(57)【要約】【課題】被写体である患者が放射線撮影に適切な周期的運動を容易に再現でき、放射線撮影を容易に行い得る技術の提供。【解決手段】放射線撮影装置は、被写体に放射線を照射する放射線照射手段１１０と、被写体を透過して得られる放射線投影像をデジタル信号に変換する放射線撮像手段１２０と、被写体の周期的な動きを検知する被写体動作検知手段１３０と、検知手段１３０により検知された被写体の周期的な動きと、撮像手段１２０による放射線投影像の取得に適した被写体の動きとを略同時に表示する被写体動作表示手段１４０と、被写体の動きに応じて放射線照射手段１１０と放射線撮像手段１２０とを制御する撮影制御手段１６０と、撮影制御手段１６０に撮影条件などの撮影のための情報を提供する撮影操作手段１５０とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射する放射線照射手段と、
前記被写体を透過した放射線から放射線投影像を得る撮像手段と、
前記被写体の動きを検知する検知手段と、
前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知手段により検知された前記被写体の動きとを表示する表示手段とを具備することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記被写体の動きに応じて前記放射線照射手段と前記撮像手段とを制御する撮影制御手段と、前記撮影制御手段に撮影のための情報を提供する撮影操作手段とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知手段により検知された前記被写体の動きとを略同時に表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記撮像手段から２ｍ以内の範囲に設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記撮像手段から２ｍ以内の範囲に設置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記撮影操作手段は、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知手段により検知された前記被写体の動きとを表示することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記撮影操作手段では、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きに基づいて、前記放射線照射手段による放射線の照射タイミングを設定可能であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記撮影操作手段では、前記検知手段により検知された前記被写体の動きに基づいて、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きを更新することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
被写体を透過した放射線から放射線投影像を得る放射線撮影方法であって、
前記被写体の動きを検知する検知工程と、
前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知された前記被写体の動きとを表示する表示工程とを具備することを特徴とする放射線撮影方法。
【請求項１０】
前記表示工程では、前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知された前記被写体の動きとを略同時に表示することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影方法。
【請求項１１】
前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きに基づいて、前記放射線照射手段による放射線の照射タイミングを設定する工程を更に備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の放射線撮影方法。
【請求項１２】
前記検知された前記被写体の動きに基づいて、前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きを更新する工程を更に備えることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮影方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の放射線撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の放射線撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の周期的動きを撮影する放射撮影技術に関し、特に、被写体の周期的動きの補助と周期的動きに合わせて放射線撮影を制御する放射線撮影技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、放射線像をリアルタイムで直接にデジタル出力に変換できる放射線検出器が提案されている。例えば、石英ガラスから成る基板上にアモルファス半導体を挟んで、透明導電膜と導電膜から成る固体光検出素子をマトリクス状に配列した固体光検出器の製作が可能になり、この固体光検出器と放射線を可視光に変換する蛍光体を積層した放射線検出器である。
