(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔又は管、パイプの部分、管腔、又は、他の概ね管状のスペース及び環境内へ少なくとも１つの付属機器を移送するための推進装置において、
可撓性材料で形成された密封リングを有する環状体であって、該密封リングが、中央空洞を形成し、内部容積を有し、そして、装置の作動中に、反対方向に連続的に移動する外表面と内表面とを与える、環状体と、
前記密封リングの前記内部容積内に設けられる支持構造と、該支持構造に対して同心状及び同軸状に設けられるとともに、密封リングの前記中央空洞内に配置される収納構造と、を有する、フレームと、
前記支持構造及び前記収納構造に夫々、関連して、設けられた少なくとも１つの連動部材であって、前記密封リングの前記可撓性材料が前記２つの構造の各連動部材の間に少なくとも部分的に位置する、連動部材と、
前記収納構造内に少なくとも部分的に位置するウォーム歯車であって、動力供給時に収納構造の少なくとも１つの連動部材を介して密封リングの可撓性材料に力を与えるように構成されたウォーム歯車と、を備えている、推進装置。
【請求項２】
更に、前記少なくとも１つの付属機器を備えている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
更に、前記ウォーム歯車に接続された動力源を備え、
動力供給時に前記可撓性材料に力を与えるように、ウォーム歯車は可撓性材料に動作可能に接続されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記動力源が外部動力源である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記動力源が内部動力源である、請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記可撓性材料が高分子材料である、請求項１記載の装置。
【請求項７】
更に、前記ウォーム歯車に動力を供給する動力源と、前記少なくとも１つの付属機器と、を備えている、請求項１記載の装置。
【請求項８】
更に、付属管を備え、該付属管が、少なくとも１つの通路を有し、該通路を通して前記少なくとも１つの付属機器が挿入され又は外部サポート機器に接続される、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの付属機器が、内視鏡、カメラ、光ファイバーケーブル、電子通信ケーブル、レーザー、外科用器具、医学用器具、診断器具、器具類、センサー、ステントカテーテル、流体送出機器、薬剤送出機器、電子機器、工具、サンプリング機器、分析機器、及びこれらの組み合わせからなるグループの中から選択される、請求項２，７，８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記ウォーム歯車は、回転力を与える機械動力伝達機構に接続され、
ウォーム歯車は、その回転力を前記密封リングを移動させる直線推進力に変換するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記連動部材の少なくとも１つが、スプリングによって懸架されている、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記連動部材の少なくとも１つが、アームによって回転自在に支持されている、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの付属機器を移送するための推進装置において、
可撓性材料で形成された密封リングを有する環状体であって、該密封リングが、中央空洞を形成し、内部容積を有し、そして、装置が動力供給されているときに連続的に反対方向に移動する外表面と内表面とを与える、環状体と、
前記密封リングの前記内部容積内に設けられる支持構造と、前記支持構造に対して同心状及び同軸状に設けられるとともに、前記密封リングの前記中央空洞内に配置される収納構造と、を有する、フレームと、
前記支持構造及び前記収納構造に夫々、関連して、設けられた少なくとも１つの連動部材であって、前記２つの構造の間に少なくとも部分的に位置づけられた前記密封リングの前記可撓性材料に対して所定の空間的関係に前記２つの構造を保持するように設けられた、連動部材と、
少なくとも１つの通路を有する付属管であって、該通路を通して前記少なくとも１つの付属機器が挿入され又は外部サポート機器に接続される、付属管と、
前記収納構造内に少なくとも部分的に位置する駆動機構と、
前記駆動機構に接続された動力源であって、動力供給時に駆動機構は原動力を前記可撓性材料に与える、動力源と、を備えている、推進装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの付属機器を移送するための推進装置において、
可撓性材料で形成された密封リングを有する環状体であって、該密封リングが、中央空洞を形成し且つ内部容積を有する、環状体と、
前記密封リングの前記内部容積内に設けられる支持構造と、該支持構造に対して同心状及び同軸状に設けられるとともに、前記密封リングの前記中央空洞内に配置される収納構造と、を有するフレームと、
前記支持構造及び前記収納構造に夫々、関連して、設けられた、少なくとも１つの連動部材であって、前記密封リングの前記可撓性材料が前記２つの構造の各連動部材の間に少なくとも部分的に位置する、連動部材と、
前記収納構造内に少なくとも部分的に位置する駆動機構であって、動力供給時に原動力である方向性のある力を、収納構造の少なくとも１つの連動部材を介して、密封リングの前記可撓性材料に与えるように構成された駆動機構と、を備えている、推進装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、形が崩れ得る又は崩れ得ない、体腔又は管、パイプ、管腔、及び他の概ね管状のスペース及び環境に付属機器を導入するための医学的又は非医学的な用途に有益な装置に関する。特に、本発明は、内視鏡システムの推進システムに関する。
【０００２】
（発明の背景）
