(57)【要約】【課題】読取光を照射して放射線画像を読み取る固体検出器を用いた放射線画像撮像装置において、当該装置の小型化、低コスト化を達成することができるとともに、操作性を向上させる。【解決手段】少ない量の放射線Ｘをマンモ４４に照射して固体検出器２４に静電潜像を蓄積するプレ曝射を行い、検出／消去光源ユニット５０を構成するＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉから読取光を固体検出器２４に照射して透過線量を求め、次いで、前記透過線量に従って本曝射条件を設定して本曝射を行った後、検出／消去光源ユニット５０を構成するＬＥＤチップ８０から読取光を固体検出器２４に照射して、蓄積された放射線画像を読み取る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線が照射されることで、前記被写体の放射線画像を静電潜像として蓄積し、読取光源からの読取光を照射して走査することで前記放射線画像に応じた電流を発生する固体検出器を用いて前記放射線画像の撮像を行う放射線画像撮像装置において、
前記被写体を透過した前記放射線の透過線量を検出するため、前記固体検出器の所定位置に読取光を照射する線量検出用光源を備え、前記固体検出器により検出された前記透過線量に従って放射線源を制御し、前記放射線画像の撮像を行うことを特徴とする放射線画像撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記読取光源は、前記走査の方向に順次点灯して読取光を出力する複数の発光素子を前記固体検出器に沿って二次元状に配列して構成され、前記発光素子の一部が前記線量検出用光源を構成することを特徴とする放射線画像撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記読取光源から前記固体検出器に読取光を照射して前記放射線画像を読み取った後、前記固体検出器に残存する前記放射線画像を消去するため、前記固体検出器に消去光を照射する消去光源を備えることを特徴とする放射線画像撮像装置。
【請求項４】
被写体を透過した放射線が照射されることで、前記被写体の放射線画像を静電潜像として蓄積し、読取光源からの読取光を照射して走査することで前記放射線画像に応じた電流を発生する固体検出器を用いて前記放射線画像の撮像を行う放射線画像撮像方法において、
前記固体検出器の所定位置に読取光を照射して、前記被写体を透過した前記放射線の透過線量を検出し、検出された前記透過線量に従って放射線源を制御し、前記放射線画像の撮像を行うことを特徴とする放射線画像撮像方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、
前記固体検出器に沿って二次元状に配列された前記読取光源を構成する複数の発光素子の一部を点灯することで、前記固体検出器に読取光を照射して前記透過線量を検出する一方、複数の前記発光素子を前記走査の方向に順次点灯することで、前記固体検出器に読取光を照射して前記放射線画像を読み取ることを特徴とする放射線画像撮像方法。
【請求項６】
請求項４記載の方法において、
前記読取光源から前記固体検出器に読取光を照射して前記放射線画像を読み取った後、前記固体検出器に消去光を照射し、前記固体検出器に残存する前記放射線画像を消去することを特徴とする放射線画像撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を透過した放射線が照射されることで、前記被写体の放射線画像を静電潜像として蓄積し、読取光源からの読取光を照射して走査することで前記放射線画像に応じた電流を発生する固体検出器を用いて前記放射線画像の撮像を行う放射線画像撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、被写体に放射線を照射し、透過した放射線を放射線検出器によって検出することで放射線画像の撮像を行う放射線画像撮像装置が広汎に使用されている。
【０００３】
この場合、高品質な放射線画像の撮像を行うためには、被写体の撮像部位の放射線透過率に応じた適切な照射線量を設定する必要がある。特に、撮像部位がマンモである場合、マンモの厚みや乳腺の密度によって放射線透過率が大きく異なる。従って、必要な照射線量をマンモの状態に応じて調整するとともに、過剰な放射線が照射されてしまう事態を回避するように放射線源を制御する、いわゆる、自動露出制御（ＡＥＣ：Ａｏｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、放射線検出器を透過した放射線の線量を線量検出センサで検出し、その検出情報に基づいて放射線源を制御している。
