CN114460320A - 样本分析仪及其样本检测流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种样本分析仪及其样本检测流程，所述样本分析仪包括：自动进样组件，沿X方向的自动进样路径朝向置样位运送试管；试管检测组件，包括伸缩件、感应所述伸缩件的位置的位置传感器以及与所述传感器连接的控制器；混匀组件，包括抓手，所述抓手将试管由所述置样位转移至所述试管检测组件中进行试管类型检测，所述控制器根据所述位置传感器的信号判断试管类型；采样组件，包括采样针，所述采样针根据所述控制器所判断的试管类型下降相应的高度对试管采样，对不同类型的试管所述采样针下降不同的高度；以及样本检测组件，对所述采样针所采集的样本进行检测，本发明预先进行试管类型的识别，确保样本检测的顺利进行和检测结果的准确性。

Description

样本分析仪及其样本检测流程

技术领域

本发明涉及样本检测技术领域，特别是涉及一种样本分析仪及其样本检测流程。

背景技术

体外诊断仪器诸如血液样本分析仪或尿液样本分析仪，尤其是血液样本分析仪，通过电阻抗检测通道或流式光学检测通道对样本中的红细胞、白细胞、血小板及血红蛋白等进行统计分析，为医生的诊疗提供辅助诊断依据。

通常，血液样本在采集后密封于试管中，由人体不同位置所采集的血液样本存放的试管类型不同，如静脉血的采集量较多，通常存放于普通管中；末梢血的采集量较少，通常存放于微量管中。为了使微量管能够同普通管一样在仪器上自动进样，目前已有多种类型的微量管将其外形设计为与普通管一致，同时在微量管的内部设计锥形腔将样本汇聚成一定高度以方便采样针的吸取。然而，不同厂家的微量管在锥形腔的设计上可能会存在一定差异，这就使得锥形腔的腔底高度可能不一致。

因此，在采样之前必须对试管类型进行准确地识别，进而根据试管类型来确认采样针吸样时的下降高度，既避免采样针下降高度不足导致吸样不够而影响检测结果的准确性、也避免采样针下降高度过大造成采样针损坏甚至扎破试管。现有样本分析仪大多是通过读取试管上的条码进行试管类型的识别，但是条码可能脱落或者被试管架遮挡而造成误识别，影响样本检测的进行。

发明内容

有鉴于此，提供一种能准确识别试管类型的样本分析仪及其样本检测流程。

一方面，本发明提供一种样本分析仪，包括：自动进样组件，沿X方向的自动进样路径朝向置样位运送试管；试管检测组件，包括伸缩件、感应所述伸缩件的位置的位置传感器以及与所述传感器连接的控制器；混匀组件，包括抓手，所述抓手将试管由所述置样位转移至所述试管检测组件中进行试管类型检测，不同类型的试管使得所述伸缩件产生不同的位移，所述位置传感器根据所述伸缩件的不同位移产生不同的信号，所述控制器根据所述位置传感器的信号判断试管类型；采样组件，包括采样针，所述采样针根据所述控制器所判断的试管类型下降相应的高度对试管采样，对不同类型的试管所述采样针下降不同的高度；以及样本检测组件，对所述采样针所采集的样本进行检测。

另一方面，本发明提供一种样本检测流程，包括以下步骤：自动进样步骤，管架沿X方向的进样路径移动，将试管运送至置样位；试管类型检测步骤，将试管由置样位转移至试管检测组件中，不同类型的试管推动伸缩件使其产生不同的位移，当伸缩件产生第一位移时，位置传感器产生第一信号给控制器，控制器据此判断试管为普通管，当伸缩件产生第二位移时，位置传感器产生第二信号给控制器，控制器据此判断试管为微量管，其中第一位移大于第二位移；采样步骤，采样针对试管采样，当控制器判断试管为普通管时，采样针下降第一高度采样，当控制器判断试管为微量管时，采样针下降第二高度采样，其中第一高度大于第二高度；以及样本检测步骤，对采样针所采集的样本进行检测。

