(57)【要約】【課題】  無侵襲、無拘束で人の健康状態を検知することが可能な監視システムを提供すること。【解決手段】  本発明にかかる監視システムは、部屋の床面を複数の領域に分割し、各々の領域に少なくとも一つ設けられた複数のセンサ１を備えている。さらに、部屋毎に設けられ、センサ１からの検出信号を入力し、当該検出信号を解析して生体情報を検出する複数の信号解析装置２を設けている。また、複数の信号解析装置２より送信された生体情報を含むデータを受信し、異常判定を行なうホームサーバ３を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の生活空間における生活活動状態を監視する監視システムであって、
前記生活空間の床面を複数の領域に分割し、各々の領域に少なくとも一つ設けられた複数のセンサと、
前記センサからの検出信号を入力し、当該検出信号を解析して生体情報を検出する信号解析手段とを備えた監視システム。
【請求項２】
前記信号解析手段は、前記複数のセンサからの検出信号の強度に関する情報に基づいて、被験者がいる存在場所を判定することを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項３】
前記信号解析手段は、前記複数のセンサからの検出信号の分散値に基づいて、被験者がいる存在場所を判定することを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項４】
前記信号解析手段は、被験者がいる存在場所に対して最も近傍にあるセンサからの検出信号に基づいて生体情報を検出することを特徴とする請求項２又は３記載の監視システム。
【請求項５】
前記信号解析手段は、前記検出信号を増幅する増幅処理部と、当該信号解析手段における各種の制御を実行する制御部と、前記増幅処理部及び前記制御部に対して電力供給する電源部と、前記検出信号に基づいて被験者の存在の有無を判定し、被験者が存在するものと決定した場合に前記増幅処理部及び／又は制御部の電力供給を行なう信号検出部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の監視システム。
【請求項６】
前記信号解析手段は、検出された生体情報に基づいて被験者の異常を判定することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の監視システム。
【請求項７】
前記信号解析手段が異常と判定した場合に外部通信網を介して通報を行う通報手段をさらに備えた請求項６記載の監視システム。
【請求項８】
前記センサは、床上面又は下面に設置された流体封入体内の圧力変動を検出する圧力センサであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の監視システム。
【請求項９】
前記センサは、床上面又は下面に設置された振動センサであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の監視システム。
【請求項１０】
前記センサは、領域毎に区切られた床板材の振動を検出し、
前記床板材は、仕切り材によって隣接する領域の床板材と分離されていることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の監視システム。
【請求項１１】
被験者の部屋における生活活動状態を監視する監視システムであって、
前記部屋の床面を複数の領域に分割し、各々の領域に少なくとも一つ設けられた複数のセンサと、
前記部屋毎に設けられ、センサからの検出信号を入力し、当該検出信号を解析して生体情報を検出する複数の信号解析装置と、
前記複数の信号解析装置より送信された生体情報を含むデータを受信し、異常判定を行なうホームサーバを備えた監視システム。
【請求項１２】
前記信号解析装置は、センサからの検出信号に基づいて被験者の存在の有無を判定し、被験者が存在すると判定した場合にのみ、前記ホームサーバに対して前記データを送信することを特徴とする請求項１１記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システムに関し、より詳しくは、被験者の生活活動や健康状態を監視し、分析する監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
健康状態や生活状態を継続的に把握することは、健康管理・疾病予防等の観点から重要であるといわれている。特に、一人暮らしの高齢者の健康状態や生活活動の把握は、家族や介護、医療関係者にとって非常に重要なことである。このため、例えば、ペンダント型無線式緊急通報システムを導入し、何か緊急事態が発生した場合には本人が通報するシステムが提案されている。
【０００３】
また、住宅の玄関、居間、風呂、トイレ等の各所に様々なセンサを設置して、生活活動を監視するサービスシステムも提供されている。
さらに、家庭用電気製品にセンサを取り付けて、電気製品のスイッチオン、オフ等の使用状況を検出して安否を確認するシステムも提案されている（例えば、特許文献１）。
