(57)【要約】【課題】  Ｘ線管に関するコリメータボックスの相対的な回転角度が検出可能なＸ線照射装置、および、そのようなＸ線照射装置を備えたＸ線撮影装置を実現する。【解決手段】  Ｘ線照射装置は、Ｘ線出射窓の周囲がフランジ（２００）となっているＸ線管と、エントリプレート（５００）にＸ線入射窓を有し内部にコリメータを収容するコリメータボックス（１４）と、エントリプレートにＸ線入射窓を囲むように設けられ、Ｘ線管のフランジ（２００）を受容するともに半径方向に貫通する複数のスロットを有する円環（６１０）と、複数のスロットを通して円環の外側から内側にそれぞれ挿入されてフランジの背面を押さえる複数の舌片と、フランジ（２００）の内側に設けられ、フランジに関するコリメータボックス（１４）の相対的な回転角度を検出する検出手段（５０４，５０４）とを具備する。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線出射窓の周囲がフランジとなっているＸ線管と、
エントリプレートにＸ線入射窓を有し内部にコリメータを収容するコリメータボックスと、
前記エントリプレートにＸ線入射窓を囲むように設けられ、前記Ｘ線管のフランジを受容するともに半径方向に貫通する複数のスロットを有する円環と、
前記複数のスロットを通して前記円環の外側から内側にそれぞれ挿入されて前記フランジの背面を押さえる複数の舌片と、
前記フランジの内側に設けられ、前記フランジに関する前記コリメータボックスの相対的な回転角度を検出する検出手段と、
を具備することを特徴とするＸ線照射装置。
【請求項２】
前記検出手段が光学的な検出手段である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線照射装置。
【請求項３】
前記光学的な検出手段が、前記フランジ側に設けられた光学的パターンとそれに対向するように前記エントリプレート側に設けられた光学的センサを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線照射装置。
【請求項４】
前記光学的パターンが、前記フランジの内周に沿ってリングを形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線照射装置。
【請求項５】
前記光学的パターンが、櫛の歯状のパターンである、
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線照射装置。
【請求項６】
前記櫛の歯状のパターンが、角度原点用の切り欠きを有する、
ことを特徴とする請求項５に記載のＸ線照射装置。
【請求項７】
前記コリメータボックスの最大回転角度を制限する制限手段、
を具備することを請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の特徴とするＸ線照射装置。
【請求項８】
前記制限手段が、前記エントリプレート側に設けられたピンとそれに係合するように前記フランジ側に設けられた円弧状のスロットを有する、
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線照射装置。
【請求項９】
互いに対向するＸ線照射装置およびＸ線検出装置を有するＸ線撮影装置であって、
前記Ｘ線照射装置は、
Ｘ線出射窓の周囲がフランジとなっているＸ線管と、
エントリプレートにＸ線入射窓を有し内部にコリメータを収容するコリメータボックスと、
前記エントリプレートにＸ線入射窓を囲むように設けられ、前記Ｘ線管のフランジを受容するともに半径方向に貫通する複数のスロットを有する円環と、
前記複数のスロットを通して前記円環の外側から内側にそれぞれ挿入されて前記フランジの背面を押さえる複数の舌片と、
前記フランジの内側に設けられ、前記フランジに関する前記コリメータボックスの相対的な回転角度を検出する検出手段と、
を具備することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１０】
前記検出手段が光学的な検出手段である、
ことを特徴とする請求項９に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１１】
前記光学的な検出手段が、前記フランジ側に設けられた光学的パターンとそれに対向するように前記エントリプレート側に設けられた光学的センサを有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１２】
前記光学的パターンが、前記フランジの内周に沿ってリングを形成する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１３】
前記光学的パターンが、櫛の歯状のパターンである、
ことを特徴とする請求項１２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１４】
前記櫛の歯状のパターンが、角度原点用の切り欠きを有する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１５】
前記コリメータボックスの最大回転角度を制限する制限手段、
