JP2576172B2 - 脈波観測装置 - Google Patents
脈波観測装置Info
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- JP2576172B2 JP2576172B2 JP63020719A JP2071988A JP2576172B2 JP 2576172 B2 JP2576172 B2 JP 2576172B2 JP 63020719 A JP63020719 A JP 63020719A JP 2071988 A JP2071988 A JP 2071988A JP 2576172 B2 JP2576172 B2 JP 2576172B2
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- pulse wave
- waveform
- signal
- differential waveform
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本発明は、心臓の動きに関連した脈波の波形分析を行
う脈波観測装置に関する。
う脈波観測装置に関する。
B 発明の概要 本発明は、心臓の動きに関連した脈波の波形分析を行
う脈波観測装置において、脈波センサによる脈波の検出
出力波形について、そのピーク値とディップ値の比のデ
ータとして数値化した脈波情報を得て、数値データによ
る統計手法を利用して脈波波形の分析を簡単に行うこと
ができるようにしたものである。
う脈波観測装置において、脈波センサによる脈波の検出
出力波形について、そのピーク値とディップ値の比のデ
ータとして数値化した脈波情報を得て、数値データによ
る統計手法を利用して脈波波形の分析を簡単に行うこと
ができるようにしたものである。
C 従来の技術 従来より、心臓の動きに関連した脈波は、血液循環機
能の状態を示す重要な情報を含んでいるので、血液循環
機能の良否を判断するの広く利用され、一般的に毛細血
管の含血量の変化を示す容積脈波の観測が行われてお
り、また、容積脈波の1次微分波形や2次微分波形等の
観測も行われている。上記脈波の検出には、ピエゾ素子
やコンデンサマイクロフォン等を利用して心拍による圧
力変化を電気信号に変換して検出する方法や、血液中の
ヘモグロビンによる赤外線変調作用を利用して血流量変
化を光学的に検出するなどの方法が採用されている。
能の状態を示す重要な情報を含んでいるので、血液循環
機能の良否を判断するの広く利用され、一般的に毛細血
管の含血量の変化を示す容積脈波の観測が行われてお
り、また、容積脈波の1次微分波形や2次微分波形等の
観測も行われている。上記脈波の検出には、ピエゾ素子
やコンデンサマイクロフォン等を利用して心拍による圧
力変化を電気信号に変換して検出する方法や、血液中の
ヘモグロビンによる赤外線変調作用を利用して血流量変
化を光学的に検出するなどの方法が採用されている。
ここで、第8図に一般的な容積脈波の波形Aを示し、
また、第9図および第10図に容積脈波の1次微分波形B
および2次微分波形Cを示してあるように、容積脈波は
心拍により押し出された血流が毛細血管に徐々に流れ込
んで行く状態を示し、その波形A中に心臓の弁の閉じる
衝撃波Sが現れており、また、容積脈波の1次微分波形
Bおよび2次微分波形Cも心臓の鼓動の状態を示す特徴
的な波形となっている。これらの波形は、個人差があ
り、各個人の心臓拍出力,弁の開閉力,動脈の硬化度,
毛細血管の拡張度などが影響するとされている。
また、第9図および第10図に容積脈波の1次微分波形B
および2次微分波形Cを示してあるように、容積脈波は
心拍により押し出された血流が毛細血管に徐々に流れ込
んで行く状態を示し、その波形A中に心臓の弁の閉じる
衝撃波Sが現れており、また、容積脈波の1次微分波形
Bおよび2次微分波形Cも心臓の鼓動の状態を示す特徴
的な波形となっている。これらの波形は、個人差があ
り、各個人の心臓拍出力,弁の開閉力,動脈の硬化度,
毛細血管の拡張度などが影響するとされている。
そして、上記容積脈波の2次微分波形Cは、血液循環
の良い状態から悪い状態までを第11図の(A)〜(G)
に示すような代表的な7種類の波形に定性的に分類し
て、血液循環機能の良否判断に利用されている。
の良い状態から悪い状態までを第11図の(A)〜(G)
