CN116570821A - 用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,包括指引导管递送机构和指引导管旋转机构;指引导管递送机构包括套管组件、锁紧机构和指引导管,指引导管置于套管组件内,套管组件用于对指引导管支撑和运动引导,指引导管一端穿过锁紧机构,并通过锁紧机构对血管鞘夹紧和释放;指引导管旋转机构包括压紧槽、Y型阀组件、旋转传动组件和安装板,指引导管另一端连接Y型阀组件,Y型阀组件安装于压紧槽上,压紧槽安装于安装板上,Y型阀组件在旋转传动组件带动下旋转,并驱动指引导管旋转;本发明解决了Y型阀和指引导管的固定夹持问题,实现Y型阀的快速拆装,并限制整体变形量,加快导管末端的响应速度,提高递送效率。
Description
[技术领域]
本发明涉及医疗器械技术领域,具体地说是一种用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置。
[背景技术]
血管介入手术是指临床医生借助数字减影血管造影成像(DSA)系统的导引,手动推送导丝、导管等精密器械进入血管到达病患部位后,释放药物、支架等进行诊断和治疗操作。血管介入手术凭借其治疗效果明显、创伤面积小、术后恢复快、并发症较少等优势,成为心脑血管疾病临床治疗的主要手段。据相关数据显示,2020年以来我国血管介入治疗手术量已超过百万例,并每年以20%以上的速度增长。在这种形势下,开发血管介入手术机器人具有重大意义:1)血管介入手术机器人的应用可以避免医生长期暴露在X射线环境下,大幅降低辐射伤害;2)利用机器人的精密机械结构和定位系统,可以提高手术操作中器械旋捻、推送的精度和可控性;3)大幅降低人为因素导致手术操作的不稳定性,提高手术效率和患者治愈率,降低并发症风险。
然而,现有血管介入手术机器人仍存在以下局限性:1)现有指引导管旋转驱动结构复杂,Y型阀拆装繁琐,操作不便;2)现有指引导管递送装置与指引导管皆为柔性结构,操作过程中产生的变形量大,指引导管末端响应延迟较高,难以实现指引导管在冠脉口的微调操作,使用时的递送效率大大降低。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,解决了Y型阀和指引导管的固定夹持问题,可实现Y型阀的快速拆装,操作灵活性好,同时采用套管结构为指引导管在体外柔性阶段提供保护和引导,通过限制整体变形量,加快导管末端的响应速度,提高递送效率。
为实现上述目的设计一种用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,包括指引导管递送机构Ⅰ和指引导管旋转机构Ⅱ;所述指引导管递送机构Ⅰ包括套管组件1、锁紧机构2和指引导管3,所述指引导管3置于套管组件1内,所述套管组件1用于对指引导管3支撑和运动引导,所述指引导管3一端穿过锁紧机构2,并通过锁紧机构2对血管鞘夹紧和释放;所述指引导管旋转机构Ⅱ包括压紧槽4、Y型阀组件5、旋转传动组件6和安装板7,所述指引导管3另一端连接指引导管旋转机构Ⅱ的Y型阀组件5,所述Y型阀组件5安装于压紧槽4上,所述压紧槽4通过螺钉固定安装于安装板7上,所述Y型阀组件5在旋转传动组件6的带动下旋转,进而驱动指引导管3旋转。
进一步地,所述锁紧机构2包括前端支撑机构201、可移动轴202、前端支撑帽203、限位块206和内侧支撑管207,所述套管组件1包括旋转支撑管204和外支撑管205;所述内侧支撑管207左端与前端支撑机构201相连,所述内侧支撑管207右端与限位块206相连,所述内侧支撑管207安装于旋转支撑管204内,并沿旋转支撑管204轴向可移动,所述旋转支撑管204嵌于外支撑管205的夹层内,并在夹层内可绕轴线方向旋转;所述可移动轴202与前端支撑帽203相连后安装于前端支撑机构201上,所述可移动轴202在前端支撑机构201内被上下推拉,并通过内部磁铁吸合实现对血管鞘的夹紧和释放。
