(57)【要約】本発明は、妊娠可能な期間を目立たずに決定するためのシステム、方法及び対応するコンピュータプログラムに関する。特に、本発明は、計画出産目的のために、妊娠可能な期間の個人化された予測を支援するため、ブラジャーに一体化されるようなウェアラブルシステムに関する。システム（１）は、女性に接触して信号を提供するための接触センサユニット（１０）であって、該信号が女性の呼吸を示す、接触センサユニット（１０）と、信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得するための処理ユニット（２０）であって、取得された生体力学的パラメータの変化に基づいて、女性の妊娠可能な期間を決定するように構成される処理ユニット（２０）とを含む。システム（１）は、女性の妊娠可能な期間の信頼性のある目立たない決定を可能にする。
2020507404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
女性の妊娠可能な期間を決定するためのシステムであって：
前記女性に接触して信号を提供するための接触センサユニットであって、前記信号が前記女性の呼吸を示す、接触センサユニットと；
前記信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得するための処理ユニットであって、該処理ユニットは、前記取得された生体力学的パラメータの変化に基づいて、前記女性の妊娠可能な期間を決定するように構成される、処理ユニットと；
を備える、システム。
【請求項２】
取得された前記パラメータは過換気を示す、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
取得された前記パラメータは、分時換気量、一回換気量、呼吸駆動、呼吸数及び胸郭拡張のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記接触センサユニットは、ブラジャーに一体化され、前記接触センサユニットは、好ましくは、前記ブラジャーに直接一体化されるか又は分離可能なカップに一体化される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記接触センサユニットは、手首装着型デバイスに一体化される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記女性が妊娠可能な期間であるかどうか、妊娠可能な期間がいつであるか、排卵がいつ起こるか、月経がいつ起こるか、のうちの少なくとも１つを通知するための通信ユニット、
を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記信号及び取得された前記パラメータのうちの少なくとも一方を記憶するストレージユニット、
を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記女性の月経周期に関連する兆候に対するユーザ入力を受け取るためのユーザ入力ユニットを更に備え、
前記処理ユニットは、好ましくは、前記ユーザ入力に基づく学習段階の間に前記妊娠可能な期間の決定を個人化するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記女性の活動を決定するための活動決定ユニットを更に備え、
前記処理ユニットは、呼吸を示す前記パラメータを前記決定された活動に関係付けるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記女性の動脈血のＣＯ２濃度を非侵襲的に推定するための経皮ＣＯ２センサを更に備え、
前記経皮ＣＯ２センサは、好ましくは、電位差測定センサ及び光経皮ＣＯ２センサのうちの少なくとも一方を備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記処理ユニットは、推定されるＣＯ２濃度の減少、あるいは前記分時換気量、呼吸駆動及び呼吸数のそれぞれの増加に基づいて、前記女性の前記妊娠可能な期間の開始を決定するように構成される、
請求項３に記載のシステム。
【請求項１２】
前記処理ユニットは、前記妊娠可能な期間の開始後に、取得された前記パラメータの決定されたプラトーに基づいて、前記女性の前記妊娠可能な期間の終わりを決定するように構成される、
請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記接触センサユニットは：
ｉ）前記女性の胸郭に取り付けられるように構成されるバイオインピーダンスセンサであって、該バイオインピーダンスセンサは、一回換気量を示す信号を取得するように構成され、好ましくは前記処理ユニットが、一回換気量と呼吸数との積に基づいて分時換気量を決定するように構成される、バイオインピーダンスセンサと；
ｉｉ）筋肉、好ましくは肋間傍胸骨筋の電気的活動を決定するように構成される筋電図センサであって、前記処理ユニットは、前記決定された電気的活動から呼吸駆動を決定するように構成される、筋電図センサと；
ｉｉｉ）前記女性の胸郭の拡張を測定するためのインダクタンスセンサ及びストレッチセンサのうちの少なくとも一方であって、前記処理ユニットは、前記測定された胸郭の拡張に基づいて呼吸数を決定するように構成される、インダクタンスセンサ及びストレッチセンサのうちの少なくとも一方と；
のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
女性の妊娠可能な期間を決定するための方法であって：
前記女性と接触して信号を提供する提供ステップであって、前記信号は前記女性の呼吸を示す、提供ステップと；
前記信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得する取得ステップであって、前記女性の前記妊娠可能な期間は、前記取得された生体力学的パラメータの変化に基づいて決定される、取得ステップと；
を含む、方法。
【請求項１５】