また、振動センサや加速度センサによりドアの開閉や歩行による振動を検知し、集積することにより、人の生活活動を監視するシステムも提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−２４８０９３号公報
【特許文献２】特開２００１−２７３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のシステムでは、人の動きを検知するにとどまり、さらに、人の健康状態まで詳細に検知することはできなかった。
また、センサからの信号の解析を行なう信号解析端末の省電力化の仕組みは提案されていなかった。さらに、複数のセンサ間の干渉を効果的に防止する技術は提案されていなかった。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、無侵襲、無拘束で人の健康状態を検知することが可能な監視システムを提供することを目的とする。また、本発明は、センサからの信号の解析を行なう信号解析端末の省電力化を達成することを目的とする。さらに、本発明は、センサの検出精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる監視システムは、被験者の生活空間における生活活動状態を監視する監視システムであって、前記生活空間の床面を複数の領域に分割し、各々の領域に少なくとも一つ設けられた複数のセンサと、前記センサからの検出信号を入力し、当該検出信号を解析して生体情報を検出する信号解析手段とを備えたものである。
【０００７】
ここで、前記信号解析手段は、前記複数のセンサからの検出信号の強度に関する情報に基づいて、被験者がいる存在場所を判定することが望ましい。
【０００８】
前記信号解析手段は、前記複数のセンサからの検出信号の分散値に基づいて、被験者がいる存在場所を判定するようにしてもよい。
【０００９】
また、前記信号解析手段は、被験者がいる存在場所に対して最も近傍にあるセンサからの検出信号に基づいて生体情報を検出することが好ましい。
【００１０】
さらに、前記信号解析手段は、前記検出信号を増幅する増幅処理部と、当該信号解析手段における各種の制御を実行する制御部と、前記増幅処理部及び前記制御部に対して電力供給する電源部と、前記検出信号に基づいて被験者の存在の有無を判定し、被験者が存在するものと決定した場合に前記増幅処理部及び／又は制御部の電力供給を行なう信号検出部とを備えるとよい。
【００１１】
また、前記信号解析手段は、検出された生体情報に基づいて被験者の異常を判定することが好ましい。またさらに、前記信号解析手段が異常と判定した場合に外部通信網を介して通報を行う通報手段を備えるとよい。
【００１２】
好適な実施の形態におけるセンサは、床上面又は下面に設置された流体封入体内の圧力振動を検出する圧力センサ、又は床上面又は下面に設置された振動センサである。
【００１３】
また、前記センサは、領域毎に区切られた床板材の振動を検出し、前記床板材は、仕切り材によって隣接する領域の床板材と分離されていることが望ましい。
【００１４】
本発明における他の監視システムは、被験者の部屋における生活活動状態を監視する監視システムであって、前記部屋の床面を複数の領域に分割し、各々の領域に少なくとも一つ設けられた複数のセンサと、前記部屋毎に設けられ、センサからの検出信号を入力し、当該検出信号を解析して生体情報を検出する複数の信号解析装置と、前記複数の信号解析装置より送信された生体情報を含むデータを受信し、異常判定を行なうホームサーバを備えたものである。
【００１５】
ここで、前記信号解析装置は、センサからの検出信号に基づいて被験者の存在の有無を判定し、被験者が存在すると判定した場合にのみ、前記ホームサーバに対して前記データを送信することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無侵襲、無拘束で人の健康状態を検知することが可能な監視システムを提供することができる。また、本発明によれば、センサからの信号の解析を行なう信号解析端末の省電力化を達成することができる。さらに、本発明によれば、センサの検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施の形態１．
図１に本発明にかかる監視システムが設置される様子を示す。この例では、一般の住宅に当該監視システムが設置されている。具体的には、居室Ａ、Ｂ、風呂、トイレ、キッチンダイニング、寝室の各部屋に信号解析端末２が設置されている。そして、各部屋は、予め複数の領域１０ａ乃至１０ｆに分割され、領域毎にセンサ１ａ乃至１ｆが設けられている。各センサ１ａ乃至１ｆは信号解析端末２と有線又は無線により通信可能に接続されている。尚、各部屋のセンサの数は、６つである必要はなく、また部屋間で同じである必要はない。また、この例では一般の住宅に監視システムを設置しているが、これに限らず、高齢者施設、病院、宿泊施設、収容所等様々な生活が営まれる場所に監視システムを設置することが可能である。
【００１８】
