JP2006102187A - Biological information measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体に照射した光が散乱された散乱光により生体情報を測定する生体情報測定装置に関する。 The present invention relates to a biological information measuring apparatus that measures biological information using scattered light obtained by scattering light irradiated on a subject.
高齢化が進み、成人の生活習慣病への対応が社会的に大きな課題となっている。特に高血圧に関連する疾患の場合、長期の血圧データの収集が非常に重要である点が認識されている。このような観点から、血圧をはじめとした各種の生体情報の計測装置が開発されている。 With the aging of society, dealing with adult lifestyle-related diseases has become a major social issue. It is recognized that long-term blood pressure data collection is very important, especially for diseases related to high blood pressure. From this point of view, various biological information measuring devices including blood pressure have been developed.
従来の外耳部で生体情報を測定する技術には、外耳道又は外耳中の他の部位に、挿入され、常時装着する患者モニタ装置がある(例えば、特許文献1参照。)。この装置は、脈拍、脈波、心電、体温、動脈血酸素飽和度、及び血圧などを被検体内へ放射した赤外光、可視光の散乱光の受光量から計算するものである。しかし、この装置は、血圧の具体的な測定方法が明示されていない。 A conventional technique for measuring biological information with an external ear includes a patient monitor device that is inserted into the external auditory canal or another part in the external ear and is always worn (for example, see Patent Document 1). This apparatus calculates pulse, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, arterial oxygen saturation, blood pressure, and the like from the amount of received infrared light and visible light scattered into the subject. However, this apparatus does not specify a specific method for measuring blood pressure.
一方、血圧の測定に関しては、血管の脈動波形による血圧測定装置は、他の方式であるカフ振動法や容積補償法などによる血圧測定装置(例えば、非特許文献1参照。)と並んで、有力な血圧の測定方法として認められている。 On the other hand, regarding blood pressure measurement, blood pressure measurement devices based on pulsation waveforms of blood vessels are influential along with other methods such as cuff vibration method and volume compensation method (for example, see Non-Patent Document 1). It is recognized as a method for measuring blood pressure.
なお、本願では、耳介の名称は非特許文献2、3、4による。また、耳介の表側とは、耳介の外耳道のある面をいい、耳介の裏側とは耳介の外耳道のない面をいう。
上記の従来例、特開平9−122083においては血圧の具体的な測定方法が明示されておらず、血圧は測定できないという課題があった。 In the above conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-128203, a specific method for measuring blood pressure is not clearly described, and there is a problem that blood pressure cannot be measured.
そこで、本発明は、従来技術における上記の課題を解決し、血圧の継続的な測定を可能にする生体情報測定装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art and provide a biological information measuring device that enables continuous measurement of blood pressure.
特に、外耳部に適した押圧手段で血圧測定を可能にすることを目的とする。 In particular, an object is to enable blood pressure measurement with a pressing means suitable for the outer ear.
上記課題を解決するために、本発明に係る生体情報測定装置は、被検体の窪みに装着して、支持体の両端を遠ざけるように変形させることによって該支持体の両端部で被検体の窪みの内側から押圧する。押圧した部分の脈波を検出し、さらに押圧する圧力を測定することにより血圧の測定ができる。窪みの多い耳介及び外耳道に装着できるので、血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。 In order to solve the above-mentioned problems, a biological information measuring apparatus according to the present invention is mounted in a depression of a subject and deformed so as to keep both ends of the support away from each other. Press from the inside. The blood pressure can be measured by detecting the pulse wave of the pressed portion and measuring the pressing pressure. Since it can be attached to the pinna with many depressions and the external auditory canal, it is possible to provide a biological information measuring device that continuously measures blood pressure.
