(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿試料に利尿剤で混ぜものがされたかどうかを決定するための方法であって、以下の段階、すなわち
(a)  尿試料の比重とクレアチニン濃度を測定し；
(b)  測定尿クレアチニン濃度、及び測定比重と実質的に利尿剤不使用の集団についての参照比重との差について調整された測定尿比重の関数として、正規化ずみ尿クレアチニン濃度を計算し；そして
(c)  試験試料の計算された正規化ずみ尿クレアチニン濃度を、実質的に利尿剤不使用の集団に予想される正規化ずみクレアチニン値の範囲と比較すること
からなる方法。
【請求項２】
段階(b)で、正規化ずみ尿クレアチニン濃度が次式：
nu = u・SGF
[式中、nuは正規化ずみクレアチニン濃度であり、uは測定されたクレアチニン濃度であり、SGFは(rsg - 1)/(msg - 1)の比によって表わされる尿試料の比重係数であって、ここでrsgは実質的に利尿剤不使用の集団について予め選ばれた試験参照比重であり、またmsgは測定比重である]に従って計算される、請求項１の方法。
【請求項３】
段階(c)で、計算された正規化ずみクレアチニン濃度が、100 mg/dl〜600 mg/dlである予想される正規化ずみクレアチニン値の範囲と比較される、請求項２の方法。
【請求項４】
比重が全固形分法によって測定される、請求項３の方法。
【請求項５】
比重が屈折率測定法によって測定される、請求項４の方法。
【請求項６】
浸透圧利尿剤を用いて尿試料に混ぜものがされたかどうかを決定する方法であって、以下の段階、すなわち、
(a)  イオン強度法によって尿試料の比重を測定し；
(b)  全固形分法によって尿試料の比重を測定し；
(c)  尿試料のクレアチニン濃度を測定し；
(d)  測定された尿クレアチニン濃度及び段階(a)と(b)で測定された比重値の大きい方の関数として、正規化ずみ尿クレアチニン濃度を計算するが、大きい方の比重値は、測定比重値と、実質的に利尿剤不使用の集団での参照比重との間の差について調整を行い；
(e)  試験試料の計算された正規化ずみ尿クレアチニン濃度を、実質的に利尿剤不使用の集団で予想される正規化ずみクレアチニン値の範囲と比較すること
からなる方法。
【請求項７】
段階(d)で、正規化ずみ尿クレアチニン濃度が次式：
nu = u・SGF
[式中、nuは正規化ずみクレアチニン濃度であり、uは測定されたクレアチニン濃度であり、SGFは(rsg - 1)/(msg - 1)の比によって表わされる尿試料の比重係数であって、ここでrsgは実質的に利尿剤不使用の集団について予め選ばれた試験参照比重であり、またmsgは測定比重である]に従って計算される、請求項６の方法。
【請求項８】
段階(e)で、計算された正規化ずみクレアチニン濃度が、100〜600 mg/dlである予想される正規化ずみクレアチニン値の範囲と比較される、請求項６の方法。
【請求項９】
尿試料が利尿によって不純物添加されたかどうかを決定するための方法であって、以下の段階、すなわち
(a)  尿試料の比重とクレアチニン濃度を測定し；
(b)  測定尿クレアチニン濃度、及び測定比重と実質的に利尿剤不使用の集団の参照比重との間の差について調整された測定尿比重の関数として、正規化ずみ尿クレアチニン濃度を計算し；かつ
(c)  試験試料の計算された正規化ずみ尿クレアチニン濃度を、実質的に利尿剤不使用の集団に予想される正規化ずみクレアチニン値の範囲と、及び、該試料の測定尿クレアチニン濃度と比較し、前記計算された正規化ずみ尿クレアチニン濃度が正規化ずみクレアチニン濃度の前記予想される範囲内であるか否か、及び前記計算された正規化尿クレアチニン濃度が前記測定尿クレアチニン濃度より大きいか否かを調べること
からなる方法。
【請求項１０】
段階(b)で、正規化ずみ尿クレアチニン濃度が次式：
nu = u・SGF
[式中、nuは正規化ずみクレアチニン濃度であり、uは測定されたクレアチニン濃度であり、SGFは(rsg - 1)/(msg - 1)の比によって表わされる尿試料の比重係数であって、ここでrsgは実質的に利尿剤不使用の集団について予め選ばれた試験参照比重であり、またmsgは測定比重である]に従って計算される、請求項９の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は一般的に、意図的に尿へ混ぜものをすること（不純物混和と記載する場合がある）に対して、尿試料を試験する方法に関する。更に詳しくは、本発明は利尿物質の摂取、利尿、及び尿置換から生ずる尿に混ぜものをしたかどうかの検出法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
我々の社会における非合法薬物の広範囲の使用の結果、雇用主と政府機関は定期的な薬物試験プログラムを開始したが、これは雇用に先立って、可能性のある従業員を尿分析にかけるものである。連邦国立薬物試験研究所（NIDA）のプログラムなど、このような薬物試験は職場で一般化している。しばしば、特定応募者の雇用についての雇用主の決断は、その人物がこのような検査に合格するかどうかにかかっている。
【０００３】
これらの薬物試験は、最も一般的には、研究室やラボ試料を採取する場所で行われる。今日、雇用主が用いる最も一般的な尿薬物試験は、ある濃度水準での非合法薬物又はその代謝物の存在を検査するものである。薬物代謝物は、薬物が体で代謝された後の、薬物の化学的誘導体類である。例えば、血液又は尿分析を用いることで、雇用主がマリファナとコカインのほかに、マリファナTHC代謝物やコカイン代謝物の存在について試験することは、まれではない。尿分析はその低コスト、被験者にとって体への侵入性がないこと、および健康への危険が低いことなどのため、雇用主と検査機関で明白に好まれていることを認識すべきである。被験者がその尿試料中に所定濃度（識別水準）より低い非合法物質を有するならば、薬物試験結果は“陰性”であり、その人は試験に合格する。試料中の物質濃度が識別値より高い場合は、結果は“陽性”であり、その人は試験に合格しない。
【０００４】