を具備することを請求項９ないし請求項１４のうちのいずれか１つに記載の特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１６】
前記制限手段が、前記エントリプレート側に設けられたピンとそれに係合するように前記フランジ側に設けられた円弧状のスロットを有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線照射装置およびＸ線撮影装置に関し、とくに、Ｘ線管のＸ線をコリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）を通じて照射するＸ線照射装置およびＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影装置では、照射野をコリメータで限定して被検体にＸ線を照射するようにしている。コリメータはＸ線管に取り付けられたコリメータボックス（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ  ｂｏｘ）内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−６１９４１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
撮影対象によっては、コリメータボックスをＸ線管に関して適宜に回転させた状態で撮影しなければならない。コリメータボックスを回転させると表示画像のフレーム（ｆｒａｍｅ）も回転するので、それを自動的に修正して常に正立の画像フレームとするためには、コリメータボックスの回転角度を検出する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、Ｘ線管に関するコリメータボックスの相対的な回転角度が検出可能なＸ線照射装置、および、そのようなＸ線照射装置を備えたＸ線撮影装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、Ｘ線出射窓の周囲がフランジとなっているＸ線管と、エントリプレートにＸ線入射窓を有し内部にコリメータを収容するコリメータボックスと、前記エントリプレートにＸ線入射窓を囲むように設けられ、前記Ｘ線管のフランジを受容するともに半径方向に貫通する複数のスロットを有する円環と、前記複数のスロットを通して前記円環の外側から内側にそれぞれ挿入されて前記フランジの背面を押さえる複数の舌片と、前記フランジの内側に設けられ、前記フランジに関する前記コリメータボックスの相対的な回転角度を検出する検出手段と、を具備することを特徴とするＸ線照射装置である。
【０００６】
上記の課題を解決するための他の観点での発明は、互いに対向するＸ線照射装置およびＸ線検出装置を有するＸ線撮影装置であって、前記Ｘ線照射装置は、Ｘ線出射窓の周囲がフランジとなっているＸ線管と、エントリプレートにＸ線入射窓を有し内部にコリメータを収容するコリメータボックスと、前記エントリプレートにＸ線入射窓を囲むように設けられ、前記Ｘ線管のフランジを受容するともに半径方向に貫通する複数のスロットを有する円環と、前記複数のスロットを通して前記円環の外側から内側にそれぞれ挿入されて前記フランジの背面を押さえる複数の舌片と、前記フランジの内側に設けられ、前記フランジに関する前記コリメータボックスの相対的な回転角度を検出する検出手段と、を具備することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【０００７】
前記検出手段が光学的な検出手段であることが、非接触で検出可能な点で好ましい。
前記光学的な検出手段が、前記フランジ側に設けられた光学的パターンとそれに対向するように前記エントリプレート側に設けられた光学的センサを有することが、相対的な回転角度を適切に検出する点で好ましい。
【０００８】
前記光学的パターンが、前記フランジの内周に沿ってリングを形成することが、切れ目のないパターンとする点で好ましい。
前記光学的パターンが、櫛の歯状のパターンであることが、角度検出が容易な点で好ましい。
【０００９】
前記櫛の歯状のパターンが、角度原点用の切り欠きを有することが、角度原点を明確にする点で好ましい。
前記コリメータボックスの最大回転角度を制限する制限手段を具備することが、過大な回転を阻止する点で好ましい。
【００１０】
前記制限手段が、前記エントリプレート側に設けられたピンとそれに係合するように前記フランジ側に設けられた円弧状のスロットを有することが、構成が簡素な点で好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ｘ線照射装置が、Ｘ線出射窓の周囲がフランジとなっているＸ線管と、エントリプレートにＸ線入射窓を有し内部にコリメータを収容するコリメータボックスと、前記エントリプレートにＸ線入射窓を囲むように設けられ、前記Ｘ線管のフランジを受容するともに半径方向に貫通する複数のスロットを有する円環と、前記複数のスロットを通して前記円環の外側から内側にそれぞれ挿入されて前記フランジの背面を押さえる複数の舌片と、前記フランジの内側に設けられ、前記フランジに関する前記コリメータボックスの相対的な回転角度を検出する検出手段とを具備するので、Ｘ線管に関するコリメータボックスの相対的な回転角度が検出可能なＸ線照射装置、および、そのようなＸ線照射装置を備えたＸ線撮影装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、Ｘ線撮影装置の模式的構成を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明のＸ線撮影装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１３】
