CN114745523A - 基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法 - Google Patents

基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法 Download PDF

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CN114745523A CN202210163469.1A CN202210163469A CN114745523A CN 114745523 A CN114745523 A CN 114745523A CN 202210163469 A CN202210163469 A CN 202210163469A CN 114745523 A CN114745523 A CN 114745523A
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Abstract

本发明提供一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法，本发明提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法，通过数据处理设备获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；并通过增强现实设备将所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据进行同步显示，可以将麻醉机、微量静脉输液泵以及患者状态三种信息同步展示给麻醉医师，克服了人为监控上述三种信息分散注意力，耗时耗力、可靠性不足、实时性不强的缺陷，实现了便捷、高效、实时的手术麻醉患者生命体征的辅助监控。

Description

基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法
技术领域
本发明涉及医疗辅助设施以及增强现实技术领域，尤其涉及一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法。
背景技术
麻醉一般是手术的必经流程，手术操作过程中，麻醉医师要全程紧密监控手术麻醉患者的多项生命体征参数，时刻关注患者的反应以及微量静脉输液泵的液体输注速率和液体剩余量，必要时通过语言告知手术医师其患者的实时情况。目前，以上参数的获取，需要麻醉医师密切关注麻醉机、微量静脉输液泵以及病人区域的信息，因此麻醉医师的注意力需要在三个区域中来回转移以监测患者的生命体征等信息，这种人为监控方式，不仅容易出现监测不到位的情况，还存在耗时耗力、监测效率低下的问题。
同时，人为监控还存在无法实时了解患者的生命体征以及无法与手术医师实时交互的问题，比如骨科手术，尤其是创伤骨科手术中，在使用术中X光机进行术中定位时，为了减少术中辐射的暴露，透视过程中麻醉医师要暂离手术室或处于铅防护屏后，此时会出现监控中断，导致麻醉医师无法及时发现潜在危险。
因此，现在亟需一种更加便捷、高效可靠的手术麻醉患者辅助监控系统来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法，用以解决现有技术中人为监控耗时耗力、可靠性不足、实时性不强的缺陷，实现便捷、高效、实时的手术麻醉患者生命体征的辅助监控。
第一方面，本发明提供一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，该系统包括：数据处理设备和增强现实设备；所述数据处理设备分别与手术室内的麻醉机、微量静脉输液泵以及云台摄像机连接，所述数据处理设备还与所述增强现实设备无线连接；
所述数据处理设备用于获取麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；所述增强现实设备用于接收并同步显示所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据。
根据本发明提供的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，所述增强现实设备包括：
通信模块，用于接收所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据；
显示模块，用于同步显示所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据。
根据本发明提供的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，同步显示所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据，具体实现方式为：
将所述患者生命体征数据和微量静脉输液泵的工作数据以文本形式叠加显示在所述图像数据上方。
根据本发明提供的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，所述增强现实设备还包括：
画面控制模块，用于获取用户输入的摄像机操控指令，并通过所述数据处理设备控制云台摄像机调整拍摄角度。
根据本发明提供的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，所述摄像机操控指令包括麻醉机画面切换指令、微量静脉输液泵画面切换指令、患者画面切换指令以及微调控制指令。
根据本发明提供的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，所述增强现实设备还包括：