女性の妊娠可能な期間を決定するためのコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムがシステム上で実行されると、請求項１に記載のシステムに請求項１４に記載の方法を実行させるプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、妊娠可能な期間（ｆｅｒｔｉｌｅ  ｗｉｎｄｏｗ）を目立たずに決定するためのシステム、方法及び対応するコンピュータプログラムに関する。特に、本発明は、計画出産（ｐｌａｎｎｅｄ  ｐａｒｅｎｔ−ｈｏｏｄ）という目的のために、妊娠可能な期間について個人化された予測を支援するため、ブラジャーに一体化されるようなウェアラブルシステムに関する。しかしながら、本発明はこの分野に限定されず、他の用途では、システムは、例えば月経を予測し、月経関連症状を助けるために使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
不妊は、世界の人口の大部分が経験しており、ある段階では夫婦の１２％から２８％が、意に添わずに子供がいない状態を経験している。少子化率は、１９８０年代以降４％増加しているが、これは、子供を持つ年齢が増加したことも一因である。受胎は、一般に、排卵の５日前から排卵日当日までの妊娠可能な期間にのみ起こり得る。したがって、妊娠を試みるカップルは、妊娠可能な期間に性交を行うべきである。しかし、妊娠可能な期間を決定することは簡単ではない。
【０００３】
月経周期ごとに妊娠する可能性を最大限に高めるには、女性の個人の妊娠可能な日を正確に特定できることが重要である。多くの女性は、月経開始日から日にちを数えたり、ＧｌｏｗやＯｖｕｌｉｎｅといった妊孕性追跡（ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ  ｔｒａｃｋｉｎｇ）アプリを使って、自分の排卵がどの日であるかを調べたり、所与の日が妊娠に適しているかを推定したりする。妊娠可能な期間は非常に個人的であり、月ごとに変化する可能性があるため、結果は非常に不正確である。月経のメカニズムは反復性であるという事実にもかかわらず、不規則に見えることが多い。
【０００４】
体温、ホルモン及び電解質レベルを測定するための使い捨て及び再利用可能なモジュールが存在するが、これらはすべて排卵及び／又は妊娠可能な期間を示すことができる。これらの製品は、口腔センサ及び膣センサから得られた情報を使用する。例えば排卵用キットは、女性の尿中の黄体形成ホルモン（ＬＨ：ｌｕｔｅｉｎｉｚｉｎｇ  ｈｏｒｍｏｎｅ）の存在を検出する。排卵顕微鏡や唾液スコープは、月経周期を通して唾液の視覚的変化を観察することによって、女性が最も妊娠しやすい日を特定することを可能にする。基礎体温計は、例えばウェアラブル体温センサ（Ｃｌｅａｒ  Ｂｌｕｅ、Ｏｖａｃｕｅ）を用いて、基礎体温を読み取ることによって女性が排卵周期を追跡するのを助ける。別の例は、ＨｅａｌｔｈＷａｔｃｈＳｙｓｔｅｍｓのＯＶ  Ｗａｔｃｈである。ＯＶウォッチは、排卵する前の婦人科系の生殖ホルモンの増加に関連付けられる塩素イオンの急激な増加を検出するように設計される。
【０００５】
残念ながら、説明した方法及びデバイスは、訓練を必要とするか、あるいは目立つか不正確であるか又は恥ずかしい。例えば基礎体温計の使用はそれほど単純ではなく、正確な読み取りを行うことは困難である可能性がある。なぜなら、体温は、毎朝同じ時間に記録する必要があり、睡眠不足等の要因によって下がる可能性もあるからである。ホルモンレベルの検出は、排卵用スティックの上に尿をかけることに関与し、結果の解釈は必ずしも信頼できるとは限らない。ＯＶ  Ｗａｔｃｈで測定される塩素イオンレベルは、発汗、脱水、塩分消費等のいくつかの交絡因子に依存し、結果として妊娠可能な期間の誤検出又は非検出が起こる可能性がある。それに続いて、女性は、自分が妊娠しようとしていること及び／又は彼女自身又は彼女のパートナーの不妊のために妊娠に問題を抱えていることを隠したいと思うかもしれないが、時計は皆に見える。
【０００６】
特許文献１（国際公開第２０１５／１５０４３４号パンフレット）は、心臓信号を取得するためのセンサと、心臓信号から被検体の心拍数を決定するように構成される処理ユニットと、被検体の心拍数を分析して排卵の可能性を予測するように構成される評価ユニットとを含む、目立たない妊孕性追跡のためのシステムに関する。処理ユニットは、心臓信号から心拍数変動の特徴を抽出するように更に構成され、評価ユニットは、心拍数変動の特徴に基づいて排卵の可能性を予測するように更に構成される。
【０００７】
特許文献２（国際公開第２０１５／１４３２５９号パンフレット）は、ホルモンレベル等のユーザの身体的状態を決定するためのシステム及び方法に関する。このシステムは、基礎体温、唾液塩分、唾液ｐＨ、汗イオン、皮膚の厚さ、ビタミンレベル、ミネラルレベル又は呼気二酸化炭素といった複数のバイオマーカを測定するポータブル又はウェアラブルなデバイスを含む。このシステムは、測定したバイオマーカをデータモデルと比較することに基づいて、ユーザの妊孕性レベル等の身体的条件を決定する。
【０００８】
しかしながら、いくつかの用途では、心拍数、心拍数変動及び／又はバイオマーカは、排卵を正確に予測することができないか又は取得することが困難である。したがって、心拍数、心拍数変動又はバイオマーカのみに依存しない代替的な目立たないシステム及び方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１５０４３４号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１５／１４３２５９号パンフレット
【特許文献３】米国特許第９，３１６，５９４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｓｔａｎｆｏｒｄ，Ｊｏｓｅｐｈ  Ｂ．，Ｇｅｏｒｇｅ  Ｌ．Ｗｈｉｔｅ  Ｊｒ，及びＨａｒｒｙ  Ｈａｔａｓａｋａ．著「Ｔｉｍｉｎｇ  ｉｎｔｅｒｃｏｕｒｓｅ  ｔｏ  ａｃｈｉｅｖｅ  ｐｒｅｇｎａｎｃｙ：  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｅｖｉｄｅｎｃｅ」Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ＆Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ  １００．６（２００２）：１３３３−１３４１
