JP6108890B2 - 画像処理システム、画像処理方法及びプログラム。 - Google Patents
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Description
被検眼の網膜の断層画像を取得する取得手段と、
前記取得された断層画像のうち少なくとも一部を反転した反転画像と前記取得された断層画像とを用いて、前記取得された断層画像に対する前記反転画像の位置が、前記取得された断層画像における網膜層が前記取得された断層画像の端に接している側になるように、新たな断層画像を作成する作成手段と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出し、且つ前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記反転画像における網膜層との連続性に基づいて前記作成された新たな断層画像における網膜層を検出する検出手段と、を有する。
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像処理装置を備える画像処理システムは、強度近視眼のような湾曲が大きい網膜層を撮影した場合においても、網膜層全体の形状を把握出来るように表示することを特徴としている。
ステップS201では、不図示の被検眼情報取得部は、被検眼を同定する情報として被検者識別番号を外部から取得する。そして、被検者識別番号に基づいて、外部記憶部500が保持している当該被検眼に関する情報を取得して記憶部112に記憶する。
ステップS202では、撮影時の撮影位置確認用のプレスキャン画像として、画像取得部111は、眼底画像撮影装置400から眼底画像を取得し、断層画像撮影装置200から断層画像を取得する。
ステップS203では、撮影を行うための各種調整を行う。具体的には、内部固視灯の位置、スキャン範囲、スキャンパターン、コヒーレンスゲート位置を少なくとも設定する。駆動制御部202は、表示部241の発光ダイオードを制御して、黄斑部中心や視神経乳頭に撮影を行うように内部固視灯204の位置を制御する。
ステップS204では、被検眼の撮影を行う。例えば、操作者が断層画像撮影画面310の撮影指示ボタン304を選択すると、断層画像撮影装置200は、駆動制御部202を制御し、ガルバノミラー201を動作させて断層画像の撮影を行う。ガルバノミラー201は、水平方向用のXスキャナと垂直方向用のYスキャナで構成される。そのため、これらのスキャナの向きをそれぞれ変更すると、装置座標系における水平方向(X)、垂直方向(Y)それぞれの方向に走査することが出来る。そして、これらのスキャナの向きを同時に変更させることで、水平方向と垂直方向とを合成した方向に走査することが出来るため、眼底平面上の任意の方向に走査することが可能となる。
ステップS205では、ステップS204で撮影した画像を表示する。この処理について図2(b)と図4を参照して説明する。
ステップS251では、ステップS204での撮影時に反転画像作成が指定されていたか否かを判定する。本実施形態の場合、強度近視眼用の撮影モードが選択されていた事により、反転画像の作成が指定されているものとして、処理をステップS252に進める。なお、撮影時に強度近視眼用の撮影モードが選択されていない場合は、ステップS255に処理を進める。なお、ステップS255に関しては後ほど説明を行う。ここで、本実施形態では、撮影前において強度近視眼用の撮影モードが選択された場合に、撮影後に反転画像を作成しているが、撮影後に反転画像を作成するか否かを選択する構成でも良い。例えば、モニタ上に表示される反転画像の作成あるいは表示を示す表示形態が、操作者による操作部600の操作による指示を受け付けた場合に、判定画像の作成あるいは表示を行っても良い。
ステップS252では、反転画像の作成を行う。これに関して、図4を用いて説明をする。図4(a)の401は、強度近視眼を撮影した断層画像の一例である。401に示すように網膜層の湾曲がきつく一部が折り返して撮影されている。ここでは、このような網膜層の折り返し部分を補正するように反転画像作成部113が、事前に決定されている一定範囲の反転画像を作成する。これについて、図4(b)を用いて説明をする。図4(b)は、断層画像401と反転画像402を示している。反転画像402は、断層画像401の上端部から、深度方向(Z方向)に一定の範囲の断層画像をコピーして上下反転をしたものである。これにより、折り返し部分が補正されるような断層画像を作成する事が出来る。なお、断層画像のコピーをする領域の深度方向のサイズは、事前に入力されている数値に基づいて決定してもよいし、不図示の入力手段を表示して、操作者に数値を入力してもらって決定してもよい。