(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波状フレキシブル体、引張力センサー及び信号処理ユニットを含み、
前記波状フレキシブル体は、フレキシブル基板及び凸フレキシブル体を含み、
前記凸フレキシブル体は、前記フレキシブル基板上に設置され、人体から受けた圧力を引張力に変換するものであり、
前記引張力センサーは、前記フレキシブル基板の中に設置され、前記引張力により電気信号を生成するものであり、
前記信号処理ユニットは、前記電気信号を処理することにより人体の生理信号を得ることができるものであり、
前記フレキシブル基板の上底面及び下底面には、隣接した二つの前記凸フレキシブル体の間に離隔エリアが形成されるように、複数の前記凸フレキシブル体がそれぞれ間隔をおいて設置され、前記波状フレキシブル体を形成しており、
前記フレキシブル基板の前記上底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記下底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応しており、前記フレキシブル基板の前記下底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記上底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応していることを特徴とする波状生理信号収集装置。
【請求項２】
前記波状フレキシブル体において、複数の前記凸フレキシブル体の曲面が前記フレキシブル基板を中心に対称な正弦曲線を形成していることを特徴とする請求項１に記載の波状生理信号収集装置。
【請求項３】
前記信号処理ユニットは、
アナログの前記電気信号を増幅させるための信号増幅回路と、
前記信号増幅回路により増幅されたアナログの前記電気信号に対しフィルター処理を行い、必要とする人体の生理信号を取得するためのフィルター回路と、
前記フィルター回路によりフィルター処理されたアナログの前記電気信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の波状生理信号収集装置。
【請求項４】
前記生理信号を無線パススルーにより出力するための無線パススルー回路をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の波状生理信号収集装置。
【請求項５】
少なくとも二つの波状生理信号収集装置及び無線パススルー回路を含み、
前記波状生理信号収集装置は、波状フレキシブル体、引張力センサー及び信号処理ユニットを含み、
前記波状フレキシブル体は、フレキシブル基板及び凸フレキシブル体を含み、
前記凸フレキシブル体は、前記フレキシブル基板上に設置され、人体から受けた圧力を引張力に変換するものであり、
前記引張力センサーは、前記フレキシブル基板の中に設置され、前記引張力により電気信号を生成するものであり、
前記信号処理ユニットは、前記電気信号を処理することにより人体の生理信号を得ることができるものであり、
前記フレキシブル基板の上底面及び下底面には、隣接した二つの前記凸フレキシブル体の間に離隔エリアが形成されるように、複数の前記凸フレキシブル体がそれぞれ間隔をおいて設置され、前記波状フレキシブル体を形成しており、
前記フレキシブル基板の前記上底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記下底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応しており、前記フレキシブル基板の前記下底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記上底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応しており、
前記無線パススルー回路は、前記生理信号を無線パススルーにより出力するためのものであることを特徴とする生理信号収集マットレス。
【請求項６】
前記波状フレキシブル体において、複数の前記凸フレキシブル体の曲面が前記フレキシブル基板を中心に対称な正弦曲線を形成していることを特徴とする請求項５に記載の生理信号収集マットレス。
【請求項７】
前記波状フレキシブル体は、前記フレキシブル基板及び凸フレキシブル体が一体成型されて一体化されたものであり、