作为优选,所述可移动轴202上设置有卡爪,并通过卡爪对准血管鞘上的固定孔进行夹持固定。
作为优选,所述旋转支撑管204上设置有拨动片204-1,所述外支撑管205上设有与拨动片204-1配合连接的限位槽,所述旋转支撑管204通过顺时针拨动拨动片204-1至外支撑管205的限位槽内以将指引导管3完全包裹。
作为优选,所述内侧支撑管207和外支撑管205采用高韧性树脂材料制成。
进一步地,所述压紧槽4包括压紧盖401、安装槽402、压紧滑块403和压缩弹簧404,所述安装槽402内部设有滑槽,所述压紧滑块403通过压缩弹簧404安装于安装槽402的滑槽内,所述压紧滑块403在压缩弹簧404的作用下自由伸缩;所述压紧盖401通过转轴402-1与安装槽402相连,并绕转轴402-1自由翻转;所述压紧盖401与安装槽402的配合面上装有圆形磁铁,并通过磁铁的吸合力将压紧盖401闭合。
进一步地,所述Y型阀组件5卡进安装槽402内,所述压紧滑块403和安装槽402上设置有导向,并通过导向使得Y型阀组件5进入安装槽402内,所述压紧滑块403在压缩弹簧404的作用下将Y型阀组件5顶紧,所述压紧盖401上设有限位柱一401-1和限位柱二401-2,并通过限位柱一401-1和限位柱二401-2进一步限制Y型阀组件5在竖直方向上的移动。
进一步地,所述Y型阀组件5包括锥齿轮501、转换接头502及Y型阀503,所述锥齿轮501安装于转换接头502上,所述转换接头502的左侧为公鲁尔接头式接口,并通过公鲁尔接头式接口与指引导管3相连,所述转换接头502的右侧为母鲁尔接头式接口,并通过母鲁尔接头式接口与Y型阀503相连,所述转换接头502与指引导管3、Y型阀503均密封连接。
进一步地,所述旋转传动组件6包括带轴锥齿轮601、圆柱齿轮A602、介轮传动轴603、电机604、圆柱齿轮B605和圆柱齿轮C606,所述电机604输出轴与圆柱齿轮C606相连,所述圆柱齿轮B605和圆柱齿轮A602通过平键和卡簧分别安装于介轮传动轴603和带轴锥齿轮601上,所述带轴锥齿轮601和介轮传动轴603分别安装于安装板7的基座上,所述圆柱齿轮C606、圆柱齿轮B605和圆柱齿轮A602依次啮合进而带动带轴锥齿轮601旋转,所述带轴锥齿轮601与锥齿轮501啮合连接,并将力矩传递给锥齿轮501,进而驱动指引导管3旋转。
进一步地,所述旋转传动组件6包括带轴锥齿轮601、电机604、同步带轮一607、同步带轮二608和同步带609,所述电机604的输出轴与同步带轮一607相连,所述同步带轮一607与同步带轮二608通过同步带609相连,所述同步带轮二608与带轴锥齿轮601相连并带动带轴锥齿轮601旋转,所述带轴锥齿轮601与锥齿轮501啮合连接,并将力矩传递给锥齿轮501,进而驱动指引导管3旋转。
本发明同现有技术相比,具有如下优点:
(1)本发明可实现指引导管的递送和撤回运动,对指引导管末端位置进行微调操作,该装置结构简单,便于加工和安装,集合程度高,可操作性强;
(2)本发明解决了Y型阀和指引导管的固定夹持问题,可实现Y型阀的快速拆装,操作灵活性好;
(3)本发明采用高韧性套管结构,为指引导管在体外柔性阶段提供保护和引导,通过限制结构整体变形量,加快导管末端的响应速度,提高递送效率;
(4)本发明指引导管旋转驱动装置结构相对更为简单、便于安装,可根据实际的驱动安装位置、空间大小等灵活调整安装尺寸。
[附图说明]
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明指引导管递送机构的结构示意图;
图3是本发明指引导管递送机构的爆炸图;
图4是本发明Y型阀安装示意图;
图5是本发明安装槽剖面视图;
