(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の左右の手を載置する一対の載置部と、被験者の左右の手の所定の部位を接触させるように前記一対の載置部に設けられた左手用電極及び右手用電極と、前記左手用電極及び右手用電極から生体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段とを備えた生体インピーダンス測定装置において、前記一対の載置部のそれぞれは、親指と小指、または親指と薬指とで掴むことができる一対の側面部を有する凸状に形成され、且つ、前記一対の載置部に載置した手の手首から指先に向かう方向を位置決めする位置決め手段を設け、前記位置決め手段は、前記載置部に載置された所定の２本の指の間に挟むことができるように設けられた突起であり、前記突起は手の手首から指先に向かう方向に細長形状であることを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
【請求項２】
前記突起は、手の手首から指先に向かう方向の細長形状が手首側が高く、手首側から指先に向かって低くなるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項３】
前記位置決め手段は、前記２本の指の付け根の間に前記突起の細長形状の高い側の側面を当接させることにより手首から指先に向かう方向を位置決めすることを特徴とする請求項２記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項４】
前記左手用電極及び右手用電極は、被験者の手に電流を印加する電流印加用電極と、被験者の手から電圧を検出する電圧検出用電極とを有し、前記電流印加用電極が被験者の掌の指先側に接触し、前記電圧検出用電極が被験者の掌の手首側に接触するように配置したことを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項５】
前記電流印加用電極と前記電圧検出用電極は、略長方形または略楕円形であり、該略長方形または略楕円形の長さ方向と、前記手首から指先に向かう方向とが略直交するように配置したことを特徴とする請求項４記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項６】
前記所定の２本の指は、人指し指と中指であることを特徴とする請求項３記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項７】
前記所定の２本の指は、中指と薬指であることを特徴とする請求項３記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項８】
前記生体インピーダンス測定装置は、測定中に所定の情報を表示する表示部を有し、該表示部は前記一対の載置部の略中間に位置し、且つ、左手用の電流印加用電極の中心部と右手用の電流印加用電極の中心部とを結ぶ第１の線と、左手用の電圧検出用電極の中心部と右手用の電圧検出用電極の中心部とを結ぶ第２の線との間の領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項９】
前記生体インピーダンス測定装置は、インピーダンスの測定動作を開始させるための測定スイッチを含む複数のスイッチからなる操作スイッチ群を有し、該操作スイッチ群は、左手用の電流印加用電極の中心部と右手用の電流印加用電極の中心部とを結ぶ第１の線と、左手用の電圧検出用電極の中心部と右手用の電圧検出用電極の中心部とを結ぶ第２の線との間の領域内またはその近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項１０】
前記一対の載置部の間には前記表示部当接操作スイッチ群とを有する本体部を有し、前記一対の載置部と前記本体部との間に、親指が収まるように形成された凹部を設けたことを特徴とする請求項９記載の生体インピーダンス測定装置。
【請求項１１】
