CN109074865A - 通信处理 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于处理在控制主单元与包括从设备存储器的从设备之间无线发送的指令的系统和方法。控制主单元向从设备发送指令。从设备将接收到的指令写入到从设备存储器；从该存储器中读取与写入到该存储器的指令相对应的存储指令；并向控制主单元发送存储指令。控制主单元将存储指令与该指令进行比较，以及如果该存储指令与该指令相同，则使得处理指令能够被发送到从设备。响应于接收到处理指令，从设备对存储指令进行处理。

Description

通信处理
技术领域
本发明涉及控制主单元和从设备之间的无线数据通信，尤其涉及一种用于向患者输送治疗的从设备。
背景技术
例如，根据US 4,395,259，本领域中用于将液体治疗产品输注到人体或动物体内的输注系统是已知的。这种系统特别地但非专属性地用于将胰岛素输注到体内，用于糖尿病治疗。该系统具有可植入体内或在身体外部佩戴的输注从设备、以及可无线监控输注从设备的功能的远程控制器。
该控制器可用于无线地向泵发送指令。该指令在被处理时通过输注从设备使泵输送流体。至关重要的是，该从设备要准确地按照控制器的指示输送流体。
发明内容
最笼统地，本发明提供了一种用于防止损坏和错误的命令被由远程控制主单元无线控制的从单元处理的系统和方法。从单元接收来自控制主单元的命令指令，将命令指令写入存储器以创建存储指令，从存储器读取该存储指令，并向控制主单元发送读取的存储指令。控制主单元将接收到的存储指令与命令指令进行比较，并且只有当存储指令与命令指令相同时，才向该从单元发送处理指令。
根据本发明的第一方面，提供了一种系统和一种方法，其中，该系统被配置为执行该方法。该系统包括从设备和用于控制该从设备的控制主单元。从设备包括从设备存储器和从设备处理器，且控制主单元包括控制主单元存储器和控制主单元处理器。从设备和控制主单元能够彼此无线通信。该方法包括：控制主单元向从设备发送包含命令指令的无线命令信号；和在从设备处：将命令指令写入从设备存储器以创建存储指令；从该从设备存储器读取存储指令；以及向控制主单元发送包含存储指令的无线响应信号。本发明还包括在控制主单元处将存储指令与命令指令进行比较。如果存储指令与命令指令相同，则向从设备发送处理指令。
因此，本发明防止了损坏的或其他错误的指令被从设备处理。通过确保只有在从设备所保存的存储指令与控制主单元最初发送的命令指令相同时，从单元才能处理该存储指令，即使指令在存储在从设备存储器中时或在传输期间损坏，该指令也不会被处理。
已知的系统和方法需要在控制主单元和从设备之间进行复杂的消息交换和“握手”，以判定指令是否已被接收、存储和处理。这种交换要求从设备保留、处理和发送大量数据，因此从设备需要显著的处理能力、相当大的内存和相关的电池电量。与之不同，本发明的设备和方法非常简单。根据本发明的从设备需要非常少的编程、内存或处理能力。该从设备不复杂，其可被简单地制造并且需要最少的组件和编程。因此，该从设备可相对较小，这在从设备包括可穿戴设备的实施例中尤其有利。
术语“从设备”在本文中用于指，其操作由远程控制主单元控制的设备。也就是说，从设备是响应于处理控制设备所发送的命令指令而执行操作的设备。从设备通常包括驱动构件、致动部件或类似物，以执行该操作。
术语“命令指令”是指由控制主单元发出的、用于指示从单元的操作的指令或指示。类似地，处理指令是指由控制主单元发出的、用于指示从单元处理所接收的指令的指令或指示，该所接收的指令优选地是命令指令或存储指令。存储指令是指保存在从单元的存储器中的、命令指令的副本。
该从设备优选地包括执行器(effector)，且命令指令用于操作该执行器。优选地，命令指令专用于操作执行器。优选地，从设备存储器专用于存储该命令指令。在一实施例中，执行器是用于流体泵的致动器。优选地，从设备没有用于操作执行器的任何用户接口，这样，操作执行器的唯一方式是通过由控制主单元无线传送的命令指令。
该系统可以是医疗系统，且从设备优选地是用于向患者输送治疗的输送设备。处理存储指令包括向患者输送治疗。医疗系统通常采用无线从设备，特别是待由患者穿戴的从设备。在医学领域，至关重要的是，向患者输送正确的治疗。不正确的治疗剂量可能是危险的。