相较于现有技术，本发明样本分析仪在使用时，不同类型的试管可以放置于同一管架上，试管检测组件的位置传感器根据伸缩件在不同类型的试管的作用下的不同位移来产生不同的感应信号，控制器据此判断试管类型并启动混匀组件和采样组件进行相应的操作，整体上结构简单、检测结果准确，确保样本检测的顺利进行和检测结果的准确性；同时，省去人工分拣分类不同试管的过程，试管的自动识别过程无需占用额外时间，简化操作、提升测试速度。

附图说明

图1为本发明样本分析仪一实施例的示意图。

图2为图1所示样本分析仪的俯视图。

图3为本发明样本分析仪的试管检测组件一实施例的示意图。

图4为图3所示试管检测组件检测第一试管的示意图。

图5为图3所示试管检测组件检测第二试管的示意图。

图6为图3所示试管检测组件检测第三试管的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本发明的一个或多个实施例，以使得本发明所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本发明附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供一种样本分析仪，用于生物样本，特别是血液样本的检测分析。图1-2所示为本发明样本分析仪的一具体实施例，所示样本分析仪100包括多个组件，如自动进样组件10、试管检测组件20、混匀组件30、转运组件40、采样组件50、样本检测组件等。

自动进样组件10设置于样本分析仪100的主机前侧，包括一顺沿X方向延伸的自动进样轨道12。在样本检测中，待测样本通常密封存放于试管60中，多个待测试管60置放于同一管架70上。管架70在驱动件，如电机等的作用下顺沿自动进样轨道12移动，实现待测试管60的批量自动进样。图示实施例中，自动进样轨道12的左右两端分别设置有装载平台14和卸载平台16，管架70由装载平台14送入自动进样轨道12之后，沿着自动进样轨道12移动使得试管60被顺序移动至样本分析仪的置样位；混匀组件30将处于置样位的试管60抓入机内进行采样并将采样后的试管60放回管架70；最后，管架70带着采样后的试管60继续移动至卸载平台16并被卸载。

在样本检测中，所使用的试管60大致分为普通管和微量管两大类，相对于普通管来说，微量管在容量要小的多。在血液样本的检测中，普通管常用于盛装剂量相对较多的静脉血；微量管常用于盛装剂量相对较少的末梢血。由于管内待测样本的量不同，微量管和普通管最好采用不同的混匀方式。而为了方便自动进样，普通管和微量管优选地外形结构一致，不同的是微量管在其内部一定高度处形成锥形腔来汇聚待测样本，不同厂家的微量管的锥形腔在设计上会有一定的差异，因此各种类型的微量管以及普通管的采样高度都不尽相同，试管60在采样前需要进行类型的准确识别。

图4至图6示例性地示出了三种试管60，以下分别称第一试管60a、第二试管60b和第三试管60c，其中第一试管60a为微量管，内部形成有第一锥形腔62a；第二试管60b为微量管，内部形成有第二锥形腔62b；第三试管60c为普通管，形成有圆弧底64。第一锥形腔62a的腔底略高于第二锥形腔62b的腔底，圆弧底64则远低于第一锥形腔62a和第二锥形腔62b的腔底。在样本检测中，可以将第一试管60a、第二试管60b、第三试管60c分类放置于不同的管架70上，也可以将第一试管60a、第二试管60b、第三试管60c混合放置于同一管架70上。应当理解地，样本检测中所使用的试管60的类型不限于3种。

混匀组件30包括抓手，抓手可以在X、Y、Z三个方向移动，抓取置样位处的试管60并将其转移至其它组件。抓手在其初始位时，处于置样位的正上方，上下移动来抓取管架70上的试管60。抓手在抓取试管60之后，首先将其转移至试管检测组件20进行试管类型的检测；之后，根据所确认的试管类型，混匀组件30启动其相应的机构对试管60进行混匀操作，混匀后的试管60被转运组件40转移至采样位进行采样。采样组件50包括采样针52，根据所确认的试管类型，采样针52下降相应的高度来吸取试管60中的待测样本，所吸取的待测样本被注入至样本检测组件中，与相应的试剂充分混合后通过电阻抗检测通道或流式光学检测通道来获取最终的检测结果。