语音模块，用于获取用户输入的语音对讲指令，并通过所述数据处理设备与云台摄像机进行语音交互。
根据本发明提供的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，所述增强现实设备为增强现实眼镜。
第二方面，本发明还提供一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，该方法包括：
获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；
将所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据在增强现实终端进行同步显示。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法的步骤。
本发明提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统及方法，通过数据处理设备获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；并通过增强现实设备将所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据进行同步显示，可以将麻醉机、微量静脉输液泵以及患者状态三种信息同步展示给麻醉医师，克服了人为监控上述三种信息分散注意力，耗时耗力、可靠性不足、实时性不强的缺陷，实现了便捷、高效、实时的手术麻醉患者生命体征的辅助监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统的结构架构示意图；
图2是增强现实设备的结构架构示意图；
图3是本发明提供的增强现实设备的用户界面示意图；
图4是本发明提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法的实现流程示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，该系统包括：数据处理设备110和增强现实设备120；
数据处理设备110分别与手术室内的麻醉机130、微量静脉输液泵140以及云台摄像机150连接，数据处理设备110还与增强现实设备120无线连接；
数据处理设备110用于获取麻醉机130采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵140的工作数据以及云台摄像机150采集的图像数据；增强现实设备120用于接收并同步显示患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据。
具体地，参见附图2，本实施例中增强现实设备120包括：
通信模块210，用于接收患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据；
显示模块220，用于同步显示患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据。
可以理解的是，增强现实设备120与数据处理设备110采用无线通信连接方式，具体可以通过路由器以WiFi通信的方式实现数据传输，当然也可以采用其他无线通信方式，如蓝牙通信。因此通信模块210可以是WiFi模块或蓝牙模块，也可以是其他无线通信模块。
显示模块220主要以增强现实的方式显示接收到的相关数据，将信息以文字和视频图像的形式展现给麻醉医师。
需要说明的是，本实施例中同步显示患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据，具体实现方式为：
将患者生命体征数据和微量静脉输液泵的工作数据以文本形式叠加显示在图像数据上方，也就是使患者生命体征数据和微量静脉输液泵的工作数据以文字的形式浮现在视频图像上。
具体地，参见附图3，本实施例中患者生命体征数据和微量静脉输液泵的工作数据在文字浮现区域310处显示，患者生命体征数据(即基本生命体征)包括体温、脉搏、呼吸、血压、血氧饱和度等信息，微量静脉输液泵的工作数据包括液体输注速率、液体剩余量等信息。图像数据在摄像头观察显示区320处显示，主要显示云台摄像机150实时拍摄的画面。
更优地，本实施例中增强现实设备120还包括：
画面控制模块230，用于获取用户输入的摄像机操控指令，并通过数据处理设备控制云台摄像机调整拍摄角度。
在本实施例中，由于麻醉机、微量静脉输液泵的相关信息能够以文字的形式与图像数据同步显示，所以增强现实设备120的图像显示区域可以设置为固定显示患者的实时画面，通过借助安装于手术室内的云台摄像机150拍摄患者区域的画面，并回传数据处理设备110，之后通过增强显示设备120进行实时显示。
但是考虑到麻醉医师还有麻醉机画面、微量静脉输液泵画面监控需求，为此设置了画面控制模块230，通过画面控制模块230接收摄像机操控指令，将摄像机操控指令通过通信模块210传送至数据处理设备110，进而发送至云台摄像机150，从而可以更加全面的获取各监控位置的画面信息。
具体地，上述摄像机操控指令包括麻醉机画面切换指令、微量静脉输液泵画面切换指令、患者画面切换指令以及微调控制指令。
本实施例中云台摄像机150本身可以通过云台调整拍摄角度，将云台摄像机150的云台部分和摄像机部分均与数据处理设备110连接后，可以通过数据处理设备110传递画面控制模块230接收到的操控指令，进而在增强现实设备120上对云台摄像机150的云台部分和摄像机部分进行控制，即对摄像机的拍摄角度和拍摄画面进行控制。
在本实施例中，画面控制模块230包含多个操控按钮，如图3所示，在摄像头观察区域选择区330内包含三个操控按钮，分别是麻醉机画面切换按钮331、微量静脉输液泵画面切换按钮332以及患者画面切换按钮333，按下其中某个按钮后，摄像机自动调整至该画面对应的拍摄角度，从而便捷的对三个观察区域进行在线监控。