内視鏡は、患者の体内の視界を得るための機器であり、視界をとらえて観察者に伝えるために様々な手段を用いる。内視鏡は、同様に、例えば、生検や他の外科的処置のような様々な診断やインターベンション処置を行うために用いられる。内視鏡の例としては、結腸内に用いられる結腸鏡、胃の内部で用いられる胃鏡、および気管及び気管支内で用いられる気管支鏡がある。内視鏡は、通常自然にある穴を介して体腔又は管腔に挿入されるが、自然の入口の無い身体の範囲へ入るために、切り口から挿入することもできる。
【０００３】
伝統的な内視鏡は、患者の体内から像を集めて伝達する手段を有する硬い又は柔軟なロッド又はシャフトからなる。ロッド又はシャフトは、関係のある位置に挿入され、押し進められる。ロッド又はシャフトは、一般に、関係のある範囲の内外に、光ファイバーケーブル及びルート器具、カテーテル、機器、気体、液体、及び他の物質を収納するために用いられるいくつかの通路を取り囲んでいる。
【０００４】
伝統的な内視鏡は、体腔又は管、又は他の管腔がカーブ又はターンしている場合に、首尾よく挿入され、正常に機能するための最小限の硬さを必要とする。しかしながら、結腸によくあることだが、それが狭窄され、回旋され、そして、多くのカーブからなる場合、所望の位置に内視鏡を押し進めるのは困難又は不可能である。操舵可能な関節形内視鏡は、ターンの操縦を容易にするためによく用いられているが、付加されたターンによって増加した摩擦は、首尾よく操縦できるターンの回数を制限し、内視鏡が患者の体に導入される距離を最終的に制限する。更に、より多くのターン及びコーナーを達成するのに要求される力の増加は、患者が感じる不快感や苦痛だけではなく、合併症（例えば、腸せん孔）の危険性を高める。そのような環境で操縦することができるとともに、伝統的な内視鏡の身体上及び処置上の制限を克服できる、内視鏡の医学的処置のための装置を用いることは有益である。さらに、そのような装置が自己推進される場合、一層有益である。
【０００５】
内視鏡機器は、視界を得るために、又は、器具若しくは機器を、概ね管状のスペース又は環境（例えば、いくつかのカーブ又はターンを有する管腔やパイプの部分、その他の構造）に導入するために、非医学的又は商業的及び工業的な用途にも利用することができる。このような管状のスペース又は環境は、部分的に塞がれたり、それらの内面に蓄積があったりして、不規則な内部形状又は直径になる。そのようなスペース及び環境を通して進むために、導入されるスペース又は環境の内部形状又は直径に適応することができるとともに、装置が自己推進した場合に更に役立つ機器及び装置を有することは有益である。
【０００６】
（発明の概要）
本発明の様々な実施形態は推進装置であり、該推進装置は、体腔又は管、パイプ部分、管腔、及び、他の概ね管状のスペース及び環境内に付属機器を移送するために用いられ、環状体と、動力供給される又は動力機が取り付けられるフレームとを備えている。環状体の運動は、動力供給又は非供給とすることができ、方向及びスピードを制御することができる。
【０００７】
本発明の実施形態において、その装置は、環状体及びフレームを備えている。環状体は、流体で満たされた可撓性材料の密封リングである。密封リングは、中央空洞を形成し、内部容積を有し、装置の運動中に、反対方向に連続的に移動する外表面と内表面を与える。
【０００８】
１実施形態において、フレームは、支持構造、収納構造、及び、支持構造及び収納構造に配置された一連の少なくとも２セットの連動ローラ又はスキッドで構成されている。支持構造は、密封リングの内部容積内に設けられている。収容構造は、支持構造に対して同心状及び同軸状であり、密封リングの中央空洞内に配置されている。ローラ又はスキッドは、密封リングの可撓性材料と一定の空間的関係で２つの構造を保持するように設けられており、密封リングの可撓性材料は、２つの構造とそこに設けられたローラ又はスキッドとの間に位置づけられている。
【０００９】
別の実施形態において、フレームは、密封リングの内部容積内に設けられた支持構造と、該支持構造に設けられた１連の少なくとも２セットの連動するローラ又はスキッドとで構成されている。ローラ又はスキッドは、それらの間で密封リングの可撓性材料を保持するように設けられている。
【００１０】
本発明の他の実施形態において、装置は、付属機器の移送のための推進装置である。該装置は、環状体と動力供給されるフレームとを備える。
【００１１】
環状体は、流体で満たされた密封リングであり、密封リングは可撓性材料で形成される。動力供給されるフレームは、支持構造及び収納構造、又は支持構造単独で構成される。少なくとも２セットの１連の連動ローラ又はスキッドは、支持構造及び収納構造に設けられ、又は、収納構造が無い場合には、支持構造に設けられる。支持構造は、密封リングの内部容積内に設けられる。収納構造は、支持構造に対して同心状及び同軸状に設けられ、密封リングの中央空洞内に配置される。ローラ又はスキッドは、密封リングの可撓性材料と一定の空間的関係で２つの構造を保持するように設けられ、密封リングは２つの構造とそこに設けられたローラ又はスキッドとの間に位置づけられる。ローラは、動力源に接続することができ、動力が供給されたとき、可撓性材料に原動力となる方向性のある力を与える。
【００１２】
様々な実施形態において、本発明の装置は、更に少なくとも１つの付属機器を備えることができる。装置が医学的又は非医学的用途に用いられるかどうかにもよるが、少なくとも１つの付属機器は、内視鏡、カメラ、ビデオ処理回路、光ファイバーケーブル、電子通信ケーブル、レーザー、外科用器具、医学用器具、診断器具、器具類、センサー、ステントカテーテル、流体送出機器、薬剤送出機器、電子機器、工具、サンプリング機器、分析機器、接合セグメント、接合セグメントを接合するケーブル、及びこれらの組み合わせ、からなるグループから選択することができる。
【００１３】
本発明の装置は、更に、動力源を備えることができる。動力源はローラに接続され、ローラは、動力が供給されたときに密封リングの可撓性材料に原動力を与える。動力源は、外部動力源又は内部動力源とすることができ、様々な手段によりシャフトを通して動力を伝達することができる。
【００１４】
様々な実施形態において、本発明の装置は、更に、付属管を備えることができる。付属管は、少なくとも１つの通路を有し、付属機器は、該通路を通って患者に挿入されるか、外部サポート機器に接続される。
【００１５】