【０００３】
この放射線検出器を用いた場合の放射線デジタル画像は、放射線検出器に被写体を透過した放射線を照射することにより、放射線が蛍光体で可視光に変換され、この可視光が固体光検出素子の光電変換部により電気信号として検出され、この電気信号が各固体光検出素子から所定の読み出し方法により読み出され、この読み出し信号をＡ／Ｄ変換して放射線画像信号を得るという過程を経て取得される。この放射線検出器の詳細は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、蛍光体を用いずに直接放射線を固体光検出器で取得する放射線検出器も多数提案されている。最近になり、これらの放射線撮影のための放射線検出器は動画像の撮影もできるようになってきている。
【０００５】
動きのある被写体の撮影で代表的なものの一つは、例えば、特許文献２に記載されているような、心臓などの動きを検知および同期して、放射線撮影をする放射線撮影装置である。心臓などは、被写体である人の意思と関係なく、どんな人でもある程度平均的な周期運動を繰り返す。そこで、周期運動のある位相でタイミングよく撮影するために、周期運動を検知しさえすれば良かった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１１６０４４公報
【特許文献２】
特開平６−８４５９８号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最近になり、呼吸運動や関節の曲げ伸ばしなど、人が意識的に周期運動を制御できる動作の放射線撮影の有効性が認められ、放射線撮影が行われている。しかし、人が意識的に周期運動を制御できる動作の放射線撮影の場合、被写体である患者の意思により、周期運動、特に時間周期などは人によりバラバラであり、撮影する放射検出器の性能、例えば放射線検出器のフレームレイトに対応できるように、患者が適切な周期的運動を容易に再現できるように教育する必要がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、被写体である患者が放射線撮影に適切な周期的運動を容易に再現でき、放射線撮影を容易に行い得る技術の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る放射線撮影装置は、被写体に放射線を照射する放射線照射手段と、前記被写体を透過した放射線から放射線投影像を得る撮像手段と、前記被写体の動きを検知する検知手段と、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知手段により検知された前記被写体の動きとを表示する表示手段とを具備する。
【００１０】
また、好ましくは、前記被写体の動きに応じて前記放射線照射手段と前記撮像手段とを制御する撮影制御手段と、前記撮影制御手段に撮影のための情報を提供する撮影操作手段とを更に備える。
【００１１】
また、好ましくは、前記表示手段は、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知手段により検知された前記被写体の動きとを略同時に表示する。
【００１２】
また、好ましくは、前記検知手段は、前記撮像手段から２ｍ以内の範囲に設置される。
【００１３】
また、好ましくは、前記表示手段は、前記撮像手段から２ｍ以内の範囲に設置されている。
【００１４】
また、好ましくは、前記撮影操作手段は、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知手段により検知された前記被写体の動きとを表示する。
【００１５】
また、好ましくは、前記撮影操作手段では、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きに基づいて、前記放射線照射手段による放射線の照射タイミングを設定可能である。
【００１６】
また、好ましくは、前記撮影操作手段では、前記検知手段により検知された前記被写体の動きに基づいて、前記撮像手段による放射線投影像の取得に適した被写体の動きを更新する。
【００１７】
また、本発明に係る、被写体を透過した放射線から放射線投影像を得る放射線撮影方法であって、前記被写体の動きを検知する検知工程と、前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知された前記被写体の動きとを表示する表示工程とを具備する。
【００１８】
また、好ましくは、前記表示工程では、前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きと、前記検知された前記被写体の動きとを略同時に表示する。
【００１９】
また、好ましくは、前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きに基づいて、前記放射線照射手段による放射線の照射タイミングを設定する工程を更に備える。
【００２０】
また、好ましくは、前記検知された前記被写体の動きに基づいて、前記放射線投影像の取得に適した被写体の動きを更新する工程を更に備える。
