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ラマン散乱光分析とインピーダンス測定を組み合わせた新しい組織診断技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H05238
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関徳島大学

研究代表者

高成 広起  徳島大学, 病院, 特任講師 (70723253)

研究分担者 井上 高教  大分大学, 理工学部, 准教授 (40243969)
橋本 悟  名古屋大学, 環境医学研究所, 特任准教授 (60352150)
芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (80396259)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワードラマン散乱光分析 / 生体インピーダンス測定 / 医用工学 / 組織インピーダンス / ラマン散乱光 / インピーダンス / 組織診断 / 線維化 / 生体由来ラマン散乱光 / コンピュータ・シミュレーション / 散乱光分光分析 / 散乱光分析
研究成果の概要

細胞外電位記録から培養細胞のインピーダンス測定を行い、導電性の異なる細胞でインピーダンスの違いを見出した。また正常熱焼灼を加えた心臓組織においてもインピーダンスの違いを認め、インピーダンスから組織の異常を検出する技術を確認した。
顕微鏡型、及び光ファイバー型装置を作成して実験動物の組織にレーザー光を照射し、発生するラマン散乱光を行った結果、正常組織と異常組織(炎症・線維化)で異なるラマン散乱光のスペクトルを検出し、ラマン散乱光分光分析によって組織診断が可能であることを示した。
二つの電極間におけるインピーダンスを測定しながら、その間の組織のラマン散乱光分析を行い、各データが相関することを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

組織診断は、患者から生体組織を採取し、これを固定・染色して病理診断医の目視による観察で行われる。迅速性を求められるにも関わらず手間と時間がかかる上に、病理診断医の技量や人手不足なども問題となっている。インピーダンス測定、及びラマン散乱光分光分析によって組織診断をより定性的・定量的に、かつ効率よく行う分析システムが確立されて、診断機器として社会実装された場合、組織診断の自動化・時間短縮ができるだけでなく、組織診断に習熟していない病理診断医でも組織から得られる客観的データを基に適切な診断が下せるようになり、診断・治療のマニュアル化・迅速化が容易になると期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 10件、 査読あり 24件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University Medical Center Utrecht(オランダ)

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  • [国際共同研究] University of Vienna(オーストリア)

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  • [国際共同研究] University Medical Center Utrecht(オランダ)

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      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Vienna(Austria)

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      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct free radical scavenging effects of water-soluble HMG-CoA reductase inhibitors2019

    • 著者名/発表者名
      Umeda Ryohei、Takanari Hiroki、Ogata Kazue、Matsumoto Shigekiyo、Kitano Takaaki、Ono Katsushige、Tokumaru Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 64 号: 1 ページ: 20-26

    • DOI

      10.3164/jcbn.18-48

    • NAID

      130007542260

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 房室結節における心拍制御機構の解析 ―コンピュータシミュレーションによる検討―2018

    • 著者名/発表者名
      稲田 慎,柴田仁太郎,芦原貴司,中沢一雄
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 57 号: 8 ページ: 563-569

    • DOI

      10.11499/sicejl.57.563

    • NAID

      130007439067

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
    • 年月日
      2018-08-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interleukin 10 Treatment Ameliorates High-Fat Diet-Induced Inflammatory Atrial Remodeling and Fibrillation.2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Abe I, Gotoh K, Fukui A, Takanari H, Ishii Y, Ikebe Y, Kira S, Oniki T, Saito S, Aoki K, Tanino T, Mitarai K, Kawano K, Miyoshi M, Fujinami M, Yoshimura S, Ayabe R, Okada N, Nagano Y, Akioka H, Shinohara T, Akiyoshi K, Masaki T, Teshima Y, Yufu K, Nakagawa M, Takahashi N.
    • 雑誌名

      Circ Arrhythm Electrophysiol

      巻: 11 号: 5

    • DOI

      10.1161/circep.117.006040

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dehydroevodiamine and hortiamine, alkaloids from the traditional Chinese herbal drug Evodia rutaecarpa, are IKr blockers with proarrhythmic effects in vitro and in vivo.2018

