JP3436373B2 - 細胞の局部的熱処置装置 - Google Patents

細胞の局部的熱処置装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、請求項１に従う体細胞の熱処置用装置に関
する。
体細胞の不自然な成長を伴う疾病のある状態は熱処置
の使用によって成功裏に管理される。細胞は、この細胞
が死滅する程度にまで加熱される。癌のあるタイプおよ
び良性の前立腺過形成（BPH）は疾病のかかる状態の例
である。処置の間、細胞のある部分は他が護られつつ処
置される。主に考慮される疾病状態は身体内の空腔周り
の細胞内に存在しているものである。上記例に加えて、
次の疾病状態が述べられてるべきである：食道、気管、
尿管および腸における癌。
同様の疾病状態は動物にも現れ、均等な処置がそのた
めに適用され得る。とりわけ、家畜および犬のようなペ
ットの処置が考えられる。
技術の状態 熱を発生する目的のためには種々の装置が使用され得
る。レーザー加熱装置やマイクロ波およびRF加熱装置の
両方が普通用いられている。US−Ａ−5,257,977から技
術が知られており、これによると処置カテーテルに流体
容器が備えられている。容器は柔軟であり、カテーテル
を通るチャンネルを介して身体およびカテーテルの外部
に設けられた加熱装置に連通している。流体は加熱装置
内で加熱されチャンネルおよび容器を通って循環され
る。容器は細胞との良好な接触のためにある程度膨張さ
れる。容器内での温度の上昇が取り囲んでいる細胞を加
熱することになる。処置は循環している流体の温度を制
御することにより影響される。
チャンネルが処置されるべきでない細胞内を通過して
いるので、それらは熱遮蔽されねばならない。US−Ａ−
5,257,977によれば、チャンネルを取り囲むガス充填空
間による熱遮蔽が設けられている。熱遮蔽の機能はきわ
めて基本的である。それ故に、多大な注意と充分な費用
とが処置カテーテルのこの部分に費やされねばならな
い。US−Ａ−5,257,977の装置に関する他の不利な点
は、加熱装置と処置領域との距離が比較的長いので、望
ましい温度制御を行うことが困難なことである。
発明の要約 本発明によれば、請求項１のプリアンブルに従う膨張
可能な容器を有する処置カテーテルが提供される。加熱
装置は容器に包含されている流体を加熱するために容器
に隣接して設けられている。流体は全処置の間容器内に
留まっている。かくて、カテーテルを通って延在する熱
遮蔽されたチャンネルの必要がない。
本発明の一形態によれば、温度は流体内および処置領
域外のカテーテル内の両方で計測されるので、所望の処
置温度を得ることが保証される。
本発明の他の形態によれば、処置との関連で容器を膨
張させる機械的手段が容器内に設けられている。
本発明のさらに他の形態によれば、処置カテーテルの
体内への挿入の際、容器上にいわゆるステントが設けら
れる。ステントはそれから処置領域を通る通路を維持す
べく適所に残される。
図面の簡単な説明 本発明は例示的な実施例の助けをもって、かつ、添付
図面を参照してより詳細に説明され、ここで、 図１は、本発明の一実施例の部分的に断面した側面
図、 図２は、本発明の他の実施例の部分的に断面した拡大
側面図、 図３は、本発明の他の実施例の部分的に断面した側面
図、 図４は、本発明のさらに他の実施例の部分的に断面し
た拡大側面図、および 図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
発明の説明 図１に、本発明による、処置カテーテル12を備えた装
置の一実施例が示されている。カテーテルには、その第
１の端部の近傍位置に、柔軟で膨張可能な壁を有する容
器11が備えられている。第１の実施例においては、容器
11は完全に閉鎖され、適当な熱伝導特性を有する流体13
をある量包含している。シリコンオイルおよび水がかか
る流体の例である。バルーン11は弾性シリコンまたは相
当する弾性特性を有する他の材料、例えば、ラテックス
から作られている。
図１における処置カテーテル12は、処置カテーテル12
の先端が膀胱21内に入り込むよう尿道内に挿入および挿
通されている。処置カテーテル12を処置の間適所に留め
るために、処置カテーテル12の先端に隣接するバルーン
22が処置カテーテル12内に設けられたチャンネルを介し
て従来の方法で拡大される。図示の処置態様において
は、容器11が前立腺23内に位置されている。処置の目的