【００２１】
更に、本発明は、上記放射線撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムやプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としても適用可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
先ず、本発明に係る第１の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る第１の実施形態の放射線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示す放射線撮影装置は、被写体に放射線（例えば、Ｘ線）を照射する放射線照射手段１１０と、被写体を透過して得られる放射線投影像をデジタル信号に変換する放射線撮像手段１２０と、被写体の周期的な動きを検知する被写体動作検知手段１３０と、検知手段１３０により検知された被写体の周期的な動きと、撮像手段１２０による放射線投影像の取得に適した被写体の動きとを略同時に表示する被写体動作表示手段１４０と、被写体の動きに応じて放射線照射手段１１０と放射線撮像手段１２０とを制御する撮影制御手段１６０と、撮影制御手段１６０に撮影条件などの撮影のための情報を提供する撮影操作手段１５０とを備える。
【００２６】
また、撮影操作手段１５０は、被写体の周期的な動きに基づき放射線の照射タイミングを設定可能であり、撮影制御手段１６０は、操作手段１５０において設定された放射線照射タイミングに従って放射線照射手段１１０と放射線撮像手段１２０を同期制御する。更に、検知手段１３０及び表示手段１４０は、撮像手段１２０から２ｍ以内の範囲に設置される。
【００２７】
以下、上記放射線撮影装置による撮影制御について説明する。
【００２８】
被写体である患者は、周期的な動きを伴って放射線撮影される。この周期的動きは被写体動作検知手段１３０によって検知される。検知された患者の動きは、被写体動作表示手段１４０によって表示される。被写体動作表示手段１４０は、理想的な（つまり、放射線撮像手段１２０による放射線投影像の取得に適した）周期的動きを略同時に表示するので、患者は自分の動きが理想的な動きに近いかどうかを判断し、理想的な周期的動きができるように練習を行い、或いは放射線撮影に適切な周期的運動を容易に再現できる。
【００２９】
患者が理想的な周期的動きができるようになると、実際の放射線撮影が開始される。撮影者は、撮影操作手段１５０に表示された理想的な周期的動きから周期的動きのある位相で放射線の照射タイミングを設定する。患者が周期的動きを開始して、ある時点で撮影制御手段１６０に放射線照射開始信号を送ると、放射線照射手段１１０と放射線撮像手段１２０が同期して制御され、上記設定された位相で放射線が照射される。これにより被写体の周期的動きに応じて、撮影したい位相での放射線投影像を取得することができる。放射線照射手段１１０の例は、通常一般撮影や動画像撮影などに使用されるＸ線管があり、放射線１２０（例えば、蛍光板とイメージインテンシファイアの組み合わせなどを用いたテレビカメラ）との駆動と同期させて放射線画像が撮影される。
【００３０】
図２は、被写体動作検知手段１３０と放射線撮影像手段１２０と被写体動作表示手段１４０との関係を説明する図である。
【００３１】
図２は、被写体である患者が周期的動きとして腕関節の曲げ伸ばし動作を行っている場合の例である。被写体動作検知手段１３０は、腕関節の曲げ伸ばしにより患者（の腕や手首など）と写体動作検知手段１３０とを連結するコードが伸縮され、その伸縮により被写体の周期的動きを検知する。検知手段１３０により検知された周期的動きは、被写体動作表示手段１４０に表示される。被写体動作表示手段１４０には、理想的な周期的動きも同時に表示されるので、被写体である患者は、検知された周期的動きと理想的な周期的動きとを比べながら、自分の動きを修正し、理想的な動きに近づけていくことができる。
【００３２】
放射線撮影は、被写体の周期的動きを撮影するものであるから、当然被写体は放射線撮像手段１２０のすぐ前で周期的動きを行う。従って、被写体動作検知手段１３０は、放射線撮像手段１２０のすぐそばにあった方が良い。放射線撮像手段１２０は、立位架台や臥位架台に設置されるので、被写体動作検知手段１３０も立位架台や臥位架台に設置することにより被写体動作検知手段１３０は放射線撮影像手段１２０の近傍に設定できる。標準的な立位架台や臥位架台の大きさを考慮すると、被写体動作検知手段１３０と放射線撮像手段１２０とは、両者の距離が２ｍ以内の範囲となるように設置される。同様に、被写体動作表示手段１４０は、放射線撮影像手段１２０の前で周期的動きをする患者から容易に目視できるような位置になくてはならない。なぜなら、被写体動作表示手段１４０の表示画面を見ながら患者は自己の周期的動きを修正するからである。従って、上記と同様な理由で、被写体動作表示手段１４０と放射線撮影像手段１２０も、両者の距離が２ｍ以内の範囲となるように設置される。
【００３３】
