CN112843478A - 一种经颅磁刺激治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种经颅磁刺激治疗装置，涉及医疗设备技术领域。该经颅磁刺激治疗装置包括近红外检测器组件、电磁发生器组件、治疗帽和中央控制器；近红外检测器组件包括多个近红外检测器，近红外检测器用于获取预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号；电磁发生器组件包括多个电磁发生器，电磁发生器用于产生预设强度和预设频率的磁场刺激预设目标脑区；治疗帽上设置有多个安装孔，多个电磁发生器和多个近红外检测器分别安装在对应的安装孔上；中央控制器分别与多个近红外检测器电连接，中央控制器用于接收电信号并将电信号转换成脑区激活度。该经颅磁刺激治疗装置可以提高经颅磁刺的治疗效果。
Description
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种经颅磁刺激治疗装置。
背景技术
目前，经颅磁刺激(TMS，Transcranial Magnetic Stimulation)是一种无痛、无创的绿色治疗方法，磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激大脑神经，主要通过改变它的刺激频率而达到兴奋或抑制局部大脑皮质功能。
TMS治疗仪是应用低频频谱交变电磁治疗技术研制的新型重复性的综合脑病治疗设备，主机内存储多种治疗频率和治疗强度，使用时主机可同时显示输出的治疗信息。该设备通过治疗帽中多点电磁发生器，输出特定能量的重复性交变电磁，直接透过颅骨达到脑内较深层组织，作用在脑细胞和中枢神经上，使细胞带电量增加，携氧能力增强，改善脑细胞的代谢环境，增加代谢酶活性，使受损的脑细胞代谢加快，增加损伤细胞的可修复性。
现有技术中，TMS治疗仪还存在缺陷，如不能实时监控电磁场对神经活动的影响、不能实时根据神经活动反馈调节电磁场的强度等。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种经颅磁刺激治疗装置，该经颅磁刺激治疗装置可以实现实时监控磁刺激对神经活动的影响，并实时根据神经活动反馈调节磁刺激的频率和强度，从而提高经颅磁刺的治疗效果。
本申请实施例提供了一种经颅磁刺激治疗装置，包括近红外检测器组件、电磁发生器组件、治疗帽和中央控制器；
所述近红外检测器组件包括多个近红外检测器，所述多个近红外检测器用于获取预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号；
所述电磁发生器组件包括多个电磁发生器，所述多个电磁发生器用于产生预设强度和预设频率的磁场刺激所述预设目标脑区；
所述治疗帽上设置有多个安装孔，所述多个电磁发生器和所述多个近红外检测器分别安装在对应的安装孔上；
所述中央控制器分别与所述多个近红外检测器电连接，所述中央控制器用于接收所述电信号并将所述电信号转换成脑区激活度。
在上述实现过程中，该经颅磁刺激治疗装置通过近红外检测器组件可检测前额叶氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度，由于近红外信号检测不易受运动影响，减少伪迹，而且血红蛋白浓度更能反映大脑的功能活动，从而通过近红外检测器组件可实时监控磁刺激对神经活动的影响；同时，将近红外检测器组件、电磁发生器组件同时安装在治疗帽的安装孔上，从而结合近红外检测器组件、电磁发生器组件，中央控制器可实时根据神经活动反馈调节磁刺激的频率和强度；因此，该经颅磁刺激治疗装置可对前额叶不同脑区功能活动进行检测，实现反馈信号的精细化、自动化调控，进而实现提高经颅磁刺的治疗效果。
进一步地，所述近红外检测器包括近红外光源和检测探头，所述近红外光源用于产生近红外光并发送至所述预设目标脑区，所述检测探头用于接收所述预设目标脑区的近红外光信号，并将所述近红外光信号转换成所述电信号。
在上述实现过程中，近红外光源产生近红外光并发送至预设目标脑区，近红外光经过预设目标脑区后，检测探头可接收预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号，从而可以检测预设目标脑区的氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度。