【非特許文献２】Ｂｉｇｅｌｏｗ，Ｊａｍｉｅ  Ｌ．，等著「Ｍｕｃｕｓ  ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｆｅｒｔｉｌｅ  ｗｉｎｄｏｗ：  ａ  ｂｅｔｔｅｒ  ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ  ｏｆ  ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ  ｔｈａｎ  ｔｉｍｉｎｇ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｃｏｕｒｓｅ」Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  １９．４（２００４）：８８９−８９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、女性の妊娠可能な期間について信頼性のある目立たない方法による決定を可能にするシステム、対応する方法及び対応するコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、女性の妊娠可能な期間を決定するためのシステムが提供される。システムは、女性に接触して信号を提供するための接触センサユニットであって、ここで、信号が女性の呼吸を示す、接触センサユニットと、信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得するための処理ユニットとを含む。処理ユニットは、取得された生体力学的パラメータの変化に基づいて、女性の妊娠可能な期間を決定するように構成される。
【００１３】
女性の妊娠可能な期間は、取得されたパラメータの変化に基づいて決定され、このパラメータは、呼吸を示し、かつ接触センサユニットの信号から決定されるので、妊娠可能な期間は、例えば女性の心拍数に依拠することなく決定され得る。呼吸は月経周期とともに変化することが知られており、したがって、妊娠可能な期間を決定するために呼吸を示す生体力学的パラメータを使用することは、妊娠可能な期間を正確に決定することを可能にする。したがって、呼吸を示す信号を処理し、取得されたパラメータの変化を認識することによって、月経周期に伴う呼吸の変化を決定することができる。さらに、排卵の数日前に呼吸の変化が起こるので、有利には、決定された変化を妊娠可能な期間の開始と関連付けることができる。
【００１４】
生体力学的パラメータは、分時換気量（ｍｉｎｕｔｅ  ｖｏｌｕｍｅ）、一回換気量、呼吸駆動（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｄｒｉｖｅ）、呼吸数及び胸郭拡張（ｔｈｏｒａｘ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）のうちの少なくとも１つを含む。生体力学的パラメータは一般に、接触センサの信号から取得することができるパラメータであって、機械的方法によって女性の構造と機能の少なくとも一方を説明することができるパラメータである。生体力学的パラメータは、例えば生化学センサ、熱センサ又はバイオマーカと比較して、より正確に、かつ環境条件への影響はより少なく決定されることが可能である。
【００１５】
例えばこれまでに知られているシステムは、基礎体温に依拠し、妊娠可能な期間の開始に伴う基礎体温の上昇を識別する。しかしながら、基礎体温は排卵直前に上昇するだけである。一方、取得された呼吸を示すパラメータの変化は、全体的な妊娠可能期間の決定を可能にする。すなわち、呼吸は、基礎体温の上昇を検出することができるよりも、より早く変化し、そして妊娠可能な期間とより良好に相関する。
【００１６】
一実施形態では、妊娠可能な期間は、排卵日と排卵前の５日間を含む。平均的な女性の月経周期の間には、性交の結果妊娠する可能性がある時期は６日間あり、この「妊娠可能な期間」は、例えば非特許文献１及び非特許文献２によって説明されるように、望ましくは、排卵の５日前と排卵日当日を含む。
【００１７】
排卵日が周期ごとに変化するのとちょうど同じように、６日の妊娠可能な日（ｆｅｒｔｉｌｅ  ｄａｙ）のタイミングも変化する。妊娠可能な期間のタイミングは、月経周期を規則的とみなしている女性でも、非常に変化しやすい。７０％以上の女性は、月経周期の１０日目以前又は１７日目以降に妊娠可能な期間である。周期があまり規則的でない女性では、妊娠可能な期間はより予測しにくい。
【００１８】
したがって、本発明によるシステムは、信頼性及び正確性に関して、月経周期の日数のカウント及び／又は月経、基礎体温及び子宮頸部体液の症状（ｃｅｒｖｉｃａｌ  ｆｌｕｉｄ  ｓｙｍｐｔｏｍｓ）のような妊孕性兆候の追跡に依拠する、これまでに知られているすべてのシステムを上回る特定の利点を提供する。
【００１９】
一実施形態では、取得されたパラメータは過換気（ｈｙｐｅｒｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）を示す。過換気とは、二酸化炭素（ＣＯ２）の肺胞換気の速度と量が、身体の二酸化炭素生成量を上回ることを意味する。
【００２０】
例えば呼気終末二酸化炭素圧（ＰｅｔＣＯ２）は、卵胞期より黄体期の方がかなり低いことは過換気によるものである。ＰｅｔＣＯ２は女性の月経周期の間に二相性のパターンを示し、この場合、ＰｅｔＣＯ２の減少は排卵の数日前に始まる。ＰｅｔＣＯ２の減少は過換気の結果である。過換気は排卵の数日前に顕著な減少を示し、これは妊娠可能な期間の始まりを決定するために用いることができる。本発明のこの実施形態の利点は、容易かつ目立たずに取得可能であって、過換気を示す生体力学的パラメータを決定することである。
【００２１】
これらの生体力学的パラメータの各々は呼吸を示し、過換気を示すことができ、したがって、有利には、女性の妊娠可能な期間を決定するのに用いることができる。好ましくは、接触センサユニットは、これらのパラメータの各々を示す信号を測定するための適切なセンサを備える。特定の例は、当然に組み合わせて提供することもでき、以下の本発明の更なる実施形態の文脈において説明される。
【００２２】
