DE2217136B2 - Elektrode für medizinische Zwecke - Google Patents

Elektrode für medizinische Zwecke

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für medizinische Zwecke, gemäß dem Oberbegriff dei Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Elektrode (DE-OS 19 65 146) der eingangs genannten Art liegt das Kissen im zusammengepreßten Zustand in dem Hohlraum und wird in dieser Lage durch die Schutzschicht gehalten. Aufgrund dessen expandiert nach der Entfernung der Schutzschicht das poröse Kissen, wodurch sich die Gesamtsältigung der Elektrolyt-Flüssigkeit in dem sich expandierenden Kissen erniedrigt. Aufgrund dessen ist bei der bekannten Elektrode nicht gewährleistet, daß eine ausreichende elektrische Verbindung zwischen dem Elektroden-Kontakten und der Haut des Patienten hergestellt ist.
Falls bei der bekannten Elektrode das poröse Kissen gerade dem vorgegebenen Hohlraum des Schalenteils entspricht, d.h., daß das Kissen ohne Kompression in diesem Hohlraum liegt, besteht die Gefahr, daß das Kissen und damit der Elektrolyt nicht in ausreichendem Kontakt mit der Haupt des Patienten gelangt, wodurch Fehlmessungen entstehen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektrode der vorausgesetzten An zu schaffen, bei welcher einerseits das Kissen mit einer exakten Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit beschickt werden kann, so daß bei der Messung die Elektrolyt-Flüssigkeit gerade die Konzentration aufweist, clic für den speziellen Fall gewünscht wird, und daß andererseits gewährleistet ist, daß das Kissen und damit die Elektrolyt-Flüssigkeit in guten Kontakt mit der Haut des Patienten gelangt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I aufgeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst, nach welchen das Kissen eine Dicke größer als die Tiefe des Hohlraums des Schaltenteils aufweist und vor dem Gebrauch aus dem Hohlraum herausragt und an der Schutzschicht ein vorgeformter Aufnahmeraum ausgcbildet ist, der das herausragendc, mit dem Elektrolyt getränkte Kissen aufnimmt.
Aufgrund dem genannten Maßnahmen ist das Kissen vor Gebrauch der Elektrode ohne Kompression in dem Hohlraum gehalten. Das Kissen kann demnach mit einer exakten Menge an Elektrolyt-Flüssigkeil getränkt werden. Bei Gebrauch der Elektrode gelangt nach Abziehen der Schutzschicht das vorstehende Kissen durch Aufpressen der Elektrode in innigen Kontakt mit der Haut des Patienten, so daß der Elektrolyt eine exakte elektrische Verbindung zwischen der Haut des Patienten und dem Elektroden-Kontakt hersteiii.
Bei einer anderen Elektrode für medizinische Zwecke mit einem Schaltenteil kleinen Querschnitts, der von einem Stromleiter in Form eines Druckknopfes auf einer elastischen Schaumstoffplatte gehalten wird (DE-OS 21 06 124), besteht die Gefahr, daß die frei in dem Hohlraum der Elektrode befindliche Elektrolyt-Flüssigkeit herausfließt, wenn die Schutzschicht von der Elektrode abgezogen wird. Es steht dann nicht mehr die
jo erforderliche Meige an Elektrolyt-Flüssigkeit zur Verfügung, wodurch Fehlmessungcn eintreten können. Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Elektrode gewährleistet, daß stets eine exakte Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit für die Messung zur Verfügung
J5 steht und daß der Elektrolyt eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Elektroden-Kontakt und der Haut des Patienten herstellt.