进一步地，所述装置还包括近红外仪，所述近红外仪分别与所述检测探头、所述中央控制器电连接，所述近红外仪用于接收所述电信号并对所述电信号进行处理，获得处理信号，并将所述处理信号传输至所述中央控制器。
在上述实现过程中，检测探头的原始信号传输到近红外仪进行处理，处理后的信号传到中央控制器进行分析，进而得到预设目标脑区的激活度，例如得到前额叶激活度。
进一步地，每个所述安装孔对应安装一个所述近红外检测器和一个所述电磁发生器。
在上述实现过程中，每个安装孔上都对应安装近红外检测器和电磁发生器，从而使每一个预设目标脑区同时具备近红外检测和经颅磁刺激的功能，进而实现反馈信号的精细化、自动化调控。
进一步地，所述安装孔上设置有第一安装孔位，所述第一安装孔位用于安装所述近红外光源。
进一步地，所述安装孔上设置有第二安装孔位，所述第二安装孔位用于安装所述检测探头。
进一步地，所述安装孔上设置有第三安装孔位，所述第三安装孔位用于安装所述电磁发生器。
在上述实现过程中，安装孔上设置三个安装孔位分别安装近红外光源、检测探头和电磁发生器，从而实现近红外检测和经颅磁刺激的功能集成。
进一步地，所述治疗帽上的多个安装孔按照国际10-20系统分布。
进一步地，所述中央控制器分别与所述多个电磁发生器电连接，所述中央控制器还用于发送对应的控制信号至所述电磁发生器，以使所述电磁发生器产生预设强度和预设频率的磁场刺激预设目标脑区。
在上述实现过程中，中央控制器可通过电缆将磁刺激频率、强度信息传到治疗帽上的电磁发生器，从而使电磁发生器产生相应频率、强度的磁场刺激目标脑区。
进一步地，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述中央控制器电连接，用于显示所述脑区激活度。
在上述实现过程中，中央控制器与显示器电连接，从而中央控制器在将电信号转换成脑区激活度之后，显示器根据中央控制器发送的信号进行显示，从而使脑区激活度可以可视化图像形式显示在显示器上，进而用户可根据显示器上对应的脑区激活度可手动调节磁刺激的频率、强度，提高经颅磁刺激的治疗效果。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种经颅磁刺激治疗装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种经颅磁刺激治疗装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的治疗帽的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的治疗帽安装孔的孔位示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
本申请实施例提供了一种经颅磁刺激治疗装置，可以应用于经颅磁刺激治疗的过程中；该经颅磁刺激治疗装置通过近红外检测器组件可检测前额叶氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度，由于近红外信号检测不易受运动影响，减少伪迹，而且血红蛋白浓度更能反映大脑的功能活动，从而通过近红外检测器组件可实时监控磁刺激对神经活动的影响；同时，将近红外检测器组件、电磁发生器组件同时安装在治疗帽的安装孔上，从而结合近红外检测器组件、电磁发生器组件，中央控制器可实时根据神经活动反馈调节磁刺激的频率和强度；因此，该经颅磁刺激治疗装置可对前额叶不同脑区功能活动进行检测，实现反馈信号的精细化、自动化调控，进而实现提高经颅磁刺的治疗效果。
请参见图1，图1位本申请实施例提供的一种经颅磁刺激治疗装置的结构示意图，该经颅磁刺激治疗装置包括近红外检测器组件10、电磁发生器组件20、治疗帽30和中央控制器40。
示例性地，经颅磁刺激技术(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)是一种无痛、无创的绿色治疗方法，TMS是经颅磁刺激技术中的一种刺激模式即重复经颅磁刺激，磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激，因此都又称为“磁刺激”。
