CN117224220A - 具有智能控温功能的灌注系统及其控温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有智能控温功能的灌注系统及其控温方法，该灌注系统包括外鞘管、内窥镜、至少一个灌注泵、至少一个常温储液袋、至少一个低温储液袋、至少一个进液管、至少一个出液管、温度传感器以及主控机，所述内窥镜插置在外鞘管内，所述内窥镜内形成送液通道；所述灌注泵用于泵送灌注液；所述常温储液袋用于储存常温灌注液；所述的低温储液袋用于储存低温灌注液；所述常温储液袋与低温储液袋通过进液管与灌注泵连接；所述的灌注泵通过出液管与内窥镜的送液通道连接；所述主控机根据温度传感器获取的温度信号控制常温灌注液与低温灌注液的混合比例进而来控制灌注液的供给温度。
Description
技术领域
本发明涉及输尿管镜激光碎石术领域，具体涉及一种具有智能控温功能的灌注系统及其控温方法。
背景技术
输尿管镜钬激光碎石术中，其低灌注压力、高激光工作功率与持续激发时间长的特点，会引起局部组织热损伤，体腔内液体呈沸腾状态。目前主要通过向腔体内例如肾盂内灌注灌注液体，加快体内的循环次数来实现降温。医生根据经验加大灌注流量，延长钬激光使用间隔的方式，依靠这些经验控制腔内温度升温，调节灌注泵的压力和流量，对术者的经验及状态是一项非常大的考验，手术成功率无法得到保证，显然通过手动调控具有较大的随意性和不确定性，且根据经验，由于电外科及激光等能量设备在使用过程中，产生的热能使灌注液体温度持续上升，因此灌注量需要到达高的灌注流量才能起到降温的目的，与此同时为了维持压力的平衡，则吸引的流量也需要同步提升，对设备要求较高，且控温效果有限。
。现有的灌注吸引装置包括主控单元、灌注装置、吸引装置以及反馈装置，灌注装置是导管挤压在滚轮上通过伺服电机驱动将生理盐水引入人体器官；吸引装置是通过隔膜泵产生负压将人体器官中的生理盐水抽出；反馈装置是由压力传感器监测肾内压力，以便压力达到预定值时，主控单元为调整灌注和吸引的速度，以尽力达到腔体内压力平衡。
然而由于临床手术进程短、体内病灶因人而异，也流体管路的尺寸受限，因此医生很难在短时间内将腔体内的压力与温度调节至动态平衡。若仅仅依靠灌注液体来实现控温，则会引起患者灌注压力过高，进而导致静脉瓣开放，腔内液体返流入血，水吸收、医源性水中毒。特别是合并感染时，及其容易产生术后发热、菌血症、脓毒血症。此外，若一味加大灌注压力，还会使灌注液体外渗，导致脏器被膜下血肿，甚至出现脏器破裂等危险并发症，严重者可导致病人死亡。且电外科及激光等能量设备在使用过程中，产生的热能使灌注液体温度持续上升，当液体温度续积到一定程度，就会出现组织灼伤，从而出现热损伤和术后腔道狭窄等相关医疗事故。
发明内容
第一方面，本发明提供一种具有智能控温功能的灌注系统，该灌注系统包括：
外鞘管，
内窥镜，所述内窥镜插置在外鞘管内，所述内窥镜内形成送液通道；
至少一个灌注泵，所述灌注泵用于泵送灌注液；
至少一个常温储液袋，所述常温储液袋用于储存常温灌注液；
至少一个低温储液袋，所述的低温储液袋用于储存低温灌注液；
至少一个进液管，所述常温储液袋与低温储液袋通过进液管与灌注泵连接；
至少一个出液管，所述的灌注泵通过出液管与内窥镜的送液通道连接；
温度传感器，其设置在内窥镜或外鞘管上以检测体腔内的温度；
主控机，所述主控机根据温度传感器获取的温度信号控制常温灌注液与低温灌注液的混合比例进而来控制灌注液的供给温度。
在一些实施方式中，所述系统还包括：
温度传感器，其设置在内窥镜或外鞘管上以检测体腔内的温度；
主控机，所述主控机根据温度传感器获取的温度信号控制灌注液的供给温度。
在一些实施方式中，所述灌注系统包括:
常温储液袋，所述储液袋用于储存常温液体；
降温模块，所述降温模块设置在进液管上以冷却进液管的液体。
在一些实施方式中，所述的灌注系统包括：
常温储液袋，常温储液袋用于储存常温灌注液；
低温储液袋，低温储液袋用于储存低温灌注液；
常温进液管，所述常温储液袋与常温进液管连接；
低温进液管，所述低温储液袋与低温进液管连接；
混合管路，所述混合管路一端与常温进液管和低温进液管的出口连通，另一端与灌注泵连接；
比例控制阀，所述比例控制阀用于控制常温进液管与低温进液管的液体流量。
在一些实施方式中，所述比例控制阀为三通阀，所述三通阀将常温进液管与低温进液管与混合管路连接。
在一些实施方式中，所述的常温进液管与低温进液管分别设有比例控制阀。
在一些实施方式中，所述灌注系统包括：
低温灌注泵，所述低温灌注泵与低温进液管连接；
常温灌注泵，所述常温灌注泵与常温进液管连接，常温灌注泵与低温灌注泵的出液口汇合后与出液管连通。