Bei einer weiteren bekannten Elektrode (DE-Gbm 69 32 916) wird das Kissen erst unmittelbar vor dem Gebrauch mit der Elektrolyt-Flüssigkeit getränkt, und zwar durch Eintauchen des Kissens in die Elektrolyt-Flüssigkeit. Hierdurch ist nicht gewährleistet, daß das Kissen mit der vorgeschriebenen Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit in der erfordcilichen Konzentration bcschickt ist. Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Elektrode bereits nach Abziehen der Schutzschicht gebrauchsfertig und das Kissen ist, wie erläutert, mit einer exakten Menge von Elektrolyt-Flüssigkeit mit der erforderlichen Konzentration beschickt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand besonderer Ausführungsbcispiclc näher beschrieben und erläutert, wcbei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Unterscite einer erfindungsgemäß mit einem Schutzüberzug versehenen Elektrode,
F i g. 2 einen Querschnitt durch die Elektrode und den Schutzüberzug entlang der Linie 2-2 aus F i g. I,
F i g. 3 eine teilweise auseinandergezogene perspcktivische Darstellung der Unterseite der Elektrode, wobei der Schutzüberzug entfernt ist,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Art und Weise, in der der Schutzüberzug von der Elektrode entfernt wird und
(i5 Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der auf der I land eines Patienten befestigten F.lcktrode.
In der Zeichnung ist eine Elektrode 10 dargestellt, welche aus einer runden elastischen Polsterung oder
Scheibe 12 besteht, welche über einem in der Mine ungeordneten, umgestülpten Schalenieil 14 vorgesehen und zwischen diesem und einer Klemmplatte 16 auf der Scheibe 12, welche dieselbe Fonn wie das umgestülpte Schalenteil 14 aufweist und mit diesem ausgerichtet ist, gehalten wird. Das umgestülpte Schalcnteil 14 weist die Form einer Hohlraumdichiung mit einer runden flachen Grundplatte mit einem halbKreisförmigen oder U-förmigen Ringflar^ch auf. Der Durchmesser des Schalcnleiles 14 ist wesentlich größer als seine Höhe. Diese Teile werden durch einen Metalleiter zusammengehalten, welcher aus einem Druckieil eines Druckknopfes gebildet wird, und einen unteren kreisförmigen Plattenabschnitt 20, aus dessen Mitte sich ein hohles Kontaktstück 22 nach oben erstreckt sowie einen oberen Platlenabschnitt 24, welcher zur Aufnahme des Kontaktstückes 22 einen nach oben ragenden hohlen Flansch 26 aufweist.
Die Teile werden dadurch zusammengefügt und zusammengehalten, daß das Schalenteil 14 und die Klemmplatte 16 auf den gegenüberliegenden Seiten der Platte 12 in der Mitte angeordnet und ausgerichtet werden. Dann wird durch die zueinander ausgerichteten Öffnungen in der Mitte der Platte 12 und der Teile 14 und 16 das hohle Kontaktstück 22 in den hohlen Flansch 26 eingesetzt. Durch Zusammendrücken der Druckknopfteile wird das obere Ende des Kontaktstückes 22 nach innen umgeschlagen, während die Seitcnwandungcn nach außen gedrängt werden, wodurch die Teile des Druckknopfcs fest miteinander verkeilt sind.
Die untere Fläche der Platte 12 ist mit einer im Handel erhältlichen Klebemittelschicht 28, z. B. einer Acrylkiebcschicht, die für medizinische Verwendung geeignet ist, versehen. Bis zur Verwendung der Elektrode 10 ist die Kiebcmilleischicht 28 durch eine Schutzfolie 30 aus Papier geschützt, welche einen mit der Klebemitlelschicht 28 in Verbindung stehenden Abreißstreifen aufweist.
Vorzugsweise ist die Platte 12 aus aufgeschäumtem Kunststoff, oeispielsweise Polyvinylchlorid, geformt, wodurch die richtige Luftzufuhr für die Haut oder die entsprechende Belüftung derselben sichergestellt ist. Eine derartige Platte ist biegsam, schmiegt sich leicht der Form der Haut an und ermöglicht eine ungehinderte Bewegung der Haut, auf welcher sie angebracht ist. Das Schalenteii 14 kann aus einem thermoplastischen plattenförmigen Material vakuumverformt sein, welches leicht biegsam, jedoch genügend starr ist, um eine Abknickung desselben zu verhindern. Zur Bildung des Napftciles können verschiedene Kunststoffmatcrialien verwendet werden, beispielsweise Vinyl, lineares Polyäthylen unu Celluloseacetobulyrat.