に示すような代表的な7種類の波形に定性的に分類し
て、血液循環機能の良否判断に利用されている。
D 発明が解決しようとする課題 ところで、従来より行われている定性的な脈波観測で
は、専門知識を有する者でなければ、その観測結果を血
液循環機能の良否判断に利用することができない。
は、専門知識を有する者でなければ、その観測結果を血
液循環機能の良否判断に利用することができない。
そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、
脈波情報を絶対的な数値データとしてとらえて、専門知
識のない者でも、血液循環機能の評価を簡単に行うこと
ができるようにした新規な構成の脈波観測装置を提供す
ることを目的としている。
脈波情報を絶対的な数値データとしてとらえて、専門知
識のない者でも、血液循環機能の評価を簡単に行うこと
ができるようにした新規な構成の脈波観測装置を提供す
ることを目的としている。
E 課題を解決するための手段 本発明に係る脈波観測装置は、上述の目的を達成する
ために、容積脈波を検出して電気信号に変換して出力す
る脈波センサと、上記脈波センサにより得られた容積脈
波信号が供給され、周波数特性が切換可能なフィルタ回
路と、上記フィルタ回路の出力波形のピーク値とディッ
プ値を検出する検出手段と、上記検出手段にて検出され
たピーク値とディップ値の比を算出する演算処理手段と
を備え、上記脈波センサにより得られた容積脈波信号、
その1次微分波形信号及び2次微分波形信号を上記フィ
ルタ回路から選択的に出力し、上記演算処理手段により
上記容積脈波信号、その1次微分波形信号及び2次微分
波形信号のピーク値とディップ値の比のデータとして脈
波情報を得るようにしたことを特徴とする。
ために、容積脈波を検出して電気信号に変換して出力す
る脈波センサと、上記脈波センサにより得られた容積脈
波信号が供給され、周波数特性が切換可能なフィルタ回
路と、上記フィルタ回路の出力波形のピーク値とディッ
プ値を検出する検出手段と、上記検出手段にて検出され
たピーク値とディップ値の比を算出する演算処理手段と
を備え、上記脈波センサにより得られた容積脈波信号、
その1次微分波形信号及び2次微分波形信号を上記フィ
ルタ回路から選択的に出力し、上記演算処理手段により
上記容積脈波信号、その1次微分波形信号及び2次微分
波形信号のピーク値とディップ値の比のデータとして脈
波情報を得るようにしたことを特徴とする。
F 作用 本発明に係る脈波観測装置では、脈波センサにより得
られた容積脈波信号からフィルタ回路により1次微分波
形信号と2次微分波形信号を生成し、演算処理手段によ
り上記容積脈波信号、その1次微分波形信号及び2次微
分波形信号の各ピーク値とディップ値の比を算出する。
られた容積脈波信号からフィルタ回路により1次微分波
形信号と2次微分波形信号を生成し、演算処理手段によ
り上記容積脈波信号、その1次微分波形信号及び2次微
分波形信号の各ピーク値とディップ値の比を算出する。
G 実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に従い詳細に
説明する。
説明する。
第1図のブロック図に示す実施例の脈波観測装置は、
脈波を検出して電気信号に変換して出力する脈波センサ
1を備え、この脈波センサ1による脈波検出出力がサン
プル・ホールド回路(S/H)2を介してアナログ・ディ
ジタル変換器(A/D)3に供給され、上記アナログ・デ
ィジタル変換器3にてディジタル化してデータ処理用の
コンピュータ(CPU)4に入力されるようになってい
る。
脈波を検出して電気信号に変換して出力する脈波センサ
1を備え、この脈波センサ1による脈波検出出力がサン
プル・ホールド回路(S/H)2を介してアナログ・ディ
ジタル変換器(A/D)3に供給され、上記アナログ・デ
ィジタル変換器3にてディジタル化してデータ処理用の
コンピュータ(CPU)4に入力されるようになってい
る。
上記脈波センサ1としては本件出願人が先に提案した
特願昭61−301693号(特開昭63−154929号)に係る圧力
センサや特願昭61−301694号(特開昭63−154153号)に
係る圧力センサが用いられる。
特願昭61−301693号(特開昭63−154929号)に係る圧力
センサや特願昭61−301694号(特開昭63−154153号)に
