(57)【要約】【課題】人間が眠るまでの時間をより短くすることが可能な誘眠装置を提供することを課題とする。【解決手段】被験者の睡眠を誘導する誘眠装置１であって、被験者の生体情報を取得する生体計測センサ１１と、生体計測センサ１１で取得した生体情報に基づいて、被験者の睡眠の深さを示すための睡眠深度を判定する睡眠段階判定部１４と、生体計測センサ１１で取得した生体情報に基づいて、被験者の放熱量を取得する放熱量取得部１５と、睡眠段階判定部１４で判定した睡眠深度と、放熱量取得部１５で取得した放熱量とに基づくマッサージ刺激を被験者に付与する刺激呈示判定部１６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記生体情報取得手段で取得した前記生体情報に基づいて、前記被験者の睡眠の深さを示すための睡眠深度を判定する判定手段と、
前記生体情報取得手段で取得した前記生体情報に基づいて、前記被験者の放熱量を取得する放熱量取得手段と、
前記判定手段で判定した前記睡眠深度と、前記放熱量取得手段で取得した前記放熱量とに基づく刺激を前記被験者に付与する刺激付与手段と、
を備えることを特徴とする誘眠装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記睡眠深度を睡眠の深さに応じて四種類に分類して判定し、
前記刺激付与手段は、前記判定手段で判定した前記睡眠深度が睡眠の深さが最も浅い種類の睡眠深度であり、且つ、前記放熱量取得手段で取得した前記放熱量が減少し始める条件が満たされるまで前記被験者に対する前記刺激の付与を継続するとともに、当該条件が満たされた場合に前記被験者に付与する前記刺激を抑制する、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘眠装置。
【請求項３】
前記刺激付与手段は、前記条件が満たされた場合に、前記刺激の付与を停止する、
ことを特徴とする請求項２に記載の誘眠装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の睡眠を誘導する誘眠装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
夜などに睡眠する場合や車両の運転者が仮眠をとる場合などに、早期に睡眠を誘導するための誘眠装置が開発されている。誘眠装置としては、例えば、特許文献１に記載の装置では、覚醒時に人間が快適と感じる温度に室温を設定すると略同時に、物理刺激を加え始め、約１０分経過後に刺激量を減少させはじめ、その後１５分かけて次第に減少させゼロとしている。これにより、誘眠効果の促進を図っている。
【０００３】
また、特許文献２に記載の装置では、人間の閉眼状態における眼球運動で睡眠ステージを判定し、睡眠ステージが進行するほど（即ち眠気が深まるほど）、刺激レベルを低下させる。これにより、入眠効果の促進を図っている。
【特許文献１】特開平８−１９４５４号公報
【特許文献２】特開昭６３−９７１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、室温の設定内容や刺激の与え方が、人間の閉眼状態や覚醒状態や入眠状態に関係なく画一的に規定されている。このため、人間の生体の状態が考慮されていないことから、人間が眠るまでの時間をより短くすることができる余地がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載の装置では、人間に対する刺激の与え方が、眼球運動で判定した睡眠ステージに基づいている。このように、睡眠ステージに基づく刺激の与え方は考慮されているが、人間の放熱に基づく刺激の与え方まで考慮されていないことから、人間が眠るまでの時間をより短くすることができる余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、人間が眠るまでの時間をより短くすることが可能な誘眠装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、上記した課題を解決するため鋭意検討し、人間の睡眠の深さだけでなく、人間の放熱量にも基づいた刺激の与え方を考慮することにより、人間が眠るまでの時間をより短くすることが可能なことが分かった。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