Die bisher beschriebenen Teile können identisch mit den Teilen der in dir oben genannten Patentanmeldung beschriebenen Elektrode sein. Aus dieser geht hervor, daß die F.lektrode zahlreiche Vorteile aufweist, die in erster Linie auf den kleinen Querschnitt und auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die elastische Platte 12 bei Anwendung auf der Haut einen federnd angelegten Druck zwischen der Haut und dem Rand des Schalcntciles 14 aufrechterhält. Auch wenn die Elektrode !0 einen kleinen Querschnitt aufweist, weshalb sie über längere Zeiträume hinweg verwendet werden k;inn, ohne die Bewegungsfreiheit des Patienten zu behindern, bleibt tin unveränderlicher Zwischenraum /wischen der Haut des Palientcn und dem elektrischen leitenden Plattenabschni.t 20 erhalten. Für Personen, bei denen die Elektrode K) angewendet wird, bedeutet dies kein ungewöhnlich unangenehmes Gefühl, da der Flansch des Schalenteiles U-förmig ausgebildet ist. ledoch wirkt der Flansch des Schalenteils mit der ihn umgebenden und mit einer Klebschicht versehenen Platte 12 so zusammen, daß auf der Haut eine kreisförmige Vertiefung entsteht, während sich die Huut leicht in die Höhlung des Napfteilcs hineinwölbt. Falsche Signale aufgrund einer relativen Bewegung der Teile werden auf einem Minimum gehalten, da immer
ίο zwischen der Fläche der mit dem Elektrolyten in Verbindung stehenden Haut und dem leitenden Plattenabschnitt 20 des Dmckknopfes 18 ein im wesentlichen gleichmäßiger Abstand erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß wird zunächst der Elektrolyt mit der Elektrode 10 dadurch zusammengefügt, daß ein scheibenförmiges Kissen 32 aus nicht leitfähigem, offenzclligem Material mit einem £lek!rodengel getränkt wird. Vorzugsweise weist das Kissen 32 einen Durchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Grundplatte des 5"..halenteiles 14 ist, und eine Dicke, die größer als die Tiefe dr-s Schalenteiles 14 ist. Das Kissen wird ausreichend mit dem Elektrodengel durchsetzt, so daß beim Aufpressen der Elektrode 10 auf die Haut das Gel das gesamte Volumen des Hohlraumes zwischen der Haut und dem leilfähigen Plattenabschnitt 20 ausfüllt, worauf zwischen der Haut, und dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 durch das Gel ein guter elektrischer Kontakt gesichert ist.
Das Kissen 32 kann aus offenzelligcni, aufgeschäumten Polyurethanmaicrial hergestellt sein, jedoch sind andere Schaumstoffe ebenfalls hierfür geeignet. Das Elcktrodcngcl kann einen vollkommen herkömmlichen Aufbau haben, der, wie jedem Fachmann bekannt sein wird, so eingestellt ist, daß mit der Haut ein guter elektrischer Kontakt zustande kommt, und welcher auch mit der Platte 20 einen guten elektrischen Kontakt aufweist, vorausgesetzt die Platte 20 weist Silber oder ein anderes geeignetes Metall auf, oder best< ht aus demselben. Das Kissen 32 kann mit dem Gel durch Eintauchen in eine genügend große Menge desselben getiankt werden, worauf sie unter Druck ausgedrückt wird und der Druck allmählich verringert wird, bevor das Kissen aus dem Gel entfernt wird; dies geschieht in ähnlicher Weise wie man einen Schwamm mit Wasser
Vi durchtränkt.
Da das Kissen 32 mit dem Gel durchtränkt ist, neigt es dazu, an dem leitfähigen Plaltenabschnitt 20 und der Grundplatte des Schalenteiles 14 anzukleben. Diese Haftkraft genügt, um das getränkte Kissen 32 einfach
V) auf dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und am Schadcnleil 14 ohne weitere Klcbmittcl richtig anzuordnen. Ist dies geschehen, so ist die Elektrode 10 grbr?-ichsfertig.