本発明の装置は、医学的又は非医学的処置を行うために利用することができる。本発明のよる処置の実施形態において、装置は、医学的処置のために利用することができる。この実施形態の処置は、少なくとも１つの付属機器を備えるとともに、少なくとも１つの外部サポート機器と接続する、本発明の自己推進する内視鏡装置を、患者の直腸及び肛門管に導入するステップと；少なくとも１つの医学的処置が行われる結腸における位置まで、肛門管を通して結腸内を前方に推進する動力を装置に供給するステップと；少なくとも１つの付属機器で少なくとも１つの医学的処置を行うステップと；随意に、少なくとも１つの医学的処置が行われる結腸における別の位置まで装置を続けて推進し、前記少なくとも１つの医学的処置を行うステップと；結腸を通して肛門管内に後方へ装置を推進するステップと；患者から装置を取り除くステップと；を備える。
【００１６】
本発明の別実施形態においては、内視鏡処置が提供される。内視鏡処置は、少なくとも１つの付属機器を備えるとともに、少なくとも１つの外部サポート機器と接続する装置であって、自己推進する内視鏡装置を、概ね管状のスペース又は環境に導入するステップと；少なくとも１つの内視鏡処置が行われる位置へ、管状のスペース内で前方へ装置を推進及び操縦する動力を装置に供給するステップと；少なくとも１つの付属機器で、少なくとも１つの内視鏡処置を行うステップと；随意に、少なくとも１つの内視鏡処置が行われる管状のスペースにおける別の位置へ続けて装置を推進し、前記少なくとも１つの内視鏡処置を行うステップと；管状のスペースを通して後方へ装置を推進するステップと；管状のスペースから装置を取り除くステップと；を備える。
【００１７】
（発明の詳細な説明）
本発明の自己推進可能な又は自己推進する内視鏡システム又は装置は、医学的、工業的及び商業的な用途のため、形が崩れ得る及び崩れ得ない、いくつかの概ね管状のスペース及び環境内の所望の位置に、様々な付属機器を移送するために利用することができる。本発明のシステムを使用して、オペレーター、例えば、医者、医学又はその他の専門家は、寸法が標準であるか否か、及び／又は、ロッド又はそれを通るスネーク（snake）を押すことで操縦したときに困難性を引き起こす品質が、均一であるか否かに関わらず、概ね管状のスペース及び／又は環境内を操縦し、移動することができる。そのようなスペース又は環境の例は、制限されるものではないが、円形、正方形、長方形、又は他の形状の管又は全長にわたって１以上のそのような形状を与える管であって、部分的に塞がれ又はおそらくは内表面への物質の積層のために内表面が不規則である管を含む。また、さらに、直径が変化し、狭窄し、カーブした経路を含む。
【００１８】
図１は、本発明の典型的な実施形態における装置１００の断面図である。図１を参照すると、本発明のシステム又は装置１００は、環状体１０２を採用していることが解る。図１の実施形態では、環状体１０２は、可撓性材料のブラダー１０４を備えている。ブラダー１０４の可撓性材料１０６は、内表面１２０と外表面１２２とを有している。可撓性材料１０６の内表面１２０は、ブラダー１０４の内部容積１２４を形成している。本発明のいくつかの実施形態において、ブラダー１０４の内部容積１２４は、流体、気体、液体、又はこれらの組み合わせを含むか、又はこれらで満たされている。可撓性材料１０６の外表面１２２は、中央空洞１２６を形成している。
【００１９】
図１に示す装置１００は、フレーム１０８も備えている。フレーム１０８は、ブラダー１０４の可撓性材料１０６を支持し且つ相互に作用している。フレーム１０８は、支持構造１２８及び収納構造１３０で構成されている。図１を参照すると、収納構造１３０は、ブラダー１０４の可撓性材料１０６の外表面１２２によって形成された中央空洞１２６に配置されていることが解る。また、図１を参照すると、支持構造１２８は、ブラダー１０４の可撓性材料１０６の内表面１２０によって形成された内部容積１２４に配置されていることが解る。
【００２０】
支持構造１２８及び収納構造１３０は、それぞれ複数のローラを回転自在に支持している。図１において、ブラダー１０４の可撓性材料１０６には、１組の原動ローラ１３４が接触していることが示されている。図１の実施形態において、原動ローラ１３４の回転は、各原動ローラ１３４の回転方向に関連して可撓性材料１０６を移動させる。図１の実施形態において、各原動ローラ１３４は、複数の歯１４０を備えている。図１を参照すると、各原動ローラ１３４の歯１４０は、ウォーム歯車１４４の第１ねじ山１４２に噛み合っていることが解る。したがって、図１の実施形態において、ウォーム歯車１４４の回転が原動ローラ１３４を回転させる。
【００２１】
原動ローラ１３４を回転させる動力は、所定の用途に適当であるように、当業者に周知の様々な内部又は外部動力源のいずれかを用いることができる。電力の場合、動力源は、装置内に格納することができ、又は、動力は、ワイヤ経由で患者の外側から伝達することができ、或いは、装置に接続するか又は収納構造内に設けられた１以上の電動モータに接続する付属の管（図示略）を通るスペースから伝達することができ、或いは、原動ローラ１３４及び／又はウォーム歯車１４４に動作可能に接続する別の方法で、伝達することができる。言い換えると、電動モータは、原動ローラ１３４及び／又はウォーム歯車１４４に動力を供給する。機械動力の場合、ローラ１３４及び／又はウォーム歯車１４４は、患者又はスペースの外側に設けられたリモートモータから動力が供給された、細く、柔軟な回転ロッド又はワイヤによって動力を供給することができる。ロッド又はワイヤの運動は、収納構造に設けられたローラに伝達される。機械動力は、装置の内側または外側に設けられた、回転スパイラル又はスプリングコンポーネントによって伝達することもできる。
【００２２】
図１の実施形態において、収納構造１３０は、複数の安定ローラ１３６を回転自在に支持している。図１を参照すると、各安定ローラ１３６は、ブラダー１０４の可撓性材料１０６の外表面１２２に接触していることが解る。図１の実施形態において、各安定ローラ１３６の近くに懸架安定ローラ１３８が設けられている。懸架安定ローラ１３８は、それぞれブラダー１０４の可撓性材料１０６の内表面１２０に接触している。図１の実施形態において、懸架安定ローラ１３８は、ぞれぞれ、可撓性材料１０６の一部と安定ローラ１３６の一部とを受けるように寸法が設定された溝１４６を形成している。
【００２３】