本発明に係る誘眠装置は、被験者の生体情報を取得する生体情報取得手段と、生体情報取得手段で取得した生体情報に基づいて、被験者の睡眠の深さを示すための睡眠深度を判定する判定手段と、生体情報取得手段で取得した生体情報に基づいて、被験者の放熱量を取得する放熱量取得手段と、判定手段で判定した睡眠深度と、放熱量取得手段で取得した放熱量とに基づく刺激を被験者に付与する刺激付与手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この誘眠装置では、生体情報取得手段により被験者の生体情報を取得し、判定手段により生体情報に基づいて被験者の睡眠深度を判定するとともに、放熱量取得手段により生体情報に基づいて被験者の放熱量を取得する。そして、誘眠装置では、判定手段により判定した睡眠深度と、放熱量取得手段により取得した放熱量とに基づく刺激を刺激付与手段により被験者に付与する。ここで、被験者の睡眠の深さを示す睡眠深度だけでなく、被験者の放熱量にも基づいた刺激の与え方が考慮されているため、人間が眠るまでの時間をより短くすることができる。
【００１０】
本発明の上記誘眠装置では、判定手段は、睡眠深度を睡眠の深さに応じて四種類に分類して判定し、刺激付与手段は、判定手段で判定した睡眠深度が睡眠の深さが最も浅い種類の睡眠深度であり、且つ、放熱量取得手段で取得した放熱量が減少し始める条件が満たされるまで被験者に対する刺激の付与を継続するとともに、当該条件が満たされた場合に被験者に付与する刺激を抑制する構成としてもよい。
【００１１】
この誘眠装置では、判定手段により睡眠深度を四種類に分類して判定し、判定手段で判定した睡眠深度が睡眠の深さが最も浅い種類の睡眠深度であり、且つ、放熱量取得手段で取得した放熱量が減少し始める条件が満たされるまで被験者に対する刺激の付与を継続するとともに、当該条件が満たされた場合に被験者に付与する刺激を抑制する。この条件が満たされるまで被験者に対する刺激の付与を継続することにより、被験者の血行が良くなり、放熱量の増加が継続される。ここで、この条件が満たされた場合に刺激を抑制することにより、放熱量が減少し始めて睡眠の深さが現時点よりも次に深い種類の睡眠深度に移行する際の被験者に対する不要な刺激が抑制されるため、睡眠の深さを円滑により深くすることができる。このため、人間が眠るまでの時間をより短くすることができる。
【００１２】
本発明の上記誘眠装置では、刺激付与手段は、上記条件が満たされた場合に、刺激の付与を停止する構成としてもよい。
【００１３】
この誘眠装置では、刺激付与手段により、上記条件が満たされた場合に刺激の付与を停止する。ここで、この条件が満たされた場合に刺激の付与を停止することにより、睡眠の深さが現時点よりも次に深い種類の睡眠深度に移行する際の被験者に対する不要な刺激がなくなるため、睡眠の深さをより円滑により深くすることができる。このため、人間が眠るまでの時間をより短くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、人間が眠るまでの時間をより短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００１６】
本実施の形態では、本発明に係る誘眠装置を、車両に搭載され、早期に運転者（被験者）を睡眠に誘導する誘眠装置に適用する。本実施の形態に係る誘眠装置では、与える刺激はマッサージ刺激である。また、以下では、運転者の睡眠の深さを示すための用語として、睡眠段階という用語を用いて説明する。睡眠段階という用語は、睡眠深度や、睡眠ステージや、覚醒度や、眠気度などといった用語と同様に、睡眠の深さを示す用語である。睡眠段階は、睡眠の深さに応じて四段階（即ち四種類）に分類でき、睡眠段階１〜睡眠段階４と表記される。睡眠段階１は、睡眠の深さが最も浅い段階であり、睡眠段階４は、睡眠の深さが最も深い段階である。