一実施形態では、接触センサユニットは、ブラジャーに一体化される。ブラジャーは、女性が着用したときに胸郭（ｔｈｏｒａｘ）上に配置されるので、接触センサユニットは既に、呼吸を示す生体力学的信号を決定するのに適した位置にある。また、ブラジャーに一体化されるシステムは、女性がブラジャーを装着すると他者には見えないため、女性がシステムを装着していることは誰にも分からず、恥ずかしさを感じる必要はない。具体的には、女性が妊娠を試みていることを示さず、彼女又は彼女のパートナーが不妊に悩んでいることを他者に示すものはないため、システムはより快適な使用を可能にする。
【００２３】
一実施形態では、接触センサユニットは、ブラジャーに直接一体化される。他の実施形態では、接触センサユニットは、分離可能なカップに一体化され、分離可能なカップは、ブラジャーを洗う必要がある場合等に容易に取り外すことができる。好ましくは、分離可能なカップは、有利にはシステムを複数のブラジャーで使用することができるように、あるブラジャーから別のブラジャーにこれらを置くことを可能にする。
【００２４】
好ましくは、接触センサユニットと処理ユニットの双方をブラジャー又は分離可能なカップに一体化することができる。あるいはまた、システムは、データを記憶して処理するように構成される、電話、時計又はラップトップ等を含む別個のデバイスにデータを送信するためのトランスミッタユニットを備える。
【００２５】
一実施形態では、接触センサユニットは、手首装着型デバイスに一体化される。手首装着型デバイスは、例えばリストバンドを含む。この実施形態では、手首装着型デバイスは、システムのすべてのユニット、すなわち、接触センサユニット及び少なくとも処理ユニットを含むことができるが、他の実施形態では、処理ユニットの少なくとも一部を手首装着型デバイスから離れた場所に一体化することもできる。
【００２６】
一実施形態では、システムは、女性が妊娠可能な期間であるかどうか、女性の妊娠可能な期間がいつであるか、女性の排卵がいつ起こるか、女性の月経がいつ起こるか、のうちの少なくとも１つを通知するための通信ユニットを更に備える。
【００２７】
通信ユニットを、例えばスマートフォン又は手首装着型デバイスのディスプレイとして実装することができる。接触センサユニットがブラジャーに一体化されている場合、通信ユニットは、好ましくは、女性がブラジャーを装着しているときに通信ユニットから情報を受け取ることができるように、接触センサユニットから離れている。示される通知は当然、例示として理解されるべきであるが、他の実施形態では他の通知が好ましい。
【００２８】
一実施形態では、システムは、信号及び取得されたパラメータのうちの少なくとも一方を記憶するストレージユニットを更に備える。
【００２９】
ストレージユニットは、好ましくは、例えばすべてのユニットがブラジャーに一体化されるように、処理ユニット及び接触センサユニットと一緒に配置される。しかしながら、他の実施形態では、処理ユニット、接触センサユニット、ストレージユニット及び通信ユニットのうちの少なくとも１つが、例えば別個のデバイスに一体化されるように、異なる位置に配置されることもできる。この実施形態では、システムは、ユニット間でデータを送信するためのトランスミッタを含む。データの記憶及び処理は、ブラ一体化システム、手首装着型デバイス及び／又はスマートフォン、ラップトップコンピュータ等に限定されず、追加的に又は代替的に、クラウドのようなサーバ上に実装されてもよい。
【００３０】
ストレージユニットは、信号及び／又は取得されたパラメータを好ましくは永久的に、あるいは一定期間の間、記憶する。好ましくは、ストレージの信号及び／又は取得されたパラメータは、前の月経周期から得られたデータを比較値としてとることができるように、前の月経周期からのデータを含む。
【００３１】
一実施形態では、システムは、女性の月経周期に関連する兆候（ｓｉｇｎ）に対するユーザ入力を受け取るためのユーザ入力ユニットを更に備える。好ましくは、処理ユニットは、ユーザ入力に基づいて学習段階の間に妊娠可能な期間の決定を個人化するように構成される。
【００３２】
妊娠可能な期間の決定は個人化されるので、その決定をより正確に行うことができる。例えば学習段階の間に、女性は、１回又は複数回の月経周期について、月経の初日や、例えば尿スティック等の別の方法で決定される排卵を含め、月経周期の既知の段階（ｐｈａｓｅ）のうちの１つ以上を入力することができる。
【００３３】
一実施形態では、処理ユニットは、妊娠可能な期間、呼吸を示すパラメータ又は取得されたパラメータの変化に基づいて月経を決定するように構成される。妊娠可能な時期は月経周期と密接に関連しているので、月経も同様の方法で予測することができる。
【００３４】
一実施形態では、システムは、月経周期を示すか又は月経周期の影響を受ける生理学的信号を取得するように構成される、少なくとも１つの更なるセンサユニット、好ましくは少なくとも１つの更なる接触センサユニットを含む。好ましくは、その更なるセンサユニットによって、心拍数、心拍数変動、汗中の塩素イオン濃度又は血中酸素（ＳｐＯ２）を提供することができる。接触センサユニットによって提供される信号に加えて、これらのパラメータの変動を考慮に入れることによって、有利には、システムの精度を改善することができる。さらに、パラメータは月経周期の影響を受けるので、月経周期全体を通して月経周期における段階を与えることができる。
【００３５】
一実施形態では、システムは、女性の活動を決定するための活動決定ユニットを更に備える。処理ユニットは、呼吸を示すパラメータを決定された活動に関係付けるように構成される。
【００３６】
例えば呼吸数が呼吸を示すパラメータとして使用される場合、呼吸数の増加が、例えば妊娠可能な期間とみなされないよう呼吸数の増加を無効にするために、決定された活動を使用することができる。表現を変えると、決定された信号の変動は、妊孕性ではなく、決定された活動としてみなすことができ、システムの精度は更に向上する。
【００３７】
一実施形態では、システムは、記女性の動脈血のＣＯ２濃度を非侵襲的に推定するための経皮ＣＯ２センサを更に備え、経皮ＣＯ２センサは、好ましくは、電位差測定センサ及び光経皮ＣＯ２センサのうちの少なくとも一方を備える。
【００３８】