前記フレキシブル基板は、細長い形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の生理信号収集マットレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生理信号収集領域に関し、特に波状生理信号収集装置及び生理信号収集マットレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の人体生理信号収集装置は、人体に関する重要な生理信号、例えば心拍、呼吸及び痙攣などの生理信号を取得するために、信号電極と人体の皮膚とを緊密に接触させることにより、筋肉による圧力信号を収集し、電気信号に変換して処理を行う必要がある。
【０００３】
前記人体生理信号収集装置によれば、生理信号の収集を行う過程中に人体の皮膚との緊密な接触が必要となり、使用過程中に利用者にとって不便なところが多いと思われる。また、収集するとき、信号電極を人体の皮膚表面に貼り付ける必要があり、人体の皮膚への貼り付け位置が毎回異なるという原因などで抵抗も同じではないため、収集した信号の強度（振幅）が安定ではなく、希望の生理信号、例えば心拍の強度情報を正確に収集できない恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、波状生理信号収集装置を提供し、生理信号収集の便利性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、波状フレキシブル体、引張力センサー及び信号処理ユニットを含む波状生理信号収集装置を提供する。
【０００６】
前記波状フレキシブル体はフレキシブル基板及び凸フレキシブル体を含み、前記凸フレキシブル体は前記フレキシブル基板上に設置され、人体から受けた圧力を引張力に変換するものであり、前記引張力センサーは前記フレキシブル基板の中に設置され、前記引張力により電気信号を生成するものであり、前記信号処理ユニットは、前記電気信号を処理することにより人体の生理信号を得ることができるものである。
【０００７】
前記フレキシブル基板の上底面及び下底面には、隣接した二つの前記凸フレキシブル体の間に離隔エリアが形成されるように、複数の前記凸フレキシブル体がそれぞれ間隔をおいて設置され、前記波状フレキシブル体を形成している。
前記フレキシブル基板の前記上底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記下底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応しており、前記フレキシブル基板の前記下底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記上底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応している。
前記波状フレキシブル体において、複数の前記凸フレキシブル体の曲面が前記フレキシブル基板を中心に対称な正弦曲線を形成していることが好ましい。
【０００８】
前記引張力センサーが離隔エリアに位置していることが好ましい。
【０００９】
前記信号処理ユニットは、
アナログの前記電気信号を増幅させるための信号増幅回路と、
前記信号増幅回路により増幅されたアナログの前記電気信号に対しフィルター処理を行い、必要とする人体の生理信号を取得するためのフィルター回路と、
前記フィルター回路によりフィルター処理されたアナログの前記電気信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路とを含むことが好ましい。
【００１０】
前記装置は、
前記生理信号を無線パススルーにより出力するための無線パススルー回路をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
前記装置は、
電源を供給するための電源ユニットと、
前記電源ユニットを管理するための電源管理ユニットとをさらに含むことが好ましい。
【００１２】
前記電源ユニットはバッテリーを含むことが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、少なくとも二つの波状生理信号収集装置及び無線パススルー回路を含む生理信号収集マットレスを提供する。
【００１４】
前記波状生理信号収集装置は、波状フレキシブル体、引張力センサー及び信号処理ユニットを含み、前記波状フレキシブル体は、フレキシブル基板及び凸フレキシブル体を含み、前記凸フレキシブル体は前記フレキシブル基板上に設置され、人体から受けた圧力を引張力に変換するものであり、前記引張力センサーは前記フレキシブル基板の中に設置され、前記引張力により電気信号を生成するものであり、前記信号処理ユニットは、前記電気信号を処理することにより人体の生理信号を得ることができるものであり、