前記一対の載置部に左右の手が位置決めされた状態で、左右の手首が前記生体インピーダンス測定装置を置いた平面に接触しないように構成したことを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体のインピーダンスを測定する生体インピーダンス測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、左右の掌部の各部位に、高周波電流を印加する電流印加電極と掌間の電圧検出電極を接触させ、左右掌間のインピーダンスを計測する４電極式内部インピーダンス測定法を用いた体脂肪率測定装置が既に提案されている。例えば、特開平８−１５４９１０号公報にその技術が開示されている。
【０００３】
同公報の図１及び図２に示すように、被験者が両手で左右のグリップ部の電極を握り、立位姿勢で両手を真っ直ぐ前方に延ばして水平にして、本体部を肩の高さにとめて体脂肪を測定するものである。
【０００４】
また、上記したグリップ部の電極を握るタイプの他に、例えば特開平１０−２３４６９２号公報に開示されているように、測定装置を机の上に置いて、装置の電極部に手首を置いて測定する体脂肪計もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のグリップ部の電極を握るタイプの体脂肪計では、両手を真っ直ぐ前方に延ばして左右のグリップ部の電極を握る姿勢を保つのは楽ではないし、この姿勢を保てずに、握る力の入れ具合が変わったり、体動が生じることでインピーダンス測定値が変化するため測定データがバラツクこともある。また、前述の電極部に手首を置いて測定するタイプの体脂肪計は、測定中の姿勢を保つのは比較的容易だが、手首を載せる位置が位置決めされないと、手首と電極対との接触位置や接触面積が変化して、上記した握るタイプの体脂肪計と同様に測定データがバラツクという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、体脂肪計などの生体のインピーダンスを測定する生体インピーダンス測定装置において、被験者が測定するごとに常に電極に接触する手の掌が正確に位置決めされ、接触位置や接触面積が安定する信頼性のある生体インピーダンス測定装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における生体インピーダンス測定装置は、被験者の左右の手を載置する一対の載置部と、被験者の左右の手の所定の部位を接触させるように前記一対の載置部に設けられた左手用電極及び右手用電極と、前記左手用電極及び右手用電極から生体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段とを備えた生体インピーダンス測定装置において、前記一対の載置部のそれぞれは、親指と小指、または親指と薬指とで掴むことができる一対の側面部を有する凸状に形成され、且つ、前記一対の載置部に載置した手の手首から指先に向かう方向を位置決めする位置決め手段を設け、前記位置決め手段は、前記載置部に載置された所定の２本の指の間に挟むことができるように設けられた突起であり、前記突起は手の手首から指先に向かう方向に細長形状であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記突起は、手の手首から指先に向かう方向の細長形状が手首側が高く、手首側から指先に向かって低くなるように設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記位置決め手段は、前記２本の指の付け根の間に前記突起の細長形状の高い側の側面を当接させることにより手首から指先に向かう方向を位置決めすることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記左手用電極及び右手用電極は、被験者の手に電流を印加する電流印加用電極と、被験者の手から電圧を検出する電圧検出用電極とを有し、前電流印加用電極が被験者の掌の指先側に接触し、前記電圧検出用電極が被験者の掌の手首側に接触するように配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記電流印加用電極と前記電圧検出用電極は、略長方形または略楕円形であり、該略長方形または略楕円形の長さ方向と、前記手首から指先に向かう方向とが略直交するように配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記所定の２本の指