CN111481253A - 一种气囊式动脉压迫止血控制系统及其配套设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气囊式动脉压迫止血控制系统及其配套设备,包括控制模块,所述控制模块连接传感器、显示交互面板、用于对压迫止血气囊充泄气的气泵;所述传感器实时监测人体血压、氧饱和度,同时还监测气泵输出管道压力;所述显示交互面板为显示屏和按键。本发明的有益效果是将桡、尺动脉压迫止血与生命体征监测整合为一,实时监测患者血压、血氧饱和度、心率变化,压迫器压迫力度根据血压动态调节,实现精准智能压迫止血,并可监测术后低血压、迷走反射、晕厥等不良事件,有效降低术后各类并发症的发生。

Description

一种气囊式动脉压迫止血控制系统及其配套设备
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,具体是一种桡、尺动脉压迫止血系统及其配套设备,应用于桡、尺动脉介入治疗后的智能化精准压迫止血和生命体征监测、管理。
背景技术
介入诊疗技术发展日新月异,已成为心血管、脑血管、外周血管等疾病的主要诊疗手段。经过十余年的发展,桡动脉穿刺是目前冠心病介入操作的首选和主流路径。较之传统的股动脉,桡动脉穿刺能有效避免股动脉血肿、股动-静脉瘘、腹膜后出血等严重并发症发生。目前桡动脉的术后止血压迫器包括螺杆式、弹簧式、压块式及气囊式等,作用力多为点式压迫。如果压迫器压迫力度不足,容易导致伤口出血、局部血肿形成,甚至出现骨筋膜室综合征等严重并发症。如果压迫力度过大、时间过长,易引起手指麻木肿胀、静脉回流受阻、局部循环障碍,导致病人极度的不适感,严重可引起血栓形成、血管闭塞、肢体缺血坏死等。压迫器压迫力度对于不同患者存在较大差异,力度深浅多凭手术医师经验,压迫时间为4-12小时不等。当桡动脉存在扭曲、痉挛、狭窄等异常时,术者可次选尺动脉进行穿刺。尺动脉目前缺少专用压迫器,只能将桡动脉压迫器临时用于尺动脉压迫。由于桡、尺动脉解剖位置、体表深度存在差异,桡动脉压迫器在尺动脉压迫中容易出现压迫精度偏移、压迫力度不足等问题,进而导致出血、血肿等并发症产生。
对于术后患者并发症的监测,目前依靠医护人员每隔30-60分钟的病房巡视。医护人员根据伤口出血及压迫时间对每名患者压迫器进行个体化减压操作。这一人工操作在医护人员配备紧张的医疗环境下,增加了医疗操作的负担,也造成了医疗资源的浪费。而在巡视以外的时间段,患者一旦出现穿刺处血肿、肢体缺血坏死、低血压、迷走反射、晕厥等不良事件,由于缺少智能化的监测装置报警,有可能发生病情延误、甚至危及生命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,解决现有桡、尺动脉压迫器,压迫精度低、灵活性差,缺少生命体征监测,易造成穿刺部位出血、血肿甚至骨筋膜室综合征等严重并发症的问题。
为达到上述发明目的,提供一种气囊式动脉压迫止血控制系统,包括控制模块,所述控制模块连接传感器、显示交互面板、用于对压迫止血气囊充泄气的气泵;
所述传感器实时监测人体血压、氧饱和度,同时还监测气泵输出管道压力;
所述显示交互面板为显示屏和按键;所述按键用于对所述控制模块输入指令,所述按键包括系统运行开始按钮、泄压按钮、气囊压迫压力初始值P1设定按钮和目标加压时间T2设定按钮;所述显示屏实时显示所述控制模块收集的传感器监测信息,同时还显示所述控制模块中设置的气囊目标压迫压力P和目标加压时间;
所述气泵接收所述控制模块的控制指令,进行对气囊的充泄气控制;