如图3所示，试管检测组件20包括管座22、设置于管座22内的伸缩机构24、对应伸缩机构24设置的位置传感器26以及与位置传感器26电性连接的控制器，控制器根据位置传感器26的信号判断试管60的类型，进而产生相应的信号控制混匀组件30和采样组件50的运行。

管座22设置于样本分析仪100的主机内部，优选地位于置样位的正后方，抓手在抓取试管60后沿Y方向前后移动即可将试管60转移至管座22中。管座22的顶部中央向内凹陷一定深度形成第一容置腔221用于放置试管60，第一容置腔221的口径与试管60的外径相当、深度则不大于试管60的高度。在将试管60放入第一容置腔221时，试管60的顶部露出第一容置腔221之外。较佳地，管座22上设置有定位件28，定位件28用于下压试管60使其顶部的高度保持在基准位H0。基准位H0与第一容置腔221的腔底之间的高度差不小于试管60的高度，确保试管60被下压的过程中不会触碰第一容置腔221的腔底，避免试管60损坏。

伸缩机构24包括弹性件241和连接于弹性件241上的伸缩件243。图示实施例中，弹性件241为螺旋弹簧，可以在竖直方向（即试管60的轴向）上伸缩。在其它实施例中，弹性件241也可以是弹片等。伸缩件243为竖直设置的轴杆，其底端与弹性件241连接、顶端伸入至第一容置腔221中，抵顶放入第一容置腔221的试管60的底部。伸缩件243的直径小于试管60的内径，其顶端可以由微量管，如第一试管60a、第二试管60b的底部开口伸入至其内部与锥形腔62a、62b的底部相抵顶，使得伸缩件243与不同类型的试管60的相接触位置不同，且相接触的位置与试管60内的待测样本的底部位置相对应。

本实施例中，管座22内形成有容纳弹性件241的第二容置腔223，弹性件241在自然伸展状态下的长度可以等于或者略小于第二容置腔223的高度，如此在不受外力作用时弹性件241保持自然伸展状态。第二容置腔223位于第一容置腔221的下方，优选地两者同轴间隔设置，管座22形成有连通第一容置腔221和第二容置腔223的穿孔225，穿孔225的孔径优选的与伸缩件243的直径相匹配，使得伸缩件243可以活动地穿设于穿孔225中并相对于管座22上下移动。穿孔225对伸缩件243的上下移动形成导向作用，使得试管60与管座22保持在同轴的状态，避免偏摆影响检测结果的准确性。

位置传感器26为多个并沿竖直方向间隔设置，其中一个位置传感器为初始位传感器，用于感应伸缩件243在初始状态下的位置；其它位置传感器分别用于感应伸缩件243在不同类型的试管60的作用下的位置，数量与所使用的试管种类数量相当。图示实施例中，位置传感器26总共为4个，包括自上向下顺序设置的初始位传感器260、第一传感器261、第二传感器262和第三传感器263，第一、第二、第三传感器261、262、263分别感应在第一、第二、第三试管60a、60b、60c的作用下伸缩件243的位置。较佳地，伸缩件243的底端设置有与位置传感器26相配套的感应部245，感应部245可以是向外凸伸的挡片等，可以伸入至各个位置传感器260~263的检测槽中。

如图3所示，试管检测组件20在初始状态下，管座22上不放置试管60，弹性件241基本处于自由伸展状态，伸缩件243在第一容置腔221内有最大长度、伸缩件243的感应部245靠近第二容置腔223的顶端并正对初始位传感器260，此时初始位传感器260产生信号S0给控制器，控制器据此判断管座22上没有试管60。当抓手将试管60放入第一容置腔221时，试管检测组件20启动，试管60在定位件28的作用下向下移动，使其顶部的高度保持在基准位H0，试管60的底部推动伸缩件243随之下移，压缩弹性件241。