具体的には、本発明に係る生体情報測定装置は、一方の端部と他方の端部との距離が伸縮する棒状の支持体と、該支持体の一方の端部から光を出射する発光素子と、該発光素子の出射する光が散乱した散乱光を前記一方の端部で受光する受光素子と、を備える。 Specifically, the biological information measuring apparatus according to the present invention includes a rod-like support body in which the distance between one end portion and the other end portion expands and contracts, and light emission that emits light from one end portion of the support body. An element, and a light receiving element that receives the scattered light scattered by the light emitted from the light emitting element at the one end.
伸縮の調整で押圧する圧力を可変し、端部に備わる発光素子と受光素子で脈波を検出すれば、他に備える圧力センサからの圧力情報を得ることによって血圧を測定することができる。 If the pressure to be pressed is varied by adjusting the expansion and contraction, and the pulse wave is detected by the light emitting element and the light receiving element provided at the end, the blood pressure can be measured by obtaining pressure information from the pressure sensor provided elsewhere.
前記支持体は、湾曲した棒状であることが好ましい。 The support is preferably a curved rod.
支持体が湾曲していることにより、装着する窪みの部分に凸部があっても装着できる。耳介の形状は被検体によって様々であるので、その多様さへの対応が可能になる。 Since the support is curved, it can be mounted even if there is a convex portion in the recessed portion to be mounted. Since the shape of the auricle varies depending on the subject, it is possible to cope with the variety.
前記支持体の湾曲するたわみ量が変化することにより、前記一方の端部と前記他方の端部との距離が伸縮することが好ましい。 It is preferable that the distance between the one end portion and the other end portion expands and contracts by changing the bending amount of the support that curves.
湾曲させて被検体を押圧する支持体を用いることで、1つの構造体で支持体を構成することができる。これにより支持体の強度を増すことが可能になる。 By using a support that bends and presses the subject, the support can be configured by one structure. This makes it possible to increase the strength of the support.
前記支持体は、前記支持体の長手方向に伸縮する伸縮部を有し、該伸縮部が伸縮することによって前記一方の端部と前記他方の端部との距離が前記支持体の長手方向に伸縮することが好ましい。 The support has an expansion / contraction portion that expands and contracts in the longitudinal direction of the support, and the distance between the one end and the other end increases in the longitudinal direction of the support by the expansion and contraction of the expansion / contraction portion. It is preferable to expand and contract.
支持体が前記支持体の長手方向に伸縮する伸縮部を有することによって、窪みの内壁を支持体によって押圧することができる。これにより被検体の窪みに装着して血圧測定できる。 When the support body has an expansion / contraction portion that expands and contracts in the longitudinal direction of the support body, the inner wall of the depression can be pressed by the support body. As a result, the blood pressure can be measured by mounting in the depression of the subject.
前記伸縮部は、前記支持体の中間に配置されていることが好ましい。 The stretchable part is preferably disposed in the middle of the support.
前記伸縮部が支持体の中間に配置されていることにより、支持体の両端で生体情報を測定できる。また、端部で測定する生体情報のノイズを減らすことができる。 By arranging the stretchable part in the middle of the support, biological information can be measured at both ends of the support. Moreover, the noise of the biometric information measured at the end can be reduced.
前記伸縮部は、前記支持体の端部に配置されていることが好ましい。 The stretchable part is preferably disposed at an end of the support.
伸縮部が任意の形状に変形することのできるものである場合、伸縮部を支持体の端部の少なくともいずれかに配置することにより、支持体を伸張したときに被検体を安定して押圧することができる。 When the stretchable part can be deformed into an arbitrary shape, the subject is stably pressed when the support is extended by disposing the stretchable part at at least one of the ends of the support. be able to.
前記伸縮部は、空気圧で伸縮することが好ましい。 It is preferable that the expansion / contraction part expands and contracts by air pressure.
伸縮部が空気圧で伸縮することにより、過大な圧力が印加されても空気の圧縮により被検体の安全が保たれる。また、伸縮部が空気圧を動力源として伸縮することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して伸縮部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。 The expansion / contraction part expands and contracts by air pressure, so that the safety of the subject is maintained by the compression of air even when an excessive pressure is applied. In addition, electrical noise can be reduced by the expansion and contraction section expanding and contracting using air pressure as a power source. Further, the pressure of the subject can be measured by the air pressure of the expansion / contraction part via the air supply pipe.