図１の実施形態において、懸架安定ローラ１３８は、それぞれアーム１４８に軸連結されている。本発明のいくつかの有用な実施形態において、各アーム１４８及び懸架安定ローラ１３８は、安定ローラ１３６に対して可撓性材料１０６の外表面１２２を付勢するように作用している。また、図１において、各原動ローラ１３４の近くには、複数の懸架原動ローラ１３２が配置されている。懸架原動ローラ１３２は、それぞれ支持構造１２８によって軸支されている。本発明のいくつかの有用な実施形態において、支持構造１２８及び懸架原動ローラ１３２は、原動ローラ１３４に対して可撓性材料１０６の外表面１２２を付勢するように作用している。
【００２４】
いくつかの用途のため、ブラダー１０４は、概して幅よりも長くすることができる。しかしながら、他の用途のため、又は、環状体１０２が導入されるスペース又は環境のサイズ又は寸法に応じて、ブラダー１０４は、実質的に幅と長さを同じにすることができ、また、幅を長さよりも広くすることができる。
【００２５】
図２は、本発明の更なる典型的な実施形態の装置２００の断面図である。図２を参照すると、装置２００は、環状又はリング状に形成されたブラダー２０４を備えていることが解る。ブラダー２０４は、可撓性材料２０６を備えている。ブラダー２０４の可撓性材料２０６は、内表面２２０及び外表面２２２を有する。可撓性材料２０６の内表面２２０は、ブラダー２０４の内部容積２２４を形成する。本発明のいくつかの実施形態において、ブラダー２０４の内部容積２２４は、流体、気体、液体又はこれらの組み合わせを含むか、又はこれらで満たされている。可撓性材料２０６の外表面２２２は、中央空洞２２６を形成する。
【００２６】
図２に示す装置２００もフレーム２０８を含む。フレーム２０８は、ブラダー２０４の可撓性材料２０６を支持し且つ相互作用している。フレーム２０８は、支持構造２２８及び収納構造２３０を備えている。図２を参照すると、収納構造２３０は、ブラダー２０４の可撓性材料２０６の外表面２２２によって形成された中央空洞２２６に配置されていることが解る。また、図２を参照すると、支持構造２２８は、ブラダー２０４の可撓性材料２０６内表面２２０によって形成された内部容積２２４内に配置されていることが解る。
【００２７】
支持構造２２８及び収納構造２３０は、それぞれ複数のローラを回転自在に支持している。図２において、ブラダー２０４の可撓性材料２０６には、複数の原動ローラ２３４が接触していることが示されている。図２の実施形態において、原動ローラ２３４の回転は、各原動ローラ２３４の回転方向に関連して可撓性材料２０６を移動させることができる。図２の実施形態において、各原動ローラ２３４は、複数の歯２４０を備えている。各原動ローラ２３４は、ウォーム歯車２４４に噛み合うことができる。
【００２８】
図２を参照すると、ウォーム歯車２４４は、第１のネジ山２４２と第２のネジ山２４３とを備えていることが解る。図２において、原動ローラ２３４の第１のセットの歯２４０は、ウォーム歯車２４４の第１のねじ山２４２に噛み合っていることが示されている。したがって、図２の実施形態において、ウォーム歯車２４４の回転は、第１セットの原動ローラ２３４を回転させる。
【００２９】
本発明の典型的な実施形態による装置のいくつかの実施形態において、１以上の原動ローラは、ウォーム歯車によって動力が供給される。装置の収納構造は、例えば図２に示すように、ウォーム歯車を保持するための中空の空洞を含むことができる。この中空の空洞は、収納構造２３０と相対的にウォーム歯車２４４を回転させることができる。ウォーム歯車２４４は、図２の実施形態において、装置の中心軸線に沿って前進及び後進移動することができる。この運動は、第１のねじ山２４２が原動ローラ２３４の第１セットから外れると同時に、ウォーム歯車２４４の第２のネジ山２４３を原動ローラの第２セットに選択的に噛み合わせることができる。この選択的な噛み合いは、装置の前進及び後進移動を促進することができる。この実施形態の変形例において、装置は、原動ローラ２３４の第１及び第２セットが、それぞれ第１及び第２のねじ山２４２，２４３に噛み合うように構成することができる。
【００３０】
図２の実施形態において、収納構造２３０は、複数の安定ローラ２３６を回転自在に支持している。図２を参照すると、各安定ローラ２３６は、ブラダー２０４の可撓性材料２０６の外表面２２２に接触していることが解る。図２の実施形態において、各安定ローラ２３６の近くに、複数の懸架安定ローラ２３８が設けられている。懸架安定ローラ２３８は、それぞれブラダー２０４の可撓性材料２０６の内表面に接触している。本発明のいくつかの有用な実施形態において、懸架安定ローラ２３８は、それぞれ安定ローラ２３６に対して可撓性材料２０６の外表面２２２を付勢するように作用している。
【００３１】
続けて図２を参照すると、各原動ローラ２３４の近くに、懸架原動ローラ２３２が配置されている。懸架原動ローラ２３２は、支持構造２２８によって軸支されている。本発明のいくつかの有用な実施形態において、支持構造２２８及び懸架原動ローラ２３２は、原動ローラ２３４に対して可撓性材料２０６の外表面２２２を付勢するように作用している。
【００３２】
収納構造２３０及び支持構造２２８は、本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く様々な実施形態が可能である。１つの典型的な実施形態は、一方が他方の内側に位置づけられた２本の管とみなすことができる。外管は、密封リング又はブラダーの内部容積内に配置された支持構造である。内管は、中央空洞内に設けられた収納構造である。別の典型的な実施形態において、支持構造又は収納構造のいずれか又は両方は、１以上の１連のビーム（beams）により構成され、該ビームは、概して筒形状に形成してもよいし、しなくてもよい。
【００３３】
収納構造及び支持構造は、例えば、円形断面の円筒状とすることができ、又は、これらは、正方形状、長方形状、三角形状、六角形状、又は直線若しくはカーブ若しくはこれらの組み合わせの他の形状の断面を有することができる。フレーム構造は、全長にわたって複数の断面形状から構成することもできる。ブラダー２０４の可撓性材料２０６の表面は、２つの管の間を通り、２つの管は、互いに一定の関係で間隔があけられている。２つの管の距離は、互いに噛み合うローラ又はスキッドを収めるのに十分な距離であり、そして、ブラダー２０４の可撓性材料２０６が、自身の素材に折り目を付けるかヒダを寄せたとしても、支持構造と収納構造との間を通過することができる距離である。