【０００５】
しかしながら、放射線検出器とは別に、撮像台に線量検出センサを配置するスペースが必要となるため、撮像台が大型化し、操作性が低下する不具合が生じる。また、高価な線量検出センサを使用するため、コストアップを惹起する。
【０００６】
これに対して、特許文献２では、放射線検出器の一部を線量検出センサとして機能させて放射線源の制御を行っており、装置の小型化や線量検出センサに要する費用の削減を図ることが可能である。
【０００７】
一方、特許文献３では、被写体の被曝線量を減少させることができるとともに、高品質な放射線画像を得ることのできる固体検出器として、被写体を透過した放射線が照射されることで、前記被写体の放射線画像を静電潜像として蓄積し、読取光源からの読取光を照射して走査することで前記放射線画像に応じた電流を発生する固体検出器を用いた放射線画像撮像装置を提案している。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３３６２１号公報
【特許文献２】特開２００４−２５１８９２号公報
【特許文献３】特開２００４−１０５６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３の場合、固体検出器から放射線画像を読み取るために、読取光源を移動走査させなければならない。従って、特許文献２のように、固体検出器を線量検出センサとして機能させるためには、線量の検出を行う間、被写体を撮像台に長時間拘束させなければならない。そのため、被写体に苦痛を与えてしまうおそれがあるだけでなく、線量を検出してから放射線画像の撮像を行うまでの間、被写体が動かないように配慮しなければならない。
【００１０】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、読取光を照射して放射線画像を読み取る固体検出器を用いた放射線画像撮像装置において、当該装置の小型化、低コスト化を達成することができるとともに、操作性を向上させることのできる放射線画像撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の放射線画像撮像装置は、被写体を透過した放射線が照射されることで、前記被写体の放射線画像を静電潜像として蓄積し、読取光源からの読取光を照射して走査することで前記放射線画像に応じた電流を発生する固体検出器を用いて前記放射線画像の撮像を行う放射線画像撮像装置において、
前記被写体を透過した前記放射線の透過線量を検出するため、前記固体検出器の所定位置に読取光を照射する線量検出用光源を備え、前記固体検出器により検出された前記透過線量に従って放射線源を制御し、前記放射線画像の撮像を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の放射線画像撮像方法は、被写体を透過した放射線が照射されることで、前記被写体の放射線画像を静電潜像として蓄積し、読取光源からの読取光を照射して走査することで前記放射線画像に応じた電流を発生する固体検出器を用いて前記放射線画像の撮像を行う放射線画像撮像方法において、
前記固体検出器の所定位置に読取光を照射して、前記被写体を透過した前記放射線の透過線量を検出し、検出された前記透過線量に従って放射線源を制御し、前記放射線画像の撮像を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の放射線画像撮像装置及び撮像方法では、読取光を照射して放射線画像を読み取る固体検出器を用いた放射線画像撮像装置において、固体検出器を、被写体の透過線量を検出する線量検出センサとして機能させることにより、装置の小型化、低コスト化を達成することができるとともに、操作性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の放射線画像撮像装置及び撮像方法が適用される実施形態であるマンモグラフィ装置２０の構成図である。
【００１５】