同図に示すように、本装置は、Ｘ線照射装置１０、Ｘ線検出装置２０およびオペレータコンソール（ｏｐｅｒａｔｏｒ  ｃｏｎｓｏｌｅ）３０を有する。Ｘ線照射装置１０とＸ線検出装置２０は、被検体４０を挟んで互いに対向する。Ｘ線照射装置１０は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明のＸ線照射装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１４】
Ｘ線照射装置１０はＸ線管１２とコリメータボックス１４を有する。コリメータボックス１４内にはコリメータ１６が収容されている。Ｘ線管１２から放射されたＸ線はコリメータ１６の開口を通して被検体４０に照射される。コリメータ１６の開口は可変であり、これによってＸ線の照射野が調節可能になっている。コリメータボックス１４はＸ線管１２に関する相対的な回転角度が調節可能になっている。
【００１５】
被検体４０を透過したＸ線はＸ線検出装置２０で検出されてオペレータコンソール３０に入力される。オペレータコンソール３０は入力信号に基づいて被検体４０の透視像を再構成する。再構成された透視像はオペレータコンソール３０のディスプレイ３２で表示される。オペレータコンソール３０は、また、Ｘ線照射装置１０を制御する。
【００１６】
コリメータボックス１４からオペレータコンソール３０に回転角度が入力される。オペレータコンソール３０は角度入力信号に応じて表示画像のフレームの回転を修正し、コリメータボックス１４の回転に関わらず画像フレームが常に正立状体となるようにする。
【００１７】
図２に、コリメータボックス１４の外観を、それが取り付けられるＸ線管１２のフランジ（ｆｌａｎｇｅ）２００とともに示す。Ｘ線管１２はフランジ２００の上に在ってそれと一体化されている。したがって、フランジ２００はＸ線管１２の一部分である。
【００１８】
同図に示すように、コリメータボックス１４は概ね直方体の箱であり、内部にコリメータ１６を内蔵している。コリメータボックス１４の正面は、操作者がコリメータ１６の開口を調節するためのインターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４００となっており、インディケータ（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）４０２や押しボタン（ｂｕｔｔｏｎ）４０４あるいはつまみ４０６等が設けられている。
【００１９】
コリメータボックス１４の上面はエントリプレート（ｅｎｔｒｙ  ｐｌａｔｅ）５００となっている。エントリプレート５００はＸ線入射窓５０２を有する。Ｘ線入射窓５０２の周囲には、コリメータボックス１４をＸ線管１２のフランジ２００に取り付けるための取付機構６００が設けられている。
【００２０】
図３および図４に、フランジ２００の平面図および立面図をそれぞれ示す。両図に示すように、フランジ２００は、中央開口２０２を有する段付きの円板となっている。中央開口２０２はＸ線の出射窓となる。
【００２１】
円板の大径部２０４は、そのふちに、周方向に等間隔な４つの切り欠き２４２を有する。切り欠き２４２はＶ字形の切り欠きである。Ｖ字の開き角度は例えば９０°である。円板の小径部２０６には、Ｘ線管本体にネジ止めするための４つの孔２６２が周方向に等間隔にかつ中心軸に平行に設けられている。小径部２０６は側面には基準方向を示すための１対の平行面２６４が形成されている。
【００２２】
図５に、取付機構６００を有するエントリプレート５００のクローズアップ（ｃｌｏｓｅｕｐ）をフランジ２００とともに示す。同図に示すように、取付機構６００は円環６１０を有する。円環６１０はＸ線入射窓５０２と同心となるようにエントリプレート５００上に取り付けられている。エントリプレート５００への円環６１０の取付は、例えば、裏面からのネジ止め等によって行われる。円環６１０の内径はフランジ２００の大径部２０４の外径に適合する寸法となっている。これによって、円環６１０はフランジ２００を嵌合状態で収容可能なものとなる。
【００２３】
円環６１０は半径方向に貫通する後述の５つのスロット（ｓｌｏｔ）を有し、それらスロットを通して、５つの舌片６２１−６２５が円環６１０の外側から内側に向けてそれぞれ挿入される。
【００２４】
そのうち１つの舌片６２１は、先端がフランジ２００の切り欠き２４２に嵌合するようになっている。舌片６２１は円環６１０の外側の鞘６３０からバネによって押し出される。鞘６３０にはロックネジ（ｌｏｃｋ  ｓｃｒｅｗ）６３２が設けられ、舌片６２１をロックできるようになっている。