图6是本发明Y型阀组件的结构示意图;
图7是本发明实施例2的传动结构示意图;
图8是本发明实施例3的传动结构示意图;
图中:Ⅰ、指引导管递送机构Ⅱ、指引导管旋转机构1、套管组件2、锁紧机构3、指引导管4、压紧槽5、Y型阀组件6、旋转传动组件7、安装板201、前端支撑机构202、可移动轴203、前端支撑帽204、旋转支撑管204-1、拨动片205、外支撑管206、限位块207、内侧支撑管401、压紧盖401-1、限位柱一401-2、限位柱二402、安装槽402-1、转轴403、压紧滑块404、压缩弹簧501、锥齿轮502、转换接头503、Y型阀601、带轴锥齿轮602、圆柱齿轮A 603、介轮传动轴604、电机605、圆柱齿轮B 606、圆柱齿轮C 607、同步带轮一608、同步带轮二609、同步带。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明:
本发明提供了一种用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,包括指引导管递送机构Ⅰ和指引导管旋转机构Ⅱ,如附图1所示。
指引导管递送机构Ⅰ包括套管组件1、锁紧机构2和指引导管3,如附图2所示,指引导管3置于套管组件1内,套管组件1用于对指引导管3支撑和运动引导,指引导管3一端穿过锁紧机构2,并通过锁紧机构2对血管鞘夹紧和释放;指引导管旋转机构Ⅱ包括压紧槽4、Y型阀组件5、旋转传动组件6和安装板7,如附图4和附图7所示,指引导管3另一端连接指引导管旋转机构Ⅱ的Y型阀组件5,Y型阀组件5安装于压紧槽4上,压紧槽4通过螺钉固定安装于安装板7上,Y型阀组件5在旋转传动组件6的带动下旋转,进而驱动指引导管3旋转。
具体地,如附图3所示,锁紧机构2包括前端支撑机构201、可移动轴202、前端支撑帽203、限位块206、内侧支撑管207和磁铁等标准件,套管组件1包括旋转支撑管204和外支撑管205;内侧支撑管207左端与前端支撑机构201相连,内侧支撑管207右端与限位块206相连,内侧支撑管207安装于旋转支撑管204内,并沿旋转支撑管204轴向可移动,旋转支撑管204嵌于外支撑管205的夹层内,并在夹层内可绕轴线方向旋转;可移动轴202与前端支撑帽203相连后安装于前端支撑机构201上,可移动轴202在前端支撑机构201内被上下推拉,并通过内部磁铁吸合实现对血管鞘的夹紧和释放;其中,可移动轴202上设置有卡爪,并通过卡爪对准血管鞘上的固定孔进行夹持固定;旋转支撑管204上设置有拨动片204-1,外支撑管205上设有与拨动片204-1配合连接的限位槽,通过顺时针拨动拨动片204-1使其转动至外支撑管205的限位槽内,将指引导管3完全包裹。
如附图4和附图5所示,压紧槽4包括压紧盖401、安装槽402、压紧滑块403、压缩弹簧404以及磁铁等标准件,安装槽402内部设有滑槽,压紧滑块403通过压缩弹簧404安装于安装槽402的滑槽内,压紧滑块403在压缩弹簧404的作用下自由伸缩;压紧盖401通过转轴402-1与安装槽402相连,并绕转轴402-1自由翻转;压紧盖401与安装槽402的配合面上装有圆形磁铁,并通过磁铁的吸合力将压紧盖401闭合。Y型阀组件5卡进安装槽402内,可在压紧滑块403和安装槽402上设置有导向,并通过导向使得Y型阀组件5进入安装槽402内,压紧滑块403在压缩弹簧404的作用下将Y型阀组件5顶紧,压紧盖401上设有限位柱一401-1和限位柱二401-2,并通过限位柱一401-1和限位柱二401-2进一步限制Y型阀组件5在竖直方向上的移动。
如附图6所示,Y型阀组件5包括锥齿轮501、转换接头502及Y型阀503,锥齿轮501安装于转换接头502上,转换接头502的左侧为公鲁尔接头式接口,并通过公鲁尔接头式接口与指引导管3相连,转换接头502的右侧为母鲁尔接头式接口,并通过母鲁尔接头式接口与Y型阀503相连,转换接头502与指引导管3、Y型阀503均密封连接。