该医疗系统可以是流体输送系统，且该输送设备可以是用于泵送治疗流体的泵送设备，其中，处理存储指令使得将流体泵送到例如用户的皮下组织中。流体输送是这样的领域：需要对输送从设备，通常是可穿戴输送从设备进行无线控制。此外，直接输送给患者的流体必须以精确和正确的剂量输送。输送太多或太少的流体可能是危险的。
该治疗流体可以是胰岛素。通过可穿戴胰岛素输注系统输送胰岛素，以治疗糖尿病。需要精确控制流体输送的体积和时间，以控制糖尿病患者的血糖水平。任何偏离期望流体的输送指令对用户可能是危险的。
从设备可被配置为在任何一次在存储器中仅存储单个指令。如果从设备存储器可一次仅存储一个指令，则该存储器不可能混淆不同的指令，或者不可能从存储器的一不同部分读取一不同的指令。因此，从设备将更可靠地处理正确的指令。此外，可一次仅存储一个指令的存储器不需要大的处理器或存储空间，从而得到较小的从设备。从设备可以是可穿戴设备，并且在这样的实施例中，特别期望减小从设备的尺寸和重量。
该方法还可包括：在从设备处，接收来自控制主单元的处理指令，以及仅在已经接收到处理指令时处理存储指令。这确保了存储在该从设备存储器中的指令不被处理，直到该从设备接收到该指令在存储时没有被损坏的确认，因此提供了安全的系统。
将命令指令写入从设备存储器的步骤可包括将该指令写入到从设备存储器中的一位置；且从该存储器读取存储指令的步骤可包括从从设备存储器中的该位置读取存储指令。保证向控制主单元发送的指令是从该存储器中的、与存储该指令的位置相同的位置读取的，确保了控制主单元接收到与存储在从设备存储器中的当前指令相对应的指令的精确表示。如果向控制主单元发送的存储指令是从一不同位置读取的，则从设备所处理的指令可能与控制主单元所验证的指令不同，导致不准确的指令被处理。
将命令指令写入存储器的方法步骤可能有有限概率会被损坏。该方法在允许从设备处理命令指令之前，提供了命令指令未被损坏的验证。为此，系统在发出处理指令之前，将存储在从设备存储器中的指令与命令指令进行比较。
从设备和控制主单元可能够使用射频近场通信协议进行无线通信。这允许控制主单元和从设备在位于彼此的给定范围内时通信。射频近场通信协议仅需要少量的功率，因此从设备中的电池可以小而紧凑。需要小型的从设备，尤其是在从设备构成可穿戴设备的情况下。
本发明还可包括在控制主单元处，如果存储指令与命令指令相同：请求用户输入；以及，响应于接收到肯定的用户输入，向从设备发送处理指令。为用户提供了确认他们希望继续该命令的机会。
替代地，本发明还可包括在控制主单元处，如果存储指令与命令指令相同：自动向从设备发送处理指令。一旦确定了命令指令已被正确存储，则不需要进一步的用户输入且从设备自动处理命令指令。这加速了指令的处理并减轻了用户的不当负担。
附图说明
为了更好地理解本发明、且为了更清楚地示出可如何实施本发明，现将以示例的方式参考以下附图，在附图中：
图1示出了用于将流体输注到人体内的从设备；
图2示出了用于控制图1的从设备的控制主单元；
图3示出了根据本发明的从设备的示意图；
图4示出了根据本发明的控制主单元的示意图；
图5示出了描绘操作本发明的从设备和控制主单元的方法的流程图；和
图6示出了根据本发明一方面的控制主单元内的过程的流程图。
具体实施方式
图1示出了外置输注系统的可穿戴部件，该可穿戴部件用于通过重复的小脉冲注入将胰岛素持续皮下输注到人体内。输注从设备100包括泵部件102和可更换的药盒104，该药盒具有经由输注管110连接到输注器具108的出口106。
取决于使用过程中泵部件102相对于输注器具108的期望定位，输注管110的长度可比图1所示的长度更长或更短，并且实际上输注器具108可直接耦接到泵的出口106，从而避免了对柔性输注管110的需求，在该出口处输注器具108需要与泵部件102紧密耦接。
药盒104包括泵室和用于存储胰岛素供给物的储液器。药盒可以是一次性的并且可拆卸地连接到输注系统的耐用壳体部。当药盒104附接到壳体时，泵部件102的驱动构件可操作地耦接到泵室，以将胰岛素供给物从储液器输送到出口106并经由输注管110输送到输注器具108中。
输注器具包括皮下套管和粘性固定件，该粘性固定件用于将输注器具粘附到患者的皮肤上。该套管通常由柔性塑料制成，以便在使用期间不会引起患者的不适。输注器具通常与套管周围的钢针一起安装到弹簧式插入从设备中。一旦插入，移除钢针，将套管留在原处。可替代图1中所示的输注器具的替代输注器具包括钢针而不包括套管。因此，通过套管将胰岛素输注到人体内。