【００２５】
バネで付勢された舌片６２１は、切り欠き２４２とともにクリック（ｃｌｉｃｋ）機構を構成する。切り欠き２４２がフランジ２００の周に沿って等間隔に４つあることにより、このクリック機構は、コリメータボックス１４の回転角度すなわちＸ線照射野の回転角度を９０°ステップ（ｓｔｅｐ）で規制することができる。なお、切り欠き２４２の数および間隔は、所望の回転角度ステップに応じて適宜に定めてよい。また、コリメータボックス１４の回転角度は、クリック位置の途中の任意の角度としてもよい。
【００２６】
コリメータボックス１４の回転位置は、ロックネジ６３２で舌片６２１をロックすることによって固定される。ロックネジ６３２を有することにより、舌片６２１のロックおよび解除を容易に行うことができる。
【００２７】
残り４つの舌片６２２−６２５は、フランジ２００の大径部２０４の背面を、周に沿って等間隔な４個所において上から押さえつけるようになっている。この押さえつけによって、コリメータボックス１４がＸ線管１２に緊結される。
【００２８】
４つの舌片６２２−６２５が、フランジ２００のフランジ２００の大径部２０４背面を周に沿って等間隔な４つの個所においてそれぞれ押さえるので、フランジを均等に押さえることができる。なお、フランジ２００を押さえるための舌片の数は３個あるいは５個以上としても良い。
【００２９】
舌片６２２−６２５は、円環６１０の外側において１対の半円環６４０，６４０’で分担して保持される。すなわち、舌片６２２，６２３が半円環６４０で保持され、舌片６２４，６２５が半円環６４０’で保持される。
【００３０】
半円環６４０，６４０’への舌片６２２−６２５の取付は、例えば、半円環６４０，６４０’裏側からのネジ止め等によって行われる。このようにすることにより、組み立て状態ではネジ頭へのアクセスが不可能になるので、誤ってネジをゆるめてコリメータボックス１４を脱落させるおそれはない。
【００３１】
舌片６２２によるフランジ２００の押さえ状態を図６に示す。同図は図５についてのＡ−Ａ断面図に相当する。同図に示すように、半円環６４０で保持された舌片６２２が、円環６１０のスロット６１２を通して外側から内側に挿入され、フランジ２００の大径部２０４の背面を押さえるようになっている。これによって、フランジ２００の大径部２０４は舌片６２２とエントリプレート５００との間に挟まれる。他の舌片６２３−６２５も同様である。
【００３２】
半円環６４０，６４０’は、一端同士および他端同士を対向させて円環６１０を取り囲むように設けられる。半円環６４０，６４０’は、それらの一端同士が連結手段６４２によって連結される。連結手段６４２は、例えば、半円環６４０，６４０’の一端にそれぞれ固定された１対のナット（ｎｕｔ）６４４，６４４’とそれらを連結するボルト（ｂｌｏｔ）６４６で構成される。
【００３３】
半円環６４０，６４０’の他端は、それぞれピン６４８，６４８’によってエントリプレート５００に取り付けられている。半円環６４０，６４０’は、ピン６４８，６４８’を中心として、エントリプレート５００の表面に沿って回転可能となっている。このため、連結手段６４２による連結を解除したときは、この部分が開くように半円環６４０，６４０’を互いに反対方向に回転させることができる。
【００３４】
その状態を図７に示す。ただし、同図では舌片６２１、鞘６３０およびロックネジ６３２の図示を省略している。同図に示すように、半円環６４０，６４０’の一端側が大きく開き、４つの舌片６２２−６２５が、それぞれ、円環６１０のスロット６１２−６１５から抜け出している。これによって舌片６２２−６２５によるフランジ２００の押さえが解除されるので、コリメータボックス１４をＸ線管１２から取り外すことができる。
【００３５】
コリメータボックス１４をＸ線管１２に取り付けるときは、半円環６４０，６４０’を開いた状態でＸ線管１２のフランジ２００を円環６１０に嵌合させ、次に半円環６４０，６４０’を閉じて連結手段６４２で一端同士を連結する。
【００３６】
図８に、フランジ２００からコリメータボックス１４を取り外した状態を示す。同図に示すように、コリメータボックス１４のエントリプレート５００には、円環６１０の内側に相当する個所に、１対のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ）５０４，５０４’が設けられている。これらのセンサ５０４，５０４’は円環６１０の中心に関して対称的に設けられる。センサ５０４，５０４’はいずれも発光部と受光部を有する光学的センサである。
【００３７】
図９に、フランジ２００を斜め下方から見た図を示す。同図に示すように、フランジ２００は、内側が同心円状にえぐれておりその中にリング２７０が同心的に設けられている。
【００３８】
図１０に、リング２７０を単独で示す。同図の（ｂ）に部分的に拡大して示すように、リング２７０は櫛の歯状構造部２７２を有する。櫛の歯状構造部２７２は、リング２７０の片側に、リングの軸方向に突き出すように全周に沿って設けられる。櫛の歯状構造部２７２の１個所には、他の個所と区別可能な切り欠き２７４が設けられている。
【００３９】