経皮ＣＯ２センサは、例えばＳｅｎＴｅｃ及びＲａｄｉｏｍｅｔｅｒから入手可能であり、電解質層のｐＨを測定することによって電位差測定法により測定する。あらゆる種類のＣＯ２センサは、ＣＯ２が許容可能な時間内に皮膚を通して拡散するように、接触する皮膚を、上昇させた温度で、例えば４０℃から４２℃の間で暖めることを必要とする。光経皮ＣＯ２センサは、電位差センサよりも好ましい。なぜなら、電位差センサは、定期的に、約２週間に１回交換しなければならず、定期的な再較正を必要とする膜を備えるからである。本システムに適した例示的な光経皮ＣＯ２センサは、例えば特許文献３（米国特許第９，３１６，５９４号）に開示されている。
【００３９】
動脈血中のＣＯ２濃度は、換気の適切さを評価するために使用することができ、ＣＯ２濃度は、過換気の場合に減少する。特に、経皮ＣＯ２センサを用いて取得されるＣＯ２濃度を、呼吸を示す生体力学的パラメータと有益に組み合わせて、決定の精度を改善することができる。
【００４０】
一実施形態では、処理ユニットは、推定されるＣＯ２濃度の減少、あるいは分時換気量、呼吸駆動及び呼吸数のそれぞれの増加に基づいて、女性の妊娠可能な期間の開始を決定するように構成される。
【００４１】
示されるように、推定されるＣＯ２濃度の減少は、妊娠可能な期間の始まりとともに来る過換気を示す。過換気は排卵の約７日前に始まり、その時点から経皮ＣＯ２値は低下し始めるであろう。同時に、分時換気量、呼吸駆動、呼吸数等の生体力学的パラメータはすべて増加し始めるであろう。これは当然、女性が安静にしている限りに、表現を変えると、話すことを含め特定の活動を行っていない限り当てはまる。
【００４２】
好ましくは、処理ユニットが、それぞれの生体力学的パラメータの減少又は増加を決定する場合、システムは、翌日に傾向を検証し、生体力学的パラメータがそれぞれ更に増加又は減少する場合、妊娠可能な期間の開始を決定することができる。好ましくは、女性に、妊娠可能な期間が１日後に始まることを通知することができる。
【００４３】
一実施形態では、処理ユニットは、妊娠可能な期間の開始後に、取得されたパラメータの決定されるプラトー（ｐｌａｔｅａｕ）に基づいて、女性の妊娠可能な期間の終わりを決定するように構成される。排卵の約２日前から排卵の数日後までにプラトーに達する。好ましくは、プラトーの決定を表す、約３日間連続して一定値を測定したことは、妊娠可能な期間の終わりに到達したことを示す。好ましくは、ユーザに、妊娠可能な期間の終わりを通知することができ、さらに好ましくは、システムは、その１日前に、残っている妊娠可能な日があと１日のみであることを警告することができる。
【００４４】
一実施形態では、接触センサユニットは、女性の胸郭へ取り付けられるように構成されるバイオインピーダンスセンサを備え、バイオインピーダンスセンサは、一回換気量を示す信号を取得するように構成される。
【００４５】
一実施形態では、処理ユニットは、一回換気量と呼吸数との積に基づいて分時換気量を決定するように構成される。
【００４６】
好ましくは、この実施形態のバイオインピーダンスセンサは、ユーザの皮膚との接触で測定される電気インピーダンスから、一回換気量、すなわち、正常な吸気と呼気との間の変位した空気の肺容積を導出するように構成される。好ましくは、システムは更に、例えば再発する測定インピーダンスの頻度を推定することにより呼吸数を決定し、一回換気量に呼吸数を乗じることによって分時換気量を計算する。呼吸数は、好ましくは、毎分の呼吸サイクル数を示す。
【００４７】
一実施形態では、接触センサユニットは、筋肉、好ましくは肋間傍胸骨筋（ｉｎｔｅｒｃｏｓｔａｌ  ｐａｒａｓｔｅｒｎａｌ  ｍｕｓｃｌｅｓ）の電気的活動を決定するように構成される筋電図センサを備える。処理ユニットは、決定された電気的活動から呼吸駆動を決定するように構成される。
【００４８】
呼吸駆動は、例えば呼吸の努力（ｅｆｆｏｒｔ）及び速度を制御する呼吸系の制御及び応答として説明することができる。筋電図（ＥＭＧ）は、筋肉、特に呼吸に関与する傍胸骨筋の電気的活動を測定し、それによって筋肉を収縮させる努力、すなわち、本出願では呼吸する努力を測定することができる。好ましくは、肋間傍胸骨筋に配置される３つの電極を含む表面ＥＭＧが使用される。他の状況が変わらなければ、呼吸駆動が増大した場合に過換気が示されるであろう。例えばＥＭＧ信号の周期性から、呼吸数も測定することができる。
【００４９】
一実施形態では、接触センサユニットは、女性の胸郭の拡張を測定するためのインダクタンスセンサ及びストレッチセンサのうちの少なくとも一方を備える。一実施形態において、接触センサユニットは呼吸ベルトに一体化されるが、他の実施形態では、インダクタンスセンサ及び／又はストレッチセンサをブラジャーの胸部バンドに一体化することができる。処理ユニットは、測定された胸郭の拡張に基づいて呼吸数を決定するように構成される。
【００５０】
この実施形態では、胸郭の拡張は経時的に評価され、拡張パターンの変化は過換気を示すことができる。より高い胸郭拡張及び／又はより高い呼吸数は、過換気を示す可能性があり、この処理ユニットによって、妊娠可能な期間の始まり及び／又は終了を決定するために使用される。インダクタンスセンサ又はストレッチセンサは例示として与えられており、他の実施形態では、呼吸ベルト及び／又はブラジャーは、胸郭の拡張を決定するための代替又は追加のセンサも含むことができる。
【００５１】
更なる態様では、女性の妊娠可能な期間を決定するための方法が提供される。この方法は、女性と接触する信号を提供するステップであって、この信号が、女性の呼吸を示すステップと、信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得するステップを含む。女性の妊娠可能な期間は、取得された生体力学的パラメータの変化に基づいて決定される。
【００５２】
更なる態様では、女性の妊娠可能な期間を決定するためのコンピュータプログラムが提供され、このコンピュータプログラムは、該コンピュータプログラムがシステム上で実行されると、請求項１に記載のシステムに請求項１４に記載の方法を実行させるプログラムコード手段を備える。
【００５３】
請求項１に記載のシステム、請求項１４に記載の方法及び請求項１５に記載のコンピュータプログラムは、特に、従属請求項で定義されるように、同様及び／又は同一の好ましい実施形態を有することを理解されたい。
【００５４】
また、本発明の好ましい実施形態は、従属請求項又は上記の実施形態とそれぞれの独立請求項の任意の組合せとすることもできることを理解されたい。