係る圧力センサが用いられる。
この実施例における上記脈波センサ1は、第2図に示
すように、一端に開口部11を有する有底円筒状のキャビ
ティ12の底部13に無指向性コンデンサマイクロホン14を
設けた構成のものを用いている。
すように、一端に開口部11を有する有底円筒状のキャビ
ティ12の底部13に無指向性コンデンサマイクロホン14を
設けた構成のものを用いている。
上記脈波センサ1では、例えば、第3図に示すよう
に、上記キャビティ12の開口部11を指尖15に押し当て
て、上記キャビティ12の開口部11を指尖15にて閉成し、
上記キャビティ12の内部空間を密閉すると、毛細血管の
含血量変化による上記指尖15部分の膨張・収縮変化に応
じて、上記キャビティ12の内部空間容積が変化し、この
内部空間容積の変化が圧力変化となって上記無指向性コ
ンデンサマイクロホン14により検出され、上記指尖15部
分における毛細血管の含血量変化すなわち指尖容積脈波
を上記無指向性コンデンサマイクロホン14にて検出した
電気信号を出力する。
に、上記キャビティ12の開口部11を指尖15に押し当て
て、上記キャビティ12の開口部11を指尖15にて閉成し、
上記キャビティ12の内部空間を密閉すると、毛細血管の
含血量変化による上記指尖15部分の膨張・収縮変化に応
じて、上記キャビティ12の内部空間容積が変化し、この
内部空間容積の変化が圧力変化となって上記無指向性コ
ンデンサマイクロホン14により検出され、上記指尖15部
分における毛細血管の含血量変化すなわち指尖容積脈波
を上記無指向性コンデンサマイクロホン14にて検出した
電気信号を出力する。
さらに、この実施例の上記脈波センサ1は、第4図に
示すように、上記コンデンサマイクロホン14による検出
出力がインピーダンス変換用の電界効果型トランジスタ
FETから特性の切り換え可能なフィルタ回路15を介して
取り出されるようになっている。
示すように、上記コンデンサマイクロホン14による検出
出力がインピーダンス変換用の電界効果型トランジスタ
FETから特性の切り換え可能なフィルタ回路15を介して
取り出されるようになっている。
上記コンデンサマイクロホン14は、上記電界効果型ト
ランジスタFETの入力抵抗Rgとクロホン容量Coによって
超低域を6dB/octでカットするような周波数特性を呈
し、脈波の基本波は約1Hzであるから、その遮断周波数f
Lを1Hz以下に設定しておくことによって、容積脈波を検
出するようにしている。
ランジスタFETの入力抵抗Rgとクロホン容量Coによって
超低域を6dB/octでカットするような周波数特性を呈
し、脈波の基本波は約1Hzであるから、その遮断周波数f
Lを1Hz以下に設定しておくことによって、容積脈波を検
出するようにしている。
さらに、上記フィルタ回路15は、コンデンサマイクロ
ホン14による容積脈波の検出出力についての1次微分波
形を取り出す第1のフィルタ16と上記容積脈波の検出出
力についての2次微分波形を取り出す第2のフィルタ17
とを備えているとともに、上記コンデンサマイクロホン
14による容積脈波の検出出力と上記第1のフィルタ16に
よる1次微分波形の検出出力と上記第2のフィルタ17に
よる1次微分波形の検出出力を選択する切り換えスイッ
チ18を備えており、上記切り換えスイッチ18の設定によ
り、第5図ないし第7図にに各代表波形を示す容積脈波
あるいはその1次微分波形または2次微分波形の検出出
力A,B,Cを選択的に出力できるようにしてある。
ホン14による容積脈波の検出出力についての1次微分波
形を取り出す第1のフィルタ16と上記容積脈波の検出出
力についての2次微分波形を取り出す第2のフィルタ17
とを備えているとともに、上記コンデンサマイクロホン
14による容積脈波の検出出力と上記第1のフィルタ16に
よる1次微分波形の検出出力と上記第2のフィルタ17に
よる1次微分波形の検出出力を選択する切り換えスイッ
チ18を備えており、上記切り換えスイッチ18の設定によ
り、第5図ないし第7図にに各代表波形を示す容積脈波
あるいはその1次微分波形または2次微分波形の検出出
力A,B,Cを選択的に出力できるようにしてある。
そして、上記脈波センサ1による脈波検出出力を上記
アナログ・ディジタル変換器3にてディジタル化した波
形データが供給される上記コンピュータ4は、上記波形