【００１５】
前記無線パススルー回路は、前記生理信号を無線パススルーにより出力するためのものである。
【００１６】
前記フレキシブル基板の上底面及び下底面には、隣接した二つの前記凸フレキシブル体の間に離隔エリアが形成されるように、複数の前記凸フレキシブル体がそれぞれ間隔をおいて設置され、前記波状フレキシブル体を形成している。
前記フレキシブル基板の前記上底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記下底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応しており、前記フレキシブル基板の前記下底面に形成された前記離隔エリアが、前記フレキシブル基板の前記上底面に設置された前記凸フレキシブル体に対応している。
前記波状フレキシブル体において、複数の前記凸フレキシブル体の曲面が前記フレキシブル基板を中心に対称な正弦曲線を形成していることがさらに好ましい。
【００１７】
前記引張力センサーが離隔エリアに位置していることが好ましい。
【００１９】
前記波状フレキシブル体は、前記フレキシブル基板及び凸フレキシブル体が一体成型されて一体化されたものであり、前記フレキシブル基板は、細長い形状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、波状フレキシブル体により人体圧力を電気信号に変換し処理を行うことで、人体の皮膚と直接接触する形ではない方式で日常生活でも人体の生理信号を取得することができ、生理信号の取得がより便利となる。また、無線技術を利用して取得した生理信号をリモート設備に伝送することにより、信号の収集及び更なる分析または統一的な記憶等の動作が分離され、生理信号の収集がより一層便利となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る波状生理信号収集装置の実施例における部品の構成概略図である。
【図２】本発明に係る波状生理信号収集装置の実施例における波状フレキシブル体の物理的構成概略図である。
【図３】本発明に係る波状生理信号収集装置の実施例における波状フレキシブル体の物理的構成の横断面概略図である。
【図４】本発明に係る波状生理信号収集装置の実施例における信号処理ユニットの構成概略図である。
【図５】本発明に係る波状生理信号収集装置の他実施例の構成概略図である。
【図６】本発明に係る生理信号収集マットレスの実施例における構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の目的の実現、機能特徴及び優れた点について、実施例に基づき図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２３】
なお、ここで記述の具体的な実施例は、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００２４】
図１に示すように、本発明に係る波状生理信号収集装置の実施例が提案される。その装置には、波状フレキシブル体１１、引張力センサー１２及び信号処理ユニット１３などを含むことが好ましい。
【００２５】
前記波状フレキシブル体１１は、フレキシブル基板１１１及び凸フレキシブル体１１２を含むことが好ましい。その凸フレキシブル体１１２は、フレキシブル基板１１１上（図３を参照）に設置され、受けられた人体の圧力を引張力に変換するものであり、その引張力センサー１２は、フレキシブル基板１１１の中に設置され、前記引張力により電気信号を生成するものであり、その信号処理ユニット１３は、前記電気信号を処理することにより人体の生理信号を得ることができるものである。前記生理信号は、呼吸、心拍、痙攣及び運動等の信号を含む。
【００２６】
本実施例の実際の制作中において、波状フレキシブル体１１は一体化されてもよく、フレキシブル基板１１１及び凸フレキシブル体１１２が一体成型でよい。説明の便利上、この両方を別々にする形態で説明を行った。
【００２７】
