(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の胸部のＸ線イメージング用のシステムにおいて、
前記システムは、Ｘ線管と、Ｘ線イメージレセプタと、患者の胸部を圧縮し且つ不動化させる手段とを有しており、
該Ｘ線イメージレセプタはフラットパネルレセプタを有しており且つ該患者の胸部を圧縮し且つ不動化させる手段は胸部トレイと１個の圧縮パドル又は一対の圧縮パドルとを有しており、
該圧縮し且つ不動化した患者の胸部のイメージングＸ線露光に対する露光条件である組織露光テクニックファクタを与え且つ前記テクニックファクタを使用して前記イメージング露光を制御する手段が設けられており、
システム制御により、前記Ｘ線管及び該イメージレセプタが選択的に、該患者の胸部を圧縮し且つ不動化させる手段と共に、マンモグラフィー画像を取るために一体的に回転するか、又は該患者の胸部を圧縮し且つ不動化させる手段がＸ線管の運動から離脱され且つＸ線管及びレセプタの内の一方又は両方が該不動化された胸部に対して回転又は並進し且つ該胸部に対して該Ｘ線管の多数の異なる位置の各々において該胸部の個別的なＸ線画像を取り且つその結果得られる画像データをトモシンセシスのために使用し、
散乱線除去グリッドが該胸部トレイと該イメージレセプタとの間の空間から除去することが可能であるように後退可能である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記散乱線除去グリッドは、該Ｘ線管及び該イメージレセプタの内の一方又は両方が該胸部に対して移動する間に該Ｘ線管の焦点からの経路に沿ってＸ線を通過させ且つその他の経路に沿ってのＸ線を抑圧すべく該Ｘ線管上にフォーカスされたままであることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１において、前記組織露光テクニックファクタを与える手段が、該圧縮され且つ不動化された胸部の厚さ及び密度に関する情報を与え且つ前記テクニックファクタを推定するためにプログラムされている組織計算機内において該厚さ及び密度の情報を使用する、ことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１において、該Ｘ線管及び該イメージレセプタが該患者の胸部の周りに回転することを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１において、該散乱線除去グリッドが該患者の胸部の周りに該イメージレセプタと共に回転することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許明細書はマンモグラフィーシステム及び方法の分野におけるものであって、特に大型フィールドフラットパネルデジタルＸ線レセプタを使用するのに適したものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線マンモグラフィーシステムは、典型的に、回転可能なＣアーム組立体の一端部に装着したＸ線供給源と他端部におけるイメージレセプタとを使用する。Ｘ線供給源とイメージレセプタとの間には、胸部を圧縮し且つ不動化させる装置がある。最近まで、イメージレセプタは、典型的に、スクリーンフィルムカセットであり、それは胸部を介してＸ線の検知された透過に関連するイメージを発生させるものであった。該イメージレセプタに対して、又は該レセプタを被覆する胸部トレイに対して胸部を圧縮させる装置は、しばしば、パドルと呼ばれ、且つカセット寸法と胸部寸法の両方にマッチすべく多様な寸法のものがある。大きな胸部の上に小さな寸法のパドルを使用することは不均一且つ不適切な胸部の圧縮となる場合があり且つ完全な胸部イメージングを可能とさせるものでない場合があり、一方小さな胸部の上に大きなパドルを使用することは、イメージレセプタの視野内に入らせる胸部組織の量を最適化させるために圧縮サイクル期間中に重要である胸部へのアクセスを阻害する場合があるのでこのようなマッチングが望ましい。
【０００３】