    • 著者名/発表者名
      Baburin I, Varkevisser R, Schramm A, Saxena P, Beyl S, Szkokan P, Linder T, Stary-Weinzinger A, van der Heyden MAG, Houtman M, Takanari H, Jonsson M, Beekman JHD, Hamburger M, Vos MA, Hering S.
    • 雑誌名

      Pharmacol Res

      巻: 131 ページ: 150-163

    • DOI

      10.1016/j.phrs.2018.02.024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Testosterone-mediated upregulation of delayed rectifier potassium channel in cardiomyocytes causes abbreviation of QT intervals in rats.2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda K, Takanari H, Morishima M, Ma F, Wang Y, Takahashi N, Ono K.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci

      巻: Jan 13 号: 6 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/s12576-017-0590-4

    • NAID

      40021720520

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time imaging of clinical non-paroxysmal atrial fibrillation by newly developed online real-time phase mapping system: The ExTRa Mapping project from Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T
    • 雑誌名

      APHRS Newsletter

      巻: 36 ページ: 3-6

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      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Not all rotors, effective ablation targets for nonparoxysmal atrial fibrillation, are included in areas suggested by conventional indirect indicators of atrial fibrillation drivers: ExTRa Mapping project2018

    • 著者名/発表者名
      Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Haraguchi R, Nakazawa K, Tsuchiya T, Horie M, Ashihara T
    • 雑誌名

      Journal of Arrhythmia

      巻: 34 号: 2 ページ: 176184-176184

    • DOI

      10.1002/joa3.12036

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response to the letter from Warren et al.2017

    • 著者名/発表者名
      Takanari H, Fontes MSC, van der Heyden MAG, Vos MA, van Veen TAB.
    • 雑誌名

      Cardiovasc Res

      巻: 113 号: 14 ページ: 1799-1800

    • DOI

      10.1093/cvr/cvx200

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] PA-6 inhibits inward rectifier currents carried by V93I and D172N gain-of-function KIR2.1 channels, but increases channel protein expression.2017

    • 著者名/発表者名
      Ji Y, Veldhuis MG, Zandvoort J, Romunde FL, Houtman MJC, Duran K, van Haaften G, Zangerl-Plessl EM, Takanari H, Stary-Weinzinger A, van der Heyden MAG.
    • 雑誌名

      J Biomed Sci

      巻: 24 号: 1 ページ: 44-44

    • DOI

      10.1186/s12929-017-0352-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling Torsade de Pointes arrhythmias in vitro in 3D human iPS cell-engineered heart tissue2017

    • 著者名/発表者名
      Kawatou M, Masumoto H, Fukushima H, Morinaga G, Sakata R, Ashihara T, Yamashita JK
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1078-1078

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01125-y

    • NAID

      120006355764

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overexpression of KCNJ2 in induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes for the assessment of QT-prolonging drugs.2017

    • 著者名/発表者名
      Li, M., Kanda, Y., Ashihara, T., Sasano, T., Nakai, Y., Kodama, M., Hayashi, E., Sekino, Y., Furukawa, T., and Kurokawa, J.
    • 雑誌名

      J. Pharm. Sci.

      巻: 134 号: 2 ページ: 75-85

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2017.05.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Class III antiarrhythmic drugs amiodarone and dronedarone impair KIR2.1 backward trafficking2017

    • 著者名/発表者名
      Ji Y, Takanari H, Nalos L, Houtman MJC, Heukers R, van Bergen en Henegouwen PMP, Vos MA, van der Heyden MAG.
    • 雑誌名

      Journal of Cellular and Molecular Medicine

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 2514-2523

    • DOI

      10.1111/jcmm.13172

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Significance of integrated in silico 2-dimensional transmural ventricular wedge preparation models of human non-failing and failing hearts for evaluation of drug candidates cardiac safety.2017

    • 著者名/発表者名
      Kubo T, Horie M, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological and Toxicological Methods