は、尿道を取り囲む周囲の前立腺内の細胞を加熱し、膀
胱頚部から頂部に向かう前立腺の定められた部分的量に
おける細胞の死滅を生じさせることである。
加熱装置10はまた容器11内に包含されている。加熱装
置10は、対流によって加熱装置10から熱を吸収する流体
13と良好に熱的に接触している。熱はそれから容器の壁
を通して容器を取り囲む細胞に伝達される。加熱装置10
は、とりわけケーブル15を介して、身体の外に配置され
ているエネルギー供給ユニット14に作動可能に接続され
ている。エネルギー供給ユニット14は順に制御および表
示ユニット17に接続されている。容器11の局所限定を促
進するために、加熱装置10は例えば電球の形態の照明要
素を構成してもよい。これは、特に、処置カテーテル12
の位置決めが内視鏡のような光学的補助具を用いて行わ
れる場合に適する。加熱装置10はまた、特殊な照明部材
を含んでもよく、図３の記載を参照されたい。
簡単なデザインでは、加熱装置10は、ケーブル15を介
して電気エネルギーを供給することにより加熱される抵
抗ワイヤからなる。代わりのデザインでは、加熱装置10
は、加熱および冷却が可能なペルチェ素子のある種のよ
うな要素を備えている。この後者のデザインによる大き
な利点は、ペルチェ素子への電流の方向を逆転し冷却作
用に帰せしめることにより、処置を急激に終わらせ得る
ことである。それ故に、流体13は、容器11が身体を通過
する際、細胞への加熱作用や傷つけを生ずることなく身
体から取り出され得るような温度にまで速やかに冷却さ
れる。
この種の加熱処置における重要な要因は細胞内で発生
される温度である。図１に示された形態では、第１の温
度変換器16が容器11の内部に設けられている。温度変換
器16は温度計側結果を伝達するために制御ユニット17に
作動可能に接続されている。これらは処置中エネルギー
供給ユニット14を制御するために用いられ、表示ユニッ
ト17のモニターディスプレイ上で見られるべく利用可能
である。実際的なデザインでは、温度変換器16はサーミ
スタから構成されている。他の形式の温度変換器もまた
存在し、例えば、熱電対および光学式トランスミッター
がある。図示の温度変換器16により発生された温度表示
の形式が必要とされない処置もまた存する。このような
場合には、この種の変換器は不必要である。
図示の形態では、第２の温度変換器18もまた設けられ
ている。しかしながら、この変換器は処置カテーテル12
の長手方向に変位された処置領域の外に配列されてい
る。好ましい実施例では、第２の温度変換器18はカテー
テル12との関連で、特に、その内部に設けられている。
この温度変換器もまた種々の方法でデザインされ得る。
処置領域の外で温度変換器を用いることの一つの利点
は、処置されるべきでない細胞の温度をモニターするこ
とができることである。多くの適用例において、かかる
細胞内における温度上昇は、損傷を避けるために最少に
することが極めて重要である。温度変換器の幾つかのデ
ザインが、図２を参照して以下の説明に与えられてい
る。ここではさらに詳しくは説明しないが、代わりの実
施例では、第２の温度変換器18が処置カテーテル12の外
部で、内側バルーンおよび外側バルーンの形態の容器間
に設けられている。内側バルーンを膨らますことで温度
変換器18は処置カテーテル12の中心から半径方向外方に
変位され、外側バルーンを介して変換器を所望の細胞に
係合させる。
容器11のカテーテルの長手方向における大きさの程度
は、関係する処置領域の寸法に依り２〜6cmである。前
立腺の処置以外の他の細胞の処置に対しては、寸法が完
全に異なってもよい。容器内の流体13は加熱装置10によ
り取り囲んでいる細胞がおよそ摂氏60度に加熱されるよ
うな温度に加熱される。この温度では、処置時間は約１
時間である。処置時間は、処置領域の寸法および選択さ
れた処置温度に依り、より長いおよびより短い両方に選
択され得る。処置温度を摂氏90〜150度の範囲に上昇さ
せることにより、処置時間は例えば５分のような数分に
減少される。これらの高温において、細胞は硬化しおよ
び殻を形成する。この殻は、処置との関連で前立腺が腫
れが生じるかもしれないという問題を防止または少なく
する。
処置が完了すると、加熱装置10へのエネルギー供給が
停止され、容器は通常の体温に復帰することが許され
る。上述したように、容器の温度の低下は冷却および加
熱要素の組合せを用いることにより、より速く達成され
る。第１の温度変換器16はまた、処置の終結の際重要な