スクリーンフィルムの代わりにデジタルイメージレセプタを使用し且つ多くの良く認識された利点を有している新たなマンモグラフィーシステムが導入されつつある。このようなシステムはＳｅｌｅｎｉａの商品名の下で本譲受人から現在入手可能である。それについての更なる情報はｗｗｗ．ｌｏｒａｄｍｅｄｉｃａｌ．ｃｏｍ／ｓｅｌｅｎｉａにおいて見つけられ、それを引用により本開示内に取込む。このＳｅｌｅｎｉａシステムはデルウエア州ニューワークに位置している本譲受人のデビジョンであるデジタルラジオグラフィーコーポレイションにより製造されているデジタルフラットパネル検知器を使用する。そのパネルは２４×２９ｃｍの視野を有している。マンモグラフィーシステム及び方法の種々のその他の側面は２００１年１０月１９日付に出願した本譲受人に譲渡されている仮特許出願番号６０／３５０，２１３及び２００２年１０月１７日に出願した国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０２／３３０５８に記載されており、尚それらを引用により本明細書に取込む。
【０００４】
マンモグラフィーシステムは、しばしば、ｋＶｐ（Ｘ線管加速電位）、ｍＡ（Ｘ線管電流）、露光時間のうちの１つ又はそれ以上のようなＸ線露光に対する適切なテクニックファクタの選択を部分的に又は完全に自動化するための設備をしばしば有している。フィルムスクリーンイメージレセプタが使用される場合には、このことは、Ｘ線供給源からフィルムの反対側にある露光検知器に依存することにより行うことが可能である。胸部のイメージング露光は、これらの露光検知器が、充分な量のＸ線を受取ったことを表わす場合に停止される。このことは、多くの理由によりフラットパネルイメージレセプタと共に使用するのには実際的なものでないと考えられる。従って、デジタルフラットパネルイメージレセプタと共に使用する１つの公知のアプローチは胸部を圧縮させた後に短い低Ｘ線ドーズの前露光を行い、次いで、前露光において同一のレセプタで取られた測定値に基づくテクニックファクタを使用して、胸部が不動化されたままでイメージング露光を行うことである。
【０００５】
マンモグラフィーの別の側面は、断層撮影イメージング即ちトモシンセシスに対する提案である。原理的に、胸部における１つの面の断層撮影イメージは、Ｘ線露光期間中に胸部と相対的にＸ線供給源及びイメージレセプタのうちの少なくとも一方を移動させることにより得ることが可能である。Ｘ線供給源及びイメージレセプタが、適宜の幾何学的形状で、平行面内を反対方向に移動する場合には、イメージレセプタと平行な胸部内の１つの面は全露光期間中フォーカスされたままであり、一方胸部内のその他全ての面のイメージはぼかされ且つ最終的なイメージにおいてバックグラウンドノイズとなる。１つの既知のアプローチは、イメージレセプタを静止させたままとするが、Ｘ線供給源をトモシンセシスに適した経路内を移動させることである。この場合の１つの問題は、このことはトモシンセシスイメージに対する視野を制限することである。別の問題は、このことが散乱放射線の効果を効果的に制御することを困難とすることであり、何故ならば、一般的に使用される散乱線除去グリッドをＸ線供給源の焦点上にフォーカスさせた状態を維持することを困難とするからである。更に別の問題は、この構成は、レセプタの面に対する垂線と相対的に比較的浅い（小さい）角度を可能とするに過ぎないということである。
【０００６】
フラットパネルデジタルイメージレセプタを使用するマンモグラフィーの更に別の側面は、イメージの送信及び格納である。多くの保健施設はＰＡＣＳ等のイメージ格納システムを有しており、且つ格納及び将来の使用のために医学的Ｘ線イメージをフォーマット化するためにＤＩＣＯＭ等のプロトコルが存在している。然しながら、殆どの場合ではないにしても多くの場合において、胸部のイメージを取囲む仮想的矩形がレセプタの視野より小さいように胸部はフラットパネルデジタルレセプタで取られるイメージの一部を占有するに過ぎない。フラットパネルデジタルイメージレセプタをスキャニングするＸ線の扇形ビームを使用する１つの提案が為されており且つ胸部のイメージを包含するものでないイメージ区域を格納部から除去することが関与するものと考えられる。然しながら、この提案は、Ｘ線のスキャニング扇形ビームの使用に特定的なものであると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本特許明細書に開示するシステム及び方法は、既知の従来の提案のこれら及びその他の欠点を解消すべく構成されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示するシステム及び方法の目的は、フラットパネルデジタルＸ線レセプタを使用し、圧縮した胸部の厚さ及び胸部密度の推定を使用してマンモグラフィー用の特に効果的で且つ有益的な露光制御を提供することである。