【００１７】
図１〜図９を参照して、本実施の形態に係る誘眠装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る誘眠装置の構成図である。図２は、深部体温の低下度と睡眠段階との関係図である。図３は、睡眠段階と放熱量との関係図である。図４は、閉眼してからの経過時間と睡眠段階との関係図である。図５は、体温低下の度合を示す体温低下度と放熱量との関係図である。図６は、放熱量と生体に働きかけるエネルギー量との関係図である。図７は、誘眠装置１の一部の外観の例とマッサージ刺激の与え方とを示す図である。図８は、誘眠装置１において行われる処理手順を示すフローチャートである。図９は、誘眠装置１によるマッサージ刺激を付与した場合と、マッサージ刺激を付与しなかった場合との入眠潜時の測定結果を比較した図である。
【００１８】
誘眠装置１は、運転者が眠るまでの時間をより短くするために、運転者の睡眠段階と放熱量とに基づくマッサージ刺激を呈示する。特に、誘眠装置１では、マッサージ刺激が入眠を阻害していないかを判定するために睡眠段階を判定しつつ、マッサージ刺激により体温放熱を積極的に促すことで、生体から放熱させて体温低下を促し、速やかな睡眠を確保する。そして、放熱量が下がり始めると、睡眠を阻害しないようにするために運転者に呈示するマッサージ刺激を抑制する。
【００１９】
そのために、誘眠装置１は、生体計測センサ１１（生体情報取得手段）、ＥＣＵ１２、および刺激呈示部１３（刺激付与手段）を備えている。なお、ＥＣＵ１２は、睡眠段階判定部１４（判定手段）、放熱量取得部１５（放熱量取得手段）、および刺激呈示判定部１６（刺激付与手段）を有している。
【００２０】
各部について具体的に説明する前に、図２〜図６を参照して、睡眠段階と、放熱量と、放熱量と密接に関連する体温と、生体に働きかけるエネルギー量（即ちマッサージ刺激の強さ）と、の互いの関係について説明しておく。基礎的な前提として、人間が眠くなる場合、人間の生体は、体内の臓器および筋肉系の活動を低下させるために、これらの活動に必要なエネルギー量を低下させるとともに、生体内に残存している熱量を体内から対外へ放出しようとする。従って、体温低下度、即ち放熱する際の温度に比例して、放熱量も増加する。
【００２１】
まず、図２に示すように、生体の深部体温の低下度が大きくなるにつれて、低下し始めにおいて睡眠段階（即ち眠気）が急激に上昇し、その後徐々にゆるやかなカーブを描いて、その後は低下度がどんなに大きくなろうとも睡眠段階は一定（睡眠段階２）となる。即ち、寝息が立つ睡眠段階２よりも眠りが深くなる段階では生体が安定するため、深部体温は一定に保たれる。なお、体温調節機構の働きにより、深部体温が低下した分だけ放熱しており、この放熱の分だけ入眠時に生体表面の体温上昇が起きている。これは、例えば、眠たくなってきた乳児の身体はポカポカと温かくなっていることから実感することができる。以上の関係から、深部体温の低下し始めにおいて睡眠段階が急上昇するといえる。
【００２２】
次に、図３に示すように、眠気有りの状態から睡眠段階１の状態になる前後で放熱量が急激に増加し、ピーク地点Ｐが示す最大放熱量に達すると放熱量は減少し始める。そして、睡眠段階２になる前後で放熱量が急激に減少し、睡眠段階３になるときには放熱量はほぼゼロとなる。深部体温の低下のための放熱は睡眠段階１のときで最大量となり、睡眠段階２以降は、生体を安定させるために放熱量は単調に減少すると考えられる。このため、放熱量がピーク地点Ｐに達するまでは、生体の表面の血行を促して生体内の体温の低下を促すために刺激マッサージを付与することが有効であるといえる。一方、放熱量が上記最大放熱量に達した直後、即ち放熱量が減少し始めた場合には、生体表面の血行促進は不要となるため、刺激マッサージの抑制（好ましくは停止）を行うことが有効であるといえる。