【００５５】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載する実施形態から明らかになり、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による妊娠可能な期間を決定するためのシステムを概略的かつ例示的に示す図である。
【図２】月経周期中の呼気ＣＯ２の推移を概略的かつ例示的に示す図である。
【図３】図１のシステムを使用するプロセスチェーンを概略的かつ例示的に示す図である。
【図４Ａ】図１のシステムを実装する例を概略的かつ例示的に示す図である。
【図４Ｂ】図１のシステムを実装する例を概略的かつ例示的に示す図である。
【図４Ｃ】図１のシステムを実装する例を概略的かつ例示的に示す図である。
【図５】胸部における電極の配置を概略的かつ例示的に示す図である。
【図６】妊娠可能な期間を決定するための方法のフローチャートを概略的かつ例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１は、本発明の一実施形態による、妊娠可能な期間を決定するためのシステム１を概略的かつ例示的に示す。システム１は、女性に接触して、その女性の呼吸を示す信号を提供するための接触センサユニット１０と、その信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得するための処理ユニット２０と、ストレージユニット３０と、フィードバック及び通信ユニット４０とを備える。システム１は、換気の変化及び過換気の生体力学的信号を追跡して、女性の月経周期中の妊娠可能な期間を推定する。
【００５８】
過換気は、月経周期にわたって変化する呼吸又は換気のパラメータの一例である。したがって、これを、妊娠可能な期間の指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）として用いることができる。この例では、過換気は、接触センサユニット１０に含まれる１つ以上の接触センサによって検出される。これらのセンサは、例えば以下の生体力学的パラメータ、すなわち、一回換気量、呼吸数、呼吸駆動、胸郭拡張及び／又は分時換気量、のうちの１つ以上を示す信号を測定することができる。接触センサユニット１０のためのセンサの特定の例は、以下でいくつかの具体的な例を参照して説明される。
【００５９】
ストレージユニット３０は、接触センサユニット１０によって感知されたデータ及び／又は測定データから導出されたデータを記憶するように構成される。表現を変えると、ストレージユニット３０は、感知されたデータ自体、あるいは感知されたデータから導出された呼吸を示すパラメータを記憶することができる。ストレージユニット３０は、処理ユニット２０が測定されたデータの変化を分析し、これらを前の月経周期の変化と任意に比較できるように、複数の月経周期のデータを記憶することが好ましい。
【００６０】
処理ユニット２０は、換気の変化を分析し、好ましくは過換気を検出するように構成される。感知されたデータから導出される生体力学的パラメータから導出されるような、検出された過換気及び／又は換気の変化から、月経周期の段階を決定し、それに基づいて排卵がいつ起こるかを予測する。
【００６１】
フィードバックユニット４０は、女性が妊娠可能な期間であるかどうか、彼女の妊娠可能な期間がいつであるか、彼女の排卵がいつ起こるか、彼女の月経がいつ起こるか等のうちの１つ以上を、その女性に示すように構成される。フィードバックユニット４０は、スマートフォン又は時計のディスプレイ、ＬＥＤインジケータ又は他の適切な通知手段によって実装されてよい。
【００６２】
任意に、システム１は、月経周期とともに変化する生理学的パラメータを測定する少なくとも１つの更なるセンサ５０、特に更なる接触センサを更に含む。例えば更なるセンサ５０は、少なくとも１つの心拍数、心拍数変動、塩化物イオン、ＣＯ２濃度等のセンサを含む。更なるセンサ５０からのデータは、処理ユニット２０によってシステムの信頼性を高めるために利用され得る。
【００６３】
更に任意で、システム１は、ユーザインタフェース６０を含む。ユーザインタフェース６０は、ユーザがシステム１に入力を提供することができるように、好ましくは、女性の月経周期に関連する兆候に対する入力、例えば月経が始まった時期を提供することができるように構成される。
【００６４】
図１の例では、システム１のすべてのユニットが共通のフレーム又はケーシング内にあるように示されているが、これらのユニットのうちの１つ、いくつか又はすべてを、残りのユニットから別個に離して実現することができる。この場合、システム１は、異なる位置に設けられた様々なユニットが互いに通信することができるように、適切な通信手段を提供することができる。一例では、ストレージユニット３０及び処理ユニット２０の少なくとも一部は、データへのアクセスが、例えばＡｐｐ又はＷｅｂページを介してサーバ上で提供されるように、サーバ上に実装され得る。他の例では、ストレージユニット３０及び／又は処理ユニット２０は、周知のＡｐｐストアを介してダウンロード可能であり、任意のタイプのスマートフォン、タブレット等で実行可能なＡｐｐの形態で実装される。別の例では、システム１の構成要素のすべてが、ブラジャーや腕時計のようなリストバンドに一体化される。当業者にとって自明であるように、これらの実装を組み合わせて用途の特定の要件に適合させることができる。
【００６５】
システム１の主な実施形態は、女性の妊娠可能な時期又は妊娠可能な期間の予測を、個人的で目立たない方法でサポートする。本発明の基礎をなす知見は、過換気、すなわち、二酸化炭素の肺胞換気の速度及び量が、身体の二酸化炭素生成量を上回り、月経周期とともに変化し、排卵前の数日に有意な低下を示すことである。本発明の中心概念である。
【００６６】