マンモグラフィ装置２０は、立設状態に設置される基台２６と、基台２６の略中央部に配設される旋回軸２８に固定されるアーム部材３０と、被写体３２の撮像部位であるマンモ４４（図２）に対して放射線Ｘ（図２）を照射する放射線源２２（図４）を収納し、アーム部材３０の一端部に固定される放射線源収納部３４と、マンモ４４を透過した放射線Ｘを検出して放射線画像を取得する固体検出器２４（図２、図３）を収納し、アーム部材３０の他端部に固定される撮像台３６と、撮像台３６に対してマンモ４４を圧迫して保持する圧迫板３８とを備える。
【００１６】
放射線源収納部３４及び撮像台３６が固定されたアーム部材３０は、旋回軸２８を中心として矢印Ａ方向に旋回することで、被写体３２のマンモ４４に対する撮像方向が調整可能に構成される。圧迫板３８は、アーム部材３０に連結された状態で放射線源収納部３４及び撮像台３６間に配設されており、矢印Ｂ方向に変位可能に構成される。
【００１７】
また、基台２６には、マンモグラフィ装置２０によって検出された被写体３２の撮像部位、撮像方向等の撮像条件、被写体３２のＩＤ情報等を表示するとともに、必要に応じてこれらの情報を設定可能な表示操作部４０が配設される。
【００１８】
図２は、マンモグラフィ装置２０における撮像台３６の内部構成図であり、撮像台３６及び圧迫板３８間に被写体３２の撮像部位であるマンモ４４を配置した状態を示す。なお、参照符号４５は、被写体３２の胸壁を示す。
【００１９】
撮像台３６の内部には、放射線源２２から出力された放射線Ｘに基づいて撮像された放射線画像を静電潜像として蓄積する固体検出器２４と、固体検出器２４に蓄積された静電潜像を電流値として読み出すために、固体検出器２４に読取光を照射する読取光源４８と、マンモ４４に対する放射線Ｘの照射線量を設定するための線量検出用光源として機能するとともに、読取後の固体検出器２４に蓄積されている不要電荷を除去するための消去光源として機能する検出／消去光源ユニット５０とを備える。
【００２０】
ここで、固体検出器２４は、直接変換方式且つ光読出方式の放射線固体検出器であって、例えば、特開２００４−１０５６２１号公報に開示されたものを用いることができる。
【００２１】
具体的には、図３に示すように、ガラス基板６６上に形成され、放射線Ｘを透過する第１導電層６８と、放射線Ｘが照射されることで電荷を発生して導電性を呈する記録用光導電層７０と、第１導電層６８に帯電される潜像極性電荷に対して略絶縁体として作用する一方、潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対して略導電体として作用する電荷輸送層７２と、読取光が照射されることで電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層７４と、放射線Ｘを透過する第２導電層７６とを順に積層して構成される。記録用光導電層７０と電荷輸送層７２との界面には、蓄電部７８が形成される。
【００２２】
第１導電層６８及び第２導電層７６は、それぞれ電極を構成する。第１導電層６８の電極は、二次元状の平坦な平板電極とされ、第２導電層７６の電極は、記録される放射線画像に係る電荷情報を電流値として検出するための所定の画素ピッチからなる多数の線状電極として構成される。この線状電極の配列方向は、主走査方向、線状電極の延在する方向は、読取光源４８の移動方向（矢印Ｃ方向）である副走査方向に対応する。
【００２３】
読取光源４８は、例えば、複数のＬＥＤチップを一列に並べて構成されるライン光源と、ライン光源から出力された読取光を固体検出器２４上に線状に照射させる光学系とを有し、固体検出器２４の第２導電層７６である線状電極の延在方向と直交する方向にＬＥＤチップが配列されたライン光源を前記線状電極の延在方向に移動させることで固体検出器２４の全面を露光走査する。
【００２４】
検出／消去光源ユニット５０は、消去光を短時間で発光／消光し、且つ、残光の非常に小さい複数のＬＥＤチップ８０（発光素子）を固体検出器２４と平行な二次元平面に沿って配列するとともに、読取光源４８と同じ読取光を発光して固体検出器２４の所定位置に照射する複数のＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉ（発光素子）を配列して構成される。なお、図４において、ＬＥＤチップ８０は、白丸で示し、ＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉは、黒丸で示す。ＬＥＤチップ８０は、消去光源として機能し、ＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉは、線量検出用光源として機能する。