図２に示すように、フレキシブル基板１１１が細長い形状であると仮定し、その細長い形状のフレキシブル基板１１１は、少なくとも上底面及び下底面を備え、そして、凸フレキシブル体１１２が当該上底面及び下底面のそれぞれに設置されている。その凸フレキシブル体１１２は縞模様であってもよく、その細長い形状の幅に平行となっており、そして、二つの凸フレキシブル体１１２の間に離隔距離が設置され、その二つの凸フレキシブル体１１２の間である離隔エリア１１３が凹みエリアとなっている。そのフレキシブル基板１１１の上底面及び下底面のそれぞれに凸フレキシブル体１１２及び離隔エリア１１３が設けられており、そして、その上底面の離隔エリア１１３は下底面に設置された凸フレキシブル体１１２に対応している一方、その上底面に凸フレキシブル体１１２が設置されたエリアは下底面に設置された離隔エリア１１３に対応していることで、波状フレキシブル体１１が形成される。その凸フレキシブル体１１２の横断面は曲面に設定してもよい。凸フレキシブル体１１２がフレキシブル基板１１１の上底面及び下底面に設置されている形態として、フレキシブル基板１１１の横断面中において、その上底面及び下底面に設置されている凸フレキシブル体１１２の曲面がフレキシブル基板１１１を中心に対称となった「正弦曲線」と類似する図示となっていることが好ましい。
【００２８】
このように、凸フレキシブル体１１２が人体からの圧力を受けたとき、その凸フレキシブル体１１２が離隔エリア１１３に対応するように設置されているため、その離隔エリア１１３のフレキシブル基板１１１による引張力が発生することにより、凸フレキシブル体１１２が人体から受けた圧力を引張力に変換する。引張力センサー１２をフレキシブル基板１１１の離隔エリア１１３（図３を参照）に設置してもよく、変換された後の引張力に特事務開始位置特事務開始位置より電気信号が生成する。その電気信号は通常はアナログ信号である。
【００２９】
波状フレキシブル体１１がマットレス、座布団、クッション及びオットマン等の日用雑貨に使われるのは、利用者が前記日用雑貨を使用するときに利用者の人体圧力を取得するためである。波状フレキシブル体１１が圧力を受けたら、その波状エリアで圧力を引張力に変換することができるため、その波状フレキシブル体１１により人体圧力を引張力に変換することが可能となる。利用者にとって、日常生活においていつでもどこでも使えるようになることは便利である。
【００３０】
図４に示すように、前記信号処理ユニット１３は、信号増幅回路１３１、フィルター回路１３２及びＡ／Ｄ変換回路１３３を含むことが好ましい。その信号増幅回路１３１は、前記アナログ電気信号を増幅させるものであり、そのフィルター回路１３２は増幅されたアナログ電気信号に対しフィルター処理を行い、必要とする人体の生理信号を取得するためのものであり、そのＡ／Ｄ変換回路１３３はフィルター処理されたアナログ電気信号をディジタル信号に変換するものである。
【００３１】
信号増幅回路１３１を、引張力センサー１２に接続してもよい。引張力センサー１２による電気信号を増幅させることで、その電気信号にフィルター操作を行うためである。信号増幅回路１３１による電気信号の増幅レベルは、必要に応じて設定してもよい。
【００３２】
フィルター回路１３２を、信号増幅回路１３１に接続してもよい。そして、信号増幅回路１３１により増幅された電気信号をフィルターする。フィルター回路１３２に対し、パラメータを設定することにより不要な信号チャネルを濾過し、必要とする電気信号を取得する。例えば、０．７Ｈｚ〜３Ｈｚ以外の信号を濾過し、心拍信号（周波数が通常０．７Ｈｚ〜３Ｈｚである）を取得する。フィルター回路１３２は、周波数等のパラメータを設定することにより電気信号をフィルターして必要とする生理信号を取得する。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換回路１３３を、フィルター回路１３２に接続してもよい。そして、フィルターを行った電気信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。引張力センサー１２による電気信号は通常はアナログ電気信号であるため、そのフィルターされた電気信号もアナログ電気信号である。Ａ／Ｄ変換回路１３３は、そのアナログ電気信号をディジタル信号に変換することができるため、信号に対する更なる処理及び伝送等の動作が便利になる。
【００３４】
図５に示すように、他実施例中において、前記装置は、無線パススルー回路１４をさらに含み、前記ディジタル信号を無線パススルーにより出力する。
【００３５】
人体の生理信号を収集するときの利便性を向上させるため、生理信号の収集及び生理信号の更なる分析または統一的な記憶等を分離させる。更なる分析または統一的な記憶等のために、希望の生理信号を収集した後、無線パススルー回路１４によりその生理信号をリモート設備に伝送する。