図２に当該監視システムの全体構成図を示す。図に示されるように、ホームサーバ３は監視システムに一つ設けられ、居室毎に設置された信号解析端末２のそれぞれと有線又は無線により接続されている。また、ホームサーバ３は、外部通信網４を介してコールセンター、家族の端末、医療機関の端末等と接続されている。各信号解析端末２は、複数のセンサ１ａ、１ｂ・・・・と接続されている。このセンサ１は、例えば、圧力センサや振動センサである。
【００１９】
図３にセンサ１の取り付け例を示す。この例では、土台又は床１１上に流体封入体１−ａ及び圧力センサ１―ｂが載置され、その上方に床板材１２、床材１３が順に積み重ねられている。ここで、床材１３は、例えば、たたみ、フローリング材、絨毯等である。図４に示されるように、圧力センサ１―ｂに中空チューブ１４を取り付け、複数のスペーサ１５を介して床板材１２を設けるようにしてもよい。この場合には、中空チューブ１４は、空気等の流体が内部で自由に移動するエアマット、即ち流体封入体として機能している。
図３や図４に示す構造によれば、床材１３上に居住者が座ったり寝たりすると、居住者が発生させる生体振動から生体情報を圧力センサ１―ｂによって検出することが可能となる。生体情報には、心拍情報、呼吸情報、イビキ情報、体動情報等が含まれる。
【００２０】
図５に信号解析端末２の構成を示す。この信号解析端末２は、信号検出部２１、増幅処理部２２、フィルタリング部２３、制御部２４、操作部２５、通信制御部２６、記憶部２７及び電源部２８を備えている。
信号検出部２１は、センサ１ａ乃至１ｆの圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６と接続され、これらの圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６より検出信号が入力される。この信号検出部２１は、これらの圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６から入力された検出信号の強度と予め定められた所定値と比較して、所定値以上であると判定された場合に、人がセンサ１の付近に居るものと判定する。尚、信号検出部２１は、信号強度の代わりに分散値を所定値と比較するようにしてもよい。分散値を用いることにより、パルス状のノイズに起因する信号変化があった場合に誤差が生じることを防止できる。かかる判定の結果を示す信号は制御部２４に入力される。また、信号検出部２１は、圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６から入力された検出信号を増幅処理部２２に出力する。
【００２１】
増幅処理部２２は、信号検出部２１より圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６により検出された検出信号を入力し、増幅処理を行うアンプである。この例では、増幅処理部２２は、信号検出部２１を介して検出信号を入力する構成としているが、これに限らず、圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６から直接検出信号を入力する構成としてもよい。
【００２２】
フィルタリング部２３は、互いに通過周波数の異なるフィルタリング部２３１、バンドバスフィルタリング部２３２、フィルタリング部２３３を備えている。これらは、検出信号に含まれる生体情報を分別するために設けられている。例えば、フィルタリング部２３１は心拍信号の周波数信号を通過させ、バンドバスフィルタリング部２３２は呼吸信号の周波数信号を通過させ、フィルタリング部２３３はイビキ信号の周波数信号を通過させ、それぞれを制御部２４に出力する。
【００２３】
制御部２４は、ＣＰＵ（Central Processor Unit）等の演算装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリにより構成され、電源部２８、通信制御部２６などを制御する。
操作部２５は、キーボードやマウス等の入力手段であり、入力された情報は制御部２４に出力される。
通信制御部２６は、主としてホームサーバ３との間の通信を制御する。
記憶部２７は、ＲＡＭ、ハードディスク装置等の内部記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤＤ等の外部記憶媒体であり、各種の情報を格納する。
電源部２８は、信号解析端末２の各構成に対して電源を供給するとともに、圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６に対しても電源を供給する。
【００２４】
本発明においては、省電力を実現するために、通常は、増幅処理部２２及び制御部２４への電源供給をオフ又は低下させている。そして、信号検出部２１が圧力センサ１−ｂ１乃至１−ｂ６からの検出信号に基づいて人が居るかどうかを判定して、居ると判定した場合に電源部２８より増幅処理部２２及び制御部２４への電源供給を行なう。尚、通常は増幅処理部２２のみへの電源供給をオフ又は低下させ、信号検出部２１が人が居ると判定した場合に電源部２８より増幅処理部２２への電源供給を行うようにしてもよい。さらに、増幅処理部２２、制御部２４のみならず通信制御部２６も同様の処理を行うようにしてもよい。
【００２５】