在摄像头角度调整区340内设有五个按钮，分别是向上微调按钮341、向下微调按钮342、启动/暂停按钮343、向左微调按钮344、向右微调按钮345，分别控制摄像头进行上、下、左、右四个方位的角度微调以及微调动作启动和停止，从而实现多个方位的角度微调操控。
更优地，增强现实设备120还包括：
语音模块240，用于获取用户输入的语音对讲指令，并通过数据处理设备110与云台摄像机150进行语音交互。
本实施例中云台摄像机150本身具有对讲功能，这样，语音模块240接收到用户发起的语音对讲指令后，可以通过通信模块210将语音对讲指令信息发送至数据处理设备110，进而发送至云台摄像机150，从而使麻醉医师利用该系统的语音模块可以与手术室内的手术医师通过手术室内的云台摄像机150进行语音对讲。
在本实施例中，用户界面中语音控制区350内至少包含一个语音交互开关351，该语音交互开关351控制语音对讲功能的开启和关闭。
需要说明的是，为了便于麻醉医师实时观察信息，本实施例中增强现实设备采用可穿戴设备，具体可以采用增强现实眼镜，即AR眼镜实现。本实施例的AR眼镜可以使用现有的具有增强现实画面显示和语音对话功能的智能眼镜实现。
通过增强现实眼镜中的用户界面，可以选择云台摄像机拍摄的区域，将云台摄像机拍摄区域的画面显示在增强现实眼镜的屏幕上；同时将患者的生命体征和微量静脉输液泵的工作状况，以文字的形式叠加显示在视频上方；在用户界面上设置多个画面切换按钮，以快速切换观察的目标，同时设计微调的控制图标，以对拍摄角度进行微调；在界面上设计语音沟通的开关，以实现语音对讲控制。
可以理解的是，本实施例中数据处理设备110可以采用微型主机，微型主机通过其上相应的数据接口分别与手术室内的麻醉机130、微量静脉输液泵140以及云台摄像机150电连接，可以获取麻醉机上的生理参数测量模块采集的患者生命体征数据，获取微量静脉输液泵的工作参数，自动记录并切换摄像画面拍摄视角，观察麻醉机、微量静脉输液泵以及病人区域的情况。
同时，微型主机通过无线网络与增强现实眼镜进行通信，从而使增强现实眼镜与麻醉机130、微量静脉输液泵140和云台摄像机150之间产生关联，并将增强现实眼镜中的麦克风与云台摄像机150上的扬声器相连，实现麻醉医师实现与手术医师的语音交互，辅助麻醉医生对手术室内有关区域进行远程、实时监控。
增强现实技术是借助电脑等科学技术，将真实世界与虚拟世界信息实时的结合到一起，使二者同时存在，使人们在一定的空间内感受到真实世界中感受不到的感官信息，达到超越现实的感官体验。随着时代的发展，增强现实技术广泛应用各行各业，如医疗、教育、商业设计领域等。本实施例将增强现实技术应用于麻醉患者生命体征监测场景中，可以辅助麻醉医师实现、准确、高效、实时的患者体征监控，由于无需麻醉医师将注意力在麻醉机、微量静脉输液泵以及患者三个区域中来回转移，降低了麻醉师的劳动强度。
不难发现，本发明实施例提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，具备手术期间麻醉医师在任何时间、地点都可获取患者生命体征等实时信息和实现与医师交互的优点，解决了手术过程中麻醉医师在麻醉机、微量静脉输液泵以及病人区域来回转移，以及使用术中X光机过程中麻醉医师不能实时掌握病人基本情况和与手术医师交流的问题，从而保证手术的顺利进行。
同时，该系统仅由数据处理设备110和增强现实设备120搭建而成，结构简单，便携性更强，使用过程更加便捷。
下面对本发明提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法进行描述，下文描述的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法与上文描述的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统可相互对应参照。
图4示出了本发明实施例提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，该方法包括：
S410：获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；
S420：将患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据在增强现实终端进行同步显示。
更优地，上述S420，具体可以通过如下方式实现：
将患者生命体征数据和微量静脉输液泵的工作数据以文本形式叠加显示在图像数据上方。从而通过文字叠加的形式，保证了用户界面空间使用的最优化。
可以理解的是，本实施例中患者生命体征数据包括体温、脉搏、呼吸、血压、血氧饱和度等信息，微量静脉输液泵的工作数据包括液体输注速率、液体剩余量等信息。从而将患者基本生命体征信息和微量静脉输液泵的基本工作参数以文字的形式更加清晰的展示给麻醉医师，方面麻醉医师准确的了解患者的体征情况和微量静脉输液泵的工作状况。
更优地，上述基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，还包括：
获取用户输入的摄像机操控指令，并根据摄像机操控指令控制云台摄像机调整拍摄角度。
具体地，本实施例中摄像机操控指令包括麻醉机画面切换指令、微量静脉输液泵画面切换指令、患者画面切换指令以及微调控制指令。
其中，微调控制指令可以实现对摄像机上、下、左、右四个方位的角度微调，实现拍摄画面的精细调节。
通过摄像机操控指令，既可以控制摄像机的拍摄画面在麻醉机、微量静脉输液泵以及患者三个区域之间来回切换，还可以对拍摄角度进行微调，使拍摄画面更满足麻醉医师的实际观察需求。