所述控制模块在接收到所述按键发出的系统运行开始信号时,向气泵发送充气指令,直至接收到所述传感器发送的气泵输出管道压力值等于气囊压迫压力初始值P1与人体血压收缩压BP之和;然后所述控制模块依据所述传感器输入的人体血压收缩压BP、初始血氧浓度S2、当前血氧浓度S1数据和所述按键输入的气囊压迫压力初始值P1、目标加压时间T2,结合第一次向气泵发送充气指令至今的已压迫时间T1数据,以及模块预设的最大加压压力P2和压力修正量P3,调整计算目标压迫压力P值,并将计算出的目标压迫压力P值与输入的气泵输出管道压力值对比;当目标压迫压力P值大于气泵输出管道压力值时,向气泵发送充气指令;当目标压迫压力P值小于气泵输出管道压力值时,向气泵发送泄气指令。
本处所指的传感器在具体设置时可以分为压力传感器和光电传感器,其中光电传感器能实现人体血压、氧饱和度、心率的测量,而压力传感器能实现气泵输出管道压力(气压)的测量。
本处所指的初始血氧浓度S2为首次加压时测得,当前血氧浓度S1对应每次P值计算周期。S2本次加压周期内不会变,S1周期性更新,一般选取时间段可以与所述目标压迫压力P值计算结果更新周期相适应。气囊压迫压力初始值P1由医护人员根据手术结束时测定的桡、尺动脉压力设定,目标加压时间T2由医护人员根据临床实际情况进行设置。
本处所指的气囊式动脉压迫止血控制系统,使用时需要配套的电源布置、压迫于人体的气囊以及用于固定传感器的结构,从而为控制系统的运行提供稳定的环境。所述的控制模块应具备系统运行所需的运算、计时、储存、输入输出能力。本处所指的气泵输出管道连通气泵用于冲排气的输出口和气囊。
优选的,所述控制模块对目标压迫压力P值计算逻辑如下:
Figure BDA0002426053780000041
优选的,所述气囊压迫压力初始值P1默认设置为20mmHg,所述最大加压压力P2默认设置为80mmHg,所述压力修正量P3默认设置为200mmH g。
本处所指的气囊压迫压力初始值P1默认设置为所述控制模块中预设储存的设置,使用前可以通过气囊压迫压力初始值P1设定按钮进行调整。而所述最大加压压力P2及所述压力修正量P3默认设置均为所述控制模块中预设储存的设置。
优选的,所述人体血压收缩压BP的数值为每间隔20分钟内检测值的平均值。
本处检测出人体血压收缩压BP的数值,被所述控制模块接收并储存。
优选的,所述控制模块还连接用于报警的蜂鸣器,当所述控制模块输入的气泵输出管道压力值小于目标压迫压力P值一定时间后或大于预设的最大压力值时,向蜂鸣器发送提示故障报警指令并在所述显示屏上显示故障类型信息。
本处所指的一定时间,是指压迫效果达不到理想状态的时间长度,可以直接在所述控制模块中预设并设置为2分钟,也可以在使用前将所需的“一定时间”长度设定储存于所述控制模块中。蜂鸣器接收提示故障报警指令后,进行发声报警提示,具体的报警提示音间隔可设置为0.5秒,以急促的声音体现状况的紧急。所述显示屏还能在所述控制模块发来故障类型信息时,显示对应的故障类型信息。
优选的,所述传感器还实时监测人体心率,当所述控制模块输入的人体血压、氧饱和度、心率任一数值超出预设的正常生命体征数范围时,向蜂鸣器发送注意体征报警指令。
本处所指的传感器在具体设置是指光电传感器,具体设置时可以采用常规的体征监测用光电传感器,该传感器集成有三个绿色LED、一个红外线(IR)LED、一个红色LED以及一个光电二极管(PD)用于反射光信号的采集,所有信号通过模拟前端处理,之后通过SPI将信号返回微控制器,最终通过脉搏波(PPG)和心电图信号(ECG),计算得到患者的血压、血氧饱和度、心率信息。蜂鸣器接收注意体征报警指令后,进行发声报警提示,具体的报警提示音间隔可设置为1秒,实现稳定长时间地提示。
优选的,所述控制模块周期性地计算目标压迫压力P值;当目标压迫压力P值与气泵输出管道压力值相比偏差大于预设阈值,则向气泵发送相应的调节指令;当目标压迫压力P值与气泵输出管道压力值相比偏差小于预设阈值,则等待下一次目标压迫压力P值的计算。
所述预设阈值为控制模块所储存,一般可以设置为10mmHg。