データについて、そのピーク値およびディップ値を検出
して、ピーク値とディップ値の比を算出する演算処理を
行い、その演算処理結果すなわち上記脈波検出出力波形
のピーク値とディップ値の比を示す数値データをデータ
出力装置5に与えるようになっている。
アナログ・ディジタル変換器3にてディジタル化した波
形データが供給される上記コンピュータ4は、上記波形
データについて、そのピーク値およびディップ値を検出
して、ピーク値とディップ値の比を算出する演算処理を
行い、その演算処理結果すなわち上記脈波検出出力波形
のピーク値とディップ値の比を示す数値データをデータ
出力装置5に与えるようになっている。
上記コンピュータ4は、例えば、第5図に示した容積
脈波の代表波形Aの波形データが入力されたとすると、
そのピーク値a0,b0とディップ値c0を基準レベルに対す
る数値データとして検出し、最も大きなピーク値a0と他
の値b0,c0との比を演算して、 D01=b0/a0 D02=c0/a0 なる数値データD01,D02を出力する。
脈波の代表波形Aの波形データが入力されたとすると、
そのピーク値a0,b0とディップ値c0を基準レベルに対す
る数値データとして検出し、最も大きなピーク値a0と他
の値b0,c0との比を演算して、 D01=b0/a0 D02=c0/a0 なる数値データD01,D02を出力する。
また、上記コンピュータ4は、第6図に示した1次微
分波形の代表波形Bの波形データが入力されたとする
と、そのピーク値a1,c1とディップ値b1,d1を基準レベル
に対する数値データとして検出し、最も大きなピーク値
a1と他の値b1,c1,d1との比を演算して、 D11=b1/a1 D12=c1/a1 D13=d1/a1 なる数値データD11,D12,D13を出力する。
分波形の代表波形Bの波形データが入力されたとする
と、そのピーク値a1,c1とディップ値b1,d1を基準レベル
に対する数値データとして検出し、最も大きなピーク値
a1と他の値b1,c1,d1との比を演算して、 D11=b1/a1 D12=c1/a1 D13=d1/a1 なる数値データD11,D12,D13を出力する。
さらに、上記コンピュータ4は、第7図に示した2次
微分波形の代表波形Cの波形データが入力されたとする
と、そのピーク値a2,c2,e2とディップ値b2,d2を基準レ
ベルに対する数値データとして検出して、最も大きなピ
ーク値a2と他の値b2,c2,d2,e2との比を演算し、 D21=b2/a2 D22=c2/a2 D23=d2/a2 D24=e2/a2 なる数値データD21,D22,D23,D24を出力する。
微分波形の代表波形Cの波形データが入力されたとする
と、そのピーク値a2,c2,e2とディップ値b2,d2を基準レ
ベルに対する数値データとして検出して、最も大きなピ
ーク値a2と他の値b2,c2,d2,e2との比を演算し、 D21=b2/a2 D22=c2/a2 D23=d2/a2 D24=e2/a2 なる数値データD21,D22,D23,D24を出力する。
そして、上記データ出力装置5は、上記コンピュータ
4から与えれる数値データをプリントアウトあるいは液
晶等で数字表示する。
4から与えれる数値データをプリントアウトあるいは液
晶等で数字表示する。
この実施例のように、脈波センサ1にて検出される波
形について、そのピーク値とディップ値の比を算出する
ことにより、上記脈波センサ1による検出出力波形の絶
対レベルには無関係な数値データとして脈波情報を得る
ことができるので、脈波情報の分類や脈波情報による病
気診断等を統計処理の手法を利用して正確に行うことが
でき、専門知識なしに脈波情報の評価を行うことができ
るようになる。
形について、そのピーク値とディップ値の比を算出する
ことにより、上記脈波センサ1による検出出力波形の絶
対レベルには無関係な数値データとして脈波情報を得る
ことができるので、脈波情報の分類や脈波情報による病
気診断等を統計処理の手法を利用して正確に行うことが
でき、専門知識なしに脈波情報の評価を行うことができ
るようになる。
ここで、上述の実施例では、特性の切り換え可能なフ
ィルタ回路15を内蔵した脈波センサ1を用いて、上記脈
波センサ1から容積脈波あるいはその1次微分波形また
は2次微分波形の検出出力A,B,Cを選択的に出力できる
ようにしたが、容積脈波あるいはその1次微分波形また