また、深度方向における反転画像402の範囲は、深度方向における断層画像401の範囲が約1000ピクセル(2.0mmに相当)としたときに、例えば、200ピクセル以上が好ましい。これにより、強度近視眼の網膜層が折り返したとしても、反転画像として表示することができる。図4(b)では、断層画像401と反転画像402とが接して1枚の断層画像となる。ここで、センサ信号から画像再構成をして断層画像401を作成する時に、画像の上部の自己相関関数に対応するノイズ領域を削除して断層画像401が作成される場合がある。その場合、その削除したサイズ分を考慮して断層画像401と反転画像402とを作成する事が望ましい。その例を図4(c)に示す。図4(c)において、403は、断層画像401を作成する時に削除した自己相関関数に対応するノイズ部分に相当する領域となる。そして、この調整領域403のサイズは、横方向はAスキャンの本数と等しく、深さ方向は断層画像の作成時に切り出したノイズのサイズをdとすると、反転分を考慮して2dとなる。調整領域403の画素値は、背景領域の画素値に近い値にする事が望ましい。そのため、調整領域403の画素値は、網膜層以外の背景領域の画素値から平均値を求めて、その値を403の画素値とするか、あるいは事前に決められた値(例えば、0)としてもよい。このように、図4(c)は、断層画像401、反転画像402、調整領域403とで1枚の断層画像となる。なお、深度方向における調整領域403の範囲2dは、網膜層の境界が滑らかにつながる連続的な形状であるという網膜層の連続性を考慮することにより、決定されても良く、例えば、10ピクセル以上30ピクセル以下の範囲が好ましい。
ステップS253においては、ステップS252で作成した断層画像401と反転画像402とを図5(a)に示すような撮影結果確認画像として表示をする。ここで、図5(a)の撮影結果確認画面510は、断層画像401、反転画像402、眼底画像502、撮影時の撮影領域を示すマーク505、撮影結果を承認するボタン520、撮影結果をキャンセルするボタン521、近視用画像作成を指示するボタン522、近視用画像作成をキャンセルするボタン523で構成される。なお、図5(a)においては、近視用画像作成することを前提として撮影を行っている場合の画面であるため、近視用画像作成を指示するボタン522は選択不可状態になっている。そして、近視用画像作成をキャンセルするボタン523が選択可能状態になっている。
ステップS254では、通常画像を作成あるいは表示するか否かを判定する。具体的には、近視用画像として断層画像401と反転画像402とを作成する事が事前に指定されている場合に、近視用画像作成をキャンセルするボタン523が選択されると反転画像402を表示する事をやめ断層画像401だけを表示する。これについて、次のステップS255で説明を行う。なお、近視用画像作成をキャンセルするボタン523が選択されずに、ボタン520、521が選択されればステップS206に処理を進める。
ステップS255では、近視用の画像を作成する事が指定されていない場合の処理を行う。本実施形態の場合、強度近視眼用以外の撮影モードで撮影がされた場合に、こちらの処理に進むものとして説明をする。ステップS255では、ステップS204で撮影された断層画像の表示をする。これについて、図5(b)を用いて説明をする。図5(b)の撮影結果確認画面511は、断層画像401、眼底画像502、撮影時の撮影領域を示すマーク505、撮影結果を承認するボタン520、撮影結果をキャンセルするボタン521、近視用画像作成を指示するボタン522、近視用画像作成をキャンセルするボタン523で構成される。なお、図5(b)においては、近視用画像作成をしない時の画面であるため、近視用画像作成をキャンセルするボタン523が選択不可状態になっている。そして、近視用画像作成を指示するボタン522が選択可能となっている。
ステップS256において、反転画像作成の指示がなされたか否かの判定をする。ここにおいて反転画像作成の指示をするのは、例えば、撮影結果確認画面において、撮影時には、強度近視眼用以外の撮影モードで撮影を行ったが、撮影画像を確認した際に、画像上端での網膜層の折り返しが発生していた場合である。それを補正するために、例えば、撮影結果確認画面511に反転画像402作成を指定するために、近視用画像作成を指示するボタン522を用意しておく。指定部116はそのボタン522が選択される事により、反転画像作成部113に反転画像作成の指定をする。すなわち、前述のステップS252に処理を進める。なお、近視用画像作成を指示するボタン522が選択されずに、ボタン520、521が選択されればステップS206に処理を進める。