优选的,所述目标压迫压力P值计算结果更新周期为每20分钟一次。
本处所指的更新周期,是指所述目标压迫压力P值在每个更新周期结束时才会显示所述目标压迫压力P值并对气泵进行调整。
对比目标压迫压力P值和气泵输出管道压力值,进行闭环控制,通过气泵对空气管充泄气,最终对压迫止血气囊实现了自动压力调节。另外结合人体血压收缩压BP、初始血氧浓度S2、当前血氧浓度S1数据、气囊压迫压力初始值P1、目标加压时间T2、已压迫时间T1数据、最大加压压力P2、压力修正量P3,调整目标压迫压力P值,能尽可能适应桡动脉、尺动脉处的现状,降低气囊压迫处压力过高或过低的情况。显示交互面板的配置也能提高使用时的直观程度,降低误操作。气泵输出管道压力值能直观地体现气囊的压力值,也不用在气囊上设置传感器,增强了设备使用的舒适性。
通过对目标压迫压力P值计算逻辑的梳理,进一步优化了目标压迫压力P值的计算,实际应用中能在保证压迫效果的前提下,最大化地提升患者压迫处的舒适程度。
通过对气囊压迫压力初始值P1进行设置预设,降低了医护人员使用时通过按钮调整的范围,使得操作更加快捷。而所述最大加压压力P2及所述压力修正量P3默认设置,均适应于常规配套的桡动脉、尺动脉压迫止血气囊,保证气囊在使用寿命中正常运行,使得压迫时的体感更加舒适。
通过对人体血压收缩压BP的测量平均化,避免了血压瞬时变化的影响,更能反映患者当下的血压情况。而间隔20分钟,则能在保证血压测量稳定的前提下,保证测量结果的时效。
通过蜂鸣器和显示屏显示,能全方位地、快速地实现针对性的报警提示,避免设备故障长时间存在对人体造成的影响。
通过蜂鸣器发声,告知附近人员进行介入,及时对患者进行检查,能降低使用人员对设备的注意程度,减少心理压力。
通过预设阈值的设定,避免了控制模块对气泵的频繁微调,提升气泵的使用寿命,同时不会大幅降低患者的使用体验。
通过设置目标压迫压力P值计算结果更新周期,避免了控制模块对气泵的频繁调整,提升气泵的使用寿命。
还公开了一种桡尺动脉压迫止血器,采用上述任一所述的气囊式动脉压迫止血控制系统;包括盒体和压迫袖带;
所述盒体中固定气泵,所述盒体底部的两侧分别设两个相互平行的条状开口;
所述压迫袖带依次穿过所述条状开口,并通过魔术贴首尾固定,所述压迫袖带表面设用于在条状开口处卡住的限位凸条;所述压迫袖带中设用于压迫桡动脉的气囊I和用于压迫尺动脉的气囊II,所述气囊I和气囊II分别连通充排气管,所述充排气管通过阀门汇通至主管;所述主管连通所述气泵。
本处所指的条状开口用于完整地穿入压迫袖带,并能让压迫袖带从盒体一侧的条状开口穿入并从另一侧的条状开口穿出,实现将盒体串于压迫袖带上。当压迫袖带穿过盒体底部的条状开口时,限位凸条由于体积大于条状开口会卡住,从而实现压迫袖带和盒体的定位。通过限位凸条将盒体卡住定位至压迫袖带的手腕外侧接触位置,并让压迫袖带缠绕手腕后首尾固定。所述气囊I在压迫袖带缠绕后压迫于手腕桡动脉区域,所述气囊II在压迫袖带缠绕后压迫于手腕尺动脉区域。
优选的,所述盒体底面开孔,所述开孔中穿设用于体征监测的传感器;所述压迫袖带中开设用于正对盒体底面开孔的孔洞。
用于体征监测的所述传感器形式可以是本领域内常规的体征监测传感器形式,具体可以是光电传感器、温度传感器、血压传感器等中的一个或多个。由于相关传感器已为市售产品,且公开较多,在此不对其型号进行一一列举,本领域技术人员能够根据方案指引明确地选取合适的传感器。本处所指的传感器监测出的结果可以直接通过传感器配套的显示屏在盒体中显示也可以传输至其他控制器进行进一步的处理。
通过设置双气囊,可针对桡、尺动脉精准定点有选择性地压迫,降低压迫中对无需压迫位置的影响。同时盒体和压迫袖带的连接设计,方便捆绑于手腕,便于患者携带。而盒体通过限位凸条定位盒体至手腕外侧,避免盒体在压迫袖带上窜动,影响对动脉的压迫。采用魔术贴可根据患者手腕粗细灵活调节压迫袖带,粘合后固定。而盒体的设置,则便于散落部件的归集。