将理解的是，根据本发明可以使用与控制主单元无线通信的任何其他类型的从设备，图1的输送系统仅是一个示例。
例如，本发明还可应用于血糖监测器、包括但不限于连续葡萄糖监测器的佩戴式生物识别传感器、诸如起搏器的可植入医疗设备、诸如所谓的“智能”药丸的可消化设备、和活动监测器。在每种情形中，该命令/通信对于执行尽可能小而简单的任务是有益的。例如，智能药丸可利用无线通信来启动动作，并且可使用本发明来确认“开始(go)”信号。
图2示出了用于无线控制从设备100的控制主单元200。控制主单元200包括图形用户界面202和触觉式用户接口204。
控制主单元200可用于指示该从设备通过输注系统从药盒泵送胰岛素。控制主单元可指示待输送流体的体积、输送速率、输送持续时间、开始时间、停止时间或任何类似的指令，以控制流体从该从设备的输送。
控制主单元200还使用户能够执行以下功能：
·定义和存储基础概况(basal profile)；
·将活跃的(active)基础概况传送到从设备100；
·定义推注(bolus)请求并将其发送到从设备100；
·定义临时基准并将其发送到从设备100；
·基于来自分立血糖仪的葡萄糖读数或者在从独立血糖仪(未示出)读取血糖计数之后手动输入的葡萄糖读数，观察推注的图形化表示；
·查看随时间变化的图形化泵性能；
·请求从设备100的当前状态(包括当前正在进行的胰岛素输送、电池状态、警报状况、胰岛素储液器水位等)。
读者将理解，从设备必须准确地执行控制主单元所发送的指令。如果从设备所处理的指令与控制主单元所发送的指令有任何不同，则从设备可能输送错误的流体体积。在胰岛素输送领域，这可能是危险的。
本发明的实施例提供了一种用于确保从设备正确处理控制主单元所发送的指令的系统和方法。
图3示出了从设备100的示意图。为清楚起见，图3中未示出从设备100的一些特征，例如可更换的药盒104和输注器具108。从设备100包括用于与控制主单元200进行无线通信的收发器304。该无线通信可以通过蓝牙TM或其他射频近场通信方式实现。
从设备还包括从设备存储器302，从设备可以将指令写入该从设备存储器，以及可从该从设备存储器中读取指令。从设备可以经由收发器304接收来自控制主单元200的指令，并将该指令存储在从设备存储器302中。将理解的是，可以使用分立的发射器和接收器来替代收发器304。
从设备100还包括用于处理指令的从设备处理器306。从设备100可以从从设备存储器302读取指令并使用该处理器306对该指令进行处理。
从设备100还包括泵部件102，在一些实施例中，该泵部件可以由另一个致动部件替代。从设备可响应于处理器036所处理的命令指令，来操作该泵。
图3中所示的特征是与本发明相关的特征，并且技术人员将理解，从设备可包括更多构件，例如用于为从设备供电的电源。
图4示出了控制主单元200的示意图。控制主单元200包括用于与从设备100进行无线通信的收发器404。该无线通信可以通过蓝牙TM或其他射频近场通信方式实现。控制主单元200还可经由蓝牙TM或Wi-Fi启用网络连接。网络连接使得能够直接或通过中间网络连接的从设备实现双向患者支持，该从设备例如为个人电脑、笔记本电脑或移动从设备。
控制主单元包括控制主单元存储器402，控制主单元可将指令写入该控制主单元存储器，以及从该控制主单元存储器读取指令。控制主单元还包括用于处理指令的控制主单元处理器306。
控制主单元200可读取存储在控制主单元存储器402中的指令，并使用控制主单元处理器406处理这些指令。处理存储的指令可使控制主单元200使用收发器404进行无线传送。
因此，提供了一种具有可彼此无线通信的控制主单元和从设备的系统。控制主单元200向从单元100发送命令指令，从单元100最终通过从设备处理器306对这些命令指令进行处理。假设没有出现错误、损坏或其他故障，则从设备处理的指令将完全对应于控制主单元发送的指令，且系统正常运行。但是，在将指令写入存储器或从存储器读取指令时可能会出现损坏。如果出现这种情况，则从设备处理的指令可能不完全对应于控制主单元200发送的指令。从设备将处理不正确的指令，这会导致系统故障。本发明的实施例避免了此类系统故障。