在一些实施方式中，所述的灌注系统还包括吸引装置，所述吸引装置与外鞘管连接。
在一些实施方式中，所述吸引装置包括隔膜泵、第一负压吸引管、吸引容器和第二负压吸引管，所述第一负压吸引管一端与隔膜泵连接，另一端与吸引容器连接，所述的第二负压吸引管一端与吸引容器连接，另一端与外鞘管连接。
在一些实施方式中，所述的温度传感器装配在内窥镜或外鞘管。
在一些实施方式中，所述的比例控制阀为PID控制阀。
第二方面，本发明提供一种灌注系统的温度控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤1）预设第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin，所述的常温储存液具有第一预设温度t1，所述的低温储存液具有第二预设温度t2；
步骤2）在每进行一次温度采集后，将采集温度T与第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin进行比较，采集温度T高于第一预定温度Tmax后或低于第二预定温度Tmin后，控制阀根据采集温度与需要达到的温度之间的温度差，连通常温储液袋与混合管路、连通低温储液袋与混合管路或控制常温进液管和低温进液管的混合比例，进而控制混合管路的输出液体温度；
3）若判断T达到理想温度后，则停止控温流程，若未达标，则进一步根据温度差实时调节比例控制阀的开度，直至调节至理想温度。
第三方面，本发明进一步提供一种灌注系统的温度控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1）预设第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin，所述的常温储存液具有第一预设温度t1，所述的低温储存液具有第二预设温度t2；
步骤2）在每进行一次温度采集后，将采集温度T与第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin进行比较，采集温度T高于第一预定温度Tmax后或低于第二预定温度Tmin后，主控机分别控制常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例来调节常温进液管和低温进液管的流量；
若判断T达到理想温度后，则停止控温流程，若未达标，则进一步根据温度差实时调节常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例，直至调节至理想温度。
本发明提供的灌注系统通过对源头的灌注液的温度进行控制来实现对腔体内温度的精准控制，相较于仅依靠灌注流量调节，本实施方式首先降低了对灌注流量的过高要求且温度的控制更为精准且实时，降低术者的经验要求、降低术后的并发症。
附图说明
图1为本发明提供的灌注系统的结构示意图；
图2为本发明提供的灌注系统的工作原理示意图；
图3为本发明提供的灌注系统的工作原理示意图。
其中，1.外鞘管，2.内窥镜，21.内窥镜线束，22.图像处理器，31.常温储液袋，33.低温储液袋，61.常温进液管,62.低温进液管，63.混合管路，10.比例控制阀，11.温度传感器，7.出液管，91. 第一负压吸引管，92.第二吸引管，93.吸引容器，100.脚踏件，101，脚踏线缆，。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参照图1-图3描述根本发明实施例的灌注系统，请参阅图1，本发明实施例的灌注系统包括外鞘管1、内窥镜2、灌注泵，常温储液袋31、低温储液袋33，进液管、出液管7、温度传感器11与主控机5。
外鞘管1限定出器械进入通道以便于内窥镜2插设其中，本实施方式提供的外鞘管1为三通道鞘管，其中心通道、测压通道与吸引通道，所述中心通道用于内窥镜2插入，所述测压通道用于装配压力传感器，所述的吸引通道用于与吸引装置连接。内窥镜2插置在外鞘管1内，所述内窥镜2头端的摄像头用于采集腔体内的图像，图像经过处理后输出至显示器以供医生观察腔体内环境情况，所述内窥镜2内形成送液通道，该送液通道用于灌注液的流入。具体地，所述内窥镜2通过内窥镜线束21与图像处理器22连接。
所述灌注泵用于泵送灌注液；所述常温储液袋31用于储存常温灌注液；所述的低温储液袋32用于储存低温灌注液，所述常温储液袋31与低温储液袋33通过进液管与灌注泵连接；所述的灌注泵通过出液管7与内窥镜的送液通道连接。所述的低温储液袋可以为低温生理盐水直接配装在储液袋中，也可以将常温储液袋置于制冷机中，所述的制冷机的温度可以调节，例如通过主控机对制冷机的温度进行温度调控，均可以获得低温储液袋。