機能を有している。容器が身体を通過する際損傷が生じ
るような温度を有している限り、処置カテーテルを取り
出すのは適切ではない。それ故に、容器11の温度は連続
的に登録され、所望の温度に到達するや否やカテーテル
の取り出しが行われるようにする。
前立腺または膀胱に適用される処置の場合、および、
カテーテル12が尿道内に挿入され頂部が膀胱内に位置さ
れたとき、尿および他の液体の排出はカテーテル12に設
けられた排出チャンネル30を介して行われ得る。排出チ
ャンネル30はカテーテル12の全長に亘り延び、カテーテ
ル12の頂部近傍に出口がある開口31を有する。ある種の
処置のためには、処置のとき、ある時間カテーテル12を
適所に残すことが適切である。その時間中、排出チャン
ネル30は膀胱からの排出機能を保つ。
前立腺における処置が完了したとき、前立腺細胞が腫
れ、これは処置が終わって直ぐに処置カテーテル12が取
り出されるようなときに、おそらく患者が排尿すること
を困難にしよう。かかる困難が生ずるのを防止するため
に、処置カテーテルには重ね合わされた、いわゆるステ
ントが備えられ得る。かかるステントは図２において20
で概略的に示されている。ステント20は筒状の装置で処
置の時前立腺尿道内の後方に残され、かくて、前立腺を
通る尿通路を維持する。好ましい実施例では、ステント
は体内への挿入の際処置カテーテルを伴い、それから、
処置の間およびその意図された使用が始まる時点である
その完了の後の両方に適所に留まるべく設けられる。ス
テントの内寸法に対する処置カテーテルの寸法は、カテ
ーテルの取り出しの際ステントが引き出されないように
選ばれている。
好ましい実施例では、ステントは生体吸収性材料から
構成され、その体内への挿入後いつかは吸収される。そ
れ故に、この点において、後処置は必要ない。ステント
を他の材料、例えば、金属で作り、細胞がその正常な状
態に復帰したとき、必要であれば後の機会に取り出すこ
とも可能である。ステントは、ある種の処置に対して
は、処置が完了し処置カテーテルを引き出した後に挿入
されてもよい。前立腺の処置の多くの形式に対しては、
ステントは細胞内で吸収されるか、処置後２〜26週間内
に取り出されるべきである。ステントはまた、例えば、
柔らかいチューブとしてデザインされてもよい。チュー
ブは、処置の完了のとき、腫れた細胞が尿の流れを遮断
するのを防止し、かくて、患者の尿出口用の開口を維持
するように、前立腺内の前立腺尿道に沿って固定され
る。図は、適切な材料の糸が螺旋状に巻かれた形態のス
テント20を備えた、本発明による実施例を示している。
ステント20はカテーテル12の外側に配列され、この形態
では、カテーテルと一緒に挿入されて示されている。ス
テント20は細胞内に吸収される材料の糸からなる。糸は
螺旋すなわちねじの条線形態に巻かれている。好ましく
は、ステント20の内径はカテーテル12の外径よりも幾ら
か大きく、そして、ステント20はそれ故にカテーテルの
外側を比較的自由に滑ることができる。ステント20の外
径は前立腺を通る尿道の内寸法よりも大きく、その結
果、ステント20は前立腺内に適度に固設される。ステン
ト20はまた、チューブ、ネットまたは織物としてデザイ
ンされてもよい。一般に、このステントは周囲温度で収
縮されるが、しかし挿入の前に冷却されてもよい。それ
が暖かい細胞に接触すると、膨張しそれにより固定され
る。
ステント20は処置の間受け身であり、処置の結果には
如何様にも影響を与えない。処置が達成されたときバル
ーン22が空にされる。それでカテーテル12は、前立腺の
腫れが処置に続く期間尿の流れを遮断するのを防止する
位置内にステントを残して取り出されるために引き抜か
れる。
チューブすなわちステントの軸方向の長さは前立腺の
長さを越えてはならず、これは上述の両デザインに適用
される。前立腺の後部に直ぐに関係して位置されている
外側の括約筋の機能を阻害しないためである。
前立腺の処置の際には、尿の通路に関する問題の場
合、原則的に３つの異なる補足的対策に頼ることが必要
かもしれない。処置の第１の形態によれば、処置カテー
テルが完全に取り出され、そして新しい排出カテーテル
が必要であれば適所に置かれる。第２の形態の処置は、
ステントの使用を含む。最も有利には、ステントが処置
カテーテルの挿入の際に同伴されるが、しかし、後で挿
入し位置付けることもまた可能である。処置の第３の形
態によれば、処置カテーテルは実際の処置の後適所に残
される。かかる場合、処置カテーテルは排出チャンネル