は2次微分波形の検出出力A,B,Cを個別に出力する脈波
センサを用いるようにしてもよい。
ィルタ回路15を内蔵した脈波センサ1を用いて、上記脈
波センサ1から容積脈波あるいはその1次微分波形また
は2次微分波形の検出出力A,B,Cを選択的に出力できる
ようにしたが、容積脈波あるいはその1次微分波形また
は2次微分波形の検出出力A,B,Cを個別に出力する脈波
センサを用いるようにしてもよい。
なお、コンデンサマイクロホンを利用した脈波センサ
では、マイクロホンの静電容量Coとインピーダンス変換
素子の入力抵抗Rgによる低域遮断周波数fLを300Hz以上
に設定することによって、完全1次微分脈波を得ること
ができ、また、上記低域遮断周波数fLを1Hz以下に設定
しても、マイクロホン自体の低域遮断特性を6dB/octと
してその遮断周波数fLを300Hz以上に設定することによ
って、完全1次微分脈波を得ることができる。さらに、
上記低域遮断周波数fLを1Hz以下に設定して、マイクロ
ホン自体の遮断周波数fCを300Hz以上で12dB/octの低域
遮断特性に設定することによって、完全2次微分脈波を
得ることができ、また、上記低域遮断周波数fLを300Hz
以上に設定して、マイクロホン自体の遮断周波数fCを30
0Hz以上で6dB/octの低域遮断特性に設定することによっ
ても、完全2次微分脈波を得ることができ、さらに、上
記低域遮断周波数fLを300Hz以上に設定して、マイクロ
ホン自体の遮断周波数fCを300Hz以上で12dB/octの低域
遮断特性に設定するれば完全2次微分脈波を得ることが
できる。
では、マイクロホンの静電容量Coとインピーダンス変換
素子の入力抵抗Rgによる低域遮断周波数fLを300Hz以上
に設定することによって、完全1次微分脈波を得ること
ができ、また、上記低域遮断周波数fLを1Hz以下に設定
しても、マイクロホン自体の低域遮断特性を6dB/octと
してその遮断周波数fLを300Hz以上に設定することによ
って、完全1次微分脈波を得ることができる。さらに、
上記低域遮断周波数fLを1Hz以下に設定して、マイクロ
ホン自体の遮断周波数fCを300Hz以上で12dB/octの低域
遮断特性に設定することによって、完全2次微分脈波を
得ることができ、また、上記低域遮断周波数fLを300Hz
以上に設定して、マイクロホン自体の遮断周波数fCを30
0Hz以上で6dB/octの低域遮断特性に設定することによっ
ても、完全2次微分脈波を得ることができ、さらに、上
記低域遮断周波数fLを300Hz以上に設定して、マイクロ
ホン自体の遮断周波数fCを300Hz以上で12dB/octの低域
遮断特性に設定するれば完全2次微分脈波を得ることが
できる。
H 発明の効果 本発明に係る脈波観測装置では、脈波センサにて検出
される波形について、そのピーク値とディップ値の比を
算出することにより、上記脈波センサ1による検出出力
波形の絶対レベルには無関係な数値データとして脈波情
報を得ることができるので、脈波情報の分類や脈波情報
による病気診断等の脈波波形の分析を統計処理の手法を
利用して正確に且つ簡単に行うことができ、専門知識な
しに脈波情報の評価を行うことができる。
される波形について、そのピーク値とディップ値の比を
算出することにより、上記脈波センサ1による検出出力
波形の絶対レベルには無関係な数値データとして脈波情
報を得ることができるので、脈波情報の分類や脈波情報
による病気診断等の脈波波形の分析を統計処理の手法を
利用して正確に且つ簡単に行うことができ、専門知識な
しに脈波情報の評価を行うことができる。
第1図は本発明に係る脈波観測装置の構成を示すブロッ
ク図であり、第2図は上記脈波観測装置に用いる脈波セ
ンサの構造を示す要部断面図であり、第3図は上記脈波
センサの使用状態を示す斜視図であり、第4図は上記脈
波センサの電気的な構成を示す回路図であり、第5図,
第6図および第7図は上記脈波センサにて得られる検出
出力の代表的な波形例をそれぞれ示す波形図である。 第8図,第9図および第10図は容積脈波の波形およびそ
の1次微分波形および2次微分波形の代表的な波形例を
それぞれ示す波形図であり、第11図は従来より血液循環
機能の良否判定に利用されている容積脈波の2次微分波
形を血液循環の良い状態から悪い状態まで定性的に分類