温度传感器11设置在内窥镜或外鞘管上以检测体腔内的温度；所述主控机5根据温度传感器获取的温度信号控制常温灌注液与低温灌注液的混合比例进而来控制灌注液的供给温度；如此，当激光碎石引起的温度过高时，主控机控制常温灌注液与低温灌注液的混合比例，并通过灌注泵将混合后的预定温度的灌注液体送至腔体例如肾盂内病灶部位以带走碎石过程产生的过热热量。此外，灌注液可以冲洗掉术中的出血、结石粉末，保持内窥镜2的视野清晰，还可以撑开腔隙，维持手术所必须的空间。
由于激光碎石过程产生的热量过高，激光的瞬时热量会引起腔体内液体呈沸腾状态，为了避免该过高的温度引起的组织损伤，医生需要调整灌注泵泵的转速加大灌注液的流量以期通过大流量的常温灌注液来带走热量，过大的灌注量会引起腔体内压力过高，因此现有技术需要依赖吸引装置来加快灌注液的循环。然而即便采用高循环的灌注方式，体内瞬时的压力依然处于高位且受限于进液管和出液管的管路尺寸，其流量的增大具有局限性。在实际操作中，25℃的常温灌注液即便加大流量也无法及时将体灌注系统内沸腾的腔内液问降低至合适理想的温度（30-40℃）之间。本实施例提供的温度控制方式可以根据采集温度与理想温度的温度差实时调节灌注液的温度，其一在实现温度控制的目的同时兼具常温灌注液的清洗优势，避免仅有低温灌注液而忽视了常温灌注液的灌注优势；其二，在腔体内温度过高时，可以直接低温灌注液泵入腔体内且可以通过灌注液的流量来迅速带走激光产生的热量，如此，将灌注液在送达送液通道之前进行降温以将冷却后的液体送入腔体内带走热量，例如将5℃以下的液体送入送液通道相较于常温灌注液带走热量的速度显著加快，能够在短时间内到达理想温度，解决了手术历程短降温速度慢的技术问题；其三，随着低温灌注液的泵入，腔体内的温度亦开始回落降低，此时则根据采集温度与理想的温度差来控制低温灌注液和高温灌注液的混合比例，以使得温度控制过程稳定达到理想温度，避免过冷液体进入体内产生冻伤；该控制方法首先精准控制了进液管的灌注液的温度，同时考虑了腔体内实时温度与理想温度差，对实时调节灌注液的温度，实时精确的动态控制病灶部位的温度。
在本发明的一些实施方式中，请参阅图2，所述的灌注系统包括常温储液袋31、低温储液袋33、常温进液管61、低温进液管62、混合管路63、比例控制阀10，常温储液袋31储存常温灌注液；低温储液袋33用于储存低温灌注液；所述常温储液袋31与常温进液管61连接；所述低温储液袋33与低温进液管62连接，所述混合管路63一端与常温进液管61和低温进液管62的出口连通，另一端与灌注泵连接，所述比例控制阀10用于控制常温进液管61与低温进液管62的液体流量；如此，可以通过该灌注系统实现灌注液的温度以及腔体内温度的精确调控。第一种实施方式，医生可以通过比例控制阀10连通常温储液袋31与混合管路63，如此，常温灌注液可以被直接送达腔体内来清洗掉术中的出血、结石粉末等。第二种实施方式，医生可以通过比例控制阀10连通低温储液袋33与混合管路63，如此，当激光碎石引起病灶部位温度过高，例如腔体内液体直接沸腾，则通过比例控制阀将低温灌注液直接送入腔体，迅速带走激光产生的热量。第三种实施方式，随着灌注液的灌入，腔体内温度与理想温度的温度差逐渐缩小，为了避免腔体内液体过冷，医生可以根据腔体内的温度与理想温度的温度差，来调整比例控制阀10以使得常温灌注液与低温灌注液的混合比例来获得具有特定温度的混合灌注液至送液通道，避免灌注液过冷或过热带来的技术问题，实现了温度的精准调控。
可选地，所述的常温进液管61与低温进液管62分别设有比例控制阀10。在本实施例中，所述比例控制阀10为三通阀，所述三通阀将常温进液管61与低温进液管62与混合管路63连接；以上均可以实现上述控温流程。
具体地，所述的三通阀为PID控制阀。
本实施例提供一种灌注系统的温度控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤1）预设第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin，即建立标准的理想温度区间；所述的常温储存液具有第一预设温度t1，所述的低温储存液具有第二预设温度t2；具体地，Tmax为40℃，Tmin为30℃，第一预设温度t1为25℃，所述的第二预设温度t2为0-5℃
步骤2）在每进行一次温度采集后，主控机5将采集温度T与第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin进行比较，若采集温度T高于第一预定温度Tmax后，控制阀根据采集温度与需要达到的温度之间的温度差，连通低温储液袋33与混合管路63或控制常温进液管61和低温进液管62的混合比例，进而控制混合管路63的输出液体温度；若采集温度T高于第二预定温度Tmin后连通常温储液袋31与混合管路63；