根据TMS刺激脉冲不同，可以将TMS分为三种刺激模式：单脉冲TMS(sTMS)、双脉冲TMS(pTMS)以及重复性TMS(rTMS)。sTMS由手动控制无节律脉冲输出，也可以激发多个刺激，但是刺激间隔较长(例如10秒)，多用于常规电生理检查。pTMS以极短的间隔在同一个刺激部位连续给予两个不同强度的刺激，或者在两个不同的部位应用两个刺激仪(又称作double－coil TMS，dTMS)，多用于研究神经的易化和抑制作用。rTMS分为高频和低频两种，则需要设备在同一个刺激部位给出慢节律低频或快节律高频rTMS。
应理解，为避免重复，本申请实施例提供的经颅磁刺激治疗装置以rTMS作为示例，对其他类型的经颅磁刺激治疗如sTMS、pTMS作相应调整后即可应用，不再赘述。
重复经颅磁刺激(rTMS)用于治疗主要是通过改变它的刺激频率而分别达到兴奋或抑制局部大脑皮质功能的目的。高频率、高强度rTMS，可产生兴奋性突触后电位总和，导致刺激部位神经异常兴奋，低频刺激的作用则相反，通过双向调节大脑兴奋与抑制功能之间的平衡来治疗疾病。对rTMS刺激的局部神经通过神经网络之间的联系和互相作用对多部位功能产生影响；对于不同病人的大脑功能状况，需用不同的强度、频率、刺激部位、线圈方向来调整，才能取得良好的治疗效果。
示例性地，近红外检测器组件10包括多个近红外检测器，近红外检测器用于获取预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号。
示例性地，电磁发生器组件20包括多个电磁发生器，电磁发生器用于产生预设强度和预设频率的磁场刺激预设目标脑区。
示例性地，治疗帽30上设置有多个安装孔，多个电磁发生器和多个近红外检测器分别安装在对应的安装孔上。
示例性地，中央控制器40分别与多个近红外检测器电连接，中央控制器用于接收电信号并将电信号转换成脑区激活度。
示例性地，近红外检测器组件10获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成电信号，并将电信号发送至中央控制器40，以使中央控制器40将电信号转换成脑区激活度；从而，用户根据目标脑区激活度可手动调节磁刺激的频率、强度，也可转成自动调节方式，即根据目标的脑激活度和预设要达到的脑激活度自动调节磁刺激的频率、强度。
在一些实施场景中，该经颅磁刺激治疗装置通过近红外检测器组件10可检测前额叶氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度，由于近红外信号检测不易受运动影响，减少伪迹，而且血红蛋白浓度更能反映大脑的功能活动，从而通过近红外检测器组件10可实时监控磁刺激对神经活动的影响；同时，将近红外检测器组件10、电磁发生器组件20同时安装在治疗帽30的安装孔上，从而结合近红外检测器组件10、电磁发生器组件20，中央控制器40可实时根据神经活动反馈调节磁刺激的频率和强度；因此，该经颅磁刺激治疗装置可对前额叶不同脑区功能活动进行检测，实现反馈信号的精细化、自动化调控，进而实现提高经颅磁刺的治疗效果。
在一些实施方式中，中央控制器40分别与多个电磁发生器电连接，中央控制器40还用于发送对应的控制信号至电磁发生器，以使电磁发生器产生预设强度和预设频率的磁场刺激预设目标脑区。
示例性地，中央控制器40可通过电缆将磁刺激频率、强度信息传到治疗帽30上的电磁发生器，从而使电磁发生器产生相应频率、强度的磁场刺激目标脑区。
在一些实施方式中，该经颅磁刺激治疗装置具有自动调节模式，自动调节模式示例如下：
(1)若检测到的目标脑区激活度比预设要达到的脑激活度高，中央控制器40自动选用低频率磁刺激(1Hz)；若检测到的目标脑区激活度比预设要达到的脑激活度低，中央控制器40自动选用高频率磁刺激(10Hz)。
(2)中央控制器自动选用的磁刺激初始强度为30％运动阈值，在做完一次磁刺激后(10分钟)，如目标脑区激活度达到预设的脑激活度(即目标脑区激活度与预设脑激活度的差值≤1％预设值)，下一次治疗则继续沿用此强度，如未达到预设的脑激活度，下一次治疗的磁刺激强度则增加10％运动阈值，直到目标脑区激活度达到预设值。