ステップS206において、不図示の指示取得部は、画像処理システム100による断層画像の撮影を終了するか否かの指示を外部から取得する。この指示は、操作部600を用いて、操作者によって入力される。処理を終了する指示を取得した場合には、画像処理システム100はその処理を終了する。一方、処理を終了せずに、撮影を続ける場合には、ステップS202に処理を戻して撮影を続行する。
上記第1の実施形態では、強度近視眼のような湾曲が大きい網膜層を撮影した場合においても、網膜層全体の形状を把握出来るように反転画像を全ての断層画像で作成して表示をする例について説明を行った。本実施形態においては、新たに判定手段を設け、網膜層が断層画像の端に接するか否かを判定することを特徴とする。これにより、反転画像を作成するか否かを自動的に判定することができる。また、反転画像を表示部に表示するか否かを自動的に判定することもできる。
上記第1、2の実施形態では、撮影結果を確認時に反転画像の作成を行う例の説明を行った。本実施形態においては、画像解析手段をさらに有し、画像解析時に反転画像の作成を行う例を説明する。これについて図9、図10を用いて説明をする。なお、上記第1、2の実施形態と同様の機能を有するものに関しては、ここでは説明を省略する。図9は本実施形態における画像処理装置910を備える画像処理システム900の構成を示す図である。本実施形態においては、画像解析部917、画像解析補正部918が第1、2の実施形態と異なる。画像解析部917は、網膜層から層境界を検出し、網膜層の厚みや形状の解析を行う。図10の処理フローにおいては、ステップS1005、ステップS1006が異なる。
ステップS1005では、撮影結果の確認画像表示を行う。これに関しては、実施形態1で示した図5を参照して説明を行う。実施形態1では撮影結果確認画面において反転画像の作成の可否を判断したが、本実施形態においてはそれを行わないものとして説明をする。そのため、図5(b)の撮影結果確認画面511は、断層画像401、眼底画像502、撮影時の撮影領域を示すマーク505、撮影結果を承認するボタン520、撮影結果をキャンセルするボタン521とで構成する画面を表示すればよい。すなわち、本実施形態においては、近視用画像作成を指示するボタン522、近視用画像作成をキャンセルするボタン523を表示する必要はない。これにより、撮影だけをすばやく行い、解析は後ほど行うような場合においては、操作者は、撮影だけを集中して行う事が出来る。
ステップS1006では、表示制御部115が断層画像の解析とその結果を表示部300に表示する。この処理について図10(b)と図11を参照して説明をする。
ステップS1061では、画像解析部917は網膜層の検出を行う。これについて、図11を用いて説明を行う。図11(a)は判定部616によって検出された網膜層領域1102である。判定部616の処理は、第2の実施形態に示した方法である。判定部616により、画像上端と左右端に接している領域が存在する個所にはマスク領域1103(図の右側斜線領域)を設定し、その個所においては網膜層の検出を行わない。そして、画像解析部917は、マスク領域が設定されている箇所以外の断層画像から網膜層の検出を行う。画像解析部917は、ILM(内境界膜)、NFL(神経線維層)とGCL(神経節細胞層)との境界、ISOS(視細胞内節外節接合部)、RPE(網膜色素上皮層)の各境界のいずれかを検出する。まず、断層画像1105に対して、メディアンフィルタとSobelフィルタをそれぞれ適用して画像を作成する(以下、メディアン画像、Sobel画像とする)。次に、作成したメディアン画像とSobel画像から、A−scan毎にプロファイルを作成する。メディアン画像では輝度値のプロファイル、Sobel画像では勾配のプロファイルとなる。そして、Sobel画像から作成したプロファイル内のピークを検出する。検出したピークの前後やピーク間に対応するメディアン画像のプロファイルを参照することで、網膜層の各領域の境界を検出する。ここで検出した層境界の例を図11(b)に示す。図11(b)において検出した境界線を太線で示している。図11(b)に示すように、断層画像の上端で網膜層の折れ曲がりがある領域1103に関しては、網膜層の検出が困難であるため処理を行わない。
ステップS1062では、撮影時に反転画像作成が指定されていたか否かを判定する。本実施形態の場合、第2の実施形態と同様に判定部616の判定により、反転画像、補間画像を作成するか否かを判定する。1度のスキャンパターンで複数の断層画像の中に反転画像、補間画像を作成する必要があると判定される場合、処理をステップS1063に進める。なお、反転画像、補間画像を作成する必要がないと判定される場合は、ステップS1068に処理を進める。これに関しては後ほど説明を行う。