如附图7所示,旋转传动组件6包括带轴锥齿轮601、圆柱齿轮A602、介轮传动轴603、电机604、圆柱齿轮B605、圆柱齿轮C606和平键、卡簧等标准件,电机604输出轴与圆柱齿轮C606相连,圆柱齿轮B605和圆柱齿轮A602通过平键和卡簧分别安装于介轮传动轴603和带轴锥齿轮601上,带轴锥齿轮601和介轮传动轴603分别安装于安装板7的基座上,圆柱齿轮C606、圆柱齿轮B605和圆柱齿轮A602依次啮合进而带动带轴锥齿轮601旋转,带轴锥齿轮601与锥齿轮501啮合连接,并将力矩传递给锥齿轮501,进而驱动指引导管3旋转。
如附图8所示,旋转传动组件6还可采用同步带轮传动结构,具体包括带轴锥齿轮601、电机604、同步带轮一607、同步带轮二608和同步带609,电机604的输出轴与同步带轮一607相连,同步带轮一607与同步带轮二608通过同步带609相连,同步带轮二608与带轴锥齿轮601相连并带动带轴锥齿轮601旋转,带轴锥齿轮601与锥齿轮501啮合连接,并将力矩传递给锥齿轮501,进而驱动指引导管3旋转。
下面结合具体实施例对本发明作以下进一步说明:
实施例1
实现指引导管的递送和撤回运动。套管组件1用作对指引导管的支撑和运动引导,其结构为:内侧支撑管207左端与前端支撑机构201相连,右端与限位块206相连,安装于外支撑管205内;旋转支撑管204嵌于外支撑管205的夹层内,可在夹层内绕轴线方向进行旋转。可移动轴202与前端支撑帽203相连,安装于前端支撑机构201上,用于夹持并与血管鞘相对固定。可移动轴202可在前端支撑机构201内被上下推拉,通过内部磁铁吸合实现对血管鞘的夹紧和释放。其使用方式为:先使整个机构恢复到初始位置,将已穿过血管鞘的指引导管3与Y型阀组件5相连后放置于内侧支撑管207内部,手动拉出前端支撑机构201和内侧支撑管207到达指定位置,将可移动轴202上的卡爪对准血管鞘上的固定孔进行夹持固定,将血管鞘与前端支撑机构201与患者手部相对固定后,顺时针拨动旋转支撑管204上的拨动片204-1至外支撑管205的限位槽内,将指引导管3完全包裹。指引导管驱动操作盒外接机械臂和驱动组件(本发明中省略)带动装置前进后退,以实现指引导管的递送和撤回运动。其中,内侧支撑管207和外支撑管205采用高韧性树脂材料,该种材料软硬适中,指引导管在管道内递送阻力和形变量减小,可大大提高术中的可操作性和末端响应速度。
实施例2
实现Y型阀的快速安装、拆卸和夹持固定。Y型阀组件5安装于压紧槽4上,压紧槽4通过螺钉固定安装于安装板7上。压紧槽4的具体结构为:安装槽402内部设有滑槽,压紧滑块403通过压缩弹簧404安装于安装槽402的滑槽内,压紧滑块403可在压缩弹簧404的作用下与滑槽内自由伸缩;压紧盖401与安装槽402通过其上的转轴402-1相连,压紧盖401可绕转轴402-1自由翻转;压紧盖401与安装槽402的配合面上装有圆形磁铁,通过磁铁的吸合力将压紧盖闭合。对Y型阀的具体操作为:安装Y型阀时,将Y型阀组件5卡进安装槽402,压紧滑块403和安装槽402上设有导向,使得Y型阀组件5易于进入卡紧槽内,压紧滑块403在压缩弹簧404的作用下将Y型阀组件5顶紧;翻转压紧盖401使其闭合,压紧盖401上设有限位柱一401-1、限位柱二401-2,进一步限制了Y型阀组件5在竖直方向上的移动。拆卸Y型阀时,打开压紧盖401,从任意一端稍用力提起Y型阀组件5,即可完成拆卸。
实施例3