如图4所示，当抓手将第一试管60a放入管座22的第一容置腔221时，其第一锥形腔62a的底部抵顶伸缩件243。由于第一锥形腔62a的高度相对于第二试管60b的第二锥形腔62b和第三试管60c的圆弧底64的位置更高，因此伸缩件243在第一试管60a的推动下向下的位移L1最小，伸缩件243的感应部245移动至正对第一传感器261。此时，第一传感器261产生信号S1给控制器，控制器据此判断为第一试管60a。伸缩件243在第一试管60a的压制下，使得弹性件241被轻微压缩。当检测完成，第一试管60a被抓手取走时，弹性件241恢复弹性并推动伸缩件243上移复位。

如图5所示，当抓手将第二试管60b放入管座22的第一容置腔221时，其第二锥形腔62b的底部抵顶伸缩件243。由于第二锥形腔62b的高度相对于第一锥形腔62b略低，因此伸缩件243在第二试管60b的推动下向下的位移L2大于L1，伸缩件243的感应部245移动至正对第二传感器262。此时，第二传感器262产生信号S2给控制器，控制器据此判断为第二试管60b。伸缩件243在第二试管60b的压制下，使得弹性件241被进一步压缩。当检测完成，第二试管60b被抓手取走时，弹性件241恢复弹性并推动伸缩件243上移复位。

如图6所示，当抓手将第三试管60c放入管座22的第一容置腔221时，其圆弧底64抵顶伸缩件243。由于圆弧底64的高度相对于第一锥形腔62a、第二锥形腔62b的位置更低，因此伸缩件243在第三试管60c的推动下向下的位移L3最大，伸缩件243的感应部245移动至正对第三传感器263。此时，第三传感器263产生信号S3给控制器，控制器据此判断为第三试管60c。伸缩件243在第三试管60c的压制下，使得弹性件241被最大限度地压缩。当检测完成，第三试管60c被抓手取走时，弹性件241恢复弹性并推动伸缩件243上移复位。

在一具体实施例中，位置传感器26可以是光电式位置传感器，如对射光耦、反射光耦等，对射光耦的发射器和接收器可以分别设置于管座22和伸缩件243上；反射光耦的发射器和接收器可以都设置于管座22上，同时可以在伸缩件243上设置反射部来增强光线的反射。在其它实施例中，位置传感器26也可以是磁位置传感器，如Hall器件等，此时可以在伸缩件243上设置与Hall器件相匹配的磁铁；或者，位置传感器26也可以是接触式位置传感器等，在此不一一列举。

针对每种类型的试管60，可以是其中一个位置传感器26产生信号或者是其中一组位置传感器26产生信号，只要针对不同类型的试管60能产生不同的信号，控制器即可根据所产生的不同信号判断出试管类型。较佳地，每一试管60贴设有标签，标签上设有二维码、条形码等来记录试管类型以及患者的相应信息，包括姓名、年龄、联系方式等。相应地，自动进样轨道12上设置有读码器，在试管60自动进样的过程中，读取试管60标签中的信息，不仅能够使得检测结果能够自动地与患者相匹配，还能与试管检测组件20的检测结果相互印证，确保对试管类型的判断的准确性。

本发明样本分析仪100通过其试管检测组件20对试管60进行类型检测之后，混匀组件30根据检测结果启动相应的机构对试管60进行混匀操作，其中对普通管（如第三试管60c），抓手抬升一定高度后，启动旋转电机来驱动抓手和所抓取的试管60以颠倒、摆动、旋转等方式进行混匀，可以将较多剂量的待测样本，如静脉血等快速混匀；对微量管（如第一试管60a、第二试管50b），混匀组件30设置有专用混匀机构，抓手抬升一定高度后，在XY平面内移动将微量管转移至专用混匀机构中，以高频振动等方式进行混匀，可以快速将剂量较少的待测样本，如末梢血等混匀充分且不会破坏血液内的细胞形态，同时尽量避免待测样本沾在管壁上，提高待测样本的可利用率。

在一具体实施例中，专用混匀机构包括混匀座34，混匀座34设置于主机内、与抓手的初始位在X方向和Y方向均错开。较佳地，混匀座34和试管检测组件20的管座22沿X方向左右排布。试管60在管座22中确认类型后，若是微量管，控制器使得抓手沿X 方向移动将试管60由管座22转移至混匀座34中，同时启动专用混匀机构的振动电机对混匀座34中的试管60以高频振动等方式进行混匀，混匀后抓手带着试管60先沿X方向反向移动、再沿Y方向向后移动一定距离，将混匀后的试管60转移至转运组件40上；若是普通管，抓手带着试管60混匀后，沿Y方向向后移动一定距离，将混匀后的试管60转移至转运组件40上。