【００３４】
図３は、本発明の典型的な実施形態における装置３００の軸断面図である。装置３００は、可撓性材料３０６を備えたブラダー３０４を含む。ブラダー３０４の可撓性材料３０６は、内表面３２０と外表面３２２とを有する。可撓性材料３０６の内表面３２０は、ブラダー３０４の内部容積３２４を形成する。本発明のいくつかの実施形態において、ブラダー３０４の内部容積３２４は、流体、気体、液体、又はこれらの組み合わせを含むか、又はこれらで満たされている。可撓性材料３０６の外表面３２２は、中央空洞３２６を形成する。
【００３５】
図３の実施形態において、収納構造３３０は、ブラダー３０４の可撓性材料３０６の外表面３２２によって形成される中央空洞３２６内に配置されている。収納構造３３０は、複数の原動ローラ３３４を回転自在に支持している。図３において、原動ローラ３３４が、可撓性材料３０６の外表面３２２に接触していることが示されている。図３の実施形態において、各原動ローラ３３４は複数の歯３４０を備えている。各原動ローラ３３４の歯３４０は、ウォーム歯車３４４のネジ山３４２に噛み合っている。このようにして、図３の実施形態において、ウォーム歯車３４４が原動ローラ３３４を回転させる。また、図３の実施形態において、原動ローラ３３４の回転は、各原動ローラ３３４の回転方向に関連して可撓性材料３０６を移動させる。
【００３６】
続けて図３を参照すると、支持構造３２８が可撓性材料３０６の内表面３２０によって形成された内部容積３２４内に配置されていることが解る。図３の実施形態において、支持構造３２８は、複数の懸架原動ローラ３３２を軸支している。図３において、各原動ローラ３３４の近くに、１の懸架原動ローラ３３２が配置されていることが示されている。さらに図３において、懸架原動ローラ３３２が、それぞれブラダー３０４の可撓性材料３０６の内表面３２０に接触しているのを見ることができる。本発明のいくつかの有用な実施形態において、支持構造３２８及び懸架原動ローラ３３２は、原動ローラ３３４に対して可撓性材料３０６の外表面３２２を付勢するように作用している。
【００３７】
図３の典型的な実施形態において、収納構造３３０及び支持構造３２８は、それぞれ概ね管形状を有している。このようにして、収納構造３３０及び支持構造３２８は、
１つの典型的な実施形態は、一方が他方の内側に位置づけられた２本の管とみなすことができる。外管は、ブラダー３０４の内表面３２０によって形成された内部容積３２４内に設けられた支持構造３２８である。内管は、ブラダー３０４の外表面３２２によって形成された中央空洞３２６内に設けられた収納構造３３０である。
【００３８】
本発明の精神と範囲を逸脱することなく、収納構造３３０及び支持構造３２８の様々な実施形態が可能である。収納構造及び支持構造は、例えば、円形断面を有する円筒形状にすることができ、又は、これらは、正方形状、長方形状、三角形状、六角形状、又は直線又はカーブした表面をもつ他の形状、又はこれらのあらゆる組み合わせ形状の断面を有することができる。フレーム構造は、全長にわたって複数の断面形状から構成することもできる。ブラダー３０４の可撓性材料３０６の表面は、互いに一定の関係で間隔をあけた２つの構造の間を通っている。２つの構造の距離は、互いに噛み合うローラ又はスキッドを収めるのに十分な距離であり、また、ブラダー３０４の可撓性材料が、自身の素材に折り目をつかるかヒダを寄せたとしても、支持構造と収納構造との間を通過することができる距離である。
【００３９】
図４は、本発明の更なる典型的な実施形態の装置４００の軸断面図である。図４において、支持構造４２８は、可撓性材料４０６の内表面４２０によって形成された内部容積４２４内に配置されていることが示されている。図４の実施形態において、支持構造４２８は、複数の懸架安定ローラ４３８を回転自在に支持している。図４を参照すると、懸架安定ローラ４３８は、それぞれブラダー４０４の可撓性材料４０６の内表面４２０に接触していることが解る。本発明のいくつかの有用な実施形態において、支持構造４２８及び懸架安定ローラ４３８は、安定ローラ４３６に対して可撓性材料４０６の外表面４２２を付勢するように作用している。
【００４０】
図４の実施形態において、収納構造４３０は、ブラダー４０４の可撓性材料４０６の外表面４２２によって形成された中央空洞４２６内に配置されている。収納構造４３０は、複数の安定ローラ４３６を回転自在に支持している。図４を参照すると、安定ローラ４３６は、それぞれブラダー４０４の可撓性材料４０６の内表面４２０に接触していることが解る。図４の実施形態において、懸架安定ローラ４３８は、可撓性材料４０６の一部と安定ローラ４３６の一部とを受けるように寸法が設定された溝４４６を形成している。
【００４１】
図５は、本発明の典型的な実施形態における装置５００の部分拡大断面図である。装置５００は、収納構造５３０と支持構造５２８とを備えている。収納構造５３０は原動ローラ５３４を回転自在に支持し、支持構造５２８は、複数の懸架原動ローラ５３２を回転自在に支持している。可撓性材料５０６は、原動ローラ５３４と懸架原動ローラ５３２との間に配置されている。本発明によれば、可撓性材料５０６は、例えば、ブラダーの一部を構成することができる。懸架原動ローラ５３２は、支持構造５２８によって回転自在に支持されている。図５の実施形態において、収納構造５３０は、ウォーム歯車５４４を回転自在に支持している。ウォーム歯車５４４の第１のネジ山５４２は、原動ローラ５３４の歯５４０に噛み合っている。図５の実施形態において、ウォーム歯車５４４の回転は、原動ローラ５３４を回転させる。同様に、原動ローラ５３４の回転は、収納構造５３０に関して可撓性材料５０６を移動させる。図５を参照すると、可撓性材料５０６は内表面５２０及び外表面５２２を有していることが解る。
【００４２】
図６は、本発明の典型的な実施形態における装置６００拡大部分断面図である。装置６００は、収納構造６３０を備え、収納構造６３０は、ウォーム歯車６４４を回転自在に支持している。ウォーム歯車６４４の第１のネジ山６４２は、原動ローラ６３４の歯６４０に噛み合っている。原動ローラ６３４は、収納構造６３０によって回転自在に支持されている。可撓性材料６０６は、原動ローラ６３４とスキッド６５０の間に配置されている。本発明によれば、可撓性材料６０６は、例えば、ブラダーの一部を構成することができる。