以上のように、被写体動作検知手段１３０と放射線撮影像手段１２０の距離を２ｍ以内に設定することにより、患者は実際の放射線撮影時において、理想的な動きを再現でき、放射線撮像手段１２０による放射線撮影を容易に行い得るという効果がある。また、被写体動作表示手段１４０と放射線撮影像手段１２０との距離を２ｍ以内に設定することにより、患者は被写体動作表示手段１４０の表示画面に同時に表示される検知された周期的動きと理想的な動きとを比べて、自己の周期的動きを修正し、理想的な動きに近づけていくことができるという効果がある。
【００３４】
図３は、被写体動作表示手段１４０に表示される画像データを例示する図である。
【００３５】
被写体動作表示手段１４０の横軸は時間軸であり、縦軸は患者周期的動きの動作軸である。図２で説明した被写体動作検知手段１３０のコードの伸縮長さが、動作軸の大きさと関係している。被写体動作表示手段１４０には理想的な周期的動きが表示されており、患者はそれを見ながら、腕の曲げ伸ばしなどの周期的動きを行う。また、患者の周期的動きを被写体動作検知手段１３０で検知して、被写体動作表示手段１４０に同時に表示する。現在の被写体の動作位置は、図示のように強調表示されているので、患者は理想的な周期的動きを参考にしながら、自己の周期的動きを行うことができる。
【００３６】
上述のように、被写体動作表示手段１４０が、検知された患者の周期的動きと理想的な周期的動きとを同時に表示することにより、患者は放射線撮影に適切な周期的動きを練習して、理想的な周期的動きに近づけることができるという効果がある。
【００３７】
尚、図３では周期的動きの表示は、動作軸と時間軸を使用した正弦波としたが、実際の腕関節の曲げ伸ばしをモデル化したアニメーション画像でも同様の効果を得ることができる。
【００３８】
図４は、撮影操作手段１５０に表示される画像データを例示する図である。
【００３９】
被写体動作表示手段１４０だけでなく、撮影操作手段１５０でも、図３で説明した場合と同様に、理想的な周期的動きと検知された患者の周期的動きとが同時表示される。上記被写体動作表示手段１４０との機能の違いは、撮影操作手段１５０ではこれらの画像データを用いて放射線の照射タイミングを設定できる点である。
【００４０】
撮影操作手段１５０では、理想的な周期的動きを示す表示データ上に放射線の照射タイミングを設定することができる。この設定により、理想的な周期的動きにおける撮影したい位相で放射線投影像が取得できるようになる。そして、上記設定後、実際に患者が周期的動きを開始し、撮影者は患者の動きを見ながら放射線照射開始信号を撮影制御手段１６０に送る。すると、信号送信時に最も近い放射線照射タイミングが設定された位相で、放射線の照射が行われる。放射線照射の設定位相が複数であれば、放射線の照射も設定位相で複数行われる。また、ある一つの位相だけを設定しておき、その前後を同じフレームレイトで動画撮影することもできる。
【００４１】
また、撮影操作手段１５０では、撮影者が理想的な周期的動きと検知された周期的動きを見比べて、必要に応じて患者の動きに近づけるように、理想的な周期的動きを変更することができる。例えば、理想的な周期的動きに対し、どうしても動作タイミングが半位相ずれてしまう患者に対して、理想的な周期的動きを半位相ずらしたものに更新することができる。
【００４２】
以上のように、理想的な周期的動きを患者の動きに合わせるように更新したり、また周期的動きの表示データ上に放射線照射タイミングを設定することにより、撮影者は撮影したい位相での放射線画像を取得することができるという効果がある。
【００４３】
図５は、本発明に係る実施形態の放射線撮影装置における撮影フローを示す図である。
【００４４】
５０５は理想的な周期的動きの更新及び表示を行う更新表示工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５１０は検知された被写体の動きの検知表示工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５１５は５０５と同様に、理想的な周期的動きの更新および表示をする更新表示工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５２０は放射線照射タイミングの設定を行う照射設定工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５２５は５１０と同様に、検知された被写体の動きの検知表示工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５３０は放射線照射の送信工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５３５は設定位置で放射線を照射する放射線照射工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）、５４０は放射線画像を取得する制御工程（或いは当該処理を実行するためのモジュール）である。
【００４５】
図５において、先ず、撮影を開始する前に、患者が放射線撮影に適切な周期的動きの練習を開始する。その際、更新表示工程５０５では、被写体動作表示手段１４０と撮影操作手段１５０に理想的な周期的動きが表示される。患者は、被写体動作表示手段１４０の表示を見て自己の周期的動きを再現する。
【００４６】