は、人指し指と中指であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記所定の２本の指は、中指と薬指であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記生体インピーダンス測定装置は、測定中に所定の情報を表示する表示部を有し、該表示部は前記一対の載置部の略中間に位置し、且つ、左手用の電流印加用電極の中心部と右手用の電流印加用電極の中心部とを結ぶ第１の線と、左手用の電圧検出用電極の中心部と右手用の電圧検出用電極の中心部とを結ぶ第２の線との間の領域の外側に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記生体インピーダンス測定装置は、インピーダンスの測定動作を開始させるための測定スイッチを含む複数のスイッチからなる操作スイッチ群を有し、該操作スイッチ群は、左手用の電流印加用電極の中心部と右手用の電流印加用電極の中心部とを結ぶ第１の線と、左手用の電圧検出用電極の中心部と右手用の電圧検出用電極の中心部とを結ぶ第２の線との間の領域内またはその近傍に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記一対の載置部の間には前記表示部当接操作スイッチ群とを有する本体部を有し、前記一対の載置部と前記本体部との間に、親指が収まるように形成された凹部を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記一対の載置部に左右の手が位置決めされた状態で、左右の手首が前記生体インピーダンス測定装置を置いた平面に接触しないように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記載置部の少なくとも一部に、被験者の手が位置決めされた状態で操作可能な操作スイッチを設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記操作スイッチの操作によりインピーダンスの測定動作を開始させることを特徴とするものである。
【００２０】
また、インピーダンスの測定動作中に、前記操作スイッチの操作に応じてインピーダンスの測定動作を制御することを特徴とするものである。
【００２１】
また、前記操作スイッチを前記載置部の前記側面部に配置したことを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における生体インピーダンス測定装置について説明する。図１〜図５は、本発明の実施の形態に係わり、図１は、生体インピーダンス測定装置の外観斜視図、図２は載置部の正面図（ａ）と側面図（ｂ）、図３は図２の載置部上の掌と電極部の接触位置関係を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）、図４は測定時の測定姿勢を示す説明図、図５は、装置の内部の回路構成図である。
【００２３】
図１〜図３において各部の構成について説明する。１は生体インピーダンス測定装置であり、装置１の正面から見て両側に被験者の左右の手を載置する一対の載置部２ａ、２ｂを有しており、前記一対の載置部２ａ、２ｂには被験者の左右の手の所定の部位を接触させるように左手用電極３ａと右手用電極３ｂとが設けられている。また、前記載置部２ａ、２ｂの略中間には、電源スイッチ４ａ、個人情報データを決定する設定スイッチ４ｂ、測定を開始する測定スイッチ４ｃなどの複数のスイッチからなるスイッチ群４と、入力データや計算結果などの所定の情報を表示する表示部５とが配置されている。
【００２４】
前記一対の載置部２ａ、２ｂのそれぞれに、被験者の親指と小指、または親指と薬指とで掴むことができる一対の側面部６ａ（左手用）、６ｂ（右手用）を設けるとともに、前記一対の載置部２ａ、２ｂに載置した手の手首から指先に向かう方向を位置決めする位置決め手段が設けられている。
【００２５】
前記位置決め手段は、前記載置部２ａ、２ｂに載置された所定の２本の指の間に挟むことができるように設けられた突起７ａ、７ｂで構成されており、前記所定の２本の指は、例えば、人指し指と中指または中指と薬指であり、この２本の指の付け根の間に前記突起７ａ、７ｂを当接させることにより手首から指先に向かう方向を位置決めすることができる。本実施の形態では人指し指と中指の付け根の間に突起７ａ、７ｂを当接させるようにしている。