【００４３】
図６の実施形態において、ウォーム歯車６４４の回転は、原動ローラ６３４を回転させる。同様に、原動ローラ６３４の回転は、可撓性材料６０６を収納構造６３０に関して移動させる。図６を参照すると、スキッド６５０が可撓性材料６０６の内表面６２０に接触していることが解る。本発明のいくつかの有用な実施形態において、スキッド６５０は、原動ローラ６３４に対して可撓性材料６０６の外表面６２２を付勢するように作用している。
【００４４】
図７は、本発明の更なる典型的な実施形態における装置６０３の拡大部分断面図である。装置６０３は、収納構造６３０を備え、収納構造６３０は、原動ローラ６３４を回転自在に支持している。原動ローラ６３４とスキッド６５０との間には、可撓性材料６０６が配置されている。図７の実施形態において、１組のスプリング６５２が、可撓性材料６０６の内表面６２０に対してスキッド６５０を付勢するように作用している。スプリング６５２は、図７に線図で描かれている。スプリング６５２は、例えば、板金アームで構成することができる。スプリング６５２及びスキッド６５０の圧縮運動及び伸張運動が、図７の矢印で図示されている。
【００４５】
本発明のいくつかの有用な実施形態において、スキッド６５０及びスプリング６５２は、原動ローラ６３４に対して可撓性材料６０６の外表面６２２を付勢するように作用している。原動ローラ６３４の歯６４０は、は、ウォーム歯車６４４の第１ネジ山６４２に噛み合い、ウォーム歯車６４４は、収納構造６３０によって回転自在に支持されている。図７の実施形態において、ウォーム歯車６４４の回転は、原動ローラ６３４を回転させる。同様に、原動ローラ６３４の回転は、収納構造６３０に関して可撓性材料６０６を移動させる。
【００４６】
図８は、本発明の典型的な実施形態における装置の拡大部分断面図である。装置７００は、フレーム７０８を含み、フレーム７０８は、収納構造７３０と支持構造７２８とを備えている。収納構造７３０は、原動ローラ７３４を回転自在に支持し、支持構造７２８は、複数の懸架原動ローラ７３２を回転自在に支持している。原動ローラ７３４と懸架原動ローラ７３２との間には、可撓性材料７０６が配置されている。
【００４７】
懸架原動ローラ７３２は、支持構造７２８によって回転自在に支持されている。支持構造７２８の１組のスプリング７５２が、図８に線図で描かれている。図８の実施形態において、スプリング７５２は、可撓性材料７０６の内表面７２０に対して懸架原動ローラ７３２を付勢するように作用している。スプリング７５２は、例えば、板金アームで構成することができる。スプリング７５２及び懸架原動ローラ７３２の圧縮運動及び伸張運動は、図８に矢印で図示されている。
【００４８】
図８の実施形態において、収納構造７３０は、ウォーム歯車７４４を回転自在に支持している。ウォーム歯車７４４の第１ネジ山７４２は、原動ローラ７３４の歯７４０に噛み合っている。図８の実施形態において、ウォーム歯車７４４の回転は、原動ローラ７３４を回転させる。同様に、原動ローラ７３４の回転は、可撓性材料７０６を収納構造７３０に関して移動させる。
【００４９】
図９は、本発明の更なる典型的な実施形態における装置８００の拡大部分断面図である。図９を参照すると、装置８００はブラダー８０４を備えていることが解る。本発明のいくつかの実施形態において、ブラダーは、概ね環形状又はリング形状を有する。ブラダー８０４は、可撓性材料８０６を備えている。ブラダー８０４の可撓性材料８０６は、内表面８２０及び外表面８２２を有する。可撓性材料８０６の内表面８２０は、ブラダー８０４の内部容積８２４を形成している。本発明のいくつかの実施形態において、ブラダー８０４の内部容積８２４は、流体、気体、液体、又はこれらの組み合わせを含むか、これらで満たされている。可撓性材料８０６の外表面８２２は、中央空洞８２６を形成している。
【００５０】
図９に示す装置８００は、フレーム８０８を含む。フレームは、ブラダー８０４の可撓性材料８０６を支持し且つ可撓性材料８０６と相互に作用している。フレーム８０８は、支持構造８２８と収納構造８３０とを備えている。図９の実施形態において、収納構造８３０は、安定ローラ８３６を回転自在に支持しており、支持構造は、懸架安定ローラ８３８を回転自在に支持している。図９を参照すると、懸架安定ローラ８３８は、ブラダー８０４の可撓性材料８０６の内表面８２０に接触していることが解る。安定ローラ８３６は、ブラダー８０４の可撓性材料８０６の外表面８２２に接触していることが示されている。ローラの回転及び可撓性材料８０６の運動は、図９に矢印で図示されている。
【００５１】
図１０は、前図において示した装置８００の更なる拡大部分断面図である。本発明のいくつかの有用な実施形態において、懸架安定ローラ８３８は、安定ローラ８３６に対して可撓性材料８０６の外表面８２２を付勢するように作用している。図１０の実施形態において、支持構造８２８のアーム８４８は、可撓性材料８０６の内表面８２０に対して懸架安定ローラ８３８を付勢するように作用している。アーム８４８の曲がる運動が、図１０に矢印で図示されている。
【００５２】
図１１は、本発明の典型的な実施形態における装置９００の拡大部分断面図である。装置９００は、収納構造９３０を備え、収納構造９３０は、ウォーム歯車９４４を回転自在に支持している。安定ローラ９３６は収納構造９３０によって回転自在に支持されている。可撓性材料９０６は、安定ローラ９３６及びスキッド９５０の間に配置されている。本発明によれば、可撓性材料９０６は、例えば、ブラダーの一部を構成している。図１１を参照すると、スキッド９５０が可撓性材料９０６の内表面９２０に接触していることが解る。本発明のいくつかの有用な実施形態において、スキッド９５０は、安定ローラ９３６に対して可撓性材料９０６の外表面９２２を付勢するように作用している。
【００５３】
図１２は、前図において示された装置９００の更なる拡大部分断面図である。装置９００のスキッド９５０は、図１２に断面で示されている。図１２を参照すると、スキッド９５０は、凹み９５６を形成していることが解る。図１２の実施形態において、凹み９５６は、可撓性材料９０６の一部と安定ローラ９３６の一部とを受けるように寸法が設定されている。安定ローラ９３６の回転と可撓性材料９０６の運動とが図１２に矢印で図示されている。
【００５４】