検知表示工程５１０では、患者の周期的動きが被写体動作検知手段１３０により検知され、被写体動作表示手段１４０に表示される。患者は理想的な周期的動きと検知された周期的動きとを比べて差が大きければ、理想的な動きに近づくように周期的動作を繰り返し練習する。撮影者は、撮影操作手段１５０によって、患者の身体的な状況を見ながら、必要に応じて理想的な周期的動きを患者の動きに近づけるように更新する。理想的な周期的動きと検知された周期的動きの両者の差が少なくなったならば練習を終了し、実際の撮影が開始される。
【００４７】
更新表示工程５１５では、被写体動作表示手段１４０と撮影操作手段１５０に理想的な周期的動きが表示される。照射設定工程５２０では、撮影者の撮影操作手段１５０からの入力に従い、放射線照射タイミングの位相設定が行われる。患者が周期的動きを開始すると、検知表示工程５２５では、被写体動作検知手段１３０からの検知データに基づき、被写体動作表示手段１４０と撮影操作手段１５０に検知された患者の周期的動きが表示される。撮影者は患者の周期的動きを見ながら、放射線照射開始ボタンを押し、送信工程５３０で放射線照射開始信号が撮影制御手段１６０に送信される。信号送信後、制御工程５４０では、設定位相において放射線発生手段１１０と放射線撮像手段１２０の同期が行われ、放射線が照射されて放射線画像が取得される。
【００４８】
上記第１の実施形態では、患者の周期的動きを撮影する場合について説明してきたが、周期的動き以外のもの（単に「動き」とする。）にも同様な実施形態を適用でき、同様な効果を得ることができる。
【００４９】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
【００５０】
第２の実施形態は、上記被写体動作検知手段１４０に代えて呼吸検知手段６１０を設けた点で第１の実施形態と相違している。即ち、図２で説明した被写体動作検知手段１４０では、腕関節の曲げ伸ばしによる周期的動きを検知していたが、図６の例では患者の呼吸の周期的動きを検知する。呼吸の周期的動きを撮影する例としては、文献「呼吸性動態解析の可能な新しいスクリーニング胸部Ｘ線撮影法：日本放射線技術学会誌  ５８（５）、６６５−６６９，２００２」にある。このような呼吸の周期的動きの撮影では、図６に示すように呼吸検知手段６１０により呼吸による胸囲の変化を検知する。検知した周期的動きを示すデータは、第１の実施形態と同様に使用することにより、呼吸の周期的動きの撮影においても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００５１】
また、本発明の目的は、各実施の形態の放射線撮影装置の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード（モジュール）を記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００５２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が各実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
【００５３】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって第１及び第２の実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって各実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被写体である患者が放射線撮影に適切な周期的運動を容易に再現でき、放射線撮影を容易に行い得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の放射線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】被写体動作検知手段１３０と放射線撮影像手段１２０と被写体動作表示手段１４０との関係を説明する図である。
【図３】被写体動作表示手段１４０を説明する図である。
【図４】撮影操作手段１５０を説明する図である。
【図５】本発明に係る第１の実施形態の放射線撮影装置による撮影フローを説明する図である。
【図６】本発明を呼吸動態撮影に応用した第２の実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１０：放射線照射手段
１２０：放射線撮影像手段
１３０：被写体動作検知手段
１４０：被写体動作表示手段
１５０：撮影操作手段
１６０：撮影制御手段
５０５：更新表示工程（モジュール）
５１０：検知表示工程（モジュール）
５１５：更新表示工程（モジュール）
５２０：照射設定工程（モジュール）
５２５：検知表示工程（モジュール）
５３０：送信工程（モジュール）
５３５：放射線照射工程（モジュール）
５４０：制御工程（モジュール）
６１０：呼吸検知手段
【図１】
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【図２】
2005006965.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005006965.tif 000006
【図５】
2005006965.tif 000007
【図６】
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