このような薬物試験は、職場での非合法物質の使用を抑制したが、多くの人々は生理学的、社会的な結果を伴う可能性があるにも関わらず、これらの薬物を使い続ける。これらの人はしばしば、試験手順のあいだに尿試料に混ぜものをしようとする。この混ぜものをするということは、尿試料中の不法な薬物の検出を妨げようとして、患者が自分の尿を部分的に変化させることである。この種の行為は多くの形を取り、薬物試験結果にうまく影響することがよくあり、それによって“偽の陰性”結果をつくりだす。
【０００５】
科学文献は、少なくとも二種類の異なる混ぜものをする活動を記録している。第一のタイプの活動は薬物試験場で起るもので、何らかの形で実際の尿試料を変え、それによって試験結果を変えようと努めることである。このような活動として、試料が試料容器中にあるあいだに、水、漂白剤、酢、又は化学薬剤などの異物を尿試料に直接に加えたり、あるいは被験者の尿試料を別人の尿試料と取り替えたりすることがある。これらの物質の添加は、薬物試験の化学分析に、ひいてはその結果に直接の影響をもちうる。このような行為は、薬物試験の結果を変える効果がありうるが、検査場での厳密な監視や尿試料自体の肉眼検査によって、かかる行為を発見し、また思いとどまらせることができる。しばしば、試料への異物の添加は尿の外観と特性を変える。被験者が自分の尿試料を別人のものと取り替えようとすると、温度分析から試験実施者がその企みを知ることもよくある。被験者が異物を試料に加えると、色、透明性、匂い、温度、又はpHの変化が異物の添加を示す。
【０００６】
第二のタイプの混ぜものをする行為は、尿試料を提出するに先立って、摂取を経由して尿に異物を間接的に添加するものである。摂取物質は通常の排泄物と一緒に尿試料中に排出され、薬物試験の化学分析に間接的な影響をもちうる。尿は正常に見えるため、このタイプの混ぜものをすることは検出も確認も、いっそう困難であることが多い。試料の温度と色は許容範囲内にある。このタイプの行為の例としては、尿検査を受ける前に多量の水を飲んだり、試験分析に影響するような天然又は人造の化合物を摂取したりすることがある。
【０００７】
検査前に多量の水を飲むことで、その人は尿中に出現する薬物の濃度を効果的に希釈し、検出可能な識別水準より下に薬物濃度を低下させることが可能となる。この点で、尿中の代謝物の相対的な濃度が検出時間の関数であることが重要である。薬物試験を受ける前に自ら水分摂取することで、尿中の薬物代謝物の量は必ず低下する。しかし、排泄物の排出を通して通常つくられる尿中の物質量は、腎臓が正常に機能している場合に見出されるものと同じ割合で、水分摂取試料においても見出される。これが意義ぶかいのは、薬物試験は陽性か陰性かの結果を示す特定の識別水準をもっているからである。多量の水（または利尿剤）を飲む効果は、10倍まで尿試料の希釈をもたらし、これは薬物の濃度にもよるが、誤った陰性結果を生ずることになる。しかし、尿中のその他の物質は、腎臓を通過する水の量に対してなおも正常な比率で見出されるであろう。
【０００８】
利尿においては、つくられる尿量に対して薬物代謝物の濃度は本質的に識別水準より低下し、誤った陰性結果を生じうる。例えば、特定の薬物代謝物に対する薬物識別水準は100 mg/mlでありうる。尿が2-4倍に希釈される（かつ当人が希釈前に識別水準の代謝物を体内にもっている）場合に、この被験者は事実は正常な薬物試験に失敗するだけの薬物を体内にもっていながら、試験に合格すると思われる。この偽りの陰性は、この人を雇用するという不穏当な段階に立ち至る。しかし、時には試験に先立って多量の水を飲んだ者の尿が希釈されすぎていて、尿の外観が水に似ていることも留意すべきである。この筋書では、薬物試験センターは、この者が試料を希釈した特定状況を想定することができる。
【０００９】
その代案として、被験者は尿試料を希釈するために、利尿剤を飲むことがある。多量の液体を飲むことは、しばしば当人の尿量を増やす結果となるが、腎臓を通過する水は正常な速度で濾過される。それと対照的に、利尿剤は体内の個々の細胞からより多量の流体を腎臓に通すことになり、対応する量の二次的な要素なしに、尿試料中に水分が増加する結果となる。この状況では、尿中に通常存在する二次物質の量に対する流体の比が、人為的に高くなる。利尿剤は非合法物質の濃度を効果的に希釈するが、過剰な量の液体を飲む必要がない。利尿剤は薬物試験の化学的な仕組みに干渉しないが、薬物濃度を検出不可能な、あるいは設定された行政識別水準より低い水準に希釈する能力をもっている。幾つかの利尿剤は効果が非常に強く、速く効き、長時間続く。これらは非常な短期間内に尿中薬物のかなりのの希釈を行なうために使用できる。
【００１０】
こうしたタイプの行為の結果、尿が希釈によって混ぜものをされたかどうかを測定するための検査室試験が開発された。尿がこのように混ぜものをされたかどうかを評価するために、尿の幾つかの性状がこの試験で測定される。例えば、尿は典型的には多量のイオン類を含んでいるので、尿のイオン量（イオン強度）を検査したり、また尿は典型的には多量の荷電粒子（イオン）からなるので、尿の導電性を検査したりすることがある。更に、尿は典型的には狭いpH範囲をもつためpH試験をしたり、体が通常予測可能なクレアチニンを排出するので、尿のクレアチニン濃度を試験したり、また体は通常予測可能な固形分を尿中に排泄するので、比重試験を行なったりする。
【００１１】
例えば、尿のpHを照合するとき、尿試料が4.5〜8.5の通常予測されるpH範囲内のpHをもつかどうかを見るために、オークトンから入手できるpHデータ／ロガー型のメーターを使用してpH測定される。その代わりに、化学分析によってpHを測定してもよい。例えば、キメラ・リサーチ＆ケミカル社のpHPERFECTTM試験などの化学的pH試験法は、尿pHの全範囲に及ぶ広範囲の色強度を与えるような指示薬原理に基づいている。
【００１２】
比重が正常な範囲にあるかどうかを決定するためには、屈折率計測やイオン強度測定などの方法によって、尿の比重(SG)を測定できる。イオン強度・比重試験は、これもキメラ社からのsGPERFECTTMのような化学的方法によって実施できるが、試験試料のイオン濃度に応じた事前処理された高分子電解質のpKaの変化に基づいている。反応は試料濃度の増加に伴って色の変化を生ずる。
【００１３】