前記伸縮部は、アクチュエータで伸縮することが好ましい。 The expansion / contraction part is preferably expanded and contracted by an actuator.
伸縮部がアクチュエータで伸縮することによって、空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易となる。 When the expansion / contraction part expands and contracts by the actuator, an air supply pipe is not required, and the power source can be easily supplied.
前記支持体は、屈伸する屈伸部を有し、該屈伸部の屈伸によって前記一方の端部と前記他方の端部との距離が伸縮することが好ましい。 It is preferable that the support has a bending / extending part that bends and stretches, and the distance between the one end and the other end is expanded and contracted by the bending / extending of the bending / extending part.
支持体が屈伸する屈伸部を有することによって、凸部のある窪みであっても窪みの内壁を支持体によって押圧することができる。これにより被検体の窪みに装着して血圧測定できる。 By having the bending / extending part where the support body bends and stretches, the inner wall of the depression can be pressed by the support body even if the depression has a convex part. As a result, the blood pressure can be measured by mounting in the depression of the subject.
前記屈伸部は、前記支持体の中間に配置されていることが好ましい。 The bending / extending part is preferably arranged in the middle of the support.
前記屈伸部が支持体の中間に配置されていることにより、支持体の両端で生体情報を測定できる。また、端部で測定する生体情報のノイズを減らすことができる。 Biological information can be measured at both ends of the support by arranging the bending / extending part in the middle of the support. Moreover, the noise of the biometric information measured at the end can be reduced.
前記屈伸部は、空気圧で屈伸することが好ましい。 The bending / extending part is preferably bent / extended by air pressure.
屈伸部が空気圧で屈伸することにより、過大な圧力が印加されても空気の圧縮により被検体の安全が保たれる。屈伸部が空気圧を動力源として屈伸することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して屈伸部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。 The bending / extending part bends and stretches by air pressure, so that the safety of the subject is maintained by the compression of air even when an excessive pressure is applied. The bending / stretching portion bends and stretches using air pressure as a power source, so that electrical noise can be reduced. Further, the pressure of the subject can be measured by the air pressure of the bending / extension part via the air supply pipe.
前記屈伸部は、アクチュエータで屈伸することが好ましい。 The bending portion is preferably bent and stretched by an actuator.
屈伸部がアクチュエータで屈伸することにより、空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易となる。 When the bending / extending part is bent / stretched by the actuator, the air supply pipe is not required, and the power source can be easily supplied.
前記発光素子及び前記受光素子は、前記支持体の他方の端部にも設けてもよい。 The light emitting element and the light receiving element may be provided at the other end of the support.
支持体の両端に発光素子及び受光素子が備わることで、最適な発光素子、受光素子のペアを選択することができるので、測定精度を向上することができる。 Since the light emitting element and the light receiving element are provided at both ends of the support, an optimum light emitting element and light receiving element pair can be selected, so that the measurement accuracy can be improved.
外耳に固定する固定機構をさらに有することが好ましい。 It is preferable to further have a fixing mechanism for fixing to the outer ear.
外耳に固定する固定機構によって、着脱しても外耳の同じ部位にある窪みのうちの、さらに同一の部位で測定することが可能になる。さらに、常時装着していても外れ難くすることができるので、血圧測定の精度を向上することが可能になる。 The fixing mechanism for fixing to the outer ear makes it possible to perform measurement at the same part of the depressions in the same part of the outer ear even when the attachment / detachment is performed. Furthermore, even if it is always worn, it can be made difficult to come off, so that the accuracy of blood pressure measurement can be improved.
本発明によれば、被検体の窪みの内側から押圧して血圧を測定するので、外耳部に装着して血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, since the blood pressure is measured by pressing from the inside of the depression of the subject, it is possible to provide a biological information measuring device that is mounted on the outer ear and continuously measures the blood pressure.