应理解，上述自动调节模式中所示的具体数值仅作为示例而非限定，该经颅磁刺激治疗装置的自动调节模式可根据实际情况进行调整；例如，低频率磁刺激、高频率磁刺激可以选用其他刺激频率，一次磁刺激也可以设置为其他时间等，此处不再赘述。
请参见图2，图2位本申请实施例提供的另一种经颅磁刺激治疗装置的结构示意图。
在一些实施方式中，该经颅磁刺激治疗装置还包括显示器50，显示器50与中央控制器40电连接，用于显示脑区激活度。
示例性地，中央控制器40与显示器50电连接，从而中央控制器40在将电信号转换成脑区激活度之后，显示器50根据中央控制器40发送的信号进行显示，从而使脑区激活度可以可视化图像形式显示在显示器50上，进而用户可根据显示器50上对应的脑区激活度可手动调节磁刺激的频率、强度，提高经颅磁刺激的治疗效果。
示例性地，近红外检测器包括近红外光源和检测探头，近红外光源用于产生近红外光并发送至预设目标脑区，检测探头用于接收预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号。
示例性地，近红外光源产生近红外光并发送至预设目标脑区，近红外光经过预设目标脑区后，检测探头可接收预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号，从而可以检测预设目标脑区的氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度。
示例性地，该经颅磁刺激治疗装置还包括近红外仪，近红外仪分别与检测探头、中央控制器40电连接，近红外仪用于接收电信号并对电信号进行处理，获得处理信号，并将处理信号传输至中央控制器40。
示例性地，检测探头的原始信号传输到近红外仪进行处理，处理后的信号传到中央控制器40进行分析，进而得到预设目标脑区的激活度，例如得到前额叶激活度。
请参见图3和图4，图3为本申请实施例提供的治疗帽的结构示意图，图4为本申请实施例提供的治疗帽安装孔的孔位示意图。
示例性地，图3所示的治疗帽30上分别设置鼻根点31、大脑外侧裂32和枕外隆起点33，以及多个安装孔34。
示例性地，每个安装孔对应安装一个近红外检测器和一个电磁发生器。
示例性地，每个安装孔上都对应安装近红外检测器和电磁发生器，从而使每一个预设目标脑区同时具备近红外检测和经颅磁刺激的功能，进而实现反馈信号的精细化、自动化调控。
示例性地，安装孔34上设置有第一安装孔位341，第一安装孔位341用于安装近红外光源。
示例性地，安装孔34上设置有第二安装孔位342，第二安装孔位342用于安装检测探头。
示例性地，安装孔34上设置有第三安装孔位343，第三安装孔位343用于安装电磁发生器。
安装孔34上设置三个安装孔位分别安装近红外光源、检测探头和电磁发生器，从而实现近红外检测和经颅磁刺激的功能集成。
示例性地，治疗帽30上的多个安装孔按照国际10-20系统分布。
示例性地，国际10-20系统的电极放置法是国际脑电图学会规定的标准电极放置法，额极中点至鼻根的距离和枕点至枕外粗隆的距离各占此连线全长的10％，其余各点均以此连线全长的20％相隔。
示例性地，10-20系统的电极位置主要以颅骨为参照，并不因个人头围或头型的差异而有所不同。10-20系统电极位置描述如下：
前后矢状线：从鼻根至枕外粗隆取一连线，在此线上，由前至后标出5个点，依次命名为：额极中点(Fpz)、额中点(Fz)、中央点(Cz)、顶点(Pz)、枕点(Oz)。额极中点至鼻根的距离和枕点至枕外粗隆的距离各占此连线全长的10％，其余各点均以此连线全长的20％相隔。
横位：从左耳前点(耳屏前颧弓根凹陷处)通过中央点至右耳前点取一连线，在此连线的左右两侧对称标出左颞中(T3)、右颞中(T4)、左中央(C3)、右中央(C4)。T3、T4点与耳前点的距离各占此线全长的10％，其余各点(包括Cz点)均以此连线全长的20％相隔。
侧位：从Fpz点向后通过T3、T4点至枕点分别取左右侧连线，在左右侧连线上由前至后对称地标出左额极(Fp1)、右额极(Fp2)、左前颞(F7)、右前颞(F8)、左后颞(T5)、右后颞(T6)、左枕(O1)、右枕(O2)各点。Fp1、Fp2点至额极中点(Fpz)的距离与O1、O2点至Oz点的距离各占此连线全长的10％，其余各点(包括T3、T4)均以此连线全长的20％相隔。
其余的左额(F3)、右额(F4)点分别位于Fp1、Fp2与C3、C4点的中间；左顶(P3)、右顶(P4)点分别位于C3、C4与O1、O2点的中间。