【００２６】
被験者は、前記生体インピーダンス測定装置１を平面に置いた状態で、掌と前記平面とが対向するように前記載置部２ａ、２ｂに手を載置する。
【００２７】
前記一対の載置部２ａ、２ｂは湾曲状または凸状の曲面、所謂マウス形状に形成されていて掌の窪みに電極がフィットされて電極と手の掌の接触を容易にしている。
【００２８】
前記一対の載置部２ａ、２ｂに配設されている、左手用電極３ａ及び右手用電極３ｂは、被験者の手に電流を印加する電流印加用電極８ａ、８ｂと、被験者の手から電圧を検出する電圧検出用電極９ａ、９ｂとを有し、前電流印加用電極８ａ、８ｂが被験者の掌の指先側に接触し、前記電圧検出用電極９ａ、９ｂが被験者の掌の手首側に接触するように配置され、図２に示すように、前記載置部２ａ、２ｂの先端側から、突起７ａ、７ｂ、電流印加用電極８ａ、８ｂ、電圧検出用電極９ａ、９ｂの順に配設されている。
【００２９】
前記電流印加用電極８ａ、８ｂと前記電圧検出用電極９ａ、９ｂは、略長方形または略楕円形であり、該略長方形または略楕円形の長さ方向と、前記手首から指先に向かう方向とが略直交するように配置されている。
【００３０】
前述したように、表示部５の配設する位置は、前記一対の載置部２ａ、２ｂの略中間に位置し、且つ、左手用の電流印加用電極８ａの中心部と右手用の電流印加用電極８ｂの中心部とを結ぶ第１の線Ｌ１と、左手用の電圧検出用電極９ａの中心部と右手用の電圧検出用電極９ｂの中心部とを結ぶ第２の線Ｌ２との間の領域の外側（図１では上側）近傍に配置されている。
【００３１】
前記複数の操作スイッチ群４は、前記左手用の電流印加用電極８ａの中心部と右手用の電流印加用電極８ｂの中心部とを結ぶ第１の線Ｌ１と、左手用の電圧検出用電極９ａの中心部と右手用の電圧検出用電極９ｂの中心部とを結ぶ第２の線Ｌ２との間の領域内またはその近傍（図１では下側）に配置されている。
【００３２】
前記一対の載置部２ａ、２ｂの間には前記表示部５と操作スイッチ群４とを有する本体部１０を有し、前記一対の載置部２ａ、２ｂと本体部１０との間に、親指が収まるように形成された凹部１１ａ、１１ｂが設けられている。
【００３３】
図４は測定姿勢を示し、被験者は椅子に腰掛け、背筋を伸ばし、両手を前方に伸ばして前記一対の載置部２ａ、２ｂに左右の手が位置決めされた状態で、左右の手首が前記生体インピーダンス測定装置１を置いた平面に接触しない状態で測定が可能である。
【００３４】
図５において、生体インピーダンス測定装置の内部回路は、周波数ｆ（約１０ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚ）の正弦波で、数百μＡの定電流高周波信号を発生する高周波信発生部１２と、発生した電流を生体に印加する電流印加用電極８ａ、８ｂと、印加した電流と生体インピーダンスによって生じる電位差を計測するための電圧検出用電極９ａ、９ｂとからの電位差信号を受ける差動増幅器１３と、差動増幅器１３からの正弦波信号を絶対値処理し、アナログ信号である絶対値信号にするための全波整流器１４及び積分平滑回路１５と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１６と、体脂肪率を記憶するＲＯＭ１７と、Ａ／Ｄ変換器１６からの入力や操作スイッチ群４からの身長、体重、年齢、性別などのデータを取り込み、インピーダンスの測定処理演算などを実行するＣＰＵ１８を備えている。ＣＰＵ１８にて演算処理され、体脂肪率としての結果を得て、その値が表示部５に表示される。本実施の形態では、上記した差動増幅器１３、全波整流器１４、積分平滑回路１５、Ａ／Ｄ変換器１６及びＣＰＵ１８により、インピーダンス測定手段１９を構成している。
【００３５】