In Fig. 5 ist gezeigt, wie die Elektrode 10 an einer Hand // befestigt st, wobei ein Aufnahiiicteil 34 des Druckknopfes in gestrichelten Linien eingezeichnet und mit dem Druckteil 18 in Eingriff gebracht ist. Da das Kissen 32 vorzugsweise dicker als die Tiefe des Schalenteiles 14 ,at, wird sie beim Aufbringen der
M) Elektrode auf die Hand zusammengedrückt. Dementsprechend ist das Kissen 32 fest grgen jede Bewegung im Schalcnteil 14 gesichert, während falsc.ic Signale, die aus einer Bewegung des Kissens 32 resultier n, vermieden werden. Zudem hat ein Zusammendrücken
h'i des Kissens 32 den wünschenswerten Ncbcncffeki, das dazu beigetragen wird, daß das Elektrodengel die gesamte Fläche der vom Flansch des Schalcntciles umschlossenen Haut gründlich abdeckt, wihrend
sichergestellt ist, daß durch das Gel von tier Haut /w dein leitfähigen Plattenabschnitt 20 ein geschlossener Stromwcg vorhanden ist. Dieser Siromweg wird durch die miteinander verbundenen Druckknoofleile 18 und 34 vervollständigt, von wo aus er zu einer .Stromleitung 36 verlauft, welche gestrichelt eingezeichnet ist. Die von der Haut kommenden elektrischen Signale werden durch die Leitung 36 zu einem Verstärker und einer Ablegeeinrichtung geführt, die jedoch nicht abgebildet sind.
Weiterhin wird crfindungsgemäß eine .Schutzschicht 38 für das Schaienteil 14 und das mit (»el durchtränkte Kissen 32 vorgesehen, so daß die Elektrode 10 gebrauchsfertig aufbewahrt werden kann. Aus I i g. 1 und 2 geht hervor, daß die Schutzschicht 38 einen im wesentlichen flachen Streifen aus nkhlleilfähiger Kunststoffolie aufweist, welche mit flachen linden 40,
zylinderförmigcn Miltclabschnitt 42 verschen sind, dessen Innendurchmesser im wesentlichen dem Atiliendurchmcsser des Schalcntcilcs 14 entspricht. Die Höhe des zylinderförmigcn Mittelabsehnittcs 42 ist größer als die Gesamthöhe des Schalcntcilcs 14 und des Kissens 32. wodurch die innere Grundfläche 44 des Millelab· schnittes 42 im Abstand zu dem Kissen 32 angeordnet ist. Die Grundplatte des Mittelabsehnittcs 42 weist jedoch in der Mitte eine nach innen gerichtete konische Vertiefung 46 auf. deren unterstes Ende von der Ebene der flachen Enden 40 um einen beträchtlich kleineren Betrag als die Dicke des Kissens 32 entfernt ist. Aus den oben genannten Gründen ist die Vertiefung 46 so gestaltet, daß nach dem Zusammenfügen der Teile die fterührungsfläche zwischen der Vertiefung 46 und dem Kissen 32 beträchtlich kleiner ist als die Gesamtbcrührungsfläehe zwischen dem Kissen 32 und dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und der Grundplatte des Schalcntcilcs 14.
Die Schutzschicht 38 wird auf der Rückseite der lohe 30 angebracht, wobei der zylindci iormigc Mittelabschnitt 42 über das Schaienteil 14 gestreift und an der Folie 30 mittels der Klebstellen 48 befestigt ist. Der Schutzüberzug dient nicht nur dazu, eine Verschmutzung des Kissens 32 zu verhindern, sondern auch, um das Kissen 32 fest im Schaienteil 14 und gegen den leitfähigen Plattenabschnitt 20 zu halten, da die konische Vertiefung mit dem Kissen 32 in Eingriff steht. Wird die Elektrode verwendet, so wird die Schutzfolie einfach von der F1IaUe 12 abgezogen, wobei auch die Schutzschicht 38 mit entfernt wird, wie in F i g. 4 gezeigt ist. aus welcher ?Mch ersichtlich ist. daß das .Schaumstoffkissen 32 wegen seiner Elastizität wieder seine ursprüngliche Scheibenform angenommen hat.