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。図1は、生体情報測定装置の実施形態の一例を示す模式図である。生体情報測定装置は、一方の端部61aと他方の端部61bとの距離が伸縮する棒状の支持体11と、支持体11の一方の端部61aから光を出射する発光素子41と、発光素子41の出射する光が散乱した散乱光を一方の端部61aで受光する受光素子45と、を備える。図1に示した支持体11は、支持体11の長手方向A1に伸縮する伸縮部62と、伸縮部62の両側に伸縮部62と接続される支持部21a及び21bを含む。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an embodiment of a biological information measurement device. The biological information measuring device includes a rod-
図1では、支持体11の端部61aと支持体11の端部61bとが、被検体の窪み102の内壁101aと窪み102の内壁101bとに挟まれて装着されている様子を示す。支持体11は、端部61a及び端部61bを遠ざけるように伸張することによって、端部61a及び端部61bで内壁101a及び内壁101bを押圧する圧力を増加する。支持体11は、端部61a及び端部61bを縮小することによって、端部61a及び端部61bで内壁101a及び内壁101bを押圧する圧力を減少する。生体情報測定装置は、支持体11で押圧した部分101aの脈波を発光素子41及び受光素子45を用いて検出し、さらに内壁101aを押圧する圧力を測定することにより、内壁101aから血圧を測定することができる。
FIG. 1 shows a state in which the
なお、発光素子41及び受光素子45は、端部61aに配置されているが、支持体11の端部61bにも設けてもよい。支持体11の両端に発光素子41及び受光素子45が備わることで、最適な発光素子、受光素子のペアを選択することができるので、血圧の測定精度を向上することができる。
The
図1に示した支持体11は、支持体の第1形態であり、一方の端部61aと他方の端部61bとの距離が伸縮する棒状体である。支持体11の形状、機構は限定するものではない。例えば、支持体11は、支持体11の長手方向に伸縮する伸縮部62を有し、伸縮部62が伸縮することによって一方の端部61aと他方の端部61bとの距離が支持体11の長手方向A1に伸縮するものでもよい。なお、図1では伸縮部62は1箇所のみであるが、2箇所以上あってもよい。
The
伸縮部62は、空気圧で伸縮するものを含む。空気圧で伸縮するものとしては、空気カフと同様の機構が例示できる。 空気カフは中空体内部の空気圧を増減させて測定部位を押圧する機構を有するものである。 空気カフと同様の機構を用いた場合、中空体内部の空気圧が被検体を押圧している圧力となるので、支持体11が押圧している被検体の圧力を中空体内部の空気圧を測定することにより測定できる。伸縮部が空気圧で伸縮することにより、過大な圧力が印加されても空気の圧縮により被検体の安全が保たれる。また、伸縮部が空気圧を動力源として伸縮することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して伸縮部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。なお、中空体内部を押圧する物質を、空気でない、例えば油やゲルとしてもよい。
The expansion /
また、伸縮部62は、アクチュエータで伸縮するものであってもよい。アクチュエータとしては、導電性ポリマ、圧電性ポリマ、形状記憶合金、形状記憶ポリマが例示できる。アクチュエータは、印加される電圧によって伸縮量が変化するものであることが好ましい。このようなアクチュエータを用いると、アクチュエータに印加する電圧を大小させることにより、支持体11が内壁101a及び101bを押圧する圧力を制御することができる。アクチュエータを用いた場合、空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易になる。また、伸縮部62が伸縮する際の振動を少なくすることが可能になる。
Moreover, the expansion /
なお、伸縮部62は、伸縮量によって被検体を押圧する圧力を制御することができるものであることが好ましい。また伸縮部62の配置される位置は限定しない。例えば、伸縮部62は、支持体11の中間に配置されていてもよい。伸縮部62が支持体11の中間に配置されると、支持体11の両方の端部61a及び61bを血圧等の生体情報を測定することに利用できる。また、支持体11の端部61a又は61bで測定する生体情報のノイズを減らすことができる。また、伸縮部62は、支持体11の端部61a又は61bに配置されていてもよい。伸縮部62が任意の形状に変形することのできるものとすれば、伸縮部62を支持体11の端部61a、61bの少なくともいずれかに配置することにより、内壁101a及び101bに接触する端部61a又は61bの面積を増やすことができるので、支持体11は安定して被検体を押圧することができる。