【０００９】
別の目的は、好適には、フォーカスさせた散乱線除去グリッドの利点を維持し且つ視野の減少を回避しながら、マンモグラフィーにおけるトモシンセシスを改良することである。
【００１０】
更に別の目的は、減少させた実効イメージ寸法の選択的使用により、特にマンモグラフィーイメージに対しＸ線イメージ格納及び送信の効率を改善することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、ここに記載する新たな特徴を除いて、Ｓｅｌｅｎｉａの商品名で本譲受人から現在入手可能なマンモグラフィーシステムは、本システムを動作する保健プロフェッショナルにより制御されるモータにより駆動され、選択した高さへスタンド１０に沿って上下移動可能なＣアーム１２を支持するスタンド１０を有している。Ｃアーム１２は上端部においてＸ線管１２ａ及び下端部において胸部トレイ１２ｂを担持している。トレイ１２ｂがフラットパネルＸ線イメージレセプタ１２ｃを被覆しており、それはフォーカスされた散乱線除去グリッド１２ｄ（それは、トレイ１２ｂとレセプタ１２ｃとの間の空間から除去することが可能であるように後退可能である）により該トレイから離隔されている。Ｃアーム１２は、又、圧縮パドル１２ｅを担持しており、それは供給源１２ａと胸部トレイ１２ｂとの間にあり且つ患者の胸部がトレイ１２ｂとパドル１２ｅとの間に嵌合させることが可能であるようにトレイ１２ｂから離れて、且つ患者の胸部を圧縮させ且つ不動化させることが可能であるようにトレイ１２ｂへ向かって近づくように移動すべくモータ駆動される。パドル１２ｅの移動はモータ駆動され且つ保健プロフェッショナルにより制御される。異なる寸法のパドル１２ｅを最良の圧縮のために異なる胸部寸法に適合すべくフィットさせることが可能である。更に、保健プロフェッショナルは、本願譲受人により現在提供されているＳｅｌｅｎｉａシステムにおけるように、トレイ１２ｂ上に中心位置決めされていない胸部の位置とパドル１２ｅがマッチする位置へトレイ１２ｂの幅に沿ってパドル１２ｅを移動させることが可能である。本システムは、更に、キーボード１４ａ及びトラックボール１４ｂ等のインターフェース装置、ディスプレイスクリーン１４ｃ、制御及びイメージ処理設備等を有する制御ステーション１４等のその他のコンポーネントを包含している。
【００１２】
組織露光制御を実施するために、現在入手可能なＳｅｌｅｎｉａマンモグラフィーシステムは、図２に例示した装置及び処理ステップを組込むべく修正される。特に、パドル位置エンコーダ２０は、保健プロフェッショナルがイメージングのために患者の胸部を位置決めし且つ圧縮し且つ不動化させる場合に、トレイ１２ｂと相対的なパドル１２ｅの位置を測定する。不動化された胸部の厚さは、その代わりに、その他の態様で測定するか又は推定することが可能である。例えば、パドル１２ｅの最終位置は、幾つかの態様で、例えば機械的に又は光学的に又は何等かのその他の態様で測定することが可能である。不動化させた胸部の厚さは、多数の態様のうちのいずれか１つで直接的に測定又は推定することが可能である。処理ユニット１４（図１）を適宜プログラミングすることにより実現することが可能な計算器２２が、エンコーダ２０又は胸部厚さインジケータを測定するための何らかのその他の手段の出力に基づいて圧縮し且つ不動化させた胸部の厚さを計算し、且つ組織露光制御計算器２４に対して胸部厚さに関する情報を提供することが可能であり、該計算器２４もこのようなプログラミングを介して実現することが可能である。
【００１３】
