2, fig. 3, każda składa się z dwóch elektrod grzebieniowych 2a i 2b ułożonych w jednej płaszczyźnie uzupełniająco względem siebie (naprzemiennie) oraz dwóch elektrod ekranujących 4 i 6, odizolowanych od siebie i elektrod grzebieniowych 2a i 2b za pomocą materiału izolacyjnego odpowiednio 3, 5, przy czym pierwszy materiał izolacyjny (dielektryk) 3 separuje galwanicznie elektrodę roboczą 2 i elektrodę ekranującą 4, a drugi materiał izolacyjny (dielektryk) 5 - elektrody ekranujące 4, 6. Pierwsza elektroda ekranująca 4 pełni funkcję aktywnego ekranu, którego zadaniem jest dodatkowa eliminacja szumu otoczenia, zaś druga elektroda ekranująca 6 jest podłączona do masy układu pomiarowego, dodatkowo poprawiając skuteczność ekranowania. Każdy z materiałów izolacyjnych 3, 5 może pełnić jednocześnie rolę materiału nośnego materiału konstrukcyjnego utrzymującego kształt elektrody zespolonej. Jedna z elektrod grzebieniowych 2a, 2b służy do pomiaru potencjału generowanego przez serce, podczas gdy druga 2b, 2a służy do pomiaru impedancji sprzęgającej elektrodę, a zwłaszcza pojemności, z ciałem monitorowanej osoby 7 poprzez warstwę ubrań 7a. Warstwy elektrod roboczych 2, ekranujących 4, 6 oraz wspomagających 9 i 10 połączone są przewodami z odpowiednimi systemami elektronicznymi przykładowo jak w układach na fig. 4 oraz fig. 7.

Zaproponowany układ elektrod przykładowo jest montowany w oparciu i siedzisku krzesła/fotela lub powierzchniowo, w zewnętrznej warstwie od strony osoby monitorowanej, na powierzchni materaca łóżka - fig. 5. Opcjonalnie proponowane rozwiązanie jest przeznaczone do wykorzystania jako element nasobnego monitora umieszczonego w koszulce - fig. 6.

Fig. 4 przedstawia schematycznie przykładowe rozwiązanie elektronicznego układu pomiarowego, w którym sygnał elektryczny generowany przez serce mierzony jest za pomocą dwóch elektrod

PL 241 583 B1 grzebieniowych 2a i 2b - elektrody te dla niskiej częstotliwości są elektrycznie zwarte, a dla wysokich częstotliwości są rozwarte. Pojemność wzajemna występująca pomiędzy elektrodami grzebieniowymi 2a i 2b stanowi obciążenie transformatora 18 i jej wartość poprzez współczynnik transformacji decyduje o wartości częstotliwości generatora 19, bądź o amplitudzie drgań generatora. Wartości tych parametrów zawierają informację o jakości sprzężenia elektrod grzebieniowych 2a i 2b i ciała 7 monitorowanej osoby. Niskoczęstotliwościowy potencjał generowany przez serce z połączonych elektrod 2a i 2b przesyłany jest do wzmacniacza 20 i dalej do analizy. Ekrany 4 i 6 sterowane są z układu 21 w celu redukcji zakłóceń z otoczenia.

Na fig. 5 przedstawiono przykład wykonania rozmieszczenia i geometrii elektrod do bezkontaktowego pomiaru EKG do wykorzystania w pomiarowych systemach dla osoby leżącej na łóżku/materacu. Elektrody 1 są elektrodami pomiarowymi, zaś elektroda wspomagająca 10 stanowi elektrodę, która pracuje jako sprzężenie zwrotne poprawiające wartość współczynnika tłumienia sygnału wspólnego CMMR. Elektrody zespolone 1 mogą być wykonane jako elektrody w kształcie pojedynczej elektro dy prostokątnej, jak zaprezentowano na fig. 3 lub jako elektrody sześciokątne, które można grupować jak w układzie przedstawionym na fig. 5a.

Przykład zastosowania proponowanego rozwiązania w postaci tzw. elektroniki ubieralnej (nasobnej) przedstawiono na fig. 6. Elektrody zespolone 1 mogą być umieszczone w koszuli, koszulce, marynarce, swetrze itp. w części będącej w kontakcie zarówno z plecami, jak i klatką piersiową i w obu przypadkach są ułożone w taki sposób, że pomiędzy nimi znajduje się rzut serca monitorowanej osoby odpowiednio na powierzchnię pleców lub klatki piersiowej. Po przeciwnej stronie od elektrod roboczych 1 umieszczona jest elektroda 10, która pracuje jako sprzężenie zwrotne poprawiające wartość współczynnika tłumienia sygnału wspólnego CMMR. Dla układu montowanego w odzieży nie ma konieczności konstruowania łączonych segmentów, bowiem sposób ułożenia i dopasowania do sylwetki będzie wyznaczany przez rozmiar odzieży.