本実施の形態では、載置部２ａ、２ｂの間にスイッチ群４を設けたが、載置部２ａ、２ｂの表面に操作スイッチを設けても良い。例えば、図１〜図３に示すように、左手用の載置部２ｅの上面部には人差し指で操作する操作スイッチ４ｈと中指で操作する操作スイッチ４ｉを設け、左手用の載置部２ａの側面部６ａには、親指で操作する操作スイッチ４ｄと小指または薬指で操作する操作スイッチ４ｅとを設ける。同様に、右手用の載置部２ｂの上面部には人差し指で操作する操作スイッチ（図示せずに４ｊとする）と中指で操作する操作スイッチ（図示せずに４ｋとする）を設け、右手用の載置部２ｂの側面部６ｂには親指で操作する操作スイッチ４ｆと小指または薬指で操作する操作スイッチ（図示せずに４ｇとする）を設ける。各操作スイッチ４ｄ〜４ｋは、例えば、スイッチ群４と同様に押釦式のスイッチを用いるとともに、左手と右手が載置部２ａ、２ｂに位置決めされた状態で最も操作しやすい位置に配置し、各操作スイッチを対応する指で押したときにＯＮになり、押していないときにＯＦＦとなるように構成する。各操作スイッチの出力は、図５のＣＰＵ１８で検出する。
【００３６】
そして、４ｄ〜４ｋのいずれかの操作スイッチが押されるとインピーダンス測定が開始されるようにしても良いし、側面部６ａ、６ｂに設けた操作スイッチ４ｄ〜４ｇが全て押されるとインピーダンス測定が開始されるようにしても良い。あるいは、４ｄ〜４ｋの全ての操作スイッチが押されとインピーダンス測定が開始されるようにしても良い。このように構成することで、載置部２ａ、２ｂに手が載置された状態で測定を開始することができる。特に、側面部６ａ、６ｂに設けた操作スイッチ４ｄ〜４ｇが全て押されてからインピーダンス測定を開始させたり、全ての操作スイッチが押されてからインピーダンス測定を開始させると、載置部２ａ、２ｂに手がしっかりと固定された状態、すなわち、両手が載置部２ａ、２ｂに位置決めされて掌が電極にしっかりと接触した状態で測定を開始することができる。
【００３７】
さらに、インピーダンス測定が開始された後も操作スイッチの操作状態に応じて測定動作を制御するように構成しても良い。例えば、測定動作中に操作スイッチ４ｄ〜４ｋが全て押されている場合には測定動作を継続し、いずれか一つの操作スイッチが押されていないことを検出して測定動作を中止したり、あるいは、測定終了後に測定結果が正確ではないことを表示したり、操作スイッチが押されていないときに測定したインピーダンスを除いて生体のインピーダンスを演算するようにしても良い。このように、測定中の操作スイッチの操作状態を検出することで、測定中に手が動いたかどうかを検出することができ、手が動いた場合にはそれに応じた処理をすることができる。
【００３８】
また、予め定められた操作スイッチが離れたことを検出して測定動作を制御しても良い。例えば、いずれか一つの操作スイッチが押されたことにより測定動作を開始させる場合は、その操作スイッチが押されているか否かで測定動作を制御しても良いし、あるいは、全ての操作スイッチのうち、押されていない操作スイッチが予め定められた個数以上（例えば４つ以上）の場合に測定動作を制御するようにしても良い。
【００３９】
また、操作スイッチは、前述のように全ての上面部および側面部に設ける必要もなく、載置部６ａの表面または載置部６ｂの表面の少なくとも一部に一つの操作スイッチを設けることにより、インピーダンス測定の開始や、インピーダンス測定中の測定動作の制御を行うことができる。
【００４０】
以上述べた構成によりその作用・効果について説明する。先ず、図４に示すように、装置１を机上の平面に置いた状態で被験者の掌と前記平面とが対向するように一対の載置部２ａ、２ｂに左右の手が位置決めされた状態で、椅子に腰掛け、手首は適度に伸びた測定姿勢で測定を行うと、載置部２ａ、２ｂが凸状の曲面のため掌の窪みに電極面がフィットすると同時に、左右の手首がテーブルと接触することがない。テーブルと接触すると、装置１を載置するテーブルなどの素材が導電性の場合は測定電流がリークして測定誤差となってしまう。また、楽な姿勢で測定ができる。
【００４１】
測定に際して、装置１の操作スイッチ群４の中の電源スイッチ４ａを入れる。被験者の身長、体重、年齢、性別などの個人情報データを入力あるいは選択する上下操作スイッチを操作して設定スイッチ４ｂで設定した後、測定スイッチ４ｃを押し、図３に示すように、装置１の左の載置部２ａに左の手の掌を載置する。
右手側も同様に載置する。
【００４２】
一対の載置部２ａ、２ｂを親指と小指、または親指と薬指とで側面部６ａ、６ｂを掴む時に、親指が一対の載置部２ａ、２ｂと本体部１０との間に形成された凹部１１ａ、１１ｂに収まり、手を置く横方向の位置関係が決まり掴み易くなり、手と電極位置が安定する。
【００４３】