テクニックファクタを推定するために、計算器２４は、又、胸部のＸ線密度に関する情報に依存する。このような情報は、１つ又はそれ以上の異なる供給源から来ることが可能である。１つの例は手動的入力２６、例えばキーボード１４ａ（図１）であり、それを介して、保健プロフェッショナルは胸部の密度を特性付ける情報を入力することが可能である。例えば、本システムは、保健プロフェッショナルに対して３つの選択、即ち脂肪質、通常、濃厚を提供することが可能であり、且つ保健プロフェッショナルは、胸部の物理的検査、同一の検査におけるか又はかなり速い時期に取った以前のビューからの情報、又はその患者についてのその他の情報等のいずれか１つ又はそれ以上のファクタに基づいて適宜の選択を行うことが可能である。胸部密度に関する情報源の別の例はその患者の一方又は両方の胸部の以前のＸ線イメージ（ビュー）である。以前のビューは、その患者の同じ往診時又は以前の往診時のいずれかにおける任意の時間にとったものとすることが可能である。密度に関する情報は、保健プロフェッショナルにより以前のビューから派生させることが可能であり、又はそれは、以前のＸ線イメージの全体的な密度を測定し、且つ、多分、それを取るために使用したテクニックファクタを知ることにより自動的に派生させることが可能である。実際に測定される場合には、以前のビューからの密度情報を、測定装置から計算器２４への接続を介して手動的に又は自動的に計算器２４へ供給することが可能である。別の密度情報の供給源はデュアルエネルギ装置３０であり、それは例えば逐次的に２つの異なるエネルギの各々において低ドーズのＸ線エネルギで不動化されている胸部をパルス動作し、該エネルギの各々においてのレセプタ１２ｃ（図１）でのＸ線の測定値を骨密度測定において使用されるのと同様の既知のプロセスにおいて使用し、胸部密度を推定し且つ自動的又は手動的に推定値を計算器２４へ供給する。Ｘ線管１２ａは、異なるエネルギ又はエネルギバンドに対して適切なＸ線を射出するために２つの異なるＸ線フィルタを使用して、このようなデュアルエネルギプロセスのために使用することが可能である。胸部密度に関する更に別の情報源は、パドル１２ｅが胸部を圧縮する力及びこのような力が圧縮の開始から胸部がイメージングのために不動化されるまで作用する時間を測定し、且つこのような力／時間情報を手動的に又は自動的に計算器２４へ供給する装置３２とすることが可能である。
【００１４】
計算器２４は、胸部厚さ及び胸部密度値の多数の組合わせの各々に対するエントリを有するルックアップテーブルとして実現することが可能である。これらのエントリの初期値は、基本的に、試行錯誤プロセス、又は何等かのその他の態様においての実際のテストにより推定することが可能である。計算器２４は、その出力をテクニックファクタディスプレイ３４へ供給し、それはディスプレイ１４ｃ（図１）とすることが可能であり、そこにおいて、保健プロフェッショナルはｋＶ、ｍＡ、フィルタ、時間等の１つ又はそれ以上の等の自動的に推定されたファクタを見ることが可能である。キーボード１４ａとすることが可能なエントリ装置は、保健プロフェッショナルが自動的に推定されたパラメータを確認又は修正することを可能とし、且つ制御部３８（それは図１のユニット１４の一部とすることが可能である）はイメージングＸ線露光のために結果的に得られる最終的組織露光制御テクニックファクタを使用する。
【００１５】
本明細書に開示した例は、テクニックファクタを決定し且つイメージングする前に胸部を圧縮し且つ不動化させるものである。然しながら、イメージングの前に胸部を圧縮することが必要でない変形例も意図しており、胸部を、胸部トレイによる等して何等かの態様で単純に支持することが可能であり、又はＸ線供給源とイメージレセプタとの間に何等かの態様で懸架させることが可能である。このような場合において、胸部厚さ及び密度情報は異なる供給源から来ることが可能であり、例えば、圧縮されていない胸部の厚さの測定値又は推定値又は画像形成される胸部部分の厚さの平均、イメージングのために特に興味のある部分の厚さ等である。密度情報は保健プロフェッショナルから、又は胸部の以前のＸ線イメージから、又は何等かのその他の供給源から来る場合がある。圧縮されていない胸部のイメージングの同じ変形例は、以下に説明する他の２つの特徴、トモシンセシス及び送信及び／又は格納のために減少させた視野のイメージを選択することに適用され、その場合に該変形例は圧縮を免除するが以下の説明に適合する。