通过齿轮传动结构带动指引导管旋转,实现导管末端微调操作。本实施例中使用了一种Y型阀组件5,其结构为:锥齿轮501安装于一转换接头502上,转换接头502其左侧为公鲁尔接头式接口,可与指引导管3相连,右侧为母鲁尔接头式接口,可与Y型阀503相连;且该转换接头502同样具有单向阀的作用,与指引导管3和Y型阀503为密封连接。必要时,转换接头502可与锥齿轮501结合为一体,作为一单独零件进行使用。驱动指引导管旋转时,只需驱动锥齿轮501,继而由锥齿轮501带动指引导管3旋转。具体的指引导管旋转驱动方式为,电机604输出轴与圆柱齿轮C606相连,圆柱齿轮B605和圆柱齿轮A602通过平键和卡簧分别安装于介轮传动轴603和带轴锥齿轮601上,三对圆柱齿轮相互啮合带动带轴锥齿轮601旋转,进一步将力矩传递给锥齿轮501,从而实现指引导管的旋转。其中,带轴锥齿轮601和介轮传动轴603分别安装于安装板7的基座上。
实施例4
为实施例3中旋转传动组件6结构的一种改型。利用一对同步带轮一607、同步带轮二608及同步带609,通过同步带轮二608直接与带轴锥齿轮601相连并带动其旋转。该结构相对更为简单、便于安装,可以根据实际的驱动安装位置、空间大小等灵活调整同步带带长。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术,其使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号,电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
本发明并不受上述实施方式的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:包括指引导管递送机构(Ⅰ)和指引导管旋转机构(Ⅱ);所述指引导管递送机构(Ⅰ)包括套管组件(1)、锁紧机构(2)和指引导管(3),所述指引导管(3)置于套管组件(1)内,所述套管组件(1)用于对指引导管(3)支撑和运动引导,所述指引导管(3)一端穿过锁紧机构(2),并通过锁紧机构(2)对血管鞘夹紧和释放;所述指引导管旋转机构(Ⅱ)包括压紧槽(4)、Y型阀组件(5)、旋转传动组件(6)和安装板(7),所述指引导管(3)另一端连接指引导管旋转机构(Ⅱ)的Y型阀组件(5),所述Y型阀组件(5)安装于压紧槽(4)上,所述压紧槽(4)通过螺钉固定安装于安装板(7)上,所述Y型阀组件(5)在旋转传动组件(6)的带动下旋转,进而驱动指引导管(3)旋转。
2.如权利要求1所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述锁紧机构(2)包括前端支撑机构(201)、可移动轴(202)、前端支撑帽(203)、限位块(206)和内侧支撑管(207),所述套管组件(1)包括旋转支撑管(204)和外支撑管(205);所述内侧支撑管(207)左端与前端支撑机构(201)相连,所述内侧支撑管(207)右端与限位块(206)相连,所述内侧支撑管(207)安装于旋转支撑管(204)内,并沿旋转支撑管(204)轴向可移动,所述旋转支撑管(204)嵌于外支撑管(205)的夹层内,并在夹层内可绕轴线方向旋转;所述可移动轴(202)与前端支撑帽(203)相连后安装于前端支撑机构(201)上,所述可移动轴(202)在前端支撑机构(201)内被上下推拉,并通过内部磁铁吸合实现对血管鞘的夹紧和释放。
3.如权利要求2所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述可移动轴(202)上设置有卡爪,并通过卡爪对准血管鞘上的固定孔进行夹持固定。
4.如权利要求3所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述旋转支撑管(204)上设置有拨动片(204-1),所述外支撑管(205)上设有与拨动片(204-1)配合连接的限位槽,所述旋转支撑管(204)通过顺时针拨动拨动片(204-1)至外支撑管(205)的限位槽内以将指引导管(3)完全包裹。