フランジ２００にコリメータボックス１４を取り付けた状態では、フランジ２００の内側において、センサ５０４，５０４’がリング２７０の櫛の歯状構造部２７２とそれぞれ対向する。センサ５０４，５０４’は、いずれも、櫛の歯状構造部２７２に光を照射してその反射光を受光する。
【００４０】
櫛の歯状構造部２７２は、歯の部分と隙間の部分が交互に並ぶ光学的パターンを形成するので、コリメータボックス１４をフランジ２００に関して回転させたときは反射光に強弱の脈動が生じる。したがって、反射光の脈動数に基づいて回転角度を計測することができる。
【００４１】
センサ５０４，５０４’による光検出の位相を櫛の歯のピッチ（ｐｉｔｃｈ）の１／２だけ異ならせることにより、櫛の歯のピッチで定まる分解能の２倍の分解能で角度を検出することができる。なお、櫛の歯のピッチが十分に細かいときはセンサ５０４，５０４’はいずれか一方のみとしてもよい。
【００４２】
このように、センサ５０４，５０４’とリング２７０からなる部分は光学的な角度エンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ）を構成する。櫛の歯状構造部２７２の一個所に設けられた切り欠き２７４は、角度エンコーディングの原点を定める。
【００４３】
このような角度エンコーダをフランジ２００に内蔵しているので、Ｘ線照射装置１０からオペレータコンソール３０にコリメータボックス１４の回転角度をフィートバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）することができる。これによって、オペレータコンソール３０はコリメータボックス１４の回転角度に応じた画像フレームの角度修正を行うことができる。
【００４４】
センサ５０４，５０４’とリング２７０からなる部分は、本発明における検出手段の一例である。検出手段が光学的な検出手段であるから、非接触な角度検出が可能である。光学的な検出手段は、フランジ側に設けられた光学的パターンおよびそれに対向するようにエントリプレート側に設けられた光学的センサを有するので、相対的な回転角度を適切に検出することができる。
【００４５】
光学的パターンが、フランジの内周に沿ってリングを形成するので、切れ目のないパターンとすることができる。光学的パターンが櫛の歯状のパターンなので、角度検出が容易である。歯状のパターンが角度原点用の切り欠きを有するので、角度原点を明確にすることができる。
【００４６】
図１１に示すように、エントリプレート５００にピン５０６を設け、それに対応してフランジ２００の端面に図１２に示すように円弧状のスロット（ｓｌｏｔ）２８０を設ければ、ピン５０６とスロット２８０の係合により、コリメータボックス１４の回転角度の最大値をスロット２８０の長さによって制限することができる。ピン５０６とスロット２８０からなる部分は、本発明における制限手段の一例である。
【００４７】
このように、コリメータボックスの最大回転角度を制限する制限手段を設けた場合は、コリメータボックスの過大な回転を阻止することができる。制限手段は、エントリプレート側に設けられたピンとそれに係合するようにフランジ側に設けられた円弧状のスロットを有するので、構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】Ｘ線撮影装置の模式的構成を示す図である。
【図２】コリメータボックスの外観を示す図である。
【図３】Ｘ線管のフランジの平面図である。
【図４】Ｘ線管のフランジの立面図である。
【図５】コリメータボックス取付機構の構成を示す図である。
【図６】フランジの押さえ状態を示す図である。
【図７】フランジの押さえ解除状態を示す図である。
【図８】フランジからコリメータボックスを取り外した状態を示す図である。
【図９】フランジを斜め下から見た状態を示す図である。
【図１０】フランジ内に設けられるリングを単独で示す図である。
【図１１】コリメータボックスを示す図である。
【図１２】フランジを斜め下から見た状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  Ｘ線照射装置
１２  Ｘ線管
１４  コリメータボックス
１６  コリメータ
２０  Ｘ線検出装置
３０  オペレータコンソール
３２  ディスプレイ
４０  被検体
２００  フランジ
２０２  中央開口
２０４  大径部
２０６  小径部
２４２  切り欠き
５００  エントリプレート
５０２  Ｘ線入射窓
６００  取付機構
６１０  円環
６１１−６１５  スロット
６２１−６２５  舌片
６３０  鞘
６３２  ロックネジ
６４０，６４０’  半円環
６４２  連結手段
６４４  ナット
６４６  ボルト
６４８，６４８’  ピン
５０４，５０４’  センサ
２７０  リング
２７２  櫛の歯状構造部
２７４  切り欠き
５０６  ピン
２８０  スロット
【図１】
2006158946.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006158946.tif 000013
【図１２】
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