を備えてデザインされ、そして、従来の排出カテーテル
として機能する。
ある場合には、ステント20またはチューブの固定が、
処置の最後のステップに直接に関連して特殊工具の助け
でもって行われるのが好ましいかもしれない。もしも非
吸収性のチューブが用いられるとすれば、かかるチュー
ブは細胞の腫れが平らになるや否や手でもって取り出さ
ねばならない。これは特殊な工具でもってチューブを掴
みそして抜き出すことにより実行され得る。
図２は、容器と処置されるべき細胞との間の改善され
た熱伝達を含む他の形態を示している。温度が上昇する
と膨張可能な要素19が流体容器11内に包囲されており、
これは流体容器11内の温度が上昇する際カテーテル12の
横方向に流体容器11の寸法を増大させる。これにより、
容器11の処置領域における細胞との当接のみならず熱伝
達が強化される。要素19は好ましくは、大きな熱膨張係
数を有するかまたは処置との関連で膨張を含む他の特性
を有する材料から作られる。種々の形式の記憶金属、バ
イメタルまたは同様なものもまた用いられ得る。図示の
形態では、要素19は装置10の加熱との関連で良好な熱膨
張係数を呈すように、加熱装置10に直接的に熱接触して
いる。
進行中の処置の間、細胞は加熱される。最適な処置結
果のためには、加熱はある温度範囲内で起こるべきであ
る。処置されるべき細胞内の温度増加を直接的に登録で
きるようにするために、第３の温度変換器26が第１のキ
ャリア27に接続されている。キャリア27はカテーテル12
内のチャンネルを通り、カテーテル12の開口を通って前
進されるように形成されている。好ましくは、カテーテ
ルの開口内にキャリア27のための案内が設けられ、キャ
リア27をカテーテル12に対し所望の角度で細胞に出入り
するよう案内する。
キャリア27または温度変換器26のいずれかには、細胞
へのより簡単な挿入を許容する先端が備えられている。
温度変換器26は抵抗性の変換器として通常デザインされ
ているものか半導体のいずれでもよい。かかる変換器の
ために必要とされるケーブル線はカテーテル12の他のチ
ャンネルを通して実現される。もし光学タイプの変換器
が用いられるならば、ファイバー光導体がカテーテル12
のチャンネルを通して設けられる。
温度変換器26またはそのキャリア27のカテーテル12の
外への前進は体外のカテーテルの外側からの制御手段に
より制御される。これは、細胞内への挿入が所望の深さ
まで行われるように、好ましくは良好に定められた方法
で起こるべきである。簡単なデザインでは、剛性のワイ
ヤがカテーテル12内のチャンネルを通って設けられてい
る。温度変換器26はワイヤの一端に設けられ、他端にお
いて、ワイヤにはハンドルが備えられている。チャンネ
ルおよびチャンネル内に収容されているワイヤには、ワ
イヤの長手方向前進との関係で前進の程度が良好に定め
られるように、寸法および曲げ抵抗が与えられている。
ハンドルおよびワイヤの操作による前進は、温度感知手
段11が望まれている温度感知領域を越えて通過する危険
性を避けるために、ストッパないしはある捕捉手段によ
って制限されている。
処置されている細胞内の温度を連続的に感知すること
によって、供給されているパワーおよび最終結果を正確
に制御することが可能である。かくて、望まれない損傷
を細胞に与えるという危険性が著しく低減される。
損傷の危険性、さらに詳しくは、処置によって影響さ
れるべきでない周りの細胞における損傷の危険性をさら
に少なくするために、第４の温度変換器28が第２のキャ
リア29に接続されている。この第２のキャリア29はカテ
ーテル12の長手方向において第１のキャリア27からある
距離離れてカテーテル12を通り、かつ、それから出て前
進されるべくデザインされている。この距離は処置領域
の大きさにより決定され、かつ、第４の温度変換器28が
その前進された状態において処置の間損傷を受けるべき
でない細胞内に進入することを許すに十分である。ここ
では詳しく説明しないが、代わりの実施例では、第４の
温度変換器28は内側バルーンと外側バルーンとの間で処
置カテーテル12の外部に配列されている。内側のバルー
ンを膨張させることにより、温度変換器28が処置カテー
テル12の中心から離れる外方に半径方向に動かされ、か
くて、変換器が所望の細胞に係合することを可能とす
る。
図３の形態では、容器11はチャンネル25を介して体外
に設けられた供給容器24に接続されている。処置カテー
テル12が正しく位置されバルーン22でもってロックされ