過換気を示す尺度の生化学的起源は呼気終末二酸化炭素圧（ｅｎｄ−ｔｉｄａｌ  ｃａｒｂｏｎ  ｄｉｏｘｉｄｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）（ＰｅｔＣＯ２）であり、これは、１つの月経周期にわたって図２に例示されている。黄体形成ホルモン（ＬＨ）ピークの開始日からの日数が横軸に示されており、妊娠可能な期間の開始日に対して正規化された呼気終末二酸化炭素圧（ＰｅｔＣＯ２）が縦軸に示されている。月経周期中のＰｅｔＣＯ２の推移は、曲線２００と称される。基線２１０は月経周期の開始時の値を示しており、ここで、ＰｅｔＣＯ２は、日２２０に、初めて、基線２１０よりもかなり低くなる。妊娠可能な期間２２０の始まりと排卵２３０の間に妊娠可能な期間がある。ＰｅｔＣＯ２は月経周期中に二相性のパターンを示し、このパターンは、初期及び中期の卵胞期の間の高い基線２１０の値と、黄体期の間の減少と第２のプラトーによって特徴付けられる。ＰｅｔＣＯ２の減少は、排卵２３０の数日前、すなわち２２０で示される日に始まる。図２では、ＰｅｔＣＯ２  ２００は、両側にエラーバーを付けて描かれている。これらのエラーバーは、図２のグラフの基礎をなす例示的な数の１５０サイクルで実施された実験についての例示である。ＰｅｔＣＯ２  ２００の減少を、高い確信度で決定することができることが分かる。
【００６７】
図３は、妊娠可能な期間の個人化された予測を支援するためのウェアラブルシステム１のプロセスチェーン３００を例示的に要約する。第１ステップ３１０において、接触センサユニット１０による接触測定値は、換気及び過換気の変化の指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を示す。それに基づいて、ステップ３２０において、接触センサユニット１０からのデータが収集され、例えばスマートフォン等のモバイルデバイスにストリーミングされる。ステップ３３０において、ストリーミングされたデータは、処理ユニット２０に実装されるような、月経周期を識別して分類するアルゴリズムによって分析される。ステップ３３０において重要な情報が決定される場合、ステップ３４０において、アラートを生成することができ、フィードバックを提供することができる。プロセスチェーン３００内の関連する構成要素は、ブラジャー３５０及び専用Ａｐｐを実行するスマートフォン３６０であり、これらは図１に関連して開示されるように、一緒にシステム１を形成する。この例では、接触センサユニット１０は、ブラジャー３５０内に設けられており、処理ユニット２０とストレージユニット３０の両方がスマートフォン３６０に一体化されている。同時に、スマートフォン３６０は、フィードバックユニット４０及びユーザインタフェース６０を一体化している。前述のように、ブラジャー３５０及びスマートフォン３６０の間で、様々なユニットの異なる分布が可能である。
【００６８】
ここで、図４Ａ〜図４Ｃを更に参照して、特定のセンサのタイプ及び実装について説明する。図４Ａの例では、図１に図示されるようなシステム１の少なくとも接触センサユニット１０を実装するブラジャー４１０を含むセンサプラットフォーム４００が示されている。上述したように、図４Ａには図示されていないが、センサプラットフォーム４００は、処理ユニット２０及び／又はストレージユニット３０及び／又はシステム１の更なる要素のいずれかを含むこともできる。図４Ａの例では、センサプラットフォーム４００は、各々ブラジャー４１０に直接一体化される３つの一回換気量センサ４１２を備えている。代替的な例では、センサ４１２は、分離可能なカップに一体化され、そして、任意のブラジャーに取り付けることができる。一回換気量センサ４１２は、例えばバイオインピーダンスセンサを備えることができ、バイオインピーダンスセンサは、胸郭に、好ましくは図５により詳細に示される位置に配置される。この構成では、一回換気量センサ４１２が、良好な測定を確実にするために胸郭に適切に配置されることを確実にすることができる。加えて、一回換気量センサ４１２を使用して、測定された一回換気量及び決定された呼吸数から分時換気量を決定することができ、一方、バイオインピーダンスセンサの周期性から呼吸数を推測することができる。分時換気量の増加は、活動の増加を伴わない過換気の兆候である。
【００６９】
使用される特定のセンサの形態とは独立に、ブラジャーは本発明の好ましい実施形態である。なぜなら、ブラジャーは、装着時に他者には見えず、したがって、女性は、恥ずかしさを感じる必要がない。すなわち、女性がシステムを装着していることを誰も見ることができないため、彼女は、妊娠を試みていることを示さず、また、彼又は彼女のパートナーが不妊に悩んでいることを他者に示さないからである。
【００７０】
示されるように、代替的に、センサ４１２を、ブラジャー４１０から分離することができるカップ内に一体化することができ、あるいはブラジャー４１０を洗う必要がある場合に容易に取り外すことができるブラジャーに一体化することができる。したがって、カップ及びセンサ構成は、あるブラジャー４１０から別のブラジャーへ容易に配置され得るように作ることもできる。
【００７１】
電極を一回換気量センサ４１２として使用して、バイオインピーダンス信号から呼吸数を測定する代わりに、この例では、例えば１つ以上のストレッチセンサを備えるブラジャー４１０の胸部バンド４２０を用いて、呼吸サイクル自体当たりの呼吸数及び／又は胸郭拡張を測定することができる。過換気はより高い胸郭拡張及び／又はより高い呼吸数とともに進むであろう。
【００７２】
バイオインピーダンスセンサは、図４Ａでは一回換気量センサ４１２の例として図示されているが、肋間傍胸骨筋の筋電図（ＥＭＧ）を決定するための電極のような他のセンサを使用することもできる。傍胸骨筋のＥＭＧに基づいて、呼吸努力を決定することができる。他の状況が変化しない場合、呼吸駆動が増加すると過換気が起こるであろう。呼吸駆動の他に、呼吸数を決定するために、ＥＭＧを決定するセンサを使用することもできる。
【００７３】
図５は、バイオインピーダンス又は肋間傍胸骨筋のＥＭＧを測定するための胸部５１０上の電極５１２の配置を概略的及び例示的に示す。電極５１２のこの配置は好ましいが、電極５１２の他の配置も当然考えられる。
【００７４】
さらに、図４Ａに図示されるようなセンサプラットフォーム４００は、経皮ＣＯ２センサの形態の追加のセンサ４１４を備える。経皮ＣＯ２センサ４１４は、皮膚表面に適用されて、動脈血中のＣＯ２濃度の非侵襲的推定を提供する、局所的に加熱される電気化学センサを使用する。過換気の場合、経皮ＣＯ２センサ４１４によって決定されるＣＯ２濃度は減少する。例えば経皮ＣＯ２センサ４１４は、電解質層のｐＨを決定することによって電位差測定法により測定することができる。ＣＯ２濃度を電位差測定法により決定することに加えて又はこれに代えて、光経皮ＣＯ２センサを使用することができる。