ステップS1063では、反転画像作成部613が反転画像の作成を行う。反転画像の作成に関しては、第2の実施形態で示したように、判定部616の判定結果により、反転画像作成部613で作成する反転画像や、補間画像の画像サイズを決定する。
ステップS1064では、画像解析部917における検出部が、反転画像領域において網膜層の検出を行う。画像解析部917は、ステップS1061で検出した網膜層境界を基準として、反転画像領域で網膜層の検出をする。図11(b)で示したマスク領域1103に隣接する境界線の位置を初期値として、マスク領域内と反転画像領域内のエッジを探索する。その際に、エッジを探索する方向としては、境界線が連続して存在している方向、図11では右斜め上方向に連続するエッジを探索していく。エッジ検出のSobelフィルタにおいて、この領域に関しては、層境界を検出しやすいように斜め方向のエッジを検出するようにフィルタを設定する。なお、左右両端に折り返し領域がある場合は、それぞれの方向のエッジを検出しやすいように、右端と左端とで別々のフィルタを適用することが望ましい。ここで検出した層境界の例を図11(c)に示す。図11(c)において検出した境界線を太線で示している。図11(c)に示すように、断層画像の上端で網膜層の折れ曲がりがある領域1103と、反転画像領域1106においても網膜層境界を検出している。以上より、網膜層の境界が滑らかにつながる連続的な形状であるという網膜層の連続性を考慮することにより、網膜層の境界を検出することができる。
ステップS1065では、画像解析部917は形状解析を行う。形状解析としては、例えば、網膜層の厚みや曲率を計算する。網膜層の厚みに関しては、例えば、ILM(内境界膜)とRPE(網膜色素上皮層)を検出したとする。この場合、網膜層全体の厚みを計算する事になる。図11において層の厚みは、xz平面上の各x座標において、ILM(内境界膜)のz座標と、RPE(網膜色素上皮層)のz座標との差を求めることで計算出来る。さらに、網膜層の厚みだけではなく、網膜層の面積や体積を求めてもよい。網膜層の面積は、1枚の断層画像においてx軸の各座標点での層厚を加算することによって計算出来る。体積は、求めた面積をy軸方向に加算することで計算出来る。これらの計算結果は記憶部112に記憶しておく。ここでは、網膜層全体の計算を例に説明したが、他の層(例えばNFL)の面積、体積も同様にして求めることが出来る。
ステップS1066では、解析結果の確認画像を表示する。この例を図12に示す。図12(a)において、1210は断層画像観察画面、1201は断層画像、1202は反転画像、1211は近視用解析実行ボタン、1212は近視用解析キャンセルボタンである。ステップS1066では、反転画像を作成するフローであるため、近視用解析実行ボタン1211が選択不可状態であり、近視用解析キャンセルボタン1212が選択可能状態となっている。そして、断層画像1201と反転画像1202の上に網膜層境界の検出結果を重畳表示している。なお、断層画像を表示する領域のサイズが決まっている場合、深さ方向だけを縮めるという処理をするのではなく、断層画像1201だけを表示する時の画像のアスペクト比と同じアスペクト比で、断層画像1201を表示し、それに合わせて反転画像1202とを表示する事が望ましい。
ステップS1067においては、近視用解析キャンセルボタン1212を選択する事で、ステップS1069に処理が移動する。近視用解析キャンセルボタン1212が選択されなければ、画像解析/表示処理からフローが戻る。
ステップS1068では、反転画像が作成されていない場合において画像解析部917が形状解析を行う。形状解析の方法としては、ステップS1065で示したものと同等の処理である。ただし、形状解析を行う領域が、図11(b)に示すマスク領域1103以外の断層画像1105に対して行う。
ステップS1069では、解析結果の確認画像を表示する。これについて図12(b)を用いて説明を行う。図12(a)と同様の画面構成になるが、図12(b)では断層画像1201を表示し、反転画像1202は表示されない。また、網膜層の境界を示す表示形態を断層画像に重畳表示しているが、検出できている範囲は、網膜層が画像上端に接していない領域までである。さらに、近視用解析実行ボタン1211が選択可能状態であり、近視用解析キャンセルボタン1212が選択不可状態となっている。
ステップS1070においては、近視用解析実行ボタン1211を選択する事で、ステップS1063に処理が移動する。近視用解析実行ボタン1211が選択されなければ、画像解析/表示処理からフローが戻る。
上記第1〜3の実施形態では、強度近視眼のような湾曲が大きい網膜層を撮影した場合において反転画像の作成を行うことで、網膜層全体の形状を表示する例の説明を行った。本実施形態においては、網膜層全体の形状を表示する事はせずに、解析結果を示す表示形態を表示する例について説明を行う。なお、上記第1〜3の実施形態と同様の機能を有するものに関しては、ここでは説明を省略する。