クレアチニン水準については、正常範囲にあるかどうかを決定するために、アボット・ラボラトリーズから入手できるTDx REAクレアチニン・システムなどのクレアチニン分析装置によって、またはキメラ社からのCRPERFECTTMのような化学試験を通して測定できる。しかし、いろいろな測定のうちで、尿クレアチニン水準は一般に、スポット試料が患者のものか別人のものかについて最も有用な指針となるが、但し特定個人について比較用の履歴データがすでに開発されている必要がある。
【００１４】
スポット尿試料のpH、比重、およびクレアチニン水準値が特定個人について得られたなら、問題の試料と、すでに得られている測定ずみの値との間で比較でき、またその代わりに試料と、正常試験集団について確定されたある範囲の値との間で比較できる。試験結果が許容範囲内にあれば、試料は混ぜものをされていないことが決定される。
【００１５】
キメラ社などの会社から商業的に入手できる化学試験は、オリンパス、ヒタチ、モナーク、およびその他の自動化装置を使用して、1.003から1.030までの範囲から外れる異常に高いか低い尿比重値（尿中イオン類の存在に基づくもの）を測定するための、審査ツールとしての用途に用いられるものである。これらの値がある種の利尿剤の使用から生ずる尿中イオン類の増加に基づく場合に、これらの薬物試験は異常に高い比重値を検出するうえで特に効果的である。sGPERFECTのような特定の化学的試験キットは、特定範囲の比重値を測定するために異なる試験範囲をもっている。このような試験は、範囲特異的であるので限定的な実用価値しかもたず、しばしば混ぜものをされた尿試料を正常な比重値のものとして見逃してしまう。
【００１６】
さらに、尿に混ぜものをすることに対するの現行の試験法は幾分の有効性はあるが、標準的なイオン強度、pH、およびクレアチニン試験が、外来性または内生的利尿剤による尿に混ぜものをしたことの検出に失敗する時がある。外来性利尿剤は、摂取によって体内添加される物質、またはイオン依存的な化学基盤の比重試験では検出されない固形分を尿に添加する医学的手順によって添加される物質である。尿比重は、これらの試験下に正常に見える。このような物質の例は、診断医療手順で使用される放射線不透過性の造影染料からのヨウ素、および尿中に非イオン性固形分を沈降させる浸透圧利尿性イソソルバイドを包含する。内生的利尿剤は、利尿剤として機能するが、異常な医学的条件の結果として体外に自然排出される物質である。内生的利尿剤はイオン依存性比重試験によって検出されない固形分を尿に添加する。このような物質は、真性糖尿病の結果としてのブドウ糖、およびネフローゼ症候群からの蛋白質分子を包含する。従って、非イオン性比重試験で高い比重値を示す尿試料は、必ずしも故意の混ぜものをすることを示すものではないこともある。
【００１７】
浸透圧利尿剤のような非イオン性物質（不純物）が意図的に、消化吸収を通して間接的に尿へ添加される場合、これはイオン強度（比重）試験では見えないと思われる。比重は正常に見えるが、屈折率測定ではすべての尿固形分を検出するので、これで測定した場合、実際は比重が高めになる。この場合、尿中に正常より多くの水分があるが、浸透圧利尿剤は見つからない。従って、比重は正常に見えるから、尿は不純物添加されていないと推定されることになる。更に、非合法物質の濃度は利尿剤によって水分含有量が増える結果、識別値に満たず、このため偽りの陰性を生ずる。
【００１８】
ある場合には、試料中の異常な水準の水分、イオン、クレアチニン、または固形分の存在について有用な情報を提供するが、現行の混ぜものをすることに対する試験法は薬物試験プログラムにおけるこれらの有用性を限定するような明白な欠点を持っている。現行試験法はしばしば、薬物試験を無効にする利尿剤の意図的な使用を明らかにできない。更に、このような試験法は、医療条件から生ずる人為的につり上げられた比重値を、浸透圧利尿剤によるものとして区別できない。このため、尿試料がウォーターピル型の利尿剤の使用か、または浸透圧利尿剤の使用によって不純物添加されたのかを決定するための、もっと良い方法の必要性が今もあることがわかる。従って、本発明が特にめざすものは、このような改良された方法を提供することである。
【００１９】
発明の要旨
簡単に述べると、尿試料が利尿剤の使用によって混ぜものをされたかどうかを決定するための方法は、尿試料の比重及び実際のクレアチニン濃度の測定を包含している。次に、正規化ずみ尿クレアチニン濃度が、測定された尿クレアチニン濃度および測定された尿比重の関数として計算され、尿比重は測定された比重と、実質的に利尿剤不使用の集団について予め設定された参照比重との間の差について調整される。次に、試料が利尿剤で不純物添加されたかどうかを決定するために、被験者の正規化ずみ尿クレアチニン濃度を、利尿剤不使用の集団について予想される正規化ずみクレアチニン値の範囲と比較する。この範囲が100および600 mg/dlの間にあるのが好ましい。尿試料が浸透圧利尿剤で混ぜものをされたかどうかを決定するためには、尿試料の比重を全固形分法とイオン強度法の双方によって測定する。次に、より大きな比重値をもたらす比重測定法を、正規化ずみ尿クレアチニン濃度の計算に使用する。次に、正規化ずみ尿クレアチニン値が予想範囲より低い場合は、尿は浸透圧利尿剤で不純物添加されていると考えられる。
【００２０】
尿試料に利尿剤で混ぜものがされたかどうかを決定する方法は、尿試料の比重と実際のクレアチニン濃度を測定することを包含する。次に、正規化ずみ尿クレアチニン濃度を測定された尿クレアチニン濃度と測定された尿比重の関数として計算し、尿比重は測定比重と、実質的に利尿剤不使用の集団について事前設定された参照比重との間の差について調整される。次に、被験者の正規化ずみクレアチニン濃度を、利尿剤不使用の集団で予想される正規化ずみ尿クレアチニン濃度値の範囲と、および試料の実際の測定尿クレアチニン濃度と比較する。計算された正規化ずみ尿クレアチニン濃度値が正規化ずみクレアチニン濃度値の予想範囲内にあり、実際のクレアチニン濃度測定値より大きい場合は、尿試料に利尿で混ぜものがされたものとして拒絶できる。
【００２１】
発明の詳細な記載