In addition, it is preferable that the expansion-
図2は、支持体の第2形態を示す模式図である。図2に示す支持体12は、屈伸する屈伸部63を有し、屈伸部63の方向A2、方向A3への屈伸によって一方の端部61aと他方の端部61bとの距離が伸縮する。支持体12は、支持部22と、支持部22を屈伸部63で屈伸させるアクチュエータ32a、32bを含む。図2は、図1と同様に、支持体12の端部61aと端部61bとが、被検体の窪み102の内壁101aと内壁101bとに挟まれて装着されている様子を示す。支持体12は、端部61a及び端部61bが方向A2に移動することにより屈曲し、端部61aと端部61bとの距離が縮小する。支持体12は、端部61a及び端部61bが方向A3に移動することにより直線状に近くなり、端部61aと端部61bとの距離が伸張する。この結果、端部61aと端部61bとの距離が縮小するときに内壁101a及び101bを押圧する圧力を減少し、端部61aと端部61bとの距離が伸張するときに内壁101a及び101bを押圧する圧力を増加することができる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second form of the support. The
なお、図2では支持体12は一部のみが屈伸しているが、支持体12の湾曲するたわみ量が変化することにより、一方の端部61aと他方の端部61bとの距離が伸縮するものでもよい。湾曲させて被検体を押圧する支持体12を用いることで、1つの構造体で支持体12を構成することができる。これにより支持体12の強度を増すことが可能になる。支持体12の形状、機構は図2に示したものに限定するものではない。
In FIG. 2, only a part of the
屈伸部63は、アクチュエータで屈伸するものを含む。アクチュエータとしては、導電性ポリマ、圧電性ポリマ、形状記憶合金、形状記憶ポリマが例示できる。アクチュエータは、印加される電圧によって伸縮量が変化するものであることが好ましい。このようなアクチュエータを用いると、アクチュエータに印加する電圧を大小させることにより、支持体12が内壁101a及び101bを押圧する圧力を制御することができる。アクチュエータを用いた場合、動力源の供給が容易になる。また、屈伸部63が屈伸する際の振動を少なくすることが可能になる。空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易である。屈伸部がアクチュエータで屈伸することにより、動力源の供給が容易になる。
The bending / extending
また、屈伸部63は、空気圧で屈伸するものであってもよい。屈伸部63が空気圧で屈伸するものとしては、方向A2と方向A3とで伸縮量の異なる中空体を用いることができる。例えば、中空体が縮小しているときに屈曲した状態になっており、中空体の内圧を増加させることによって方向A2側の側面が方向A3側の側面よりも多く膨張するものを例示することができる。屈伸部63が空気圧で屈伸する構造であれば、屈伸部63を柔軟な構造にすることができるので、内壁101a又は内壁101bに過大な圧力が印加された場合でも被検体の安全を確保することができる。屈伸部63が空気圧を動力源として伸縮することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して屈伸部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。
Further, the bending / extending
なお、屈伸部63は、屈伸する量によって被検体を押圧する圧力を制御することができるものであることが好ましい。また、屈伸部63の配置される位置は限定しない。例えば、屈伸部63は、支持体12の中間に配置されていてもよい。屈伸部63が支持体12の中間に配置されていることにより、支持体12の両方の端部61a及び61bで生体情報を測定できる。また、端部61a及び61bで測定する生体情報のノイズを減らすことができる。
In addition, it is preferable that the bending / extending
なお、図1、図2に示した支持体11及び12の形状は限定しない。例えば、支持体11及び12は、湾曲していてもよい。支持体が湾曲していることにより、窪み102の一部に凸部があっても支持体の端部で被検体を押圧することができる。耳介の形状は被検者によって様々であるので、凸部に対応可能にすることで耳介への装着が容易になる。
The shapes of the
なお、前述の図1及び図2に示した支持体11及び12の棒状体の形状は、円筒体としてもよい。角をなくすことで、装着した際の感触を良くすることができる。支持体には生体情報を測定する各種検出器が実装されていてもよく、支持体は実装するものに応じて形状にすることができる。また、支持体11及び12の材質は限定するものではなく、例えば、金、銀、ステンレス等の金属、樹脂、皮革、木、ゴム、シリコンが例示できる。さらに、被検体に直接触れる可能性があるので、表面が柔軟であることが好ましく、例えば、表面に、繊維や、皮、樹脂、ゴムを配してもよい。