Wie aus Fig. 4 weiterhin ersichtlich ist, bleibt das Kissen 32 im Schalenteil 14 eingepaßt und wird nicht — und das ist wichtig — mit der Schutzschicht 38 zusammen entfernt, da. wie bereits erwähnt, die Berührungsfläche und damit die Haftfähigkeit zwischen der Vertiefung 46 und dem getränkten Kissen 32 kleiner ist als die zwischen dem Kissen 32, dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und dem Schalenteil 14.
Die Schutzschicht 38 ist vorzugsweise genügend biegsam, so daß er sich von selbst an die Folie 30 anpaßt, wenn diese von der Platte 12 abgezogen wird. Jedoch sollte sie genügend in sich gefestigt sein, so daß ihr Mitteiabschnitt 42 nicht umknickt, wenn die Elektrode gelagert wird, wodurch die Berührungsfläche zwischen dieser und dem Kissen 32 unerwünscht groß wird. Es ist offensichtlich, daß eine Vielzahl von verschiedenen
Kunstsloffmatcrialieii zu diesem /weck verwendet werden können. Polyvinylbutyral, welches in die abgebildete Form vakuumverformt wurde, hat sich als zufriedenstellend erwiesen.
Nach Zusammcnfügung der Elektrode und der Schutzschicht können diese für unbegrenzte Zeil bis zur Verwendung gelagert werden. Dm jedoch eine unerwünschte Fcuchligkeilsansiimmlung in der zwischen dem Schalenleil 14 und dem Mitlelabschnill 42 der Schutzschicht 38 gebildeten Kammer zu verhindern, um auch ein Austrocknen des Eleklrodengcls zu vermeiden, werden die zusammengefügte Elektrode und die .Schlitzfolien 30, 38 vorzugsweise in einer geeigneten luft- und wasserdichten Verpackung aufbewahrt.
Die Elektrode 10 hat keine kritischen Abmessungen, jedoch wurde ein gemäß der Erfindung gebautes Modell mit Erfolg getestet, bei welchem das Schaienteil 14 und die Κ!ί'::;:::·^!;:!'.ί· !£ eine Tiefe ::; der (;r::!!c:;::r;!":::v· von O.23K76 cm (0,094 inch) aufweisen und auf einer elastischen Platte 12 mit einer Dicke von 0.1175 cm (0.125 inch) befestigt sind. Die Gesamthöhe der zusammengebauten Elektrode liegt in der Größenordnung von nur 0.762 cm (0.3 inch). Der Durchmesser des .Schalenteiles, und dementsprechend des Klemmleiles. betrug etwa 2.2225 cm (0.875 inch), während der Durchmesser der Grundplatte des Schalentciles etwa 1.27 ei: (0.5 inch) und der Durchmesser des Plattenabschnittes 20 des Druckknopfes 1.016 cm (0.4 inch) betrug. Der Durchmesser der Kunststoffplatte liegt vorzugsweise in der Größenordnung des Zwei- bis Dreifachen des Durchmessers l'cs .Schalenteiles 14, um damit eine breite I lache für die Berührung mil der Haut mit dem Klebstreifen 28 /u schaffen, wodurch die Elektrode 10 fest an der Haut befestigt wird.