      巻: 83 ページ: 30-41

    • DOI

      10.1016/j.vascn.2016.08.007

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MED12-related XLID disorders are dose-dependent of immediate early genes (IEGs) expression2017

    • 著者名/発表者名
      Donnio LM, Bidon B, Hashimoto S, May M, Epantchintsev A, Ryan C, Allen W, Hackett A, Gecz J, Skinner C, Stevenson RE, de Brouwer AP, Coutton C, Francannet C, Jouk PS, Schwartz CE, Egly JM
    • 雑誌名

      Hum Mol Genet

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 2062-2075

    • DOI

      10.1093/hmg/ddx099

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Partial IK1 blockade destabilizes spiral wave rotation center without inducing wave breakup and facilitates termination of reentrant arrhythmias in ventricles2016

    • 著者名/発表者名
      Kushiyama Y, Honjo H, Niwa R, Takanari H, Yamazaki M, Takemoto Y, Sakuma I, Kodama I, Kamiya K
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology

      巻: 311 号: 3 ページ: H750-H758

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00228.2016

    • NAID

      120005946586

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      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calmodulin/CaMK II inhibition improves intercellular communication and impulse propagation in the heart, and is anti-arrhythmic under conditions when fibrosis is absent2016

    • 著者名/発表者名
      Takanari H, Bourqonje VJ, Fontes MS, Raaijmakers AJ, Driessen H, Jansen JA, van der Nagel R, Kok B, van Stuijvenberg L, Boulaksil M, Takemoto Y, Yamazaki M, Tsuji Y, Honjo H, Kamiya K. Kodama I, Anderson ME, van der Heyden MA, van Rijen HV, van Veen TA, Vos MA
    • 雑誌名

      Cardiovascular Research

      巻: 111 号: 4 ページ: 410-421

    • DOI

      10.1093/cvr/cvw173

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Atrial Fibrillation-Mediated Upregulation of miR-30d Regulates Myocardial Electrical Remodeling of the G-Protein-Gated K<sup>+</sup> Channel, <i>I</i><sub>K.ACh</sub>2016

    • 著者名/発表者名
      Morishima M, Iwata E, Nakada C, Tsukamoto Y, Takanari H, Miyamoto S, Moriyama M, Ono K
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 80 号: 6 ページ: 1346-1355

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-15-1276

    • NAID

      130005153582

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New In Vitro Co-Culture Model Using Magnetic Force-Based Nanotechnology.2016

    • 著者名/発表者名
      Takanari H, Miwa K, Fu X, Nakai J, Ito A, Ino K, Honda H, Tonomura W, Konishi S, Opthof T, van der Heyden MA, Kodama I, Lee JK.
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 未定 号: 10 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/jcp.25342

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ジギタリス ー伝統的薬剤を現代医療でどのように用いるか2016

    • 著者名/発表者名
      高成広起
    • 雑誌名

      循環器内科

      巻: 80 ページ: 3-9

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      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] ATP感受性K+チャネル病の新規症候群ーCantu症候群2016

    • 著者名/発表者名
      平木洋子、高成広起
    • 雑誌名

      脳と発達

      巻: 48 ページ: 325-331

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early repolarization and risk of arrhythmia events in long QT syndrome.2016

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa K, Watanabe H, Hisamatsu T, Ohno S, Itoh H, Ashihara T, Hayashi H, Makiyama T, Minamino T, Horie M.
    • 雑誌名

      Int J Cardiol.

      巻: 223 ページ: 540-542

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2016.08.215

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ヒトiPS細胞から成熟した心筋細胞の開発と安全性評価への応用2016

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成、芦原 貴司、黒川 洵子
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 147 ページ: 334-338

    • NAID

      130005156509

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Splicing misregulation of SCN5A contributes to cardiac-conduction delay and heart arrhythmia in myotonic dystrophy.2016

    • 著者名/発表者名
      Freyermuth F, Rau F, Kokunai Y, Linke T, Sellier C, Nakamori M, Kino Y,.......Zimmer T, Furling D, Takahashi MP, Charlet-Berguerand N.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 7 号: 1 ページ: 11067-11067