【００２５】
図５は、マンモグラフィ装置２０を構成する制御回路のブロック図である。
【００２６】
マンモグラフィ装置２０は、被写体３２に係る被写体情報、放射線画像の撮像条件、撮像方法等を設定して操作を行うための操作設定部５４と、設定された撮像条件、例えば、管電流、管電圧、ターゲットの種類、放射線Ｘの照射線量等に従って放射線源２２を制御する放射線源制御部５６と、検出／消去光源ユニット５０を構成するＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉを制御する線量検出用光源制御部８４と、検出／消去光源ユニット５０を構成するＬＥＤチップ８０を制御する消去光源制御部８６と、読取光源４８を制御する読取光源制御部８８と、ＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉを点灯することで固体検出器２４から取得した電流値に基づいて放射線Ｘの照射線量を算出し、放射線源制御部５６に供給する照射線量算出部６４と、読取光源４８からの読取光によって固体検出器２４を走査し、得られた放射線画像に対する画像処理を行う画像処理部５８と、画像処理された放射線画像を記憶する放射線画像記憶部９０とを備える。
【００２７】
本実施形態のマンモグラフィ装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作につき、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００２８】
先ず、マンモグラフィ装置２０の操作設定部５４を用いて、被写体３２に係るＩＤ情報、撮像条件、撮像方法等の設定を行う（ステップＳ１）。ＩＤ情報としては、被写体３２の氏名、年齢、性別等の情報があり、被写体３２が所持するＩＤカードから取得することができる。なお、マンモグラフィ装置２０がネットワークに接続されている場合には、上位の装置から取得することも可能である。また、撮像条件としては、被写体３２の撮像部位であるマンモ４４に応じて適切な放射線画像を取得することのできる管電流、管電圧、ターゲットの種類、放射線Ｘの照射線量等が設定される。さらに、撮像方法には、医師によって指示された撮像部位、撮像方向等の情報があり、ネットワークに接続された上位の装置から取得し、あるいは、操作設定部５４から放射線技師が入力することが可能である。これらの情報は、マンモグラフィ装置２０の表示操作部４０に表示して確認することも可能である。
【００２９】
次いで、放射線技師は、指定された撮像方法に従ってマンモグラフィ装置２０を所定の状態に設定する。例えば、マンモ４４の撮像方向としては、上部から放射線Ｘを照射して撮像を行う頭尾方向（ＣＣ）撮像、側面から放射線Ｘを照射して撮像を行う側面方向（ＭＬ）撮像、斜め方向から放射線Ｘを照射して撮像を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮像があり、これらの撮像方向に応じてアーム部材３０を旋回軸２８を中心に旋回させる。なお、図１は、頭尾方向（ＣＣ）撮像を行う場合を示す。
【００３０】
次に、マンモグラフィ装置２０に対して被写体３２のマンモ４４を位置決めする（ステップＳ２）。すなわち、マンモ４４を撮像台３６に載置した後、圧迫板３８を押し下げ、撮像台３６及び圧迫板３８間にマンモ４４を保持させる（図２）。
【００３１】
以上の準備作業が完了した後、放射線画像の撮像を開始する。
【００３２】
先ず、放射線源制御部５６は、撮像条件等に従ってプレ曝射条件を設定する（ステップＳ３）。ここで、プレ曝射とは、マンモ４４に少ない線量からなる放射線Ｘを照射し、その透過線量を検出して、適切な放射線画像の撮像に必要な照射線量を算出するための処理であり、この線量となる管電流及び放射線Ｘの曝射時間がプレ曝射条件として設定される。
【００３３】
プレ曝射条件が設定された後、放射線源制御部５６は、このプレ曝射条件に従って放射線源２２を制御し、放射線Ｘをマンモ４４に照射するプレ曝射を行う（ステップＳ４）。放射線源２２から出力された放射線Ｘは、圧迫板３８及び撮像台３６間に保持されたマンモ４４を透過して固体検出器２４に照射される。
【００３４】