【００１６】
ここに開示するマンモグラフィー（ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ）システムの別の特徴は、大きな視野及びフォーカスさせた散乱線除去グリッドの使用の両方を可能とさせるトモシンセシス（ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）である。図３に例示したように、散乱線除去グリッド１２ｄは、Ｘ線供給源１２ａの焦点から出てくる経路４０に沿ってのＸ線の通過を可能とさせ且つその他の経路に沿って伝播する（散乱された）Ｘ線を抑圧すべくフォーカスされている。このようなグリッドがＸ線供給源に対してその配向を変化させると、それは、通過させるべきＸ線を不所望に抑圧することとなる。このような配向における変化は、Ｘ線管１２ｅがそれが射出するＸ線ビームに対して横方向に移動し、一方グリッド１２ｄ及び検知器１２ｃが静止したままである場合に発生する。更に、このような運動は視野を減少させ、従って移動する供給源の１つの位置においてレセプタ上に投影される胸部の一部が該供給源の別の位置においてレセプタ輪郭の外側に落ちる場合がある。
【００１７】
図４は既知の提案のこれらの欠点を解消する構成を例示している。図４において、Ｘ線管１２ａ及び散乱線除去グリッド１２ｄとレセプタ１２ｃとの結合が一体となって回転し、一方圧縮され且つ不動化された胸部はそれらの間において且つ管１２ａから射出され且つレセプタ１２ｃ上に入射するＸ線の経路内に止まる。散乱線除去グリッド１２ｄは管１２ａの焦点上にフォーカスされたままであり、且つ実効視野は供給源・レセプタユニットの角度位置について変化することはない。現在提供されているＳｅｌｅｎｉａ装置においては、供給源１２ａ及びグリッド１２ｄ及びレセプタ１２ｃが、圧縮パドル１２ｅ及び胸部トレイ１２ｂと共に、一体として回転し従って図４の幾何学形状を達成するためには修正が必要とされる。この修正は、胸部を圧縮し且つ不動化させる手段を管１２ａ、グリッド１２ｄ、レセプタ１２ｃの運動から離脱させることを包含する。例えば、このことは、圧縮パドル１２ｅを除去し且つ管１２ａの回転中心に対して適切に位置決めされているが図４に例示したように管１２ａと共に回転することのない圧縮パドル４４の間に胸部を圧縮させ且つ不動化させることにより行うことが可能である。回転に対する変形例として、管１２ａ及びレセプタ１２ｃの一方又は両方がパドル４４の間に不動化されている胸部と相対的に並進運動することが可能である。このような場合には、フォーカスさせたグリッド１２ｄをレセプタ１２ｃから離脱させ且つ管１２ａにフォーカスさせたままとさせることが可能であり、又はフォーカスされていないか又はより少なくフォーカスされている異なるグリッドを使用することが可能であり、及び／又は管１２ａ及び／又はレセプタ１２ｃの運動はより制限された経路にわたるものとすることが可能である。胸部の個別的なＸ線イメージは胸部と相対的な管１２の多数の異なる位置の各々において取られる。そのイメージデータは既知のイメージ処理方法の適用を介してトモシンセシスのために使用される。
【００１８】
図４の例の重要な利点は、既知のシステムと比較して、Ｘ線管１２ａの極限の回転又は並進位置の間の比較的大きな角度においてイメージングを行うことを可能とことである。
【００１９】
ここに開示するマンモグラフィーシステムの更に別の特徴は、視野の一部のみを送信し且つ格納することである。比較的大きな視野のレセプタ１２ｃ、例えば、Ｓｅｌｅｎｉａシステムにおいて使用されるもの（２４×２９ｃｍ）の場合には、典型的に、胸部のイメージは、図５に例示したように、視野より小さな矩形内に存在し、その場合に胸部のイメージ４６はレセプタ１２ｃの視野５０よりかなり小さな概念的矩形輪郭４８（減少された視野）内にある。減少された視野区域４８の外側の視野５０の区域はその胸部について殆ど又は全く情報を包含するものでない場合がある。胸部イメージを送信し且つ格納することに関して節約を行うために、減少された視野４８内の情報のみを使用することが可能であり、且つ輪郭４８外側の情報を廃棄することが可能である。輪郭４８の外側に何等かの有意性のある情報が存在する場合には、輪郭４８内部のイメージ部分についての情報に対してその情報のみを添付させることが可能である。