可以理解的是，上述摄像机操控指令可以通过用户按压预设的功能按钮检测到，可以预先设置对应上述各操控指令的按钮，判断按钮是否被触发，从而确定是否接收到相应的操控指令。
更优地，上述基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，还包括：
获取用户输入的语音对讲指令，并根据语音对讲指令，建立增强现实终端与云台摄像机之间的语音交互通道，实现增强现实终端与云台摄像机之间的语音交互。
语音交互功能的设置，可以在麻醉医师暂离手术室后，能够及时与手术医师对接，实现了麻醉医师与手术医师的实时交互。
需要说明的是，本实施例中增强现实终端采用增强现实眼镜实现，手术室内数据的获取通过微型主机实现，在不影响麻醉医师视线的前提下，可以辅助麻醉医师实时观察麻醉机、微量静脉输液泵以及患者三个区域的情况，并在离开手术室后能够远程与手术室内的手术医师进行语音交互，保证了手术麻醉患者的生命安全。
由此可见，本发明实施例提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，通过简单、便捷的方式实现对麻醉机、微量静脉输液泵以及患者三个区域的同步监控，为麻醉医师实时监控手术麻醉患者的状况提供便利，克服了人为监控上述三种信息分散注意力、耗时耗力、可靠性不足、实时性不强的缺陷，实现了便捷、高效、实时的手术麻醉患者生命体征的辅助监控。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，该方法包括：获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；将患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据在增强现实终端进行同步显示。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，该方法包括：获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；将患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据在增强现实终端进行同步显示。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，该方法包括：获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；将患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据在增强现实终端进行同步显示。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，包括：数据处理设备和增强现实设备；所述数据处理设备分别与手术室内的麻醉机、微量静脉输液泵以及云台摄像机连接，所述数据处理设备还与所述增强现实设备无线连接；
所述数据处理设备用于获取麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；所述增强现实设备用于接收并同步显示所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，所述增强现实设备包括：
通信模块，用于接收所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据；
显示模块，用于同步显示所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，同步显示所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据，具体实现方式为：
将所述患者生命体征数据和微量静脉输液泵的工作数据以文本形式叠加显示在所述图像数据上方。
4.根据权利要求2所述的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，所述增强现实设备还包括：
画面控制模块，用于获取用户输入的摄像机操控指令，并通过所述数据处理设备控制云台摄像机调整拍摄角度。
5.根据权利要求4所述的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，所述摄像机操控指令包括麻醉机画面切换指令、微量静脉输液泵画面切换指令、患者画面切换指令以及微调控制指令。
6.根据权利要求2所述的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，所述增强现实设备还包括：
语音模块，用于获取用户输入的语音对讲指令，并通过所述数据处理设备与云台摄像机进行语音交互。
7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控系统，其特征在于，所述增强现实设备为增强现实眼镜。
8.一种基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法，其特征在于，包括：
获取手术室内麻醉机采集的患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及云台摄像机采集的图像数据；
将所述患者生命体征数据、微量静脉输液泵的工作数据以及图像数据在增强现实终端进行同步显示。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述基于增强现实的手术麻醉患者辅助监控方法的步骤。
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