図６を用いて、かかる省電力機能について説明する。図６に示す例では、説明を簡略化するために、圧力センサ１ｂは、３つのセンサ１ａ乃至１ｃの圧力センサ１−ｂ１、１−ｂ２、１−ｂ３のみであるとしている。図６に示されるように、各圧力センサ１−ｂ１、１−ｂ２、１−ｂ３のそれぞれに対しては、時間的にずらして、即ち時間的に重複しないようにして電源部２８からの電力供給が行なわれる。各圧力センサ１−ｂ１、１−ｂ２、１−ｂ３からは、電源部２８から電力供給が行なわれている期間のみ出力信号に変化がある。この例では、圧力センサ１−ｂ１、１−ｂ３の近傍には人はおらず、人の存在は検出されていない。他方、圧力センサ１−ｂ２の近傍に人がおり、人の存在を検出している。このため、圧力センサ１−ｂ２からの検出信号のみ所定値以上の強度を有する。信号検出部２１は、圧力センサ１−ｂ２からの検出信号が所定値以上の強度を有すると判定して、電源部２８にその旨を示す信号を出力する。電源部２８は、かかる信号を入力して、増幅処理部２２及び制御部２４に対して電力を供給し始める。増幅処理部２２及び制御部２４への電力供給は、信号検出部２１が圧力センサ１−ｂ１、１−ｂ２、１−ｂ３からの検出信号が所定値以上の強度を有すると判定している期間、継続して行なわれる。
電力が供給された増幅処理部２２は、圧力センサ１−ｂ１、１−ｂ２、１−ｂ３からの検出信号を入力し、所定の増幅処理を実行する。同様に電力が供給された制御部２４は、フィルタリング部２３によって分別された生体情報を入力し、各種の分析処理を実行する。
【００２６】
続いて、図７を用いて、信号解析端末２からホームサーバ３へのデータの送信処理について説明する。まず、センサ１からの検出信号が、図７に示されるものであったとする。即ち、ｔ０からｔ１までは有意な信号変化は見られず、その後ｔ１からｔ２までの間所定の信号レベル（体動設定値とする）以上の強度を有する信号であり、その後ｔ２からｔ３までの間所定の信号レベル（存在設定値レベルとする）以上で体動設定値未満の強度を有する信号である。
【００２７】
図７に示されるように、信号解析端末２からホームサーバ３へのデータ送信は、センサ１からの検出信号が存在設定値以上の強度を有する場合にのみ行われる。さらに、センサ１からの検出信号が体動設定値以上の強度を有する場合にのみ体動を示す体動データが信号解析端末２からホームサーバ３へ送信される。さらにまた、センサ１からの検出信号が存在設定値以上で体動設定値未満の強度を有する場合にのみ生体情報を示す生体データが信号解析端末２からホームサーバ３へ送信される。
このとき、ホームサーバ３へのデータ送信を行なう場合のみ電源部２８から通信制御部２６への電力供給を行うようにすれば、さらに信号解析端末２の省電力化を達成することができる。
【００２８】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２においては、図８に示されるように、領域１０ａ乃至１０ｆのそれぞれにおいて複数のセンサをそれぞれ離間して設けている。この例では、ほぼ四角形の領域１０ｃの四隅にセンサ１ｃ−１、１ｃ−２、１ｃ−３、１ｃ−４を設置している。
【００２９】
このような構成において、図８に示す位置Ａに人が居たものとする。この場合の各センサ１ｃの検出信号例を図９に示す。この例では、位置Ａは、センサ１ｃ−４に最も近いから、センサ１ｃ−４の検出信号の強度が最も高くなる。そしてそれぞれ位置Ａからの距離に応じた強度の検出信号を各センサ１ｃが出力することになる。そして、各センサ１ｃからの信号を分析することにより、人が領域上のどの位置にいるかを判定することが可能となる。この判定は、信号解析端末２において行なってもよく、ホームサーバ３において行なってもよい。
【００３０】
発明の実施の形態３．
図１０、図１１を用いてホームサーバ３における判定処理について説明する。この判定処理は、基本的にホームサーバ３の制御部が実行する。まずは、センサ１ａ乃至１ｆのいずれかの検出信号が存在設定値以上であるかを判定する（Ｓ１０１）。当該検出信号が存在設定値以上でないと判定された場合には、人は不在であると判定する（Ｓ１０２）。
次に、センサ１ａ乃至１ｆのどのセンサの検出信号が最も強度が大きいかを判定する（Ｓ１０３）。この例では、センサ１ｂの検出信号が最も強度が大きいものとする。この場合には、センサ１ｂの近傍に人がいるものと判断する（Ｓ１０４）。
【００３１】
続いて、センサ１ｂの検出信号の強度が体動設定値以上か否かを判定する（Ｓ１０５）。当該検出信号の強度が体動設定値以上であると判定された場合には、体が動いた状態、即ち体動状態であると判定する（Ｓ１０６）。他方、検出信号の強度が体動設定値未満であると判定された場合には、さらに、検出信号より各フィルタリング部２３により分別された信号より、心拍数、呼吸数をカウントし、咳やイビキの有無を判定する（Ｓ１０７）。
【００３２】
上述したステップＳ１０１からＳ１０７までの処理は、例えば１分毎に実行され、１日２４時間連続して行なう。また、かかる一連の処理によって、ホームサーバ３の所定の記憶手段には、図１１で示すデータテーブルが作成される。かかるデータテーブルでは時系列にデータがソートされている。図１１に示す例では、２００３年３月２８日の０：０１より１分間隔で判定処理が実行される。この例では、当初センサ１ａの近傍にいた人が０：０２にはセンサ１ｂの近傍に移動している。さらに０：０３以降には安静な状態となったため、心拍数、呼吸数、イビキの有無、咳の有無が判定されている。このようなテーブルによれば、存在場所、状態、安静時の生体情報を把握することができる。