步骤3）若判断采集温度T达到理想温度后30℃-40℃之间，则停止控温流程，若未达标，则进一步根据采集温度T与理想温度的温度差实时调节比例控制阀10的开度，直至调节至理想温度，以获得温度的动态平衡。
现有技术中通过加快灌注流量与吸引流量的循环次数来快速带走腔体内热量的同时避免灌注压力过高带来的伤害。本实施例中提供的低温灌注液可以实现灌注液的小流量的灌注，不会造成压力过高的问题。在一些优选实施例中，所述的灌注系统还包括吸引装置，所述吸引装置与外鞘管1连接；具体地，所述吸引装置包括隔膜泵、第一负压吸引管91、吸引容器93和第二负压吸引管92，所述第一负压吸引管91一端与隔膜泵连接，另一端与吸引容器93连接，所述的第二负压吸引92一端与吸引容器93连接，另一端与外鞘管1连接；具体地，在长时间激光操作时，手术时间持续长，则灌注液则相对的增多，可以吸引装置来降低腔体内压力。
可以理解的是，本实施方式提供的灌注系统相较于现有的灌注系统，由于灌注液的温度可控，则显著降低循环次数以及液体流量，避免高流量高压带来的组织损伤，手术过程更温和更精细，温度可控。
所述的温度传感器11装配在内窥镜2或外鞘管1，在本实施例中，所述的温度传感器11安装在内窥镜的头端，实时采集腔体内的温度，测温信号可以直接反馈到主控机；也可以传递到电子内窥镜2主机，然后有由电子内窥镜2主机向灌注吸引主机反馈信号。可实时探测人体病灶部位的温度。
在本发明的一个实施例中，请参阅图2，所述比例控制阀10设置在灌注吸引主机内以缩短低温灌注液的行走距离。
在本发明的另一些具体实施例中，请参阅图3，所述灌注系统包括低温灌注泵与高温灌注泵，所述低温灌注泵与低温进液管62连接，所述常温灌注泵与常温进液管连接，常温灌注泵与低温灌注泵的出液口汇合后与出液管连通，如此，可以根据采集温度与理想温度的温度差，实时调节常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例，同样可以实现多种灌注方式。具体地，所述的低温灌注泵与高温灌注泵均为蠕动泵，通过灌注吸引主机分别调节2套蠕动泵的转速比例控制混合灌注液的温度与流量。
本实施例进一步提供一种灌注系统的温度控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤1）预设第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin，所述的常温储存液具有第一预设温度t1，所述的低温储存液具有第二预设温度t2；
步骤2）在每进行一次温度采集后，将采集温度T与第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin进行比较，采集温度T高于第一预定温度Tmax后或低于第二预定温度Tmin后，主控机5分别控制常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例来调节常温进液管61和低温进液管62的流量；
若判断T达到理想温度后，则停止控温流程，若未达标，则进一步根据温度差实时调节常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例，直至调节至理想温度。
在本实施例中，所述的灌注泵、吸引装置的隔膜泵与主控机集成安装，所述灌注吸引主机用于控制灌注与吸引的流量与压力以及控制灌注液的温度，设备更为精简且好操作。为了对管路的液体降温，可以对进液管和出液管通过保温材料包裹。
可选地，所述主控机5通过脚踏线缆101与脚踏件100连接，医生手术操作时手部难以操作主控机可以通过脚踏件控制灌注系统。
在本实施例中，如图2-图3所示，本发明提供的系统还设有测压腔与压力传感器，以及时对腔体内的压力进行检测，通过对腔体内压力温度双重监测及时调整灌注的压力、流量以及温度，有效提高手术的安全性，降低手术过程的温度以及压力过高或过低带来的危险。
本发明提供的灌注系统通过对源头的灌注液的温度进行控制来实现对腔体内温度的精准控制，相较于仅依靠灌注流量调节，本实施方式首先降低了对灌注流量的过高要求且温度的控制更为精准且实时，降低术者的经验要求、降低术后的并发症。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“本实施例”、“具体地”、“可选地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.具有智能控温功能的灌注系统，其特征在于，该灌注系统包括：
