(57)【要約】  本発明は、一酸化窒素（ＮＯ）を発生させて治療部位にＮＯを送達する装置は、メインユニット、アプリケータ、コネクタホース、及び移動式スタンドを含む。前記メインユニットは、コネクタホースを介してアプリケータに電源とガスを供給する。前記アプリケータは、プラズマ状態の一酸化窒素（ＮＯ）を発生させるプラズマ発生器を含む。前記メインユニットは、ユーザが前記装置の少なくとも一つの動作様相を制御することを可能にするユーザインターフェースを含む。前記アプリケータは、ピストルグリップハンドル、前記プラズマ発生器を作動させるためのトリガ、前記コネクタホースに結合させるためのホース連結部、及び前記プラズマ発生器の先端を治療部位から所定の距離に離隔させるためのカウル部分を含む。センサは、フィードバックを送信、アプリケーション、アプリケータ動ぎなどに近接してアプリケーション部位温度を監視するアプリケータが提供される。【代表図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯを発生させて治療部位にＮＯを送達する装置であって、
メインユニットと、
アプリケータと、
コネクタホースと、
移動式スタンドと、を含み、
ここで、前記メインユニットは、コネクタホースを介してアプリケータに電源とガスを供給し、前記アプリケータは、プラズマ状態の一酸化窒素（ＮＯ）を発生させるプラズマ発生器を含む、装置。
【請求項２】
前記メインユニットは、ユーザが前記装置の少なくとも一つの動作様相を制御することを可能にするユーザインターフェースを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ユーザインターフェースが、タッチスクリーンを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記アプリケータは、
ピストルグリップハンドルと、
前記プラズマ発生器を作動させるためのトリガと、
前記コネクタホースに結合させるためのホース連結部と、
前記プラズマ発生器の先端を治療部位から所定の距離に離隔させるためのカウル部分と、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記カウル部分は、前記装置の冷却を容易にするために、カウル部分の長さに沿って複数の通気孔を含む、請求項４に記載の放置。
【請求項６】
安全監視シグナルを提供するために、前記アプリケータの前端部に近接して配置された安全センサを更に含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記安全センサが、受動型赤外線皮膚温度センサを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記安全センサは、ユーザが前記アプリケータと治療領域との間の距離を監視することを可能にする近接センサを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記近接センサは、前記アプリケータが前記治療領域から所定の距離より近くに配置される場合に、装置を停止するように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
適切な使用、警告及びエラーのうちの少なくとも一つを示すために変化可能な前記治療領域上に色を投影するために、前記アプリケータの前端部に近接して配置されたカラー照明装置を更に含む、請求項５に記載の装置。
【請求項１１】
前記アプリケータの内部または上に配置されたモーションセンサを更に含み、前記モーションセンサが、前記アプリケータの動ぎを測定するための多軸加速度計を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記モーションセンサは、標的治療部位の過度な治療を防止するために、前記アプリケータが十分な時間の間に動かないと、装置を停止させるように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、医学的に有意な量のＮＯを含むプラズマ種の組成を有する空気ストリームを生成するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