まず被験者は、管理された環境において尿試料を提供するように求められる。これは、本人の尿試料に異物を直接加えたり、本人の尿試料を別人のものと取り替えたりするのを防止するために妥当な配慮がなされる環境である。この時点で、普通は混ぜものをすることの薬物審査の必要を認めるような医学的条件を患者がもっているかどうかを決定するために、初期の質問が行われる。例えば、その人が最近、放射線不透過性の造影染料を使用して行われる医学手順を受けたかどうか、また糖尿病の家族歴をもつかどうかについて、質問が出される。次に、尿採取用の標準的な採取びんを患者に提供し、尿試料が採取される。その代わりに、カテーテル法によって試料を集めるか、または尿回収袋から抜き取ることで、試料を回収できる。分析に必要な尿は、わずか数ミリリットルである。試料が一部失われても、分析に十分な試料が残っていれば不利益とはならない。
【００２２】
尿試料を回収後、まず予め設定された濃度識別水準（薬物審査としてのもの）以上に、特定薬物または薬物代謝物が存在するかどうかにういて試験される。薬物又はその代謝物の濃度がこの水準以上に存在することが決定される場合は、この人は陽性とされ、薬物試験に合格しない。初期の薬物審査に合格（陰性試験結果）の場合は、尿試料が混ぜものをされたかどうかを決定するために、次に尿中の固形分の量(SG)、クレアチニン濃度、尿pH、及び尿温度を含めて、尿の幾つかの性状が測定される（後の二つは、採取場で試験を行なう場合に実施される）。尿固形分は、重量cc、流量測定法、又は屈折率測定法（全重量）を含めた多くの重量法によって測定できることに注意すべきである。屈折率測定の結果は、一般的に全固形分を測定する他の方法と一致している。更に、重量オスモル濃度法（粒子数）や質量関連の測定によっても測定できる。尿は大部分、イオン性固形分であるので、イオン強度／導電法によっても、固形分を測定できる。イオン強度の測定は、試料中のイオン類やイオンの導電性を測定する。このような測定は、浸透圧利尿剤イソソルビドなど、導電性をもたない固形分を包含できない。しかし、浸透圧利尿剤のような不純物が添加された場合は、尿密度が正常な予想範囲より人為的に高くなり、これは屈折率測定のような全固形分法による分析で検出されよう。
比重の測定
【００２３】
正常な血圧と血液の重量オスモル濃度を維持するように、腎臓は尿生産速度を規制している。腎臓のこの機能は、尿固形分と尿量生産速度に関する物理的変数である尿比重によって示される。従って、被験者が最初に薬物審査に合格したならば、尿試料の比重が測定される。尿固形分の上記の測定の任意のものを使用できることを理解すべきである。比重は室温の尿で測定される。これは典型的には、1.004から1.035の範囲にある。比重値は温度によって変わるので、試験所で一定の測定条件を維持するために注意を払うべきである。バイオベーション製のデジタル尿比重計がこの試験に使用される。次に、生ずる比重値を正常な試験集団での比重値の予想範囲と比較する。比重測定値が予想範囲外にあり、異常な試験結果を正当化するような先在条件がないことを試験施設が決定した場合は、試験所スタッフは尿が混ぜものをされていることを初めに疑うべきである。例えば、尿比重が範囲より低い場合、過剰な水分摂取があったか、あるいは水が尿試料に添加された可能性がある。利尿剤摂取による混ぜものをすることは、イソソルビドのようなある浸透圧利尿剤は尿中に過剰な固形分を沈降させ、ウォーターピルは尿中に過剰な電解質・イオン類を沈降させるため、高い比重値の原因となりうる。
【００２４】
浸透圧又は水利尿性の(aquaretic:水は排泄するがナトリウムは排泄しない)利尿剤は、尿に固形分を加え、それによってより多くの水分を尿に引き寄せ、このため非合法薬物濃度を低下させる。このような状況では、比重は通常高すぎ、予想より多くの固形分が尿中に存在する。本質的に、尿固形分の増加に伴い、尿に引き寄せられる水分の増加が見られる。定常状態の条件下では、固形分を尿に導入すると、腎臓は補うために水分を尿に引き出す。しかし、正常条件下では過剰な水分摂取からの高めの尿生産速度は、低めの尿比重値をもたらす。
クレアチニン水準の測定
【００２５】
尿中のクレアチニン水準も測定される。グリシンとアルギニン代謝の最終生成物であり腎臓から分泌されるクレアチニンは、通常、腎臓機能を評価するために測定される。ヒトの尿中クレアチニン水準は、普通はdl当り20-500 mgの範囲にあり、この範囲は年齢、性別、食事、ライフスタイル、地理的位置などの変数によって影響される。クレアチニン水準は一般的に、各患者の一生にわたり体によって恒常的に一定値に維持される。クレアチニン水準は、TDx REAクレアチニン装置を含めた多くの異なる分析装置で測定できる。
【００２６】
尿試料のクレアチニン測定値が得られた後、これをその被験者について予め設定されたデータや正常な試験集団全体について予想される範囲と比較する。例えば、“希釈された”（従って混ぜものがされた）試料について一般的に受入れられる識別水準は、20未満から30 mg/dlまでのクレアチニン水準と1.003未満の比重である。クレアチニン測定値が通常予想される範囲の外にある場合は、試験所スタッフは尿が混ぜものをされていることを最初に疑うべきである。利尿剤の摂取により混ぜものをすることは、ある種の浸透圧利尿剤又は水利尿性(aquaretic)利尿剤が尿中に固形分を加え、それによってより多くの水分を引き寄せ、低クレアチニン水準をつくり出すため、異常なクレアチニン水準の原因となりうる。更に、被験者は自分を過度に水和（利尿）させることで、クレアチニン水準と比重を正常範囲より低下させる。最後に、被験者は尿を採取した後で、尿試料に余分の水を物理的に加え、それによってクレアチニン濃度と比重を正常範囲より低下させることもある。
【００２７】
尿クレアチニン濃度が測定された後、不一致があるかどうかを決定するために、この値を初めに比重測定値と比較できる。例えば、比重測定値が高めの正常値で、クレアチニン測定値が低めの正常値である場合に、試験所技師は数値のこの不一致から、尿試料が利尿剤で混ぜものをされたことを疑うべきである。比重とクレアチニン水準は、いずれの順序でも測定できることは、一般的に理解されるところである。
正規化ずみクレアチニン値と予想の正規化クレアチニン値の範囲との比較による混ぜものをすることの決定