【００２０】
輪郭４８の位置及び寸法を選択する１つの態様は、保健プロフェッショナルが行った圧縮パドル１２ｅの寸法及び位置の選択に依存することである。前述したように、現在提供されているＳｅｌｅｎｉａシステムは、Ｘ線撮影する胸部のレセプタ１２ｃ上の寸法及び位置とマッチさせるために、保健プロフェッショナルが、パドルの寸法、及び、少なくとも幾つかのパドルに対して、レセプタ１２ｃと相対的なパドルの位置を選択することを可能とする。パドル１２ｅの寸法及び位置は、自動的に決定することが可能であり、且つその結果は、実効的に、例えば、ＤＩＣＯＭスタンダードに従って送信又は格納するためにそれを送信及び／又は格納及び／又はフォーマット化する前に、結果的に得られる胸部イメージを採取するために使用することが可能である。代替的に、イメージ内の胸部の寸法及び位置は、エッジ検出が関与する分析等のイメージ分析を介して見つけることが可能であり、且つ輪郭４８の寸法及び位置はこのような態様で見つけることが可能である。更に、代替的には、輪郭４８の寸法及び位置は、例えば、モニタ１４ｃ上に表示されているイメージを観察することに基づいて、キーボード１４ａを介して保健プロフェッショナルによりエンターさせることが可能である。又、前記方法の結合を使用することが可能であり、例えば、イメージ分析及びパドル選択の一方又は両方に基づく自動的決定と、それに続く保健プロフェッショナルによる確認又は修正のために、全体的な画像と共に保健プロフェッショナルに対して表示される推奨された輪郭４８の提示を行うことが可能である。
【００２１】
図６は減少した視野イメージを提供する構成を例示している。パドル１２ｅを装着し且つ移動する手段と関連してＣアーム１２又はその他の場所に組込まれている圧縮パドル寸法及び位置エンコーダが、保健プロフェッショナルが選択したパドル１２ｅについての情報、及びパドルのレセプタ１２ｃ上の投影位置についての情報を与える。手動的入力が保健プロフェッショナルによりエンターされる情報を提供し、それはエンコーダ５２により提供されるものと類似したものとすることが可能であり、又は全体的な胸部イメージ内の幾つかの矩形のうちのどれが胸部を取り囲むものであるかに関しての情報とすることが可能であり、又はどの任意の矩形がイメージ上の胸部を取囲むものであるかとすることが可能である。イメージ分析器５６は胸部により占有される全体的なイメージにおける区域に関しての情報を与える。計算器５８は装置５２，５４，５７のうちの１つ又はそれ以上からの情報を使用して尚且つ胸部を取囲む減少された視野の寸法及び位置を計算し、且つその計算は、例えば手動的エントリを介して、保健プロフェッショナルが確認又は修正するために、図５で例示したようなイメージ内に輪郭４８として６０において表示される。その結果は６２における仕上げられた減少された視野イメージであり、それは送信、及び／又は格納のために更なる処理のために使用することが可能である。矩形輪郭４８について上述したが、実際に、輪郭４８はその他の適宜の形状を有することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ここの開示した好適実施例を実現することが可能なデジタルマンモグラフィーシステムを示した概略図。
【図２】マンモグラフィーシステムにおいて組織露光制御を推定し且つ使用するプロセスを例示したフローチャート。
【図３】図４及び１のシステムにおいて使用することが可能なフォーカスさせた散乱線除去グリッドを示した概略図。
【図４】マンモグラフィーにおけるトモシンセシスの側面を示した概略図。
【図５】格納及び送信のために寸法を減少させたマンモグラフィーイメージの選択を示した概略図。
【図６】送信及び格納のために寸法を減少させたイメージを選択する場合に関与する距離を示した概略図。
【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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