5.如权利要求2所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述内侧支撑管(207)和外支撑管(205)采用高韧性树脂材料制成。
6.如权利要求1所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述压紧槽(4)包括压紧盖(401)、安装槽(402)、压紧滑块(403)和压缩弹簧(404),所述安装槽(402)内部设有滑槽,所述压紧滑块(403)通过压缩弹簧(404)安装于安装槽(402)的滑槽内,所述压紧滑块(403)在压缩弹簧(404)的作用下自由伸缩;所述压紧盖(401)通过转轴(402-1)与安装槽(402)相连,并绕转轴(402-1)自由翻转;所述压紧盖(401)与安装槽(402)的配合面上装有圆形磁铁,并通过磁铁的吸合力将压紧盖(401)闭合。
7.如权利要求6所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述Y型阀组件(5)卡进安装槽(402)内,所述压紧滑块(403)和安装槽(402)上设置有导向,并通过导向使得Y型阀组件(5)进入安装槽(402)内,所述压紧滑块(403)在压缩弹簧(404)的作用下将Y型阀组件(5)顶紧,所述压紧盖(401)上设有限位柱一(401-1)和限位柱二(401-2),并通过限位柱一(401-1)和限位柱二(401-2)进一步限制Y型阀组件(5)在竖直方向上的移动。
8.如权利要求1所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述Y型阀组件(5)包括锥齿轮(501)、转换接头(502)及Y型阀(503),所述锥齿轮(501)安装于转换接头(502)上,所述转换接头(502)的左侧为公鲁尔接头式接口,并通过公鲁尔接头式接口与指引导管(3)相连,所述转换接头(502)的右侧为母鲁尔接头式接口,并通过母鲁尔接头式接口与Y型阀(503)相连,所述转换接头(502)与指引导管(3)、Y型阀(503)均密封连接。
9.如权利要求8所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述旋转传动组件(6)包括带轴锥齿轮(601)、圆柱齿轮A(602)、介轮传动轴(603)、电机(604)、圆柱齿轮B(605)和圆柱齿轮C(606),所述电机(604)输出轴与圆柱齿轮C(606)相连,所述圆柱齿轮B(605)和圆柱齿轮A(602)通过平键和卡簧分别安装于介轮传动轴(603)和带轴锥齿轮(601)上,所述带轴锥齿轮(601)和介轮传动轴(603)分别安装于安装板(7)的基座上,所述圆柱齿轮C(606)、圆柱齿轮B(605)和圆柱齿轮A(602)依次啮合进而带动带轴锥齿轮(601)旋转,所述带轴锥齿轮(601)与锥齿轮(501)啮合连接,并将力矩传递给锥齿轮(501),进而驱动指引导管(3)旋转。
10.如权利要求8所述的用于血管介入手术的指引导管递送和旋转驱动装置,其特征在于:所述旋转传动组件(6)包括带轴锥齿轮(601)、电机(604)、同步带轮一(607)、同步带轮二(608)和同步带(609),所述电机(604)的输出轴与同步带轮一(607)相连,所述同步带轮一(607)与同步带轮二(608)通过同步带(609)相连,所述同步带轮二(608)与带轴锥齿轮(601)相连并带动带轴锥齿轮(601)旋转,所述带轴锥齿轮(601)与锥齿轮(501)啮合连接,并将力矩传递给锥齿轮(501),进而驱动指引导管(3)旋转。
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