たとき、容器11は供給容器24から充填される。充填は所
望の圧力が容器11内で達成されるまで行われる。この圧
力は、取り囲む細胞に対し所望の圧力もたらす容器11の
膨張に対応する。この膨張は、容器11が図３に示される
トランペットまたは漏斗状の形状＝を取ることを生ぜし
め、その広い部位が膀胱の頚部に近い。処置の完了時に
は容器11は体温まで冷却され、流体13が供給容器14に排
出され、そして、バルーン22が空にされる。そこで、カ
テーテル12は引き出され得る。図３に示された形態は、
ステント20との組合せに非常に適している。容器11から
流体13を抜き出す間、容器はたたまれる。容器11の外部
に設けられていたステントは、処置カテーテル12が引き
抜かれた後処置領域内に留まる。有利なことに、実際の
加熱処置の間、流体13の供給または排出はない。これに
より細胞がカテーテル12により意図せずに加熱される危
険性が低減される。チャンネル25は好ましくは、処置さ
れるべきでない周りの細胞への熱の放出の危険性をさら
に少なくするために、カテーテル12に中心付けて設けら
れる。しかしながら、処置の中のあるケースに対して
は、容器11を膨張させ既に処置された細胞を側方に押圧
するために、処置の間、流体13を供給することが適切か
もしれない。
図３による実施例においては、容器11の近傍のチャン
ネル25内にバルブ32がまた設けられている。バルブ32は
処置の間、加熱された流体がチャンネル25内を逆流する
のを防止する助けをする。加えて、バルブ32は容器11内
に所望の圧力を維持するために用いられている。
加熱装置10は、処置装置の局所付けおよび設置を容易
とする特殊な照明要素33で補完されている。照明部材33
または加熱部材10自体により発生された光は可視光また
は他の適切な周波数の放射線であってもよい。
図４に示された実施例では、バルブ32が一方向のリッ
プバルブとしてデザインされ、流体の容器11への供給の
ためには開き、かつ、容器11が空にされるときに外部か
らそれを通して排出カテーテルが挿入され得る。しかし
ながら、好ましい形態では、バルブ32は体外のカテーテ
ルの端部に設けられ、最も適切には例えばゴムの膜とし
てデザインされる。膜は容器11の充填または排出の際、
ニードルまたはチューブにより穿刺される。バルブ32は
種々の他の方法でデザインされてもよい。
例えば、膀胱内の癌の他の治療の補完としての加熱処
置の他の形式のためには、容器11はいわゆるバルーンシ
リコン、すなわち、柔軟材料から構成される。カテーテ
ル12は、容器11全体が膀胱内に包含される程度まで尿道
内に前進される。この位置で、容器11が膨張され、膀胱
の内部の大部分あるいは膀胱内部の全体との係合が生ず
る。排出は全処置の間、排出チャンネル30を通して行う
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−67908（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−76611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−166148（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−505569（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−505536（ＪＰ，Ａ) 米国特許4949718（ＵＳ，Ａ) 国際公開95／3848（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61F 7/12 A61M 25/00 A61M 29/02 A61N 5/02

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】尿道を介して前立腺に挿入可能で、前立腺
    内に位置付け可能に形成された膨張可能な流体容器（1
    1）を有するカテーテル（12）を備える前立腺細胞の加
    熱処置用装置であって、容器（11）内に包含された流体
    と熱的に接触する前記流体容器（11）内に配置された加
    熱手段（10）と、カテーテル（12）を介して加熱手段
    （10）にエネルギーを供給するために体外に配置された
    エネルギー供給ユニット（14）と、処置領域外の温度を