【００２３】
次に、図４に示すように、運転者が覚醒状態から眠気を催して閉眼してからマッサージ刺激の呈示を開始し、睡眠段階１の状態であって且つ放熱量が減少し始めるまでの時間をマッサージ刺激呈示時間Ｔとして、この時間Ｔが経過するまでマッサージ刺激を付与し、この時間Ｔが経過した後は刺激マッサージの抑制（好ましくは停止）を行う。このようにすることで、睡眠段階２の状態になるまでは、経過時間にほぼ比例して睡眠の深さが深くなる。即ち、マッサージ刺激呈示時間Ｔの経過前におけるマッサージ刺激の付与と、マッサージ刺激呈示時間Ｔの経過後におけるマッサージ刺激の抑制とによって、運転者の速やかな眠りが促される。なお、睡眠が深くなるにつれて、運転者はマッサージ刺激などの外部刺激を感じにくくなる。
【００２４】
次に、図５に示すように、生体の体温低下度と放熱量との間には、ほぼ比例した関係がある。即ち、体温が低下した分だけ、放熱されるといえる。
【００２５】
次に、図６に示すように、放熱量と生体に働きかけるエネルギー量（即ちマッサージ刺激の強さ）との間には、ほぼ比例した関係がある。即ち、マッサージ刺激を付与した分だけ、生体の表面の血行が良くなって放熱されるといえる。この関係から、放熱を促すためのエネルギー量（即ちマッサージ刺激の強さ）が算出される。
【００２６】
以下に各部について具体的に説明する。
【００２７】
生体計測センサ１１は、運転者の睡眠段階を判定したり運転者の放熱量を取得したりするために必要な、運転者の生体情報を取得するセンサである。生体計測センサ１１は、計測によって取得した生体情報を睡眠段階判定部１４および放熱量取得部１５のそれぞれに出力する。生体計測センサ１１は、例えば、ヘッドレストに取り付けられた脳波センサや、シートの表面全体に取り付けられた心拍数センサおよび呼吸センサや、ステアリングに貼り付けられた体温計、皮膚電位センサ、および筋電センサや、運転席の周囲に取り付けられたサーモグラフィや、バックミラー近傍に取り付けられた眼球運動センサなどである。
【００２８】
睡眠段階判定部１４は、生体計測センサ１１で取得した生体情報に基づいて、運転者の睡眠段階がどの段階にあるかを判定する部分である。この判定に用いる生体情報は、例えば、上記脳波センサにより取得された脳波である（深部体温を用いてもよいが、非侵襲計測として脳波を用いるのが好ましい）。睡眠段階は、上述したように睡眠の深さに応じて四段階に分類でき、それぞれ睡眠段階１〜睡眠段階４と表記される。睡眠段階判定部１４は、どの段階にあるか判定した結果を刺激呈示判定部１６に出力する。
【００２９】
放熱量取得部１５は、生体計測センサ１１で取得した各種生体情報に基づいて、運転者の放熱量に関する情報を取得する部分である。放熱量取得部１５は、例えば、体温計やサーモグラフィで取得した生体情報に基づいて放熱量に関する情報を取得する。放熱量取得部１５は、取得した放熱量に関する情報を刺激呈示判定部１６に出力する。
【００３０】
刺激呈示判定部１６は、睡眠段階判定部１４で判定した睡眠段階と、放熱量取得部１５で取得した放熱量とに基づいて、運転者に付与するマッサージ刺激の与え方を決定する部分である。より詳しくは、刺激呈示判定部１６は、まず、運転者が眠気を催して閉眼してからマッサージ刺激の付与を開始することを決定して、その決定を刺激呈示部１３に出力する。そして、睡眠段階判定部１４が睡眠段階１と判定し、且つ、放熱量取得部１５が取得した放熱量が減少し始める条件が満たされるまで、刺激呈示判定部１６は、運転者に対するマッサージ刺激の付与を継続することを決定して、その決定を刺激呈示部１３に出力する。
【００３１】
また、刺激呈示判定部１６は、この条件が満たされた場合に、運転者に付与するマッサージ刺激を抑制（好ましくは停止）することを決定して、その決定を刺激呈示部１３に出力する。なお、マッサージ刺激の抑制には、図７に示すように、マッサージ周期ｔを長くするなどして刺激周期を変更することや、マッサージ刺激の効果が弱い部位に刺激呈示部位を変更すること（例えば、背中部分での強さを弱めるとともに、腰部分での強さを強めること）なども含まれる。刺激呈示判定部１６には、上記出力を行うようなプログラムが組み込まれている。