【００７５】
図４Ｂは、一回換気量センサ４１６がブラジャー４１０の裏側に一体化された第２センサプラットフォーム４３０を示す。この例でも、胸部バンド４２０を設けて、心拍数、呼吸数及び／又は塩素濃度等の他の生理学的信号を測定することができる。
【００７６】
センサプラットフォーム４００及び／又はセンサプラットフォーム４３０では、呼吸数、一回換気量、分時換気量、経皮ＣＯ２濃度及び／又は呼吸駆動のうちの少なくとも１つを測定するために、少なくとも１つのセンサ４１２、４１４、４１６をブラジャー４１０に一体化し、したがって、有利には、胸郭上に配置することができる。
【００７７】
図４Ｃは、第３センサプラットフォーム４５０を示す。センサプラットフォーム４５０では、経皮センサ４１８は、ヘルスウォッチの形態で実装されるリストバンド４６０に一体化される。経皮ＣＯ２センサ４１８は、好ましくは、手首の上側（ｕｐｐｅｒ  ｓｉｄｅ）の代わりに手首の掌側（ｖｏｌａｒ  ｓｉｄｅ）に配置される。なぜなら、皮膚が最も薄く、したがって、ＣＯ２感知は、掌側で最も短い時間遅延で最も良好に機能するからである。あるいはまた、例えばフォトプレチスモグラフィ（ＰＰＧ）、塩素濃度等を含む、過換気の測定に関連する他のパラメータを手首で測定することができる。リストバンド４６０は、接触センサユニット１０、処理ユニット２０、ストレージユニット３０及び／又はフィードバックユニット４０及びユーザインタフェース６０を含むシステム１の全体を含むことができる。しかしながら、リストバンド４６０を、スマートフォン、タブレット等とペアにすることもでき、追加のユニットのうちの１つ、複数又はすべてを、リストバンド４６０の代わりに、更なるデバイスに一体化することもできる。
【００７８】
同様に、ストレージユニット３０、処理ユニット２０及び通信手段のすべてをブラジャー４１０に一体化することができる。あるいは、ブラジャー４１０は、電話、時計、ラップトップ等のような別個のデバイスにデータを送信するように構成されるトランスミッタを含み、そのような別個のデバイスがデータを記憶して処理し、結果をユーザに伝達する。あるいは、データの記憶及び処理を、別個のデバイスの代わりにクラウド内で行うことができる。
【００７９】
経皮ＣＯ２センサ４１２を含むセンサプラットフォーム４００の好ましい例に戻ると、測定の条件をより詳細に以下に説明する。センサプラットフォーム４００、より正確にはブラジャー４１０は、ストリーミングを完了するために、１日２４時間、週７日装着される必要はない。代わりに、システム１は、この例では、一回換気量のＣＯ２濃度を毎日モニタするように構成されており、一方、測定は一日に１〜２回行われる。経皮センサ４１４は、測定されたＣＯ２濃度が平衡に達するまで、皮膚を４０〜４２℃に暖める。ＣＯ２センサ４１４がオンに切り換わる時間は、約３０分である。この期間中に、すなわち、センサがこの温度に保たれている間に、女性が少なくとも１０分間安静にしているとすぐに、ＣＯ２値を捕捉することが重要である。これは、活動が測定結果を悪化させる可能性があるので重要である。安静時又は少なくともあまり活動的ではない少なくとも１０分は、ウォームアップ期間、すなわち平衡に達するのに必要な時間内に存在し得る。ユーザが長期間にわたって話をしていないことも評価される。これも、捕捉された測定値を悪化させる可能性があるからである。活動及び／又は会話を測定するために、加速度計又はマイクロホンをシステムに追加することができ、あるいは、例えばシステム１を、例えばスマートフォンに一体化される活動トラッカ又はセンサに結合することもできる。測定後、経皮センサ４１４及び特にそのヒータは、皮膚熱傷を防止して電力消費を制限することができるように、オフに切り替えることができる。測定値は、毎日同じ瞬間に、例えば起きた直後に捕捉されることが好ましい。これは、分時換気量、一回換気量及び／又は呼吸数の代替測定にも当てはまる。測定値は、多くの活動又は会話の間又は直後ではなく、毎日ほぼ同じ瞬間に、取得されることが好ましい。
【００８０】
経皮センサ４１４は、加熱に依拠し、平衡に達するために待機期間を必要とするが、時間制約は、すべて瞬間的に測定することができる分時換気量、一回換気量、呼吸駆動及び／又は呼吸数を含む代替パラメータでより緩和される。例えばこれらの測定は、ユーザが約３〜５分の間、話していないか活動的でなければ、すぐに同時に行うことができる。
【００８１】
図６は、妊娠可能な期間を決定するための方法６００のフローチャートを概略的かつ例示的に示す。本方法は、女性に接触して、女性の呼吸を示す信号を提供するステップ６１０と、信号を処理して、呼吸を示す生体力学的パラメータを取得するステップ６２０とを含み、女性の妊娠可能な期間は、取得された生体力学的パラメータの変化に基づいて決定される。
【００８２】
コンピュータプログラムが、他のハードウェアとともに又はその一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体上に記憶／配布されてよいが、ダウンロード可能であるかＡｐｐストアを介して購入可能であることを含め、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して他の形態で配布されてもよい。
【００８３】
開示された実施形態に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求の範囲の研究から、当業者によって特許請求に係る発明を実施する際に理解され、達成され得る。
【００８４】
特許請求の範囲において、「備える」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。
【００８５】
単一のユニット又はデバイスは、特許請求の範囲に記載される、いくつかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に利用できないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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