上記のそれぞれの実施形態は、本発明を画像処理装置として実現したものである。しかしながら、本発明の実施形態は画像処理装置のみに限定されるものではない。本発明をコンピュータ上で動作するソフトウェアとして実現することも可能である。画像処理装置のCPUは、RAMやROMに格納されたコンピュータプログラムやデータを用いてコンピュータ全体の制御を行う。また、画像処理装置の各部に対応するソフトウェアの実行を制御して、各部の機能を実現する。また、ボタンなどのユーザーインターフェイスや表示のレイアウトは上記で示したものに限定されるものではない。
Claims (23)
- 被検眼の網膜の断層画像を取得する取得手段と、
前記取得された断層画像のうち少なくとも一部を反転した反転画像と前記取得された断層画像とを用いて、前記取得された断層画像に対する前記反転画像の位置が、前記取得された断層画像における網膜層が前記取得された断層画像の端に接している側になるように、新たな断層画像を作成する作成手段と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出し、且つ前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記反転画像における網膜層との連続性に基づいて前記作成された新たな断層画像における網膜層を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記接している側は、前記取得された断層画像におけるコヒーレンスゲート側であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記作成された新たな断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記作成された新たな断層画像における前記検出された網膜層を示す表示形態を、前記作成された新たな断層画像に重ねた状態で表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記作成された新たな断層画像における前記検出された網膜層を用いて、前記作成された新たな断層画像を解析する画像解析手段と、
前記画像解析手段の解析結果を示す表示形態を表示手段に表示させる表示制御手段と、を更に有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記網膜層が前記取得された断層画像の端に接するか否かを判定する判定手段を更に有し、
前記表示制御手段が、前記網膜層が前記断層画像の端に接している場合に、前記作成された新たな断層画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記反転画像を作成することを指示する指示手段を更に有し、
前記表示制御手段が、前記指示手段の指示に応じて、前記作成された新たな断層画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記表示制御手段が、前記取得された断層画像が強度近視眼用の撮影モードで撮影されている場合に、前記作成された新たな断層画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記作成された新たな断層画像と前記反転画像とのいずれか一方を前記表示手段に表示させる選択手段を更に有することを特徴とする請求項3乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記網膜の深度方向における前記反転画像の範囲を、複数の範囲から選択する選択手段を更に有し、
前記作成手段が、前記選択された範囲の反転画像を作成し、前記作成された反転画像と前記取得された断層画像とを用いて前記新たな断層画像を作成することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記作成手段が、前記取得された断層画像の一部であり且つ前記端に配置されたノイズ領域が除かれるように、前記新たな断層画像を作成することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 被検眼の網膜の断層画像を取得する取得手段と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出し、且つ前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記取得された断層画像の少なくとも一部の反転画像における網膜層との連続性に基づいて、前記反転画像における網膜層を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記取得された断層画像及び前記反転画像における前記検出された網膜層を用いて、前記取得された断層画像及び前記反転画像を解析する画像解析手段と、