外鞘管，
内窥镜，所述内窥镜插置在外鞘管内，所述内窥镜内形成送液通道；
至少一个灌注泵，所述灌注泵用于泵送灌注液；
至少一个常温储液袋，所述常温储液袋用于储存常温灌注液；
至少一个低温储液袋，所述的低温储液袋用于储存低温灌注液；
至少一个进液管，所述常温储液袋与低温储液袋通过进液管与灌注泵连接；
至少一个出液管，所述的灌注泵通过出液管与内窥镜的送液通道连接；
温度传感器，其设置在内窥镜或外鞘管上以检测体腔内的温度；
主控机，所述主控机根据温度传感器获取的温度信号控制常温灌注液与低温灌注液的混合比例进而来控制灌注液的供给温度。
2.根据权利要求1所述的灌注系统，其特征在于，所述的灌注系统包括
常温储液袋，所述常温储液袋用于储存常温灌注液；
低温储液袋，所述低温储液袋用于储存低温灌注液；
常温进液管，所述常温储液袋与常温进液管连接；
低温进液管，所述低温储液袋与低温进液管连接；
混合管路，所述混合管路一端与常温进液管和低温进液管的出口连通，另一端与灌注泵连接；
比例控制阀，所述比例控制阀用于控制常温进液管与低温进液管的液体流量；
所述的比例控制阀优选为PID控制阀。
3.根据权利要求2所述的灌注系统，其特征在于，所述比例控制阀为三通阀，所述三通阀将常温进液管与低温进液管与混合管路连接。
4.根据权利要求2所述的灌注系统，其特征在于，所述的常温进液管与低温进液管分别设有比例控制阀。
5.根据权利要求1所述的灌注系统，其特征在于，所述灌注系统包括：
低温灌注泵，所述低温灌注泵与低温进液管连接；
常温灌注泵，所述常温灌注泵与常温进液管连接，常温灌注泵与低温灌注泵的出液口汇合后与出液管连通。
6.根据权利要求1所述的灌注系统，其特征在于，所述的灌注系统还包括吸引装置，所述吸引装置与外鞘管连接。
7.根据权利要求1所述的灌注系统，其特征在于，所述吸引装置包括隔膜泵、第一负压吸引管、吸引容器和第二负压吸引管，所述第一负压吸引管一端与隔膜泵连接，另一端与吸引容器连接，所述的第二负压吸引管一端与吸引容器连接，另一端与外鞘管连接。
8.根据权利要求1所述的灌注系统，其特征在于，所述的温度传感器装配在内窥镜或外鞘管。
9.一种如权利要求2-4任意一项所述的灌注系统的温度控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1)预设第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin，所述的常温储存液具有第一预设温度t1，所述的低温储存液具有第二预设温度t2；
步骤2)在每进行一次温度采集后，将采集温度T与第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin进行比较，采集温度T高于第一预定温度Tmax后或低于第二预定温度Tmin后，控制阀根据采集温度与需要达到的温度之间的温度差，连通常温储液袋与混合管路、连通低温储液袋与混合管路或控制常温进液管和低温进液管的混合比例，进而控制混合管路的输出液体温度；3)若判断T达到理想温度后，则停止控温流程，若未达标，则进一步根据温度差实时调节比例控制阀的开度，直至调节至理想温度；
进一步优选地，该方法包括如下步骤：
步骤1)预设第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin，所述的常温储存液具有第一预设温度t1，所述的低温储存液具有第二预设温度t2；
步骤2)在每进行一次温度采集后，将采集温度T与第一预定温度Tmax和第二预定温度Tmin进行比较，采集温度T高于第一预定温度Tmax后或低于第二预定温度Tmin后，主控机分别控制常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例来调节常温进液管和低温进液管的流量；
3)若判断T达到理想温度后，则停止控温流程，若未达标，则进一步根据温度差实时调节常温灌注泵与低温灌注泵的转速比例，直至调节至理想温度。
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| CN117224220A true CN117224220A (zh) | 2023-12-15 |
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2023
- 2023-06-16 CN CN202310722643.6A patent/CN117224220A/zh active Pending
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