【００２８】
pHや比重などの患者の尿パラメータは、摂取される飲食物の種類や量に応じて、日によって変わる。更に、被験者は内生的な物質を異なる率で代謝する。これらの日ごとの尿パラメーターの多様性のため、クレアチニンの濃度水準も時間の経過とともに幾分は変わりうる。有意の尿細管再吸収は起こらず、クレアチニンの腎クリアランスは主に糸球体濾過の結果である。尿クレアチニン濃度で観察される多様性の原因となる主要な変数は、尿細管再吸収か遊離水の排泄である。尿生産速度と尿比重との間と同じように、クレアチニン濃度と尿生産速度との間にも、数学的な関係が存在することが発見された。尿生産速度と比重との間と関係と同じように、尿生産速度と尿クレアチニン濃度との間に反比例の関係がある。すなわち、図１の初期データセットで例示されるように、尿生産速度が大きければ、尿クレアチニン濃度は小さくなる。
【００２９】
典型的な１日におけるクレアチニンの腎臓排泄速度(mg/dl)が、どんな患者でも比較的一定であることは、現在認められている。この一定性は今、クレアチニンの腎臓排泄速度を尿量生産速度の関数として調べることによって実験的に確証された。例えば、12名の従順な対照被験者の尿の一連の、完全な、かつ時間指定された（1-8時間の保存期間）部分試料を、24-72時間に集めた。各々の尿部分試料につき、尿量生産速度(ml/分)、比重、及びクレアチニン濃度(mg/dl)を測定した。このデータを用いて、尿量生産速度係数（UVPRF又は正規化ずみ尿生産速度）と逆の尿クレアチニン排泄係数(RUCEF)との間で、微小な(dimensionless)直線関係が存在すること、すなわち全患者にとってこの関係が同じであることがわかった。各被験者の管理された尿採取期間につき、尿量生産速度係数(UVPRF)は、採取された各尿部分試料の尿量生産速度(v)と、通常1.030近くの予め選ばれた参照比重（すなわち朝の排尿に典型的な、室温での通常の尿試料の比重）をもった、採取期間中の最も濃縮された試料の尿量生産速度(v’)との比によって定義される。
UVPRF＝v/v’         (1)
この例で同様に、逆の尿クレアチニン排泄係数(RUCEF)は、通常1.030に近い比重をもった、最も濃縮された尿部分試料のクレアチニン濃度(u’)と、採取された各尿部分試料のクレアチニン濃度(u)との比によって定義される。
RUCEF = u’/u       (2)
最も適合する線形回帰線は次式によって与えられる。
RUCEF = 0.942・UVPRF + 0.121     (3)
u’/u = 0.942・v/v’ + 0.121       (4)
ここで統計的評価から、補正ずみ倍数の二乗R = 0.985、推定値の標準誤差＝0.242、及びF-比＝4965が得られる。
【００３０】
従って、当業者の伝統的な教示とは反対に、尿薬物及び代謝物の濃度、並びに内生的物質濃度(u)は、腎臓で生産される尿量(v)と反比例しており、いかなる時点及び尿pHにおいても、積(u・v)が一定であることを例証している。
【００３１】
(u・v)は常に一定の定常状態値であるから、式(4)から、何らかの経験的な数学的関係がuとvの間に存在するはずである。すなわち、任意の尿量生産速度(v’)と同等な濃度(u’)を参考地点（比重1.030）で与えられると、次式が得られる。
{uv}sg actual = {u’v’}sg 1.030     (5)
又は(u’)について再整理すると、次式を与える。
u’ = u・(v/v’)       (6)
ここで式(6)で与えられる積は、実比重と朝の排尿に典型的な1.030の補正比重とをもった、スポット採取尿試料について測定されたものである。
【００３２】
図１に反映された最初のデータ収集に従って、腎臓病クリニックで追跡された患者96名から独立データを集めた。これらの患者から得られたデータは、24時間尿量、尿比重、尿クレアチニン濃度、血清クレアチニン濃度、24時間採取から測定されたクレアチニン・クリアランス、尿中の蛋白質及びブドウ糖の存在、尿重量オスモル濃度、患者の性別、年齢、脂肪を含まない体重、全体重、身長、及び診断を包含した。
【００３３】
これらの管理された尿採取を用いて、1.030の比重で妥当に正常な腎機能をもつ被験者について、毎分0.58 mlの尿量生産速度(v’)が測定された。(rsg - 1.000)/(msg - 1.000)の比を用いて、比重係数を計算した。ここで、rsgは予め選ばれた試験用の参照比重(reference specific gravity)であり、この場合1.030に等しい。また、msgは測定された比重(measured specific gravity)である。比重係数は、測定比重値と、実質的に利尿剤不使用の集団について予め選ばれた試験参照比重値との間の差を埋めるために、測定比重値を調整するものである。比重係数は本質的に、測定比重値の変化を埋め合わせるために、測定クレアチニン値を正規化するものである。
【００３４】
1の傾斜とゼロ切片(a slope of 1 and a zero intercept)を与える図2に示すように、尿量生産速度係数（正規化ずみ尿生産速度）と比重係数(SGF)との間に直線関係が存在することがわかり、次式が与えられる。
UVPRF = v/v’ = SGF     (7)
正規化ずみ尿クレアチニン濃度（添付の図に表わされているnu、NCR、又はNCRE）の計算
式(7)を式(6)へ代入すると、比重正規化ずみクレアチニン濃度(nu)（又はクレアチニンを測定していることからNCRE）は、実際の尿クレアチニン濃度(u)を1.030の尿比重の複合的効果について調整することによって計算される。
nu = u’ = u・(v/v’) = u・UVPRF = u・SGF   (8)
従って、NCREは尿比重の複合効果、患者体重、脂肪を含まない体重、患者の性別、及び年齢などの変数を考慮したクレアチニン濃度である。しかしこの場合、比重のみが考慮されている。
【００３５】
比重測定の代わりに重量オスモル濃度測定を計算に使用