固体検出器２４は、第１導電層６８と第２導電層７６との間に高電圧が印加されており、放射線Ｘが第１導電層６８に照射されると、第１導電層６８内で正負の電荷対が発生し、その中の負電荷が第２導電層７６側に引き寄せられることで、記録用光導電層７０、電荷輸送層７２間の界面に形成された蓄電部７８に静電潜像として蓄積される。この蓄積された負電荷の量は、マンモ４４を透過した放射線Ｘの透過線量に略比例している。なお、正電荷は、第１導電層６８に印加される高電圧の負電荷と結合して消滅する。
【００３５】
プレ曝射が終了した後、線量検出用光源制御部８４が検出／消去光源ユニット５０に配設されているＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉのみを点灯させ（ステップＳ５）、照射線量算出部６４がこれらのＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉに対向する固体検出器２４の特定部位から放射線Ｘの透過線量であるプレ曝射情報を読み取る（ステップＳ６）。
【００３６】
第１導電層６８、第２導電層７６間が短絡され、ＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉから読取光が固体検出器２４に照射されると、読取用光導電層７４内に正負の電荷対が発生し、その中の正電荷が蓄電部７８に蓄積された負電荷に引きつけられて電荷輸送層７２内を移動し、蓄電部７８の負電荷と結合して消滅する。一方、読取用光導電層７４で発生した負電荷は、第２導電層７６に注入される正電荷と結合して消滅する。この際、第２導電層７６における電荷結合によって発生する電流値が照射線量算出部６４により取得される。
【００３７】
この場合、線量検出用光源制御部８４は、図７に示すように、固体検出器２４における第２導電層７６の延在方向（矢印Ｃ方向）と直交する方向に配列されたＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｃのみを同時に点灯させ、照射線量算出部６４がＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｃに対向する第２導電層７６から透過線量に係る電流値を読み取り、次いで、ＬＥＤチップ８２ｄ〜８２ｆのみを同時に点灯させ、照射線量算出部６４がＬＥＤチップ８２ｄ〜８２ｆに対向する第２導電層７６から透過線量に係る電流値を読み取り、さらに、ＬＥＤチップ８２ｇ〜８２ｉのみを同時に点灯させ、照射線量算出部６４がＬＥＤチップ８２ｇ〜８２ｉに対向する第２導電層７６から透過線量に係る電流値を読み取る。
【００３８】
このように、ＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉを順次点灯させることにより、読取光源４８を移動走査させることなく、固体検出器２４に蓄積された透過線量に係る電流値を迅速に読み取ることができる。従って、プレ曝射による透過線量の検出処理に要する時間を短縮して、被写体３２に対する負担を軽減することができる。また、線量検出用光源であるＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉは、消去光源であるＬＥＤチップ８０が配設される検出／消去光源ユニット５０に一体的に配設されているため、撮像台３６の厚みを小さくして小型軽量化を図ることができるため、撮像台３６の旋回等の操作性を格段に向上させることができる。
【００３９】
照射線量算出部６４は、プレ曝射によって取得した透過線量に基づき、本曝射に必要な放射線Ｘの照射線量である本曝射条件を算出し、放射線源制御部５６に供給する（ステップＳ７）。ここで、本曝射とは、適切な放射線画像を取得することのできる照射線量からなる放射線Ｘをマンモ４４に照射する処理である。
【００４０】
放射線源制御部５６は、設定された本曝射条件に従って放射線源２２を制御し、放射線Ｘをマンモ４４に照射する本曝射を行う（ステップＳ８）。
【００４１】
本曝射が終了した後、読取光源制御部８８は、読取光源４８を固体検出器２４に沿って矢印Ｃ方向（図４）に移動走査させて読取光を照射する（ステップＳ９）。一方、画像処理部５８は、固体検出器２４における読取光源４８の走査位置に対応する部位から、プレ曝射における放射線Ｘの透過線量を読み取る場合と同様にして放射線画像を読み取り（ステップＳ１０）、所定の画像処理を施す（ステップＳ１１）。この場合、画像処理としては、例えば、プレ曝射時に固体検出器２４から読み取った透過線量に基づく放射線画像と、本曝射時に固体検出器２４から読み取った放射線画像とを加算する処理を含めることができる。このようにして求められた放射線画像は、放射線画像記憶部９０に記憶される（ステップＳ１２）。