【００３２】
刺激呈示部１３は、刺激呈示判定部１６が決定したマッサージ刺激の与え方に従って、運転者に対してマッサージ刺激を付与する。刺激呈示部１３は、例えば、図７に示すような運転者の背部骨格筋に連続して圧力をかけてマッサージを行うローラ１３１や、自動車に搭載されて上記圧力をかけることが可能なエアバッグなどである。なお、刺激呈示部１３は、刺激により運転者の体温上昇を促すものであれば特に限定されず、例えば、温熱刺激やツボ刺激でもよい。
【００３３】
引き続き、図７を参照して、誘眠装置１の一部の外観の例と、マッサージ刺激の与え方とについて説明する。刺激呈示部１３の一例としてのローラ１３１は、運転者の腰から背中にかけて上下に移動しながら圧力をかけることによりマッサージを行う。上述したマッサージ刺激呈示時間Ｔの間に、ローラ１３１の上下移動の一往復が一回〜数回行われ、この時間Ｔが経過した後は刺激マッサージの抑制（ここでは停止）を行う。
【００３４】
引き続き、図８を参照して、運転者が覚醒状態から眠気を催して閉眼してから誘眠装置１において行われる処理手順について説明する。まず、最初のステップＳ０１で、刺激呈示部１３により運転者に対してマッサージ刺激が呈示される。次に、ステップＳ０２で、生体計測センサ１１により運転者の生体情報が取得される。このとき更に、放熱量取得部１５がこの生体情報に基づいて放熱量を取得する。次に、ステップＳ０３で、生体計測センサ１１で取得した生体情報に基づいて、運転者の睡眠段階がどの段階にあるかが睡眠段階判定部１４により判定される。
【００３５】
ステップＳ０４では、判定された睡眠段階が睡眠段階１であるか否かが刺激呈示判定部１６により判定される。ここで、判定された睡眠段階は睡眠段階１でないと判定された場合、上記ステップＳ０１に戻る。一方、判定された睡眠段階は睡眠段階１であると判定された場合、後述のステップＳ０５に移行する。
【００３６】
ステップＳ０５では、放熱量取得部１５が取得した放熱量が減少し始めたか否かが刺激呈示判定部１６により判定される。ここで、放熱量は減少し始めていないと判定された場合、上記ステップＳ０１に戻る。一方、放熱量は減少し始めたと判定された場合、後述のステップＳ０６に移行する。
【００３７】
ステップＳ０６では、運転者に付与するマッサージ刺激を抑制（ここでは終了）することが刺激呈示判定部１６により決定されて、その決定が刺激呈示部１３に出力される。そして、刺激呈示部１３は、マッサージ刺激を抑制（ここでは終了）する。
【００３８】
引き続き、図９を参照して、誘眠装置１による上記のマッサージ刺激を付与した場合（ａ）と、上記のマッサージ刺激を付与しなかった場合（ｂ）との入眠潜時の測定結果の比較について説明する。マッサージ刺激を付与しなかった場合（ｂ）では、人間が閉眼状態になってから眠り始める（即ち睡眠段階２になる）までの時間、即ち入眠潜時は約６〜７分であった。これに対して、誘眠装置１による上記のマッサージ刺激（即ち、睡眠段階１であると判定され、且つ、放熱量が減少し始めたと判定された場合にマッサージ刺激を抑制するマッサージ方法）を付与した場合（ａ）では、入眠潜時は５分未満であった。このように、誘眠装置１による上記のマッサージ刺激を付与した結果、人間が眠るまでの時間をより短くすることができた。
【００３９】
引き続き、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態によれば、生体計測センサ１１により運転者の生体情報を取得し、睡眠段階判定部１４により生体情報に基づいて運転者の睡眠深度を判定するとともに、放熱量取得部１５により生体情報に基づいて運転者の放熱量を取得する。そして、睡眠段階判定部１４により判定した睡眠段階と、放熱量取得部１５により取得した放熱量とに基づくマッサージ刺激を刺激呈示部１３により運転者に付与する。