前記画像解析手段の解析結果を示す表示形態を表示手段に表示させる表示制御手段と、を更に有することを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。 - 前記画像解析手段は、前記取得された断層画像及び前記反転画像における前記検出された網膜層の厚さを計算し、
前記表示制御手段は、前記計算された厚さのマップとグラフとの少なくとも1つを、前記表示形態として前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5または13に記載の画像処理装置。 - 前記画像解析手段は、前記取得された断層画像及び前記反転画像における前記検出された網膜層の曲率を計算し、
前記表示制御手段は、前記計算された曲率のマップを、前記表示形態として前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5または13に記載の画像処理装置。 - 前記反転画像は前記検出された網膜層を含むことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 被検眼の網膜の断層画像を取得する取得手段と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出する検出手段と、
前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記取得された断層画像の端に接している側における前記検出された網膜層の折り返し箇所との重なり箇所の前記検出された網膜層を解析する画像解析手段と、
前記取得された断層画像と前記画像解析手段の解析結果を示す表示形態とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像解析手段は、前記取得された断層画像の右端と左端とに応じて、前記折り返し箇所における前記網膜層を検出する方向が異なることを特徴する請求項17に記載の画像処理装置。
- 前記網膜の断層画像を撮るOCT装置を通信可能に接続し、
前記取得手段は、前記撮られた断層画像を取得することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 被検眼の網膜の断層画像を取得する工程と、
前記取得された断層画像のうち少なくとも一部を反転した反転画像と前記取得された断層画像とを用いて、前記取得された断層画像に対する前記反転画像の位置が、前記取得された断層画像における網膜層が前記取得された断層画像の端に接している側になるように、新たな断層画像を作成する工程と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出する工程と、
前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記反転画像における網膜層との連続性に基づいて前記作成された新たな断層画像における網膜層を検出する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 被検眼の網膜の断層画像を取得する工程と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出する工程と、
前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記取得された断層画像の少なくとも一部の反転画像における網膜層との連続性に基づいて、前記反転画像における網膜層を検出する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 被検眼の網膜の断層画像を取得する工程と、
前記取得された断層画像における網膜層を検出する工程と、
前記取得された断層画像における前記検出された網膜層と前記取得された断層画像の端に接している側における前記検出された網膜層の折り返し箇所との重なり箇所の前記検出された網膜層を解析する工程と、
前記取得された断層画像と前記解析する工程における解析結果を示す表示形態とを表示手段に表示させる工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項20乃至22のいずれか1項に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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