【００４２】
放射線画像の読取処理が終了した後、消去光源制御部８６は、検出／消去光源ユニット５０を構成する全てのＬＥＤチップ８０を点灯させ（ステップＳ１３）、固体検出器２４に消去光を照射することで、固体検出器２４の蓄電部７８に残存する静電潜像を除去するための消去処理を行う（ステップＳ１４）。
【００４３】
なお、ＬＥＤチップ８０を用いた消去処理に先立ち、ＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉから読取光を固体検出器２４に照射し、固体検出器２４に残存する電荷を検出し、残存する電荷に応じてＬＥＤチップ８０の点灯時間を制御することにより、消去に要する時間を短縮することができる。
【００４４】
ここで、上述した実施形態では、検出／消去光源ユニット５０に対して線量検出用光源であるＬＥＤチップ８２ａ〜８２ｉを配設しているが、図８に示すように、多数のＬＥＤチップ９２を二次元状に配列した読取光源９４を用い、黒丸で示すＬＥＤチップ９２の一部を線量検出光源として選択的に点灯させるように構成することもできる。
【００４５】
また、図８において、読取光源９４を構成する複数のＬＥＤチップ９２間に、消去光源として機能する複数のＬＥＤチップを配設し、プレ曝射後の線量検出時には、線量検出光源として機能するＬＥＤチップ９２を点灯させ、本曝射後の放射線画像の読取時には、ＬＥＤチップ９２を走査方向に順次点灯させて読取処理を行い、消去処理時には、ＬＥＤチップ９２間に配設した消去光源として機能するＬＥＤチップを同時に点灯させて消去処理を行うようにしてもよい。この結果、撮像台３６をさらに薄く構成して、装置の軽量化、低コスト、操作性の向上を達成することができる。
【００４６】
さらに、読取光源９４を構成するＬＥＤチップ９２を、線量検出用光源、読取光源及び消去光源として機能させることも可能である。この場合、線量検出用光源及び読取光源と、消去光源とで、処理に必要な波長が異なることがある。その場合、フィルタ等を用いて読取光と消去光の波長を切り替えるようにすればよい。
【００４７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態のマンモグラフィ装置の構成図である。
【図２】本実施形態のマンモグラフィ装置における撮像台の内部構成図である。
【図３】本実施形態のマンモグラフィ装置に用いられる固体検出器の構成図である。
【図４】本実施形態のマンモグラフィ装置における検出／消去光源ユニットの構成図である。
【図５】本実施形態のマンモグラフィ装置を構成する制御回路のブロック図である。
【図６】本実施形態のマンモグラフィ装置における動作フローチャートである。
【図７】本実施形態のマンモグラフィ装置における線量検出用光源と、固体検出器を構成する第２導電層との関係説明図である。
【図８】本実施形態のマンモグラフィ装置における読取光源の他の構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０…マンモグラフィ装置            ２２…放射線源
２４…固体検出器                    ３２…被写体
３６…撮像台                        ３８…圧迫板
４８、９４…読取光源                ５０…検出／消去光源ユニット
５６…放射線源制御部                ５８…画像処理部
６４…照射線量算出部
８０、８２ａ〜８２ｉ、９２…ＬＥＤチップ
８４…線量検出用光源制御部          ８６…消去光源制御部
８８…読取光源制御部                ９０…放射線画像記憶部
【図１】
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【図２】
2008228802.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008228802.tif 000006
【図５】
2008228802.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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