して示した波形図である。 1……脈波センサ 2……サンプル・ホールド回路 3……アナログ・ディジタル変換器 4……コンピュータ 5……データ出力装置
ク図であり、第2図は上記脈波観測装置に用いる脈波セ
ンサの構造を示す要部断面図であり、第3図は上記脈波
センサの使用状態を示す斜視図であり、第4図は上記脈
波センサの電気的な構成を示す回路図であり、第5図,
第6図および第7図は上記脈波センサにて得られる検出
出力の代表的な波形例をそれぞれ示す波形図である。 第8図,第9図および第10図は容積脈波の波形およびそ
の1次微分波形および2次微分波形の代表的な波形例を
それぞれ示す波形図であり、第11図は従来より血液循環
機能の良否判定に利用されている容積脈波の2次微分波
形を血液循環の良い状態から悪い状態まで定性的に分類
して示した波形図である。 1……脈波センサ 2……サンプル・ホールド回路 3……アナログ・ディジタル変換器 4……コンピュータ 5……データ出力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−252135(JP,A) 特開 昭57−93036(JP,A) 特開 昭58−105741(JP,A) 特開 昭62−266189(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】容積脈波を検出して電気信号に変換して出
力する脈波センサと、 上記脈波センサにより得られた容積脈波信号が供給さ
れ、周波数特性が切換可能なフィルタ回路と、 上記フィルタ回路の出力波形のピーク値とディップ値を
検出する検出手段と、 上記検出手段にて検出されたピーク値とディップ値の比
を算出する演算処理手段とを備え、 上記脈波センサにより得られた容積脈波信号、その1次
微分波形信号及び2次微分波形信号を上記フィルタ回路
から選択的に出力し、上記演算処理手段により上記容積
脈波信号、その1次微分波形信号及び2次微分波形信号
のピーク値とディップ値の比のデータとして脈波情報を
得るようにしたことを特徴とする脈波観測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63020719A JP2576172B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | 脈波観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63020719A JP2576172B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | 脈波観測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01195847A JPH01195847A (ja) | 1989-08-07 |
JP2576172B2 true JP2576172B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=12034974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63020719A Expired - Lifetime JP2576172B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | 脈波観測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5896832B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2016-03-30 | ビフレステック株式会社 | 検体情報処理装置及び検体情報処理方法 |
JP6085099B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2017-02-22 | ビフレステック株式会社 | 検体情報処理装置 |
JP6027339B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2016-11-16 | ビフレステック株式会社 | 検体情報処理装置 |
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