通过开孔和孔洞的配合,使得盒体中布置的传感器能够与人体皮肤之间无阻隔地实现体征监测。
本发明的有益效果是将桡、尺动脉压迫止血与生命体征监测整合为一,实时监测患者血压、血氧饱和度、心率变化,压迫器压迫力度根据血压动态调节,实现精准智能压迫止血,并可监测术后低血压、迷走反射、晕厥等不良事件,有效降低术后各类并发症的发生。
附图说明
图1为本发明的桡尺动脉压迫止血器正面图;
图2为本发明的桡尺动脉压迫止血器的压迫袖带展开及配套管路示意图;
图3为本发明的桡尺动脉压迫止血器的盒体示意图;
其中:
1-盒体 11-条状开口 12-开孔
2-压迫袖带 21-魔术贴 22-限位凸条
31-气囊I 32-气囊II 33-充排气管
34-阀门 35-主管 36-孔洞
4-气门芯 5-气泵 6-控制模块
7-传感器 8-显示交互面板 9-蜂鸣器
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明做进一步说明。
根据图1至图3所示的一种桡尺动脉压迫止血器,包括盒体1和压迫袖带2;所述盒体1中固定气泵5,所述盒体1底部的两侧分别设两个相互平行的条状开口11;所述压迫袖带2依次穿过所述条状开口11,并通过魔术贴21首尾固定,所述压迫袖带2表面设用于在条状开口11处卡住的限位凸条22,所述压迫袖带2为双层结构,所述限位凸条22为缝合于袖带夹层内的棒状物。
所述压迫袖带2中设用于压迫桡动脉的气囊I31和用于压迫尺动脉的气囊II32,所述气囊I31和气囊II32采用全透明材质制成。所述气囊I31和气囊II32分别连通充排气管33,所述充排气管33通过阀门34汇通至主管35(即气泵输出管道);所述主管35连通所述气泵5。所述阀门34为三通切换阀,所述充排气管33均通过一个所述三通切换阀汇通至主管35。所述主管35上插设用于直接从外部充气的气门芯4。
所述盒体底面开孔12,所述开孔12中穿设用于体征监测的传感器7;所述压迫袖带2中开设用于正对盒体底面开孔12的孔洞36。
具体使用步骤为:医护人员将压迫袖带2以特定方向穿过盒体1底座的条状开口11,直至限位凸条22卡住,完成压迫袖带2和盒体1的定位。之后根据临床实际的桡、尺动脉穿刺点位置调节阀门34,选择合适的压迫气囊,并将主管35插入盒体1中的气泵5,完成压迫袖带2和盒体1的联结。
医护人员将压迫袖带2环绕佩戴在患者手腕处,保持盒体1朝上,根据患者手腕粗细调整魔术贴21,并确认选中的气囊已对准穿刺伤口。
主管35为软管,其上的气门芯4可在气泵5不工作时,通过外接注射器进行手动的充放气操作,增加冗余性。
需要观察体征时,通过盒体1内传感器7采集的数据,即可直接观察,不必另设传感器。
上述桡尺动脉压迫止血器采用气囊式动脉压迫止血控制系统,包括控制模块6,所述控制模块连接传感器7、显示交互面板8、用于对压迫止血气囊充泄气的气泵5;
所述传感器7实时监测人体血压、氧饱和度,同时还监测气泵输出管道压力;
所述显示交互面板8为显示屏和按键;所述按键用于对所述控制模块输入指令,所述按键包括系统运行开始按钮、泄压按钮、气囊压迫压力初始值P1设定按钮和目标加压时间T2设定按钮;所述显示屏实时显示所述控制模块收集的传感器7监测信息,同时还显示所述控制模块6中设置的气囊目标压迫压力P和目标加压时间;
所述气泵5接收所述控制模块6的控制指令,进行对气囊的充泄气控制;