また、図３に示すように、前記一対の載置部２ａ、２ｂに設けられた突起部７ａ、７ｂに人指し指と中指または中指と薬指の２本の指の付け根を当接させることにより、測定するごとに常に誰でも掌の同じ位置に電極を当てることができる。手と電極の位置関係が常に一定になり測定が安定する。
【００４４】
前記一対の載置部２ａ、２ｂに設けられた電流印加用電極８ａ、８ｂが被験者の掌の指先側に接触し、電圧検出用電極９ａ、９ｂが被験者の手首側に接触するような位置関係に配置したので、４端子法に忠実な測定になる。
【００４５】
前記電流印加用電極８ａ、８ｂと電圧検出用電極９ａ、９ｂの形状は、略長方形または略楕円形で、その長さ方向と、手首から指先に向かう方向とが略直交しているので、電極形状の長手方向が掌にフィットし易い方向を向くため、手と電極の接触不良が低減する。
【００４６】
前記表示部５の配置位置は、図１に示すように、前記一対の載置部２ａ、２ｂの略中間に位置し、左右電流印加用電極８ａ、８ｂの中心を結ぶ第１の線Ｌ１と、左右電圧検出用電極９ａ、９ｂの中心を結ぶ第２の線Ｌ２との間の領域の略外側（上方）に位置するので表示が見やすい。また、被験者は、測定が終了したかどうか確認するために測定中に表示部５を見ることになるが、表示部５と電極とが近いと、つい、手が電極に対してきちんと置かれているか視線を動かしやすく、それが体動の原因にもなり正確な測定を妨げることになる。手をなるべく被験者の視界に入りにくくすることにより、手の接触状態をなるべく意識させないようにした。
【００４７】
前記操作スイッチ群４の配置位置は、図１に示すように、前記一対の載置部２ａ、２ｂの略中間に位置し、左右電流印加用電極８ａ、８ｂの中心を結ぶ第１の線Ｌ１と、左右電圧検出用電極９ａ、９ｂの中心を結ぶ第２の線Ｌ２との間の領域内またはその近傍に設けたため、両手で操作スイッチ群４を操作して個人データの入力・測定開始指示を行った後に、載置部２ａ、２ｂに手を載置しやすい。また、左手と右手の間の特に下側にスイッチが配置されると、左右の親指でスイッチを操作し易い。
【００４８】
また、本実施の形態では、立ったままの測定姿勢で両手で電極を握って測定する方法と異なり、椅子に腰掛け、手首は適度に伸びた測定姿勢で載置部に手の掌を載置するだけで測定を行うことができ、位置決め手段を設けたことで、測定ごとで常に手と電極との位置関係が一定に保たれ、楽な姿勢で、安定した測定を行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の生体インピーダンス測定装置は、被験者が測定するごとに常に電極に接触する手の掌が正確に位置決めされ、接触位置や接触面積が安定する信頼性のある生体インピーダンス測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる生体インピーダンス測定装置の外観斜視図である。
【図２】図２（ａ）は図１の左手用載置部の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図である。
【図３】図３（ａ）は図２の載置部上の掌と電極部の接触位置関係を示す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図である。
【図４】測定時の測定姿勢を示す説明図である。
【図５】装置の内部の回路構成図である。
【符号の説明】
１  生体インピーダンス測定装置
２ａ、２ｂ  載置部
３ａ、３ｂ  左手用電極、右手用電極
４  操作スイッチ群
４ａ  電源スイッチ
４ｂ  設定スイッチ
４ｃ  測定スイッチ
５  表示部
６ａ、６ｂ  側面部
７ａ、７ｂ  突起
８ａ、８ｂ  電流印加用電極
９ａ、９ｂ  電圧検出用電極
１０  本体部
１１ａ、１１ｂ  凹部
１２  高周波信号発生部
１３  差動増幅器
１４  全波整流器
１５  積分平滑回路
１６  Ａ／Ｄ変換器
１７  ＲＯＭ
１８  ＣＰＵ
Ｌ１  左右電流印加用電極の中心部を結ぶ第１の線
Ｌ２  左右電圧検出用電極の中心部を結ぶ第２の線
【図１】
0004647092.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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