图5示出了根据本发明的、控制主单元200无线控制从设备100的过程的流程图。该流程图包括用于该控制主单元的命令线500和用于该从设备的命令线501。
两条命令线之间行进的箭头指示控制主单元200与从设备100之间的、无线信号形式的通信。箭头的方向指示该通信的方向。
该过程开始于步骤502，在该步骤，控制主单元200使用控制收发器404无线发送命令信号。从设备100在从设备收发器304处接收无线命令信号。无线命令信号包括命令指令。命令指令可从存储在控制主单元存储器中的一系列指令中读取，或者可由用户输入到控制从设备中。
在从设备100已经接收到无线命令信号之后，在步骤504，从设备将包含在无线命令信号中的命令指令存储到从设备存储器104，以创建与该命令指令相对应的存储指令。
可将命令指令存储(作为存储指令)在从设备存储器内的特定位置。在优选实施例中，从设备存储器一次仅能够存储单个命令指令，该命令指令是从控制主单元接收的。从设备存储器内可存在单个位置(“指定位置”)，用于存储接收自控制主单元的指令。当接收到第一指令时，该第一指令被写入到从设备存储器中的该指定位置。如果从设备随后接收到来自控制主单元的第二指令，则该第二指令被写入到该指定位置。由于第一指令已经存储在该指定位置，且该指定位置只可存储单个指令，因此第二指令会重写该指定位置的第一指令。在其他实施例中，从设备存储器302可能够在任何时间存储多个命令指令。
然后，在步骤506，从设备100从从设备存储器读取存储指令，该存储指令对应于在步骤504存储的指令。例如，在存储器中的、与在步骤504存储指令的位置相同的位置读取该存储指令。
在步骤508，从设备向控制主单元发送包含存储指令的无线响应信号。无线响应信号是使用从设备收发器304发送，并由控制主单元在控制主单元收发器404处接收的。
在步骤510，控制主单元将包含在无线响应信号中的存储指令与在步骤502向从设备发送的命令指令进行比较。
如果控制主单元发现接收自从设备的存储指令与向从设备发送的指令相同，则存储指令没有损坏且可被处理。因而，控制主单元将在步骤514向从设备发送处理指令。一旦在步骤510做出了确认，就可以自动发送处理指令。替代地，在发送处理指令之前可请求进一步的用户输入，这会在下面进行更详细的描述。
在接收到处理指令时，从设备在步骤516处理存储指令，该存储指令对应于控制主单元在步骤502发送的命令指令。从设备将从从设备存储器读取存储指令并使用处理器对该存储指令进行处理。在图1所示的流体输注示例中，处理存储指令可包括，将规定量的流体(例如胰岛素)输送到患者的皮下组织。更具体地，处理存储指令可包括，为致动器或驱动构件供电，以使流体从上述输送从设备泵送。
一旦在步骤516处理了存储指令，就执行了控制主单元在步骤502最初发送的指令。在控制主单元发送处理指令之后，控制主单元可在用户界面202上显示一完成消息，确认指令已被处理。
然而，步骤510之前的步骤中的一个或多个中可能存在损坏。例如，在步骤504将指令写入到从设备存储器时，或者在步骤506从从设备存储器读取存储指令时，可能存在损坏。这种损坏可能导致在步骤508从设备发送的存储指令与在步骤502发送到从设备的指令不同。
在这种情况下，存储指令不应被从设备处理。因此，当控制主单元在步骤512确定两个指令不相同(即，不完全相同)时，它行进到步骤518，不发送处理指令。因此，从设备将不会接收到处理指令，从而防止从设备对存储指令进行处理。这种设置防止了损坏的指令被从设备处理，因为从设备在没有指示它这样做的处理指令的情况下不能处理存储指令。
控制主单元可在用户界面202上显示错误消息。错误消息可通知用户该指令未被执行。这将允许用户在必要时再次输入该指令，或者输入新指令。
图6示出了描述一实施例的流程图，在该实施例中，控制主单元在向从设备发送处理消息之前请求肯定的用户输入。
在步骤602，控制主单元判定存储指令是否与命令指令相同。这对应于图5的步骤512。
如果这两个指令不相同，则阻止控制主单元在步骤604发送处理指令(对应于图5的步骤518)，然后控制主单元在步骤606在用户界面202上显示错误消息。错误消息通知用户命令指令未被执行。这将允许用户在必要时再次输入该命令指令，或者输入新的不同的指令。