記医学的に有意な量のＮＯが、２、５００百万分率（ｐｐｍ）以下のＮＯである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記医学的に有意な量のＮＯが、３、５００百万分率（ｐｐｍ）以下のＮＯである、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、“治療部位に一酸化窒素を適用させるための装置”という名称で、２０１４年６月３０日出願された係留中の米国仮特許出願第６２／０１９，０３７号の非仮出願であり、その全体は、本明細書に参考として含まれる。
【０００２】
開示の分野
本発明は、一般に、医学的治療分野に関し、より詳細には、病状及び疾病の治療に一酸化窒素を効果的に投与するための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
一酸化窒素（ＮＯ）ガスは、人体の内部及び外部から気体状態で通常発見される寿命の短い分子である。ＮＯは、多数の調節特性、保護的及び治療的特性を有するものとして知られているシグナル伝逹分子である。内因性ＮＯの生産増加を刺激するか身体内に外因性に生産されたＮＯを導入することにより、身体のＮＯの自然発生を強化することは、損傷、痛症及び微生物侵入に対する身体の反応を改善することができる。しかし、生体組職にＮＯを送達することは、難しく、ガス状態でＮＯは、真皮を貫通できない。臨床的に有用であるためには、ＮＯが十分な量で作用部位に存在しなければならない。
【０００４】
治療目的にＮＯを送達するための従来技術は、体内にＮＯを化学的に排出する化合物の投与を含む。他の方法は、ＮＯ経路作用剤及びＮＯ拮抗剤を使用する。また他の方法は、高圧ＮＯガス及びスプレーを使用する。また他の方法は、ガスＮＯが導入された真空密封容器で本体を取り囲むことを含む。加圧された一酸化窒素を組職及び皮膚に貫通させようとする試みなどがなされた。様々な理由で、このような方法は、制限された結果のみをもたらした。例えば、ガス状のＮＯは、反応性が高く、拡散定数が低く、組職媒質の寿命が極めて短い。
【０００５】
臨床的成功を達成することができなかったまた他の方法は、ペイロードの排出制御を変調することができず、ドナー（ｄｏｎｏｒ）の浸透／飽和を信頼性があるように変調することができないので、問題があるものと立証された分子ドナーの投与を含む。
【０００６】
ＮＯを含む特定の臨床結果を標的とするいくつかの解決策がある。例えば、シルデナフィル（Ｓｉｌｄｅｎａｆｉｌ、ビアグラ（ＶＩＡＧＲＡ）という商標名で販売される）は、勃起不全症侯群においてＮＯの下向き調節を妨げる。例えば、エタネルセプト（Ｅｔａｎｅｒｃｅｐｔ、商標名ＥＮＢＲＩＬで販売される）は、関節の炎症性疾患においてＮＯが行うことを行うために抗ＴＮＦα抗体を使用する。ほとんどの解決策は、作用部位に直接的にＮＯの生産を刺激することが難しいので、ＮＯ経路に影響を及ぼすことを含む。これらのＮＯ経路薬理作用の部位特異性の不足によって否定的な副作用が深刻であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した観点から、治療効果を促進させるように作用部位にＮＯを投与するための装置及び方法を提供することが有利であるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、ＮＯを発生させて治療部位にＮＯを送達する装置が開示される。この装置は、メインユニット、アプリケータ、コネクタホース及び移動式スタンドを含むことができる。前記メインユニットは、コネクタホースを介してアプリケータに電源とガスを供給することができる。前記アプリケータは、プラズマ状態の一酸化窒素（ＮＯ）を発生させるためのプラズマ発生器を含むことができる。前記メインユニットは、ユーザが装置の少なくとも一つの動作様相を制御することを可能にするユーザインターフェースを含むことができる。ユーザインターフェースは、タッチスクリーンであり得る。
【０００９】