【００３６】
前記装置は、電源ユニット（図示せず）及び電源管理ユニット（図示せず）をさらに含む。電源ユニットは電源を供給するものであり、電源管理ユニットは前記電源ユニットを管理するものである。
【００３７】
前記電源ユニットは、バッテリーであってもよく、前記装置に電源を供給する。その装置は、前記電源管理ユニットによりそのバッテリーを管理する。
【００３８】
前記電源ユニットは、外部電源に接続するための接続部品であってもよく、外部電源を接続することにより前記装置に電源を供給する。その装置は、前記電源管理ユニットによりその接続部品を管理する。
【００３９】
前記波状生理信号収集装置は、波状フレキシブル体１１により人体圧力を電気信号に変換し処理を行うことで、人体の皮膚と直接接触する形ではない方式で人体の生理信号を取得することになり、生理信号の取得が便利である。また、無線技術を利用して取得した生理信号をリモート設備に伝送することにより、信号の収集及び更なる分析または統一的な記憶等の動作が分離され、生理信号の収集がより一層便利となる。
【００４０】
図６に示すように、本発明に係る生理信号収集マットレスの実施例が提案される。その装置は、少なくとも二つの波状生理信号収集装置及び無線パススルー回路１４を含むことが好ましい。
【００４１】
前記波状生理信号収集装置は、波状フレキシブル体１１、引張力センサー１２及び信号処理ユニット１３を含む。その波状フレキシブル体１１は、フレキシブル基板１１１及び凸フレキシブル体１１２を含み、その凸フレキシブル体１１２はフレキシブル基板１１１上（図３を参照）に設置され、受けられた人体の圧力を引張力に変換するものであり、その引張力センサー１２は、フレキシブル基板１１１の中に設置され、その引張力により電気信号を生成するものであり、その信号処理ユニット１３は、前記電気信号を処理することにより人体の生理信号を得ることができるものであり、無線パススルー回路１４は、前記ディジタル信号を無線パススルーにより出力するものである。前記生理信号は、呼吸、心拍、痙攣及び運動等の信号を含む。
【００４２】
コストの節約のために、二つまたは二つ以上の前記波状生理信号収集装置が一つの無線パススルー回路１４を共有し、ディジタル信号を出力する。
【００４３】
前記少なくとも二つの波状生理信号収集装置における信号処理ユニット１３は、それぞれ違う生理信号を取得し、それぞれ無線パススルー回路１４により出力する。例えば、一つの波状生理信号収集装置は呼吸信号を取得し、もう一つは心拍信号等を取得する。
【００４４】
本実施例の実際制作中において、波状フレキシブル体１１は一体化されてもよく、フレキシブル基板１１１及び凸フレキシブル体１１２が一体成型でよい。説明の便利上、この両方を別々にする形態で説明を行った。
【００４５】
図２に示すように、フレキシブル基板１１１が細長い形状であると仮定し、その細長い形状のフレキシブル基板１１１は、少なくとも上底面及び下底面を備え、そして、凸フレキシブル体１１２が当該上底面及び下底面のそれぞれに設置されている。その凸フレキシブル体１１２は縞模様であってもよく、その細長い形状の幅に平行となっており、そして、二つの凸フレキシブル体１１２の間に離隔距離が設置され、その二つの凸フレキシブル体１１２の間である離隔エリア１１３が凹みエリアとなっている。そのフレキシブル基板１１１の上底面及び下底面のそれぞれに凸フレキシブル体１１２及び離隔エリア１１３が設けられており、そして、その上底面の離隔エリア１１３は下底面に設置された凸フレキシブル体１１２に対応している一方、その上底面に凸フレキシブル体１１２が設置されたエリアは下底面に設置された離隔エリア１１３に対応していることで、波状フレキシブル体１１が形成される。その凸フレキシブル体１１２の横断面は曲面に設定してもよい。凸フレキシブル体１１２がフレキシブル基板１１１の上底面及び下底面に設置されている形態として、フレキシブル基板１１１の横断面中において、その上底面及び下底面に設置されている凸フレキシブル体１１２の曲面がフレキシブル基板１１１を中心に対称となった「正弦曲線」と類似する図示となっていることが好ましい。
【００４６】
このように、凸フレキシブル体１１２が人体からの圧力を受けたとき、その凸フレキシブル体１１２が離隔エリア１１３に対応するように設置されているため、その離隔エリア１１３のフレキシブル基板１１１による引張力が発生することにより、凸フレキシブル体１１２が人体から受けた圧力を引張力に変換する。引張力センサー１２をフレキシブル基板１１１の離隔エリア１１３（図３を参照）に設置してもよく、変換された後の引張力により電気信号が生成する。その電気信号は通常はアナログ信号である。