Der Durchmesser des Kissens 32 ist vorzugsweise genauso groß wie der Durchmesser der Grundplatte des Schalenlcilcs. d.h. 1.27 cm (0.5 inch) bei dem oben beschriebenen Modell. Die Dicke hai keine kritische Abmessung und hängt zum feil von der An des dafür verwendeten Materials und besonders davon ab. ob es sich dabei um ein relativ offcnzclligcs oder relativ geschlossenzelligcs Material handelt. Auf jeden Fall sollte das Kissen 32 so dick sein wie die Tiefe des .Schalenteiles, so daß die sich in das Schaienteil einwölbende Haut auf jeden Fall das Kissen 32 zusammendrückt, um damit verfälschte Ergebnisse aufgrund einer Bewegung zu verhindern. Zur Zeil wird angenommen, daß das Kissen 32 eineinhalbmal so dick wie die Tiefe des Schalenteilcs 14 sein sollte, so daß durch das Zusammendrücken ein Überdruck a..f das Kissen 32 gegen die Haut und gegen das Schaienteil gebildet wird, welcher das Kissen 32 in seiner festgelegten Stellung hält. Jedoch sollte das Kissen 32 nicht so dick sein, daß der Druck gegen die Klebemittelschichl 28 so wirkt, daß der Rand des Schalenteiles 14 von der Haut abgehoben wird. Im allgemeinen kann das Kissen 32 eine Dicke in der Größenordnung von 0,254 bis 0.3556 cm (.1 bis .14 inch) bei dem beschriebenen Modell aufweisen. Die Berührungsfläche zwischen dem Kissen 32 und der konischen Vertiefung 46 ist bedeutend kleiner als der Durchmesser des Kissens 32 und liegt vorzugsweise in der Größenordnung von einhalbmal dem Durchmesser des Kissens. Die Höhe des erhabenen Mittelabschnittes 42. weicher über dem Kissen 32 liegt, muß nur genügend dimensioniert sein, um einen Kontakt mit diesem zu vermeiden; 0.508 cm (0.2 inch) sind hierfür reichlich bemessen.
Außer dem Elektrolyten ist das einzige Teil der Elektrode IO und der Schutzfolien 30, 38 das aus elektrisch leitfihigem Material besteht, der Druckknopf 18. Da alle anderen Teile nichtleitend sind, können sie aus billigem, im Handel leicht erhältlichem Kunststoffmaterial bestehen. Aus diesem Grunde, und da die
Elektrode sehr einfach in der Herstellung ist, ist die Herstellung zu sehr niedrigen Kosten möglich.
Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff »Elektrolyt« dient zur Bezeichnung von Pasten oder Gelen, die in erster Linie zur Leitung elektrischen Stroms unter Bio-Potentialen vorgesehen sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Elektrode für medizinische Zwecke, welche an der Haut des Patienten haftet, bestehend aus einem einen zur Haut hin geöffneten Hohlraum begrenzenden Schalenteii, einer das Schalenteil umgebenden und von diesem nach außen sich erstreckenden elastischen Platte, die auf der dem Hohlraum zugelegenen Seile mit einer Klebemittelschicht versehen ist, einem am Boden des Hohlraums angeordneten, elektrischen Elektroden-Kontakt, einem in dem Hohlraum des Schalenteils angeordneten Kissen aus kompressiblem, porösem Material, das einen mit dem Elektroden-Kontakt in elektrischer Verbindung stehenden Elektrolyt trägt, und einer entfernbaren Schutzschicht zum Hallen des Kissens mit dem Elektrolyt in dem Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (32) eine Dicke größer als die Tiefe des Hohlraums des Schalenteils (14) aufweist und vordem Gebrauch aus dem Hohlraum herausragt, und daß an der Schutzschicht (38) ein vorgeformter Aufnahmeraum (42) ausgebildet ist, der das herausragende, mit dem Elektrolyt getränkte Kissen (32) aufnimmt
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmersum (42) der Schutzschicht (38) eine Wand mit einer derartigen Ausbildung aufweist, daß diese nur mit einem Teil der benachbarten Oberfläche des Kissens (32) in Berührung steht.
3. Elektrode nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß -ine die Klcbemittelschicht (28) zumindest teilweise überlappende Schutzfolie (30) lösbar an der Klebcmiltelschicht befestigt und die Schutzschicht (38) an der Schutzfolie (30) angebracht ist.
DE2217136A 1971-01-04 1972-04-10 Elektrode für medizinische Zwecke Expired DE2217136C3 (de)

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