转运组件40沿Y 方向继续向后移动，将混匀后的试管60移动至采样位进行采样，有效避免待测样本静置一段时间后产生分层而影响最终检测结果的准确性。采样时，根据试管类型的不同，控制器使得采样针52下降不同的高度。初始时，采样针52处于高度H1。对于第一试管60a，如图4所示，采样针52下降最小的高度h1，恰好能够到达第一锥形腔62a的底部来抽吸待测样本；对于第二试管60b，如图5所示，采样针52下降高度的h2略大于h1，恰好能够到达第二试管60b的底部来抽吸待测样本；对于第三试管60c，如图6所示，采样针52下降最大高度h3，恰好能够到达第三试管60c的底部来抽吸待测样本。应当理解地，图4-6中只是示意性地表示出采样针52对不同试管60a、60b、60c采样时的下降高度，并非是将试管60a、60b、60c放置于试管检测组件20的管座22中进行采样。

检测组件设置于采样组件50下方，包括沿X方向分布的多个反应测量池，每一反应测量池中注入有样本检测所需的试剂。采样针52具有沿X方向的分样路径，分样路径上设置有多个分样位，每一分样位对应其中一个反应测量池设置。采样针52在试管60中吸取足量的待测样本后，沿着分样路径顺序移动至各个分样位，将所吸取的待测样本分注至各个反应测量池中。待测样本与反应测量池中的检测试剂混合、反应后通过光、电等检测元件来获取最终的检测结果，完成整个样本检测流程。应当理解地，转运组件40以及采样组件50的采样针52的移动路径可以根据需要设置，不以图示实施例为限。

本发明样本分析仪在进行样本检测时，其流程主要包括：

自动进样步骤，管架沿X方向的进样路径移动，将试管运送至置样位；

试管类型检测步骤，抓手抓取置样位处的试管并将试管转移至试管检测组件的管座中，试管下压伸缩件使其产生位移，位置传感器根据伸缩件移动后的位置产生相应的信号给控制器，控制据此判断试管的类型：

当试管为普通管时，控制器产生信号启动混匀组件的旋转电机，通过旋转、摆动或者颠倒的方式对试管进行样本混匀；采样针下降第一高度对混匀后的试管采样；

当试管为微量管时，控制器产生信号启动混匀组件的振动电机，通过高频振动的方式对试管进行样本混匀，采样针下降第二高度对混匀后的试管采样，其中第二高度小于第一高度。

本发明样本分析仪100在使用时，不同类型的试管60a、60b、60c可以混放于同一管架70上，试管检测组件20的位置传感器26根据伸缩件243在不同类型的试管60a、60b、60c的作用下的不同位移来产生不同的感应信号，控制器据此判断试管类型并启动混匀组件30和采样组件50进行相应的操作，混匀组件30通过不同的方式对不同类型的试管60混匀，既能使得剂量较多的样本快速混匀、又能避免剂量少的样本由于挂壁而造成剂量不足；采样针52根据试管类型的不同下降不同的高度，恰好能到达试管60的底部，既避免造成待测样本的浪费，又能避免与试管60产生碰撞而导致采样针52或者试管60损坏，确保样本检测的顺畅进行。

本发明样本分析仪100通过试管检测组件20的设置，在混匀和采样之间预先进行试管类型的确认，整体上结构简单、检测结果准确，确保样本检测的顺利进行和检测结果的准确性；同时，省去人工分拣分类不同试管的过程，试管的自动识别过程无需占用额外时间，有效简化操作、提升测试速度。应当理解地，本发明样本检测所使用的试管种类，特别是微量管的种类可以是一种或者更多种，试管检测组件60的位置传感器26的数量随试管种类的变化可以相应地变化，不以具体实施例为限。另外，弹性件241的设置是为了伸缩件243的自动复位以及缓冲试管60的受力，在一些实施例中也可以省略弹性件241。