【００４０】
ここで、運転者の睡眠段階に無関係で画一的なマッサージ刺激の与え方ではなく運転者それぞれの生体の様子が考慮されているため、更に、運転者の睡眠段階だけでなく、運転者の放熱量にも基づいたマッサージ刺激の与え方が考慮されているため、運転者が眠るまでの時間をより短くすることができる。また、取得した運転者の生体情報に基づいてマッサージ刺激を付与するため、事前に多くのデータ入力をする必要がない。
【００４１】
また、この誘眠装置１では、睡眠段階判定部１４により睡眠段階を四種類に分類して判定し、判定した睡眠段階が睡眠段階１であり、且つ、放熱量取得部１５で取得した放熱量が減少し始める条件が満たされるまで運転者に対するマッサージ刺激の付与が継続される。また、当該条件が満たされた場合に、運転者に付与するマッサージ刺激が抑制される。このように、上記条件が満たされるまで運転者に対するマッサージ刺激の付与が継続されることにより、運転者の血行が良くなり、放熱量の増加が継続されて、より深い眠りへ促される。ここで、上記条件が満たされた場合、生体自ら深部体温の低下傾向にあることから、マッサージ刺激を抑制することにより、放熱量が減少し始めて睡眠段階２に移行する際の運転者に対して睡眠を阻害する不要な刺激が抑制されるため、睡眠の深さを円滑により深くすることができる。このため、運転者が眠るまでの時間をより短くすることができる。
【００４２】
また、この誘眠装置１では、刺激呈示部１３により、上記条件が満たされた場合にマッサージ刺激の付与を停止する。ここで、この条件が満たされた場合にマッサージ刺激の付与を停止することにより、睡眠段階２に移行する際の運転者に対する不要なマッサージ刺激がなくなるため、睡眠の深さをより円滑により深くすることができる。このため、運転者が眠るまでの時間をより短くすることができる。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、生体計測センサ１１により取得された表面温度や深部体温と、運転者の通常字の放熱量（即ち基礎代謝量）と、眠りを誘う体温低下度とから、入眠に必要な生体に働きかけるエネルギー量（即ちマッサージ刺激の強さ）を計算して、計算によって求まったエネルギー量に応じたマッサージ刺激を運転者に呈示してもよい。また、マッサージ刺激の呈示を開始すると同時に温熱刺激を与えてもよく、更に、マッサージ刺激の呈示を抑制すると同時にこの温熱刺激を抑制してもよい。
【００４４】
また、上記誘眠装置１は、自動車や消防車やパトロールカー等の車両以外でも、シートやベッドや椅子を用いた機器等に搭載可能であれば搭載対象は特に限定されず、例えば医療機器や寝具に搭載されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】誘眠装置の構成図である。
【図２】深部体温の低下度と睡眠段階との関係図である。
【図３】睡眠段階と放熱量との関係図である。
【図４】閉眼してからの経過時間と睡眠段階との関係図である。
【図５】体温低下度と放熱量との関係図である。
【図６】放熱量と生体に働きかけるエネルギー量との関係図である。
【図７】誘眠装置の一部の外観の例とマッサージ刺激の与え方とを示す図である。
【図８】誘眠装置において行われる処理手順を示すフローチャートである。
【図９】誘眠装置によるマッサージ刺激を付与した場合と、マッサージ刺激を付与しなかった場合との入眠潜時の測定結果を比較した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…誘眠装置、１１…生体計測センサ、１２…ＥＣＵ、１３…刺激呈示部、１４…睡眠段階判定部、１５…放熱量取得部、１６…刺激呈示判定部、１３１…ローラ、Ｐ…ピーク地点。
【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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