アプリケータは、ピストルグリップハンドル、前記プラズマ発生器を作動させるためのトリガ、前記コネクタホースに結合させるためのホース連結部、及び前記プラズマ発生器の先端を治療部位から所定の距離に離隔させるためのカウル分部を含むことができる。前記カウル分部は、前記装置の冷却を容易にするためにカウル分部の長さに沿って複数の通気孔を含むことができる。
【００１０】
前記安全センサは、安全監視シグナルを提供するために、アプリケータの前端部に近接して配置され得る。安全センサは、受動型赤外線皮膚温度センサを含むことができる。安全センサは、ユーザがアプリケータと治療領域との間の距離を監視することを可能にする近接センサを含むことができる。近接センサは、アプリケータが治療領域から所定の距離より近くに配置される場合に、装置を停止するように構成され得る。前記装置は、適切な使用、警告及びエラーのうちの少なくとも一つを示すために変化可能な治療領域上に色を投影するために、アプリケータの前端部に近接して配置されたカラー照明装置を含むことができる。前記装置は、アプリケータ内部または上に配置されたモーションセンサを含むことができ、前記モーションセンサは、アプリケータの動きを測定するための多軸加速度計を含む。患者の標的部位を過度に治療することを防止するために、アプリケータが十分な時間の間に動かないと、モーションセンサを使用して装置を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明によってＮＯを生産する例示的な装置を示す。
【図２】図２は図１の装置の側面図である。
【図３】図３は図１の装置の背面図である。
【図４】図４は図１の装置の一部の詳細図である。
【図５】図５は図１の装置の他の部分の詳細図である。
【図６】図６は図１の装置のアプリケータ部分の等角図である。
【図７】図７は図６のアプリケータの側面図である。
【図８】図８は図６のアプリケータの端部図である。
【図９】図９は図６のアプリケータの汎用発生部の回路設計図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、開示された装置は、様々な実施形態が示される添付の図面を参照してより詳細に説明されるだろう。しかし、開示された装置は、様々な形態に具現されることができ、本明細書で記載した実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、このような実施形態は、本開示が徹底的且つ完全なものが提供され、本開示の範囲を当業者に十分に伝達するだろう。図面において、類似の番号は、類似の要素を指称する。
【００１３】
本開示によれば、ストリームがその内容物の一部としてＮＯを有するプラズマ状態の物質の離散ストリームを生成する装置が開示される。様々な実施形態において、前記ストリームは、有機体に投与されて治療結果を得ることができる。一部の実施形態において、表面レベルでのＮＯ適用（すなわち、皮膚または開放された傷に向かう）は、ＮＯの身体自体生産を刺激して、治療効果が表示部位で、及びその周りで得られることができると信じられる。代替的に、開示された装置は、プラズマ状態のＮＯが細胞膜を貫通し、及び細胞膜周辺を通過することができる十分に高いエネルギー及び速度を有するという事実を利用することができる。ある場合には、ＮＯが関連組職において治療結果を生じ得るために、生物膜と角質層を通過することができる。
【００１４】
ＮＯを含むプラズマ状態の物質は、いくつかの方法を介して生成され得る。大気には、窒素と酸素を含み、従って、正確な幾何学に十分なエネルギーがガス混合物から一酸化窒素を生成することができる。ガス状Ｎ２及びＯ２をプラズマ状態に転移させるために、エネルギーが加えることができる。一つの非限定的、例示的な実施形態において、Ｎ２−Ｏ２混合物に予め形成されたガス状態が生成され、プラズマ状態のＮＯ生成に十分なエネルギーを伝達するプラズマエネルギーアークを通過することができる。
【００１５】