所述控制模块6在接收到所述按键发出的系统运行开始信号时,向气泵5发送充气指令,直至接收到所述传感器7发送的气泵输出管道压力值等于气囊压迫压力初始值P1与人体血压收缩压BP之和;然后所述控制模块6依据所述传感器7输入的人体血压收缩压BP、初始血氧浓度S2、当前血氧浓度S1数据和所述按键输入的气囊压迫压力初始值P1、目标加压时间T2,结合第一次向气泵5发送充气指令至今的已压迫时间T1数据,以及模块预设的最大加压压力P2和压力修正量P3,调整计算目标压迫压力P值,并将计算出的目标压迫压力P值与输入的气泵输出管道压力值对比;当目标压迫压力P值大于气泵输出管道压力值时,向气泵5发送充气指令;当目标压迫压力P值小于气泵输出管道压力值时,向气泵5发送泄气指令。所述控制模块6对目标压迫压力P值计算逻辑如下:
Figure BDA0002426053780000111
所述气囊压迫压力初始值P1默认设置为20mmHg,所述最大加压压力P2默认设置为80mmHg,所述压力修正量P3默认设置为200mmHg。
所述人体血压收缩压BP的数值为每间隔20分钟内检测值的平均值。
所述控制模块6还连接用于报警的蜂鸣器9,当所述控制模块6输入的气泵输出管道压力值小于目标压迫压力P值一定时间后或大于预设的最大压力值时,向蜂鸣器9发送提示故障报警指令并在所述显示屏上显示故障类型信息。
所述传感器7还实时监测人体心率,当所述控制模块6输入的人体血压、氧饱和度、心率任一数值超出预设的正常生命体征数范围时,向蜂鸣器9发送注意体征报警指令。
所述控制模块6周期性地计算目标压迫压力P值;当目标压迫压力P值与气泵输出管道压力值相比偏差大于预设阈值,则向气泵5发送相应的调节指令;当目标压迫压力P值与气泵输出管道压力值相比偏差小于预设阈值,则等待下一次目标压迫压力P值的计算。
所述目标压迫压力P值计算结果更新周期为每20分钟一次。
具体运行时,整个系统的上电先自检测,确保各部件无异常后允许系统工作。采用锂电池内部供电,并实时计算和显示锂电池电量,在电量低时报警,提醒用户插入充电线。
自检测通过后,开始监测患者体征并进行显示。
医护人员根据手术结束时测定的桡、尺动脉压力,通过按键设定气囊压迫压力初始值P1、目标加压时间T2,全部设置完成后,点击系统运行开始按钮开始加压。
控制模块6根据医护人员设定的气囊压迫压力初始值P1,通过气泵5经主管35对气囊进行加压,并在显示屏实时显示实际压迫压力(即气泵输出管道压力值),达到目标压力后自动停机保压,并启动压迫计时。
压迫期间,医护人员和患者可以通过透明的气囊随时观察创口压迫情况。每间隔20~30分钟,自动测量2次动脉压力,取其2次收缩压的平均值,系统依据算法自动计算一次目标压迫压力P值,并根据与气泵输出管道压力值的偏差自动进行压力调节。
压迫期间,显示屏实时更新患者生命体征、气泵输出管道压力值和已压迫时间T1等数据,如有异常则通过蜂鸣器9报警提示音提醒患者和医护人员。让医护人员可以重新设置压迫压力,或直接通过气门芯4紧急泄压。如果气泵5已经无法加减压,则可以通过气门芯4外接注射器进行手动的加减压操作。
压迫计时结束后,医护人员可以通过气门芯4泄压,并松开压迫袖带2,完成压迫过程。压迫袖带2和患者皮肤直接接触,为一次性使用,直接丢弃,盒体1及其内部件可以重复充电使用。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述的实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换,这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,包括控制模块,所述控制模块连接传感器、显示交互面板、用于对压迫止血气囊充泄气的气泵;
所述传感器实时监测人体血压、氧饱和度,同时还监测气泵输出管道压力;
所述显示交互面板为显示屏和按键;所述按键用于对所述控制模块输入指令,所述按键包括系统运行开始按钮、泄压按钮、气囊压迫压力初始值P1设定按钮和目标加压时间T2设定按钮;所述显示屏实时显示所述控制模块收集的传感器监测信息,同时还显示所述控制模块中设置的气囊目标压迫压力P和目标加压时间;