如果控制主单元在步骤602发现这两个指令相同，则控制主单元行进到步骤608并在用户界面202上显示确认消息。确认消息可包括从存储指令或命令指令读取的值。
例如，如果命令指令(或存储指令)指示“输送10微升”，则确认消息可以显示带有“是”和“否”选项的“确认输送10微升？”。替代地，控制消息可不涉及从命令指令或存储指令读取的值，而简单地是“确认命令？”。
控制从设备然后在步骤610等待接收肯定的用户输入。用户输入可以以以下形式进行：用户界面上的触摸、键盘输入或使用触觉式用户接口204进行的选择。如果用户被给予上述“是/否”选项，则输入“是”的选择将归入肯定的用户输入。
如果没有接收到肯定的用户输入，则不向从设备发送处理指令，且存储指令不被处理(步骤612)。如果接收到否定的用户输入，例如如果用户从上述确认消息中选择“否”选项，则可能出现这种情况。例如，如果在特定时间段内没有检测到用户输入，同样为没有肯定的输入。
如果没有接收到肯定的用户输入，则控制主单元将在步骤614在用户界面202上显示消息，指出命令指令未被处理。这将允许用户在必要时再次输入该命令指令，或者输入新的不同的指令。
如果检测到肯定的用户输入，则控制主单元将在步骤616向从设备发送处理指令(对应于图5的步骤514)。从设备在接收到处理指令时，将对存储指令进行处理(图5的步骤516)。一旦控制主单元发送了处理指令，控制主单元就可以在用户界面202上显示完成消息，确认命令指令已被处理。
在步骤516(或616)之后，系统可根据特定系统应用和需求，以任何数量的方式继续该过程流程。示例可包括：
·从设备可被配置为在给定的不工作时间段之后擦除存储的值
·从设备可被配置为在最终处理指令之后存储其动作的日志
·控制单元可被配置为如果到达步骤518(或604或612)，则自动重复上述过程(控制单元上可包括计数器，以在向用户报告通信故障之前重复从步骤502开始的流程设定次数)
·从设备可被配置为在成功完成516(或616)之后和/或在设定的或给定的时间间隔之后，向该控制单元返回附加信息(这可用作从设备提供它已持续运行足够长的时间来完成请求命令的凭证的方法)。
本发明的实施例提供了一种用于处理在控制主单元和从设备之间无线发送的指令的方法。本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改和改动。

Claims (23)

1.一种系统，包括：
从设备、从设备存储器和从设备处理器；和
控制主单元，所述控制主单元用于控制所述从设备，所述控制主单元包括控制主单元存储器和控制主单元处理器，其中：
所述从设备和所述控制主单元能够彼此无线通信；
所述控制主单元被配置为：
向所述从设备发送包含命令指令的无线命令信号；
所述从设备被配置为：
将所述命令指令写入所述从设备存储器以创建存储指令；
从所述从设备存储器读取所述存储指令；和
向所述控制主单元发送包含所述存储指令的无线响应信号；
所述控制主单元还被配置为：
将所述存储指令与所述命令指令进行比较；和，
只有在所述存储指令与所述命令指令相同时，才向所述从设备发送处理指令。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统是医疗系统，且所述从设备是用于向患者输送治疗的输送设备。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述医疗系统是流体输送系统，且所述输送设备是用于泵送治疗流体的泵送设备。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述治疗流体是胰岛素。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述从设备被配置为在任何一次在所述存储器中仅存储单个指令。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述从设备被配置为仅在接收到所述处理指令时处理所述存储指令。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述从设备被配置为：
将所述命令指令写入所述从设备存储器中的一位置，和