図１〜図３を参照すると、プラズマ状態のＮＯを発生させ、このようなＮＯを治療部位に適用させる装置１が示される。一般に、前記装置１は、メインユニット２、アプリケータ及びコネクタホースアセンブリ４、及び移動式スタンド６を含むことができる。前記メインユニット２は、タッチパネルディスプレイ８、機能ボタンパネル１０及び電源制御ボタン１２を含むことができる。前記アプリケータハウジング１４は、アプリケータ及びコネクタホースアセンブリ４のアプリケータ１６の容易な操作を可能にするためにメインユニット２の前方側に配置される。ホース管理サポート１８は、装置１が使用されないときに、アプリケータ及びコネクタホースアセンブリ４のコネクタホース２０を含むように移動式スタンド６の側部に設けられ得る。移動式スタンド６は、第１端部２２でメインユニット２に連結され得る。第２端部２４において、移動式スタンド６は、装置１が治療設備内の所望の位置に旋回するように複数のホイール２６を含むことができる。ホイール２６は、ロック特徴部を有することができ、装置が床または他の表面上でローリングされるときに、装置１の安全性を最大化するために、膨脹された平衡ホイールベース部２８内に配置され得る。
【００１６】
図２に示されたように、メインユニット２は、電源構成要素を所望の動作温度に維持するために、適切な換気ルーバ３０を含むことができる。装置１がホイール  ２６を介して表面に沿って動くように、ハンドル３２がメインユニット２の側面に設けられ得る。
【００１７】
図３に示されたように、メインユニット２は、分離された遠隔通信回路及び構成要素３４を含むことができる。一部の実施形態において、遠隔通信回路及び構成要素３４は、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢホスト及びクライアントなどを含む様々な適切な有線通信プロトコルのうちのいずれかを介して装置１と遠隔コンピューティングシステム（図示せず）との間の通信を可能にする。メインユニット２は、また、ＷｉＦｉ、セルラ、ブルートゥース（登録商標）などを含む様々な適切な無線通信プロトコルのうちのいずれかを介して装置１と遠隔コンピューティングシステムとの間の無線通信を可能にする一つ以上の無線遠隔通信モジュール３６を含むことができる。
【００１８】
メインユニット２は、また、クィックチェンジフィルタハウジング３８、内部電源４０、パワー入力モジュール４２、パワー出力モジュール４４及びクーラントカートリッジアクセスパネル４６を収容することができる。前記内容から理解されるように、クィックチェンジフィルタハウジング３８及びクーラントカートリッジアクセスパネル４６は、メインユニットに含まれた交替可能なフィルタ媒体及び冷却剤カートリッジに容易にアクセスすることができる。
【００１９】
移動式スタンド６は、電力入力モジュール４８及び絶縁された９０−２４０ＶＡＣ  ５０／６０Ｈｚ入力５０を含むことができる。
【００２０】
図４は、装置１の主電源システムを収容することができるメインユニット２を示し、これに空気吸入、冷却及び電力供給を提供することによってアプリケータ及びコネクタホースアセンブリ４に電力を供給するのに使用され得る。メインユニット２は、タッチディスプレイ８を含むことができるが、これは一部の実施形態では、カラー平面パネルタッチディスプレイであり得る。タッチディスプレイ８は、電源ボタン１２及び機能ボタンパネル１０を含むことができる。装置１を作動させるために、オペレータキーコーが不正使用を防止するために、タッチディスプレイ８上に入力され得る。先に言及したように、アプリケータハウジング１４は、ユーザによるアプリケータ１６の容易な握り及びリホルスタリング（re-holstering）を可能にするために、メインユニット２の前方側面上に設けられ得る。ホイール２６上の装置１の容易な移動を許容するために、一つ以上のハンドル３２がメインユニット２の両側に配置され得る。
【００２１】
図５は、コネクタホース２０の第１端部５２がメインユニット２に結合され、前記コネクタホースの第２端部５４がアプリケータ１６に結合されるアプリケータ及びコネクタホースアセンブリ４を示す。コネクタホース２０は、アプリケータ１６をメインユニット２に連結させるプレキシブルチューブを含むことができる。一部の実施形態において、コネクタホース２０は、アプリケータ１６に適用される治療作用を生成させる冷却液体、電力、センサデータ及び大気流の組み合わせをアプリケータ１６に供給する。ホース管理サポート１８は、移動式スタンド６の側面に配置される。例示された実施形態において、このホース管理サポート１８は、コネクタホースのルーフ５６が移動式スタンド６とバーとの間に捕捉されるように寸法と位置を有する上昇バーである。