在一些实施场景中，该经颅磁刺激治疗装置加上了近红外检测器组件10，通过近红外检测器组件10可检测前额叶氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度，由于近红外信号检测不易受运动影响，减少伪迹，而且血红蛋白浓度更能反映大脑的功能活动，从而通过近红外检测器组件10可实时监控磁刺激对神经活动的影响；同时，将近红外检测器组件10、电磁发生器组件20同时安装在治疗帽30的安装孔上，从而结合近红外检测器组件10、电磁发生器组件20，中央控制器40可实时根据神经活动反馈调节磁刺激的频率和强度；因此，该经颅磁刺激治疗装置可对前额叶不同脑区功能活动进行检测，实现反馈信号的精细化、自动化调控，进而实现提高经颅磁刺的治疗效果。
在本申请所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。
应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，包括近红外检测器组件、电磁发生器组件、治疗帽和中央控制器；
所述近红外检测器组件包括多个近红外检测器，所述多个近红外检测器用于获取预设目标脑区的近红外光信号并转换成电信号；
所述电磁发生器组件包括多个电磁发生器，所述多个电磁发生器用于产生预设强度和预设频率的磁场刺激所述预设目标脑区；
所述治疗帽上设置有多个安装孔，所述多个电磁发生器和所述多个近红外检测器分别安装在对应的安装孔上；
所述中央控制器分别与所述多个近红外检测器电连接，所述中央控制器用于接收所述电信号并将所述电信号转换成脑区激活度。
2.根据权利要求1所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述近红外检测器包括近红外光源和检测探头，所述近红外光源用于产生近红外光并发送至所述预设目标脑区，所述检测探头用于接收所述预设目标脑区的近红外光信号，并将所述近红外光信号转换成所述电信号。
3.根据权利要求2所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述装置还包括近红外仪，所述近红外仪分别与所述检测探头、所述中央控制器电连接，所述近红外仪用于接收所述电信号，并对所述电信号进行处理，获得处理信号，并将所述处理信号传输至所述中央控制器。
4.根据权利要求2所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，每个所述安装孔对应安装一个所述近红外检测器和一个所述电磁发生器。
5.根据权利要求4所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述安装孔上设置有第一安装孔位，所述第一安装孔位用于安装所述近红外光源。
6.根据权利要求4所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述安装孔上设置有第二安装孔位，所述第二安装孔位用于安装所述检测探头。
7.根据权利要求4所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述安装孔上设置有第三安装孔位，所述第三安装孔位用于安装所述电磁发生器。
8.根据权利要求1所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述治疗帽上的多个安装孔按照国际10-20系统分布。
9.根据权利要求1所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述中央控制器分别与所述多个电磁发生器电连接，所述中央控制器还用于发送对应的控制信号至所述电磁发生器，以使所述电磁发生器产生预设强度和预设频率的磁场刺激预设目标脑区。
10.根据权利要求1所述的经颅磁刺激治疗装置，其特征在于，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述中央控制器电连接，用于显示所述脑区激活度。
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