    計測するために流体容器（11）からカテーテル（12）の
    長手方向に変位される第２の温度変換器（18）と、処置
    カテーテル（12）の内部の第１の位置から処置カテーテ
    ル（12）の外部の半径方向に前進した第２の位置まで移
    動可能にデザインされている、第１のキャリアに接続さ
    れた第３の温度変換器（26）と、により特徴づけられる
    前立腺細胞の加熱処置用装置。
  2. 【請求項２】前記加熱手段（10）は電気的に加熱される
    加熱要素を備え、かつ、前記エネルギー供給ユニット
    （14）は加熱要素に電流を供給するようデザインされて
    いることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記加熱手段は電気抵抗回路を備えること
    を特徴とする請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】流体温度を連続的に計測するために、流体
    容器（11）内に第１の温度変換器（16）が設けられ、か
    つ、前記第１の温度変換器（16）は制御ユニット（17）
    に作動可能に接続され、制御ユニット（17）は前記温度
    変換器（16）により計測された容器（11）内の流体の温
    度に従ってそれを制御すべく前記エネルギー供給ユニッ
    ト（14）に作動可能に接続されていることを特徴とする
    請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】流体（13）は、シリコンオイルであること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】流体（13）は、水または生理塩化ナトリウ
    ムであることを特徴とする請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】流体容器（11）は閉鎖ユニットであること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  8. 【請求項８】ステント（20）が、カテーテル（12）が体
    内に挿入されるとき、流体容器（11）を覆って取り外し
    可能に配列されていることを特徴とする請求項１ないし
    ７のいずれかに記載の装置。
  9. 【請求項９】温度の上昇により膨張可能な要素（19）
    が、流体容器（11）内の温度上昇の際カテーテル（12）
    の横方向に流体容器（11）の寸法を増大し、処置領域の
    細胞への容器（11）の当接を拡大すべく、流体容器（1
    1）内に包含されていることを特徴とする請求項１記載
    の装置。
  10. 【請求項１０】膨張可能な要素（19）は、加熱手段（1
    0）に熱的に接続されたバイメタルの本体を備えている
    ことを特徴とする請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】処置カテーテル（12）を通って延在し、
    処置カテーテル（12）の先端部の近傍に開口（31）を有
    する尿用の排出チャンネル（30）が設けられていること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  12. 【請求項１２】照明手段（33）が容器（11）の内部に対
    し設けられていることを特徴とする請求項１ないし11に
    記載の請求項のいずれか一つに記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記加熱手段（10）は照明手段（33）を
    備えることを特徴とする請求項１ないし12に記載の請求
    項のいずれか一つに記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記加熱要素はペルチェ素子を備えるこ
    とを特徴とする請求項２記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記第２の温度変換器（18）は処置カテ
    ーテル（12）の外部に配置された膨張可能な容器上に設
    けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。
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