需要说明的是，本发明中涉及方向的描述是以样本分析仪使用时的摆放方向为基础，如面向用户的一侧为前侧、背向用户的一侧为后侧，前后方向即为图示的Y方向、左右方向即为图示的X方向，上下方向即为图示的Z方向。需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种样本分析仪，其特征在于，包括：

自动进样组件，沿X方向的自动进样路径朝向置样位运送试管；

试管检测组件，包括伸缩件、感应所述伸缩件的位置的位置传感器以及与所述传感器连接的控制器；

混匀组件，包括抓手，所述抓手将试管由所述置样位转移至所述试管检测组件中进行试管类型检测，不同类型的试管使得所述伸缩件产生不同的位移，所述位置传感器根据所述伸缩件的不同位移产生不同的信号，所述控制器根据所述位置传感器的信号判断试管类型；

采样组件，包括采样针，所述采样针根据所述控制器所判断的试管类型下降相应的高度对试管采样，对不同类型的试管所述采样针下降不同的高度；以及

样本检测组件，对所述采样针所采集的样本进行检测。

2.如权利要求1所述的样本分析仪，其特征在于，所述混匀组件还包括用于微量管混匀的混匀座，所述抓手在初始位置时处于所述置样位的上方，所述混匀座在X方向和Y方向上偏离所述抓手的初始位。

3.如权利要求2所述的样本分析仪，其特征在于，所述混匀组件还包括振动电机，所述自动进样组件运送的试管为微量管时，所述振动电机驱动所述混匀座中的微量管振动进行样本混匀。

4.如权利要求2所述的样本分析仪，其特征在于，所述混匀组件还包括旋转电机，所述自动进样组件运送的试管为普通管时，所述旋转电机驱动所述抓手和普通管转动进行样本混匀。

5.如权利要求3或4所述的样本分析仪，其特征在于，所述抓手包括X方向的移动路径和Y方向的移动路径，所述试管检测组件和所述置样位沿Y方向排布，所述试管检测组件和所述混匀座沿X方向排布。

6.如权利要求5所述的样本分析仪，其特征在于，还包括转运组件，所述转运组件将所述混匀组件混匀后的试管移动至采样位进行采样，所述采样位和所述置样位沿Y方向排布。

7.如权利要求5所述的样本分析仪，其特征在于，所述采样针包括X方向的移动路径，所述采样针的移动路径上设置有多个分样位，所述样本检测组件包括沿X方向排布的多个反应测量池，每一所述分样位对应其中一所述反应测量池设置。

8.如权利要求1所述的样本分析仪，其特征在于，所述试管检测组件还包括用于容纳试管的管座，所述管座的顶部设置有定位件将放置于所述管座中的试管的顶部维持在同一高度，所述伸缩件的顶端伸入至所述管座中与所述试管的底部相抵顶、底端与一弹性件连接。

9.一种样本检测流程，应用于权利要求1-8任一项所述的样本分析仪中，包括以下步骤：

自动进样步骤，管架沿X方向的进样路径移动，将试管运送至置样位；

试管类型检测步骤，将试管由置样位转移至试管检测组件中，不同类型的试管推动伸缩件使其产生不同的位移，

当伸缩件产生第一位移时，位置传感器产生第一信号给控制器，控制器据此判断试管为普通管，

当伸缩件产生第二位移时，位置传感器产生第二信号给控制器，控制器据此判断试管为微量管，其中第一位移大于第二位移；

采样步骤，采样针对试管采样，

当控制器判断试管为普通管时，采样针下降第一高度采样，

当控制器判断试管为微量管时，采样针下降第二高度采样，其中第一高度大于第二高度；以及

样本检测步骤，对采样针所采集的样本进行检测。

10.如权利要求9所述的样本检测流程，其特征在于，在采样步骤之前还包括混匀步骤，

当控制器判断试管为普通管时，通过旋转、摆动或者颠倒的方式对试管进行样本混匀；

当控制器判断试管为微量管时，通过振动的方式对试管进行样本混匀。

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