所述气泵接收所述控制模块的控制指令,进行对气囊的充泄气控制;
所述控制模块在接收到所述按键发出的系统运行开始信号时,向气泵发送充气指令,直至接收到所述传感器发送的气泵输出管道压力值等于气囊压迫压力初始值P1与人体血压收缩压BP之和;然后所述控制模块依据所述传感器输入的人体血压收缩压BP、初始血氧浓度S2、当前血氧浓度S1数据和所述按键输入的气囊压迫压力初始值P1、目标加压时间T2,结合第一次向气泵发送充气指令至今的已压迫时间T1数据,以及模块预设的最大加压压力P2和压力修正量P3,调整计算目标压迫压力P值,并将计算出的目标压迫压力P值与输入的气泵输出管道压力值对比;当目标压迫压力P值大于气泵输出管道压力值时,向气泵发送充气指令;当目标压迫压力P值小于气泵输出管道压力值时,向气泵发送泄气指令。
2.根据权利要求1所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述控制模块对目标压迫压力P值计算逻辑如下:
Figure FDA0002426053770000021
3.根据权利要求2所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述气囊压迫压力初始值P1默认设置为20mmHg,所述最大加压压力P2默认设置为80mmHg,所述压力修正量P3默认设置为200mmHg。
4.根据权利要求1所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述人体血压收缩压BP的数值为每间隔20分钟检测值的平均值。
5.根据权利要求1所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述控制模块还连接用于报警的蜂鸣器,当所述控制模块输入的气泵输出管道压力值小于目标压迫压力P值一定时间后或大于预设的最大压力值时,向蜂鸣器发送提示故障报警指令并在所述显示屏上显示故障类型信息。
6.根据权利要求1所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述传感器还实时监测人体心率,当所述控制模块输入的人体血压、氧饱和度、心率任一数值超出预设的正常生命体征数范围时,向蜂鸣器发送注意体征报警指令。
7.根据权利要求1所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述控制模块周期性地计算目标压迫压力P值;当目标压迫压力P值与气泵输出管道压力值相比偏差大于预设阈值,则向气泵发送相应的调节指令;当目标压迫压力P值与气泵输出管道压力值相比偏差小于预设阈值,则等待下一次目标压迫压力P值的计算。
8.根据权利要求1所述的气囊式动脉压迫止血控制系统,其特征在于,所述目标压迫压力P值计算结果更新周期为每20分钟一次。
9.一种桡尺动脉压迫止血器,其特征在于,采用权利要求1至8中任一所述的气囊式动脉压迫止血控制系统;包括盒体和压迫袖带;
所述盒体中固定气泵,所述盒体底部的两侧分别设两个相互平行的条状开口;
所述压迫袖带依次穿过所述条状开口,并通过魔术贴首尾固定,所述压迫袖带表面设用于在条状开口处卡住的限位凸条;所述压迫袖带中设用于压迫桡动脉的气囊I和用于压迫尺动脉的气囊II,所述气囊I和气囊II分别连通充排气管,所述充排气管通过阀门汇通至主管;所述主管连通所述气泵。
10.根据权利要求9所述的桡尺动脉压迫止血器,其特征在于,所述盒体底面开孔,所述开孔中穿设用于体征监测的传感器;所述压迫袖带中开设用于正对盒体底面开孔的孔洞。
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