    • DOI

      10.1038/ncomms11067

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High Frequency of Early Repolarization and Brugada-Type Electrocardiograms in Hypercalcemia2016

    • 著者名/発表者名
      Sonoda K, Watanabe H, Hisamatsu T, Ashihara T, Ohno S, Hayashi H, Horie M, Minamino T
    • 雑誌名

      Ann Noninvasive Electrocardiol

      巻: 21 ページ: 30-40

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of interstrand DNA crosslink repair and human disorders2016

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto S, Anai H, Hanada K
    • 雑誌名

      Genes Environ

      巻: 38 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1186/s41021-016-0037-9

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The influence of KATP channel abnormality on calcium handling of endoplasmic reticulum.2019

    • 著者名/発表者名
      Takanari H
    • 学会等名
      The 9th. Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
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      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 標準術式に抵抗性を示す心房細動の維持機構であるローターの映像化と制御:新たな治療戦略の構築に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司,小澤友哉,奥山雄介,藤居祐介,加藤浩一,中川義久,杉本喜久,原口亮,稲田慎,中沢一雄
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Is the ExTRa Mapping-guided ablation targeting non-passively activated areas a novel and effective approach for non-paroxysmal atrial fibrillation?2019

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司
    • 学会等名
      第83回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ExTRa Mappingの原理/使用上の注意/リミテーション2019

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司
    • 学会等名
      ExTRa Mapping適正使用講習会、特別講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非発作性心房細動の映像化で見えてきた新たなアブレーション戦略2019

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司
    • 学会等名
      第42回阪神アブレーション電気生理研究会、特別講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮膚の炎症を定量評価する光技術を用いた計測機器開発2018

    • 著者名/発表者名
      高成広起
    • 学会等名
      第6回TR推進合同フォーラム(九州大学ARO主催)
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] Smart healthcare 01: Artificial intelligence of electrogram waveform: Fibroblast hypothesis of AF chronicity: From in silico to clinical real-time phase mapping studies2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session
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      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What is the best strategy to identify the rotational activities (different approach!): Real time mapping of AF rotors: ExTRa Mapping project2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Therapeutic strategy of persistent and long-standing persistent atrial fibrillation: Long-term effect of ExTRa Mapping-guided rotor modulation on persistent/long-standing persistent atrial fibrillation2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T, Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Haraguchi R, Nakazawa K, Tsuchiya T
    • 学会等名
      The 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of atrial fibrillation: Initiation and perpetuation: Persistent mechanisms of non-paroxysmal atrial fibrillation: A combined study of clinical ExTRa Mapping and in silico2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T, Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Haraguchi R, Nakazawa K, Tsuchiya T
    • 学会等名
      The 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of arrhythmias using realtime mapping2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T
    • 学会等名
      The 2018 International Congress on Electrocardiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment and treatment of AF: Real-time mapping and catheter ablation for non-paroxysmal AF2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T
    • 学会等名
      The 2018 International Congress on Electrocardiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Catheter mapping of AF rotors2018

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T
    • 学会等名
      Heart Rhythm 2018 Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ラマン散乱光分析を用いた皮膚悪性黒色腫の非侵襲的組織診断機器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      井上高教、橋本悟、高成広起
    • 学会等名
      第4回 TR推進合同フォーラム ライフサイエンス技術交流会
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂(福岡市、福岡県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 不整脈基質におけるギャップ結合と線維化2016

    • 著者名/発表者名
      高成広起
    • 学会等名
      第1回 START研究会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市、北海道)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 心電図検定公式問題集&ガイド:受験者必携! 2級/3級2018

    • 著者名/発表者名
      副島京子,山根禎一,芦原貴司,五十嵐都,荻ノ沢泰司,加藤律史,草間芳樹,栗田康生,佐藤俊明,高木雅彦,丹野郁,中井俊子,八木哲夫,山城荒平:日本不整脈心電学会・心電図検定委員会編著
    • 総ページ数
      129
    • 出版者
      メディカ出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-08-19  

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