【００３３】
上述の判定処理は、ホームサーバ３において実行したが、これに限らず、信号解析端末２において実行するようにしてもよい。
尚、領域を跨って人が移動している場合には、全てのセンサの信号の体動開始時間が早い方から順にソートする。体動の開始時間がずれて計測された場合に計測中に移動したと判断し、心拍、呼吸、いびき等の生体情報の測定は不能であると判定する。
【００３４】
また、複数部屋がある場合には、各部屋にある信号解析端末２からホームサーバ３に対して送信されるデータにそれぞれの信号解析端末２に固有の識別情報（ＩＤ）を付与することにより、どの信号解析端末２からのデータであるかをホームサーバ３において認識することができる。そのため、人がいることを示す情報が特定の信号解析端末２からのデータに含まれていれば、その信号解析端末２を設置した部屋に人がいると判断できる。
【００３５】
発明の実施の形態４．
この発明の実施の形態４は、エアマットセンサの取り付け構造に特徴を有する。即ち、部屋を各領域に分割し、各領域においてエアマットセンサを取り付けた場合、隙間なく取り付けると、隣接するエアマットセンサ間で振動が伝達する。そこで、図１２に示されるように、隣接するセンサ１及び押付け用板１２の間に仕切り材１６を設けるようにした。これにより、隣接するセンサ１間における振動の伝達を防止でき、人がどのセンサ１の近傍に位置するかを正確に判定することが可能となる。尚、仕切り材１６は、格子状の形状を有し、例えば、木材やプラスチック等により構成される。
【００３６】
発明の実施の形態５．
この発明の実施の形態５においては、ホームサーバ３の異常検出処理について説明する。図１３に示されるように、ホームサーバ３は、信号解析端末２より生体情報を受信する（Ｓ２０１）。ホームサーバ３は、受信した生体情報を記憶手段に格納し、さらにディスプレイ等に表示する（Ｓ２０２）。
【００３７】
次にホームサーバ３は、判定処理を実行する（Ｓ２０３）。より具体的には記憶手段に格納された生体情報に基いて判定処理を実行する。例えば、予め定められた時間に起床を示す生体情報が得られない場合には、いつもの時間に起床がなく、生活異常であると判定する。また、明らかにいつもと異なる領域において長時間安静状態にある場合には転倒して意識不明の状態にある可能性が高いと判定する。また、体動、心拍数等がすべての領域において検出できない場合には、死亡の可能性があると判定する。さらに、夜間も体動している場合には、就寝しておらず、徘徊している可能性があると判定する。
【００３８】
ホームサーバ３は、異常ありと判定した場合には、外部通信網４を介してコールセンター、家族の端末、医療機関の端末等に通報を行なう。
このようにして異常を検出することにより、生活者に対しては無侵襲、無拘束で、より詳細な異常判定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる監視システムの設置を示す説明図である。
【図２】本発明にかかる監視システムの構成を示す図である。
【図３】本発明にかかる監視システムにおいて用いられるセンサの設置状態を示す図である。
【図４】本発明にかかる監視システムにおいて用いられるセンサの設置状態を示す図である。
【図５】本発明にかかる信号解析端末のブロック図である。
【図６】本発明にかかる信号解析端末における信号波形図である。
【図７】本発明にかかる監視システムにおけるデータの送信タイミング図である。
【図８】本発明にかかるセンサの設置例を示す図である。
【図９】本発明にかかるセンサの検出信号例を示す図である。
【図１０】本発明にかかるホームサーバにおける判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明にかかるホームサーバにおけるデータテーブル例である。
【図１２】本発明にかかるセンサの取り付け例である。
【図１３】本発明にかかるホームサーバにおける異常判定を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  センサ、
２  信号解析端末
３  ホームサーバ
４  外部通信網
１０  領域
１１  床
１２  押し付け部材
１３  床材
１４  中空チューブ
１５  スペーサ
２１  信号検出部
２２  増幅処理部
２３  フィルタリング部
２４  制御部
２５  操作部
２６  通信制御部
２７  記憶部
２８  電源部
【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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【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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