信号の定義

左下図は、心周期（心拍動）に伴って胸部の電気抵抗（インピーダンス）が変化する様子と、その変化から心拍出量を算出するためのプロセスを示した概念図です。

• 左下図の上に配置されている図は、心拍に伴う胸部インピーダンスの「変動波形」です。
• 左下図の下に配置されている図は、変動波形を時間微分した「dZ/dt（インピーダンス変化率）」の波形です。

駆出指標の同定

フィジオフローにおいて最も重要な指標の一つが、dZ/dt波形のピーク値である「dZ/dt max」です。これは左室収縮期における最大血流加速度と密接に相関し、心収縮性の指標となります。 また、波形解析によりTFIT（左室駆出時間）を正確に同定します。フィジオフローは、このdZ/dt maxとTFITを独自のアルゴリズムで統合します。 概念的には、波形の面積（積分値）が1拍ごとの血液量（1回拍出量：SV）に相当します。身長・体重等の静的なパラメータに過度に依存せず、心拍ごとの「動的な物理現象」をベースに算出するため、体格や測定環境（安静・運動時）を問わず、一貫した精度でSVを導き出すことが可能です。

フィジオフロー独自のアルゴリズム

従来のインピーダンス法（ICG）は、基礎インピーダンス（Z0）という不安定な静的指標を計算式の分母に置いていたため、肥満、肺水腫（胸水）、あるいは運動時のノイズによって精度が著しく低下するという欠点がありました。 対してフィジオフローは、Z0の絶対値に依存せず、波形の「形態」そのものを解析する独自のSM-ICG法を採用しています。これにより、安静時のみならず、激しい運動中や体位変換時においても、侵襲的なカテーテル法（スワンガンツ法等）と高い相関性を持った心拍出量（CO）の連続測定を実現しています。

運動中の測定を可能にした技術

従来のICG（インピーダンス心電図）は、わずかな体動でもノイズが発生するため、基本的には「安静時」の測定に限られていました。この限界を打ち破ったのが、フランスManatec社が開発したSM-ICG™（Signal Morphing Impedance Cardiography）です。

同システムは、独自の入力フィルタに加え、高度な信号処理アルゴリズムHD-Z™（High Definition Impedance）を搭載。心血流とは無関係なノイズを徹底的に排除し、信号の安定性を劇的に向上させました。

これにより、従来は不可能とされていたマラソンなどの激しい運動中おいても、正確な1回拍出量（SV）及び心拍出量（CO）のリアルタイム・モニタリングを可能にしました。

グラフの解説

左下図のスライダーを左右に動かしてみてください。
dZ信号にHD-Z™を適用した Before / After をご確認いただけます。

スライダーを右へ（フィルタOFF）：

マラソン走行中の激しい振動や呼吸の影響で、本来の信号が巨大なノイズに埋もれ、判別不能な状態です。

スライダーを左へ（フィルタON）：

HD-Z™がノイズをカット。分析に必要な「きれいで規則正しい心拍波形」がはっきりと浮かび上がります。

タイミング検出用ユニット

役割：

心拍周期の正確な把握。インピーダンス変化を解析するための基準時間（タイミング）を同定します。

使用電極：

赤 / オレンジ

配置のポイント

赤：胸骨付近。
オレンジ：一番下の肋骨のあたり。

目的：

1回拍出量（SV）を算出する際の基準となる、拍動のタイミングを検知するために使用します

インピーダンス・センサーユニット

役割

胸郭内における血液量変化に伴うインピーダンス信号の送受信。

使用電極

白 / 青 / 緑 / 黒

配置のポイント

上部（白・青）：首の付け根。
下部（緑・黒）：みぞおち、または背骨の対照位置。

目的

胸郭内の物理的なインピーダンス変化をキャッチし、独自のアルゴリズムを用いて血行動態指標を算出します。