図１３は、本発明の更なる典型的な実施形態における装置９００の拡大部分断面図である。装置９００はフレーム９０８を含み、フレーム９０８は、収納構造９３０と支持構造９２８とを備えている。安定ローラ９３６は、収納構造９３０によって回転自在に支持されている。可撓性材料９０６は、安定ローラ９３６とスキッド９５０との間に配置されている。図１３を参照すると、スキッド９５０が可撓性材料９０６の内表面９２０に接触していることが解る。本発明のいくつかの有用な実施形態において、スキッド９５０は、安定ローラ９３６に対して可撓性材料９０６の外表面９２２を付勢するように作用している。図１３の実施形態において、支持構造９２８のアーム９４８は、可撓性材料９０６の内表面に対してスキッド９５０を付勢するように作用している。アーム９４８の曲がる運動が、図１３に矢印を用いて図示されている。
【００５５】
図１４は、本発明の典型的な実施形態におけるブラダー１０４の断面図である。ブラダー１０４は可撓性材料１０６を備えている。可撓性材料１０６の運動が図１４に矢印で図示されている。図１４を参照すると、ブラダー１０４の外側部分は、一方向に移動しているものとして見ることができ、一方、ブラダー１０４の内側部分は、反対方向に移動している。その結果、外側の材料が自身の回りで転がると同時に、形全体が自身の中心軸線に沿って移動することができる。このように、可撓性材料は、自身の中心軸線に沿った中央空洞の内側から、可撓性材料の外表面が概ね管状のスペース又は環境又は他の管腔の内表面と接触して進行する外側まで、連続的な運動でフレーム回り及びフレームを通って循環するといえる。ブラダー１０４の移動方向は、図１４にＴＤで明示されている。この運動は、概ね筒形又は管状スペース内、例えば、結腸又は直腸の管に存在するように形が崩れ得るものにさえ、移動に十分適合している。対象物全体は、その外表面が比較的一定に又は連続的にスペースの内側との接触を保つので、滑ることなく最小限に移動し、可撓性材料の内表面は図示された移動方向に前進する。
【００５６】
図１５は、前図において示したブラダー１０４の更なる断面図である。図１５の実施形態において、ブラダー１０４は、第２の移動方向に移動しており、該方向は、概して前図で示した移動方向の反対である。ブラダー１０４の可撓性材料１０６の移動は、図１５に矢印で図示されている。図１５を参照すると、ブラダーの外側部分は、一方向に移動しているものとして見ることができ、一方、ブラダー１０４の内側部分は反対方向に移動している。
【００５７】
本発明の装置のいくつかの典型的な実施形態において、フレームは、支持構造と、支持構造に設けられた一連の少なくとも２セットの連動するローラ又はスキッドとで構成されている。支持構造は、密封リングの内部容積内に設けられている。ローラ又はスキッドは、それらの間で密封リングの可撓性材料を保持するように設けられている。更に可撓性材料のシワ及びヒダに対応するため、ローラ又はスキッドは懸架させることができ、そして、可撓性材料と、適合するローラ又はスキッドとに力を適用することができる。実施可能なサスペンション機構が図示されている。
【００５８】
支持構造及び収納構造の端部は、いくつかの用途で先細りにすることができる。先細りの端部を有する本発明の実施形態は適切であるが、例えば、結腸鏡検査又は直腸検査のような医学的な用途及び処置に必要ではない。そのような先細りは、全ての用途、特に、大きい寸法のスペース又は環境を含む場合には、必要ではない。支持構造及び収納構造の先細りの端部は、多くの機能を果たすことができる。該機能は、制限されるものではないが、２つの構造が滑り離れることなく適合し共に働くことを可能にし、可撓性材料が移動する滑らかでなだらかな表面を与え、装置が狭窄部及びカーブ及びコーナー回りの通路を通るのを容易にする。
【００５９】
１連の少なくとも２セットの連動するローラ又はスキッドは、支持構造及び収納構造に設けられ、又は、支持構造だけが利用される場合には、ローラ又はスキッドは、支持構造に設けられる。ローラ又はスキッドのセットは、１以上の構造に設けられた、１以上のローラ、１以上のスキッド又はこれらの組み合わせで構成することができる。セットは、単一のローラ又はスキッド、１組の接近したローラ又はスキッド、１つの構造上の単一のローラ又はスキッド、そして２以上のローラ、２以上のスキッド、又は両者の組み合わせで構成された組、そして、各構造において整列した位置に一致して設けたローラ及びスキッドの他の変形及び組み合わせ、で構成することができる。ローラ又はスキッドは、装置の中心軸に沿う方向と交差する方向との２つの方向に互いに噛み合わされる。概して支持構造と収納構造との空間的関係が一定になるように、それらの間の距離を一定又は不変に維持する方法で、噛み合いが行われる。図に示すように、密封リングの可撓性材料は、ローラ又はスキッドを通過する。これは、環状の可撓性材料が、ローラ又はスキッドが相互に噛み合う場所を除いて、２つの構造の間で圧縮されることを妨げるのに役立つ。動力が供給されたとき、ローラは、可撓性材料に噛み合い、原動力となる方向性のある力を与え、可撓性材料は、装置が前方又は後方へ移動するのを可能にする。図示されるように、概ね管状のスペース又は環境の内表面に密封リングの外表面が接触及び順応している状態で、ローラの動力供給により可撓性材料を移動する。この可撓性材料の移動は、装置の自己推進をもたらす。
【００６０】
動力が供給されない場合、例えば、装置が最初に導入されるときに、ローラ又はスキッドは支持構造と収納構造との間で可撓性材料の運動を促進する手段を与える。装置が推進するとき、好ましくは装置の進み側のローラだけが動力供給される。これは、可撓性材料が押される代わりに環状体の中央空洞を通して引っ張られることによって、内部収縮、よじれ、及びヒダを阻止するのに役立つ。しかしながら、装置は、動力供給される後方（移動方向に関する後方）のローラで、又は、動力供給される前方及び後方のローラで動作することができる。
【００６１】
流体で満たされた環状体も、体腔及び管腔内で見られる多くのカーブ、コーナー、狭窄に十分に適応することができる。形状の一部が絞られ又は押されたとき、ブラダーの柔軟性によって液体又は気体が動き、順応するからである。
【００６２】