【００２２】
図６〜図８は、アプリケータ１６をより詳細に示す。アプリケータ１６は、装置１によって提供されるＮＯ療法の一部としてＮＯガスを生成する。前記から分かるように、アプリケータ１６は、ピストル−グリップハンドル部５６、トリガ部５８、トリガガード６０、保護カウル部分６２、及びコネクタホース２０の第２端部５４に結合させるための連結部６４を含むピストルタイプ装置を含む。
【００２３】
図７に示されたように、アプリケータは、治療管理中に自動距離制御を提供する保護カウル部分６２内に凹状のチップ６６を備える。これは、ＮＯ発生器部分６８のチップ６６（図９）が適用部位に対して所望の所定のオフセット距離“ＯＤ”に常に保持されることを保障する。例示された実施形態において、このような所定のオフセット距離“ＯＤ”は、プラズマ発生器部分６８のチップ６６からアプリケータ１６の前端部７０まで測定される。
【００２４】
保護カウル部分６２は、ＮＯが所望の温度で治療部位に提供されるようにして、ユーザまたは患者に傷害を与える可能性を除去する。保護カウル部分６２は、使用中及び使用後にアプリケータ１６の冷却を容易にするために、その長さに沿って複数の通気孔７２を含むことができる。
【００２５】
図８に示されたように、安全センサ及びプロジェクタアレイ７４は、複数の安全監視及び警告を提供するために、アプリケータ１６の前端部７０に近接して提供され得る。例えば、安全センサ及びプロジェクタアレイ７４は、皮膚温度センサを含むことができる。皮膚温度センサは、治療中に皮膚表面温度を持続的に監視して所望の所定の範囲内に保持されるように保障する受動型赤外線センサを含むことができる。
【００２６】
安全センサ及びプロジェクタアレイ７４は、また、ユーザが最も安全で最も効果的な治療のために、アプリケータ１６と治療領域との間の最適距離を決定することを可能にする近接センサを含むことができる。近接センサは、あまり近くに配置すると、装置が停止することができる。
【００２７】
安全センサ及びプロジェクタアレイ７４は、また、適切な使用、警告及びエラーを示すように変更され得る治療領域上のカラーを投影するカラー照明装置を含むことができる。
【００２８】
安全センサ及びプロジェクタアレイ７４は、３軸加速度計のようなモーションセンサを更に含むことができる。モーションセンサは、アプリケータの動作を連続的に測定することができる。アプリケータが所定の時間より長い間に動作を停止した場合、患者の特定の標的部位を過度に治療しないように十分に動かなければ、メインユニットが停止するだろう。
【００２９】
それぞれのプラズマ発生器部分６８は、ＮＯレベルについて工場で試験することができ、較正データは、プラズマ発生器部分に含まれることができる。一部の実施形態において、プラズマ発生器部分６８は、修理及び／または交替のためにユーザによって取り外し可能である。
【００３０】
図９は、アプリケータ１６の例示的なＮＯ発生器部分６８を示す。示されたように、空気は、発生器部分６８の第１端部に導入され、一対の電極、すなわち、互いに絶縁されているカソード７６及びアノード７８の間に流れ込む。静止型ＤＣアーク放電は、電極など７６、７８の間で発生されて維持される。ＮＯ含有ガス流れは、アーク放電の影響で電極など７６、７８の間の領域で空気から形成され、クーラントを介して回収され（クーラントルーフ８０によって冷却され）、ＮＯが流れ８２に固定され得るようにする。流れの温度及びＮＯ含量は、治療部位に治療利益を提供するための好ましい値にすることができる。示された例示的なＮＯ発生器部分６８に関するより詳細な内容は、例えば、Ｐｅｋｓｈｅｖの米国特許第７，４９８，０００号で発見されることができ、この全文は、本願に参照として引用される。
【００３１】
プラズマ状態の空気の熱力学的平衡の組成分析によって確認された古典的熱力学は、２０００℃より低い温度でガス中のＮＯ濃度が１％を超えないということを示している。プラズマ温度を上げると、３５００〜４０００℃の温度でＮＯ濃度が最大（〜５％）まで増加する。４０００℃より僅かに低い温度は、示された装置１のプラズマアークにおける放電温度である。ＮＯを生成するプラズマ化学反応は、次の化学式で表すことができる：
Ｎ２＋Ｏ２→２ＮＯ−１８０．９キロジュール／モール（ｋＪ／ｍｏｌ）。