尿生成速度(ml/分)と尿中クレアチニン濃度との間に特異的な数学的関係があることが認められた。また、これらの変数と尿比重との間にも関係がある。一般的に、SGFとv/v’との関係は正常な腎機能をもつ人に当てはまる。しかし、SGFは、特に屈折率測定や比重計で測定する時には、v/v’に直接の関係がなく、これまで述べた関係に不正確を生ずる状況がある。このような状況は、尿が有意量の蛋白質及び／又はブドウ糖を含有する時に、いつでも起こる。時おり、尿のクリアーされた(cleared)放射線不透過性染料を診断目的に使う時にも、これが起こる。これらの化合物類は各々、スピニング比重計の屈折率や抵抗係数に影響しうる。これらの状況においては、異常な成分の存在は人為的に高められた比重値をもたらす。例えば、主としてアルブミンである尿中蛋白質は、尿100 ml当り蛋白質1000 mgごとに、比重を約0.003単位上昇させる。ブドウ糖の存在は、尿100 ml当りブドウ糖1000 mgごとに、約0.004単位の上昇をもたらす。これらの影響を及ぼす化合物類の存在を考慮しないならば、補正に利用される比重は不正確である。計算された比重係数(SGF)からのv/v’が、予想された範囲の外に出て、異常な状況の可能性を技師に警告するので、この不正確は簡単にわかる。尿比重が生産される尿量にとって高すぎると思われる。この筋書では、蛋白質、ブドウ糖、及び放射線不透過性染料の量を測定するために、追加の尿試験を行なうことができる。これらの数値が得られたなら、計算の補正が行なえる。例えば、放射線不透過性染料が尿からなくたった後で、もう一度尿試料を採取し、屈折計や比重計の比重値に対して、蛋白質及び／又はブドウ糖についての数値上の補正を行なうことができる。補正ずみ比重は、異常な尿成分の影響を除くように、引き算によって決定される。これらの補正がなされたなら、SGFとv/v’との間に正常に予期される関係が認められよう。
【００３６】
しかし、比重は溶液単位容積の質量を純粋な溶媒の単位容積の質量で割ったものであるから、尿補正能力の尺度としてSGFを使用する代わりに、重量オスモル濃度係数(urine osmolality factor、以下UOF)を使うこともできる。重量オスモル濃度は、純粋な溶媒の単位容積当りの浸透性粒子の数であり、比重のように温度の変化に鋭敏ではない。尿重量オスモル濃度を尿比重に関連づける一般的な関係が科学文献に見られる。例えば、mOSMで測定される尿オスモル濃度は、37500 (SG-1.000)に等しい。尿オスモル濃度係数は1.030のような参考点の比重における尿オスモル濃度と、実際の尿比重における尿オスモル濃度同等物との比として定義される。この式を用いて、蛋白質／ブドウ糖を含まない尿に対して以下の数値が生ずる。
【００３７】
実施例
【表１】
0004179748.tif 000002
【００３８】
従って、このデータから、SFG値とUOF値が同等であり、いずれも本願発明に使用できることが明らかである。
図３及び４に例示されているとおり、独立データは尿比重の種々の数学的処理に対する尿生産速度(ml/分)によっても作図された。比重又はその同等物の重量オスモル濃度、すなわちSG比-1.030/SG、SGF、又はSGなどもx軸に作図するために幾つかの方法があるが、SGFとUOFとの関係が好ましい。
【００３９】
尿クレアチニンと尿量生産速度との反比例関係をより詳細に立証するための更に一つの実施例として、尿生産速度に対して尿クレアチニン濃度を再び作図すると、図５の双曲線が明らかになる。
【００４０】
ヒトの腎臓は処理と濾過の最終段階で尿を希釈する。腎臓が尿生産のために水を必要とする場合は、尿中物質の濃度が下がる一方で、尿生産に水を必要としない場合は、尿中物質の濃度が高い水準にとどまる。図１と図５は、体でつくられる物質であるクレアチニンの濃度が、尿生産速度と反比例関係をもつさまを示しており、このため正常に機能する腎臓の場合や、尿中に存在すべきでない外来物質がない場合には、尿生産速度が高まると尿クレアチニン濃度が低下する。多量の尿をつくるために多量の液体を飲む場合は、低い尿クレアチニン濃度が見られると予想される。
【００４１】
正規化クレアチニン値と確定ずみ正規化クレアチニン値との比較
次に、図６に示すように、正規化された尿クレアチニン濃度は、患者について確定された履歴値に対して、又は利尿剤不使用の正常な独立した患者データベースからの正規化クレアチニン濃度の予想範囲に対して比較される。図６は、密度値（試料のカウント）に対して、正規化クレアチニン値（SGイオン強度によって正規化されたもの）を作図している。曲線は、試験集団のNCREが、混ぜものをされていない正常な試験試料についてのある範囲内に入るべきことを実証している。比重測定値が低ければ、NCREは高くなり、その逆も当てはまる。計算された正規化ずみ尿クレアチニンが予想値の範囲から有意に外れていれば、尿は混ぜものをされていると考えられる。被験者が薬物試験に影響を与えようとして過剰に水分摂取する場合は、正規化式に比重係数を用いて、水添加のない尿の正しいクレアチニン量を計算できる。クレアチニン正規化式は過剰な水分摂取について調整するものである。クレアチニンが多すぎたり少なすぎたりすれば、尿に不純物が混和されているのがわかる。
【００４２】
図７は、比重係数と比較した正規化ずみ尿生産速度（前述のように、正規化ずみ尿生産速度はv/v’比による容積比である）の関係を作図したものである。被験者が薬物試験に合格するために、浸透圧利尿剤を飲む場合、このような利尿剤はイオン的に見えない固形分を尿中に生じさせ、これが過度の水分を引き寄せる。この状況では、尿試験試料中のクレアチニン濃度は尿比重にとって低すぎる（比重は、イオン強度試験での正常な示数にも関わらず、屈折率測定によれば異常な高さとなる）。本質的に、この筋書では、存在する溶解固形分にとって多すぎる水分があり、その結果、クレアチニン水準は低すぎる。この状況では、計算されたNCREは小さすぎる。例えば、SGFは10であるはずなのに、実際は１である。NCREの計算値も低すぎる。同じSGFについて、多すぎる水分が存在する。すなわち、同量の固形分に対して、水分が多すぎる。図７にこの状況が示されており、下の線は予想値を示し、上の線は浸透圧・水利尿性利尿剤の使用とそれに続く高い尿量水準からの結果を示す。
【００４３】