装置は、可撓性の管のような付属管を備えることができる。該管は、装置に接続されるとともに、導入される患者又は他のスペースの外側を通る。例えば、装置が患者の中に入って移動するとき、管は、接続されたままその機器によって引っ張られる。患者又は他のスペースの内側を移動する手段として、それを押すか又は引っ張ることもできる。付属の管は、１つの通路又は導管とすることができる。又は、様々な付属機器を患者に挿入し、又はそのような機器を当業者に周知の外部サポート機器と接続するために使用できる、複数の通路又は導管とすることができる。サポート機器は、制限されるものではないが、コンピュータ、分析又は診断装置、又は与えられた用途に適する他の電子装置を含む。
【００６３】
装置には、様々なタイプの付属機器が利用され又は取り付けられる。このような付属機器は、制限されるものではないが、内視鏡、カメラ、光ファイバーケーブル、電子通信ケーブル、レーザー、外科用器具、医学用器具、診断器具、器具類、センサー、ステントカテーテル、流体送出機器、薬品送出機器、電子機器、工具、サンプリング機器、分析機器、及びこれらの組み合せである。
【００６４】
本発明の様々な構成要素の材料条件は、いくつかの物質によって満たすことができる。医学的な用途のためには、全ての材料が高度の生体適合性を備えなければならず、また、例えば、放射線、スチーム、又は化学蒸気のような当業者に周知の滅菌方法に対する耐性がなければならない。
【００６５】
密封リング又はブラダーの内部に設けられる流体は、例えば、軽油、水、食塩水、潤滑剤のような液体；空気、窒素、又は二酸化炭素のような気体；又は、これらの組み合わせとすることができる。医学的又は獣医学的な用途又は利用にとっては、流体は、非毒性であることが好ましい。密封リング又はブラダーにとって、可撓性材料は、装置が導入されるスペース又は環境の内表面の状態に適するように、耐穿孔、耐破裂、及び耐摩擦の特性を有するべきである。可撓性材料は、移動する管腔の表面に対してその運動を助ける織り目加工された表面を備えることもできる。適当な材料の選択で考えられる他の特性は、例えば、柔軟性、可撓性、及び従順性である。環状体の材質は、例えば、熱シール、接着剤、化学接着剤のようないくつかの手段によって、密封リング又は閉鎖したブラダーの状態に密封できなければならない。可撓性材料としては、様々な高分子材料又はプラスチック材料を用いることができる。
【００６６】
支持構造及び収納構造は、例えばポリマーのような半可撓性又は半剛性材料、又はステンレス鋼、複合材料又はこれらの組み合わせのような剛性材料のいずれかで形成することができる。ローラ又はスキッドは、高強度で非常に小さい部品を作ることができる材料又は材料群を必要とする。また、ローラの材料は、可撓性材料に対して、損傷させることなく、（滑らずに）十分に高い摩擦を与えなければならない。一方、スキッドは、可撓性材料に対して、損傷させることなく十分に低い摩擦（滑り）を与えなければならない。支持構造及び収納構造の表面は、支持構造又は収納構造の表面を渡る可撓性材料の運動によって引き起こされる摩擦を減少又は消去する、１以上の材料から構成することができる。
【００６７】
非医学的性質の用途にとって、必要とされる材料は、上記のたいていの特性を保有しなければならないが、必ずしも生体適合性又は滅菌耐性を必要としない。非医学的用途で本発明に用いられる材料は、それらを用いる環境に適するのに十分な耐久性及び適合性を必要とする。
【００６８】
本発明の装置のいくつかの用途及び利用が上記に確認されたが、更なる用途及び利用が含まれる。例えば制限するものではないが、カメラその他の光学的、電気的又は機械的な検査機器を導くパイプ、管及び空洞が到達し難い検査；到達し難い位置で使用するための遠隔制御される工具の移送；長くて狭い通路を通るケーブル、ワイヤ、ロープ等の配索又は牽引；スペースの両側の間で密封することができる環境の形状に順応する本発明の能力を利用した、パイプを通る材料の押動又は牽引（すなわち、本発明は、他の側面で、空気又は他の材料と混合することなくパイプから材料を出すことを促進することができる）、が含まれる。これらの用途の多くは、機器が自己推進するか、又は単に外側から押されるか引っ張られる場合に、同等の働きをする。
【００６９】
本発明の典型的な実施形態及び実行方法を図示及び説明したが、当然のことながら、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲から逸脱することなく、様々な変更、改作、修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の典型的な実施形態の装置の断面図である。
【図２】本発明の更なる典型的な実施形態の装置の断面図である。
【図３】本発明の典型的な実施形態の装置の軸断面図である。
【図４】本発明の更なる典型的な実施形態の装置の軸断面図である。
【図５】本発明の典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図６】本発明の典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図７】本発明の更なる典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図８】本発明の典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図９】本発明の更なる典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図１０】前図に示した装置の更なる拡大部分断面図である。
【図１１】本発明の典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図１２】前図に示した装置の更なる拡大部分断面図である。
【図１３】本発明の更なる典型的な実施形態の装置の拡大部分断面図である。
【図１４】本発明の典型的な実施形態のブラダーの断面図である。
【図１５】前図に示したブラダーの更なる断面図である。
【図１】
0004613352.tif 000002
【図２】
0004613352.tif 000003
【図３】
0004613352.tif 000004
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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