从所述从设备存储器中的所述位置读取所述存储指令。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述从设备和所述控制主单元使用射频近场通信协议进行无线通信。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制主单元还被配置为：如果所述存储指令与所述命令指令相同：
请求用户输入；和，
响应于接收到肯定的用户输入，向所述从设备发送所述处理指令。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述控制主单元还被配置为：如果所述存储指令与所述命令指令相同：
自动向所述从设备发送所述处理指令。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，如果所述处理指令未被发送到所述从设备，则所述控制主单元被配置为再次向所述从设备发送包含所述命令指令的无线命令信号。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，如果所述处理指令被发送到所述从设备，则所述从设备还被配置为：
向所述控制主单元发送包含除命令指令之外的信息的无线信号。
13.一种操作系统的方法，所述系统包括从设备和用于控制所述从设备的控制主单元，所述从设备包括从设备存储器，其中所述从设备和所述控制主单元能够彼此无线通信，所述方法包括：
所述控制主单元向所述从设备发送包含命令指令的无线命令信号；
在所述从设备处：
将所述命令指令写入所述从设备存储器以创建存储指令；
从所述从设备存储器读取所述存储指令；和
向所述控制主单元发送包含所述存储指令的无线响应信号；
在所述控制主单元处：
将所述存储指令与所述命令指令进行比较；和
只有在所述存储指令与所述命令指令相同时，才向所述从设备发送处理指令。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述系统是医疗系统，且所述从设备是用于向患者输送治疗的输送设备。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，处理所述存储指令包括向患者输送治疗。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述医疗系统是流体输送系统，且所述输送设备是用于泵送治疗流体的泵送设备。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述治疗流体是胰岛素。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中，所述从设备被配置为在任何一次在所述从设备存储器中仅存储单个指令。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，还包括，在所述从设备处：
接收所述处理指令；和
只有在接收到所述处理指令后才处理所述存储指令。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中：
将所述命令指令写入所述从设备存储器的步骤包括，将所述命令指令写入到所述从设备存储器中的一位置；和,
从所述从设备存储器读取所述存储指令的步骤包括，从所述从设备存储器中的所述位置读取所述存储指令。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的方法，其中，所述从设备和所述控制主单元使用射频近场通信协议进行无线通信。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，还包括：在所述控制主单元处，如果所述存储指令与所述命令指令相同：
请求用户输入；和，
响应于接收到肯定的用户输入，向所述从设备发送所述处理指令。
23.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，还包括：在所述控制主单元处，如果所述存储指令与所述命令指令相同：
自动向所述从设备发送所述处理指令。
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