【００４７】
波状フレキシブル体１１が圧力を受けたら、その波状エリアで圧力を引張力に変換することができるため、その波状フレキシブル体１１により人体圧力を引張力に変換することが可能となる。利用者にとって、日常生活においていつでもどこでも使えるようになることは便利である。
【００４８】
図４に示すように、信号処理ユニット１３は、信号増幅回路１３１、フィルター回路１３２及びＡ／Ｄ変換回路１３３を含むことが好ましい。その信号増幅回路１３１は、前記アナログ電気信号を増幅させるものであり、そのフィルター回路１３２は増幅されたアナログ電気信号に対しフィルター処理を行い、必要とする人体の生理信号を取得するためのものであり、そのＡ／Ｄ変換回路１３３はフィルター処理されたアナログ電気信号をディジタル信号に変換するものである。
【００４９】
信号増幅回路１３１を、引張力センサー１２に接続してもよい。引張力センサー１２による電気信号を増幅させることで、その電気信号にフィルター操作を行うためである。信号増幅回路１３１による電気信号の増幅レベルは、必要に応じて設定してもよい。
【００５０】
フィルター回路１３２を、信号増幅回路１３１に接続してもよい。そして、信号増幅回路１３１により増幅された電気信号をフィルターする。フィルター回路１３２に対し、パラメータを設定することにより不要な信号チャネルを濾過し、必要とする電気信号を取得する。例えば、０．７Ｈｚ〜３Ｈｚ以外の信号を濾過し、心拍信号（周波数が通常０．７Ｈｚ〜３Ｈｚである）を取得する。フィルター回路１３２は、周波数等のパラメータを設定することにより電気信号をフィルターして必要とする生理信号を取得する。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換回路１３３を、フィルター回路１３２に接続してもよい。そして、フィルターを行った電気信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。引張力センサー１２による電気信号は通常はアナログ電気信号であるため、そのフィルターされた電気信号もアナログ電気信号である。Ａ／Ｄ変換回路１３３は、そのアナログ電気信号をディジタル信号に変換することができるため、信号に対する更なる処理及び伝送等の動作が便利になる。
【００５２】
人体の生理信号を収集するときの利便性を向上させるため、生理信号の収集及び生理信号の更なる分析または統一的な記憶等を分離させる。更なる分析または統一的な記憶等のために、希望の生理信号を収集した後、無線パススルー回路１４によりその生理信号をリモート設備に伝送する。
【００５３】
前記装置は、電源ユニット（図示せず）及び電源管理ユニット（図示せず）をさらに含む。電源ユニットは電源を供給するものであり、電源管理ユニットは前記電源ユニットを管理するものである。
【００５４】
前記電源ユニットは、バッテリーであってもよく、前記装置に電源を供給する。その装置は、前記電源管理ユニットによりそのバッテリーを管理する。
【００５５】
前記電源ユニットは、外部電源に接続するための接続部品であってもよく、外部電源を接続することにより前記装置に電源を供給する。その装置は、前記電源管理ユニットによりその接続部品を管理する。
【００５６】
前記生理信号収集マットレスは、波状フレキシブル体１１により人体圧力を電気信号に変換し処理を行うことで、人体の皮膚と直接接触する形ではない方式で日常生活でも人体の生理信号を取得することができ、生理信号の取得が便利である。また、無線技術を利用して取得した生理信号をリモート設備に伝送することにより、信号の収集及び更なる分析または統一的な記憶等の動作が分離され、生理信号の収集がより一層便利となる。
【００５７】
以上の記載は、あくまでも本発明の好適な実施例に過ぎなく、本発明の保護範囲はこれに限られることなく、本発明の明細書及び図面内容により制作された同等構成もしくは同等流れの変更、または他の関連技術領域に直接もしくは間接的に応用されることは、本発明の特許保護範囲に含まれると理解されるべきであろう。
【図１】
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【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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