ラシックス（Lasix；lasts six hoursの意）のような“ウォーターピル”利尿剤は、尿中にイオン性固形分を生じさせる。この利尿剤は体からの電解質と水分の損失を高める。その結果、このタイプの利尿剤はナトリウム輸送や塩化物輸送を阻止することによって、生理的以上に多くの固形分を体外排泄させる。これらの利尿剤を使用すると、説明の付かないほどの固形分が尿中に生ずる。これらの固形分はイオン的に測定でき、常に比重を予想より高めにする。
【００４４】
ウォーターピルは次のように作用する。これらのタイプの利尿剤を摂取する結果として体が塩化物イオン類を排泄する場合、水は塩化物と会合するようになるが、これは塩化物イオンにとって通常予想されるものである。しかし、試料中に存在するクレアチニンの量に対して過剰な水は、通常存在しない。比重も存在する水の量にとって高すぎる。比重補正係数SGFがクレアチニンに対して使用される場合、NCREは常に低すぎるように見える。
【００４５】
これらのタイプの利尿剤では、クレアチニンを測定しようとするなら、その値はイオン強度によって測定される比重にとって、常に低すぎる。従って、これらの2測定値の比較で、混ぜものをすることが決定的に明らかになり、引き続き再試験が必要となる。
【００４６】
しかし、被験者がイオンではないイソソルビドのような浸透圧利尿剤を飲む場合、利尿剤からの固形分はイオンとして現れない。従って、イオン強度によって測定される比重は非イオン性固形分を考慮しないため、測定される比重は尿試料中に存在するクレアチニン量にとって正しいとされる値であるにすぎない。この場合、全固形分法によって測定される比重のみが、これらの追加固形分を考慮したものとなる。
【００４７】
正規化クレアチニン値と実際のクレアチニン測定値との比較
計算された正規化クレアチニン値を実際のクレアチニン測定値と比較できる。NCRE計算値が実際のクレアチニン測定値より大きな値であり、またNCREが正常な予想範囲内にあるなら、試料は利尿剤によって混ぜものをされたと思われる。
【００４８】
以下の実施例は、利尿剤の混和に対する試験法を利用して実施される分析を例示したものである。この点で、図８は対照値の場合に、典型的な被験者について、正規化ずみクレアチニン濃度水準が時間の経過によって、どのようにプロットされるかを示している。
【００４９】
実施例１
図９は、対照値に対するヒドロクロロチアジド利尿剤摂取の影響を例示している。尿試料中に遊離水があるこの状況では、NCREは図８の対照値に比べて低すぎると思われる。これは、尿試料が利尿剤により、又は少なくとも試験試料への遊離水の添加によって、混ぜものをされたことを、検査試験所に告げている。
【００５０】
この場合の比重は、存在するクレアチニンにとって高すぎるため、比重係数を低下させ、その結果、計算された正規化クレアチニン水準を低下させる。そのため、グラフは図８の対照値より下に急落する。この実施例で、被験者は比重のみの試験に合格し、全体の薬物試験は陰性であろう。混ぜものをすることはクレアチニン水準の識別自体において発見されたかも知れないが、それは正規化クレアチニン比較においては確実な検出であった。
【００５１】
実施例２
図１０は、正規化クレアチニン水準へのウォーターピル利尿剤ラシックス(Lasix)の影響を示している。この実施例では、正規化クレアチニン水準は、図８の対照値から劇的に低下しており、６時間にわたり対照値から低下したままになっている。
【００５２】
実施例３
ウォーターピル利尿剤（この場合、スピロノラクトン）の影響について、図１１に示す更に一つの例は、ウォーターピル利尿剤が一貫して正規化クレアチニン水準を、図８に例示された予想対照値から低下させることを示す。比重値も、尿試料中に存在するクレアチニンの量にとっては低すぎる。この実施例で、スピロノラクトン利尿剤の１投与量は、2.5倍（の係数で）試料を希釈した。
【００５３】
実施例４
図１２と図１３は、正規化クレアチニン水準への浸透圧利尿剤の影響を例示している。薬物は持続性の利尿剤投与量を表わしていた。この実施例では、尿中固形分の比重は、正常な条件下に体が排除していたはずのものにとって高すぎる。高い比重値は計算比重係数を低下させ、これが今度は正規化クレアチニン値を図８の対照値から劇的に低下させる。この実施例では、尿中に引き寄せられた電解質は試料の比重値を高める。
【００５４】
図１４は、イソソルビドの存在を埋め合わせるために補正された比重に対する、イオン強度法で計算されたイソソルビドを含有する尿試験試料の比重を示す。
【００５５】
図１５は、イオン強度法と、それに対する屈折計法とで測定された比重の間の変動を示す二重操作のグラフであり、図１４に対する推論としての役目を果たす。試験された尿試料はイソソルビドを含有していた。イソソルビドは非イオン性の固形分を尿中に沈降させるため、このような固形分はイオン強度に基づく比重試験では検出できない。従って、グラフの下の曲線はイオン強度測定法での比重を示し、上の曲線は屈折率測定法による全固形分に基づく比重を示す。全固形分法は尿試料中に存在するイオン類とその他の固形分の両方を考慮するため、高めの比重を示す。低い方の曲線はイオンのみの測定を反映している。イオン強度測定法のもとでは、被験者は偽りの陰性試験結果を得ることがある。NCRE計算値へのこれらの比重の差の影響は劇的であり、混ぜものをしたことを明白に示す。
【００５６】
図１６は、図１５の２曲線間の差を例示しており、時間経過における尿比重へのイソソルビド増加分の影響を示す。
実施例５
図１７は、薬物のバリウムを含有する尿試料へのイソソルビド摂取の影響を例示している（図中、BENZはベンゾジアゼピン）。薬物審査試験を受ける被験者は、イソソルビドの利尿効果によって尿中薬物濃度が低下するため、薬物試験で偽りの陰性結果を得ることになる。しかし、NCREと比重値の分析は、不純物の利尿剤が摂取されて、NCREを予想値より十分下に効果的に低下させたことを明らかにしている。検査試験所は、更に詳しく検査するために、被験者の再試験を要求することになる。
【００５７】