【００３２】
高温でのＮＯ分子の寿命は、早い再結合反応（２ＮＯ＋Ｏ２＝２ＮＯ２）によってその合成時間と類似する。再組み合わせを防止し、医療用でＮＯの治療濃度を維持するために、反応混合物の急速冷却、すなわち、急冷を達成することが好ましい。ＮＯの急冷は、周辺の冷たい空気中（すなわち、クーラントルーフ６からの）の逃げる流れを制動して発生する。例示された装置１は、大気圧で周り空気を使用して直流プラズマアークを生成することを可能にする。装置１は、一つの例示的な実施形態において、約２、５００百万分率（ｐｐｍ）のＮＯである医学的に有意的な量のＮＯを含むプラズマ種の組成を有する高温空気ストリーム８を生成する。他の実施形態において、装置１は、約３、５００ｐｐｍ以下のＮＯを含むプラズマ種の組成を有する高温空気ストリーム８を生成することができるが、これに制限されず、より高い濃度のＮＯがさらなる実施形態で提供され得る。
【００３３】
図９に示された装置１は、排他的なものではなく、プラズマ発生ＮＯの代替供給源が開示されたアプリケータ１６と共に使用され得る。
【００３４】
実際に、プラズマ状態のＮＯは、所望の効果を生成するために、生体組職に直接的にまたは近接して適用することができる。それは、心血管及び呼吸器システムにおける恒常性を維持するのに効果的に機能することができる。ＮＯは、シグナル伝逹分子として血管の柔軟性を促進し、血圧を緩和し、血液を浄化し、粥状硬化症を逆転させ、心血管疾患を効果的に予防し、その回復を助ける血管拡張を誘発することができる。ＮＯのまた他の重要な機能は、血管壁で粥状動脈硬化プラーク沈着を遅らせることである。ＮＯは、また、免疫系において、積極的な防御役割を果たす。これは、強力な抗酸化剤であり、細菌感染、ウイルス及び寄生虫発病を抑制することができる。これは、癌細胞増殖のいくつかのタイプを抑制することができる。中等度乃至重度の糖尿病患者で、ＮＯはよく発生する深刻な合併症を予防することができる。ＮＯは、また、関節炎における関節の浮腫に伴う疼痛を著しく減少させることができる。ＮＯは、癌、糖尿病、心筋梗塞及び脳卒中の危険を効果的に減少させることができる。
【００３５】
神経及び内分泌システムにおいて、ＮＯは、様々な身体器官の正常な機能を誘導し得る。ＮＯは、生物学的シグナル伝逹のために、細胞膜を介して自由に侵透して細胞活動を調節し、肺、肝臓、腎臓、胃、心臓、脳及び生殖器を含むべての器官が適切に機能を行うようにする。ＮＯは、正常な性機能を維持するために、生殖器への血流を増加させることができる。脳は、周辺の神経を介して会陰部にシグナルを伝達して血管拡張を誘発し、血流を増加させて勃起機能を向上させる。一部の条件下で、弱い勃起は、神経終末による不十分なＮＯ生産の結果である。
【００３６】
ＮＯは、また、老化過程を遅らせ、記憶を向上させることができる。免疫システムによって生成されたＮＯ分子は、侵入する微生物を破壊するだけでなく、脳細胞を活性化させ、栄養を供給して老化を著しく遅らせ、記憶を向上させる。
【００３７】
本明細書で使用されたように、単数で引用され、“ａ”または“ａｎ”という単語に進行された構成要素または段階は、そのような除外が明示的に言及されない限り、複数の構成要素または段階を除外しないものとして理解されるべきである。また、本発明の“一実施形態”に対する言及は、列挙された特徴を含む付加的な実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図していない。
【００３８】
本発明は、特定の実施形態を参照して開示されたが、添付の特許請求の範囲に定義されたように、本発明の領域及び範囲を逸脱せず、前述した実施形態に対する多数の修正、変更及び変化が可能である。従って、本発明は、前述した実施形態に限定されず、以下の特許の請求範囲の文言及びその均等物によって定義される全範囲を有することと意図される。
【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】
2017529193.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017529193.tif 000011
【国際調査報告】
2017529193.tif 000012