Układ zaprezentowany na fig. 7, wykorzystujący cyfrowy element aktywny (mikroprocesor, mikrokontroler, CPLD, FPGA, SoC lub SoM, a w szczególności ASIC) odpowiedzialny jest za dobór konfiguracji i liczby elektrod aktywnie biorących udział w pomiarach, tak by można było personalizować system dla konkretnej osoby (jej sylwetki, wzrostu, itp.) uwzględniając jakość rejestrowanego sygnału. Przykładowo zwiększenie wartości sygnału użytecznego elektrody pomiarowej jest realizowane za pomocą sumy sygnałów z dwóch lub więcej segmentów elektrod albo eliminacji pojedynczej elektrody z grupy elektrod przypisanych do kanału pomiarowego, której pomierzony sygnał zawiera zbyt dużą wartość szumu (np. w przypadku braku przylegania elektrody do ciała w trakcie sesji pomiarowej). Poprawia to wartość stosunku sygnału do szumu (SNR) dzięki zastosowaniu metody sumowania sygnału użytecznego w układzie 14. Na podstawie szacowanej jakości sygnału z kolejnych testowanych konfiguracji elektrod układ 15 sterujący kluczami 12 ustawia konfigurację roboczą-pomiarową w danej sesji pomiarowej. Moduł optyczny 17 połączony z układem wykonawczym 15 służy do detekcji osoby na krześle/fotelu. Procedura pomiarowa jest uruchamiana w momencie detekcji obecności osoby na krześle/fotelu. Do tego momentu układ pomiarowy jest w stanie spoczynku, za wyjątkiem modułu optycznego, co umożliwia oszczędzanie energii. Pomiar dokonywany jest metodą odbiciową (nadajnik podczerwieni -> detektor podczerwieni). W momencie zajęcia miejsca na krześle, sygnał z diody nadawczej odbija się od pleców osoby zasiadającej na krześle i dociera do odbiornika (detektora). Sygnał odbity jest sygnałem wyzwalającym całą procedurę pomiarową uruchamianą przez układ wykonawczy 15. Układ wykonawczy 15 jest jednocześnie jednostką służącą do akwizycji danych i obliczeń, może również transmitować bezprzewodowo pomierzony sygnał do urządzenia nadrzędnego, np. komputera PC, itp. Blok 13 służy do oszacowania jakości przylegania każdej indywidualnej elektrody do pleców. Odbiera sygnały z odpowiedniej części aplikacyjnej umieszczonej w modułach 11, do których podłączone są elektrody zespolone 1. Moduł 16 jest wzmacniaczem sygnału wspólnego, połączony z elektrodą 10 i opcjonalnie elektrodami 9, którego obecność w znaczący sposób poprawia wartość współczynnika tłumienia sygnału wspólnego (ang. Common Mode Rejection Ratio, CMRR). W układzie pomiarowym stosuje się elektrody ekranujące 4 i 6 sterowane za pomocą układu 21.

Układ pomiarowy do bezkontaktowego pomiaru elektrycznej czynności serca do pomiarów potencjału elektrokardiograficznego wykorzystuje obie elektrody grzebieniowe 2a, 2b jednocześnie, podczas gdy do oceny sprzężenia elektrody zespolonej 1 z ciałem osoby monitorowanej 7 wykorzystuje je jako elementy rozdzielne.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do bezkontaktowego pomiaru elektrycznej czynności serca znamienny tym, że zawiera cyfrowy element aktywny z grupy: mikroprocesor, mikrokontroler, CPLD, FPGA, SoC lub SoM, korzystnie ASIC, który odpowiedzialny jest za dobór konfiguracji i liczby elektrod aktywnie biorących udział w pomiarach w zależności od gabarytów użytkownika i jakości rejestrowanego sygnału za pomocą układu sumowania sygnału użytecznego (14), połączonego z modułem wzmacniacza (16) i połączonego z układem wykonawczym (15) sterującym kluczami (12) ustawiającymi konfigurację roboczą-pomiarową, połączonym z modułem optycznym (17) korzystnie pracującym w podczerwieni, przy czym układ wykonawczy (15) jest jednocześnie jednostką służącą do akwizycji danych i obliczeń, transmitującą bezprzewodowo pomierzony sygnał do urządzenia nadrzędnego typu komputer PC, połączoną z układem do oszacowania jakości przylegania każdej indywidualnej elektrody do pleców (13) użytkownika poprzez odbiór sygnałów z odpowiedniej części aplikacyjnej umieszczonej w modułach (11), do których podłączone są elektrody zespolone (1), zaś moduł wzmacniacza (16) jest połączony z elektrodą sprzężenia (10) i korzystnie elektrodami wzmacniającymi (9), a elektrody ekranujące (4, 6) połączone są z układem sterowania elektrod ekranujących (21).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że elektroda zespolona (1) jest wykonana z materiału elastycznego w formie płyty, na której podstawie umieszczona jest elektroda ekranująca, na której ułożona jest warstwa materiału izolacyjnego, na której rozdzielone warstwą materiału izolacyjnego przeplotnie ułożone są elektroda pomiaru potencjału i elektroda pomiaru pojemności oraz zawiera dodatkową elektrodę ekranującą (4) do eliminacji szumu otoczenia.