本質的に、この方法の下で、クレアチニン水準が正常な人にとって低すぎるかどうか、すなわち試料中にその被験者にとって多すぎる水分があるかどうかを見るために、正規化ずみ尿クレアチニンが計算される。このような高水準の水は生理的なものではなく、水分摂取の結果でもない。というのは、過剰な水分が水摂取の結果であるならば、クレアチニン水準は平坦になる、すなわち不釣り合いなほど高い比重値はありえない。なぜならば、高い尿生産速度は普通、低めの比重値をもたらすからである。正規化式は水分摂取の補正をするが、式は尿へのウォーターピル利尿剤と浸透圧利尿剤の添加に対して補正しない。この点で、全固形分法（例えば屈折計法）は、尿固形分よりも非イオン性尿固形分を測定するために最も正確な方法である。浸透圧利尿剤を使用すると、イオン強度比重法よりも全固形分比重法の場合に高めの比重値を生ずる。全固形分比重法によって尿中の固形分を測定し、続いて計算された正規化クレアチニン水準の比較を行なうと、浸透圧利尿剤（及び全般的にウォーターピル）の使用が特定的に明らかになる。この点で試験所は、被験者の正規化クレアチニン水準が利尿剤不使用の正常な試験集団に対して、どのあたりに入るかを見るために、図１８と図１９に見るようなヒストグラムを利用する。1550本の尿クレアチニン試料からの試験試料データで決定されるとおりに、100あたりの低い値と600より高い値が適当な範囲の上下限となる。正規化ずみ尿クレアチニン値がこの範囲より低い場合は、利尿剤や過剰な水分摂取によって尿に不純物が混和されたと思われる。この点で、正規化ずみ尿クレアチニン濃度が許容範囲より高い場合は、被験者は試験試料をヒト以外の動物の尿と取り替えたか、又は試料に第二のクレアチニンを添加したと思われる。
【００５８】
尿試料が利尿剤その他の手段によって混ぜものをされたかどうかを評価するための試験法が、いま提供されていることが理解されよう。この方法は、尿試料の比重測定値（イオン強度及び全固形分法によるもの）、試料のクレアチニン測定値、及び尿試料の希釈水準を示すものとしての正規化クレアチニン計算値を利用している。次に、正規化クレアチニン値は、混ぜものをしたことの指針としての正常な尿試料に予想される範囲と比較される。試験法は、既存の比重化学試験キットの限界を克服するものである。試験法は、狭い比重範囲しか示さない化学試薬に制限されない。試験法は比重測定のために、不正確になりやすいイオン測定に依存しない。最後に、試験法は利尿剤の使用から生ずる人為的につり上げられた比重値を埋め合わせるために、測定クレアチニン濃度を調整する。
【００５９】
本発明はその好ましい具体例を特に参照しながら詳細に説明されたが、以下の特許請求の範囲に規定されている本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、明白に記述されたもののほか、多くの変更、付加、及び削除がなされうることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、尿クレアチニン濃度対尿生産速度のグラフであり、尿クレアチニンと尿生産速度との反比例関係を示しており、初期データセットを使用して双曲線を形成する。
【図２】  図２は、尿量生産速度係数対尿比重係数のグラフであり、１の傾斜とゼロ切片(a slope of one and a zero intercept)とを示し、それらの実質的な直線関係を明らかにしている。
【図３】  図３は、独立データを使用し、実質的な直線関係を示す尿生産速度対尿比重係数(SGF)のグラフである。
【図４】  図４は、尿生産速度対比重比(1.030/尿SG）のグラフである。
【図５】  図５は、尿クレアチニン濃度対尿生産速度のグラフであり、尿クレアチニンと尿生産速度の間の反比例関係を示し、独立データを使用して双曲線を形成している。
【図６】  図６は、密度対正規化クレアチニン値のグラフである。
【図７】  図７は、正規化ずみ尿生産速度対比重係数のグラフである。
【図８】  図８は、対照事例における時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片(fraction)としての正規化ずみクレアチニンのグラフである。
【図９】  図９は、ヒドロクロロチアジド摂取後の時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片(fraction)としての正規化クレアチニンのグラフである。
【図１０】  図１０は、フロセミド（ラシックス）摂取後の時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片としての正規化クレアチニンのグラフである。
【図１１】図１１は、スピロノラクトン摂取後の時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片としての正規化クレアチニンのグラフである。
【図１２】  図１２は、イソソルビド摂取後の時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片としての正規化クレアチニンのグラフである。
【図１３】  図１３は、イソソルビド摂取後の時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片としての正規化クレアチニンのグラフである。
【図１４】  図１４は、イオン強度使用の比重に対するイソソルビド補正ずみ比重のグラフであり、直線関係を示している。
【図１５】  図１５は、イソソルビド摂取後の時間単位の試料採取時間に対する尿比重のグラフである。
【図１６】  図１６は、イソソルビド摂取後の時間単位の試料採取時間に対する尿比重へのイソソルビド増加分のグラフである。
【図１７】  図１７は、イソソルビド摂取後の時間単位の試料採取時間に対する対照値の断片である。
【図１８】  図１８は、1550本の尿クレアチニン試料のNCRヒストグラムであり、NCR−比重正規化ずみ尿クレアチニンに対するNCR間隔での尿試料を示す。
【図１９】  図１９は、尿NCRの低末端値のNCRヒストグラムであり、NCR−比重正規化ずみ尿クレアチニンに対するNCR間隔での尿試料を示す。
【図１】
0004179748.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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