In addition, the shape of the rod-shaped bodies of the
図1の発光素子41は、光を出射するものであり、出射する光の波長、振幅、位相等の特性は限定しない。例えば、発光素子41は、被検体の血管によって散乱される特性の光を出射するものでもよい。また、測定部位の血管内部を流動するヘモグロビン等の流動物によって散乱される光を出射するものでもよい。発光素子41は、例えば端面発光型レーザ又は面発光レーザを用いることができる。端面発光型レーザ又は面発光レーザであることにより、低消費電力な発光素子とすることができる。また、LEDであってもよい。
The
受光素子45は、発光素子41から出射された光による被検体101での散乱光を受光するものである。例えば、シリコンフォトダイオードなどのフォトダイオード、CdSなどの光電導素子、光電管、ポジションセンサー、CCD、MOSなどによって受光するものを含む。受光する光の波長、振幅、位相等の特性は限定しない。さらに受光素子45は、脈波を測定できるものであってもよい。
The
図3は、生体情報測定装置の他形態を示す模式図である。図3に示す生体情報測定装置91は、前述の図1で説明した生体情報測定装置81に、外耳103に固定する固定機構82をさらに有している。固定機構82は、耳介103の周囲に固定可能な半円形の環状体の例を示した。固定機構82は限定するものではなく、例えば、耳介103を挟持するものでもよい。このように、前述の図1で説明した生体情報測定装置81が耳介103への固定機構82をさらに備えることによって、着脱しても外耳103の同じ部位にある窪みのうちの、さらに同一の部位で測定することが可能になる。これにより、血圧測定の精度を向上することが可能になる。さらに、常時装着していても外れ難くすることができる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the biological information measuring device. A biological
以上説明したように、本発明に係る生体情報測定装置は、被検体の窪みの内側から押圧して血圧を測定するので、外耳に装着して血圧を測定することができる。したがって、血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。 As described above, the biological information measuring device according to the present invention measures blood pressure by pressing from the inside of the subject's depression, so that it can be mounted on the outer ear to measure blood pressure. Therefore, it is possible to provide a biological information measuring device that continuously measures blood pressure.
本発明の生体情報測定装置は生体情報を測定する種類により、脈拍、血圧、血流などを連続的に測定する生体情報測定装置として応用できるので、医療目的ばかりでなく健康管理又は美容目的としての用途にも適用できる。 The biological information measuring device of the present invention can be applied as a biological information measuring device that continuously measures pulse, blood pressure, blood flow, etc. depending on the type of measuring biological information, so that it can be used not only for medical purposes but also for health management or beauty purposes. It can also be applied to applications.
11、12 支持体
21a、21b、22 支持部
62 伸縮部
32a、32b アクチュエータ
41 発光素子
45 受光素子
63 屈伸部
82 外耳への固定機構
83、91 生体情報測定装置
101 被検体
101a、101b 窪みの内壁
102 被検体の窪み
A1、A2、A3 方向
DESCRIPTION OF
Claims (14)
該支持体の一方の端部から光を出射する発光素子と、
該発光素子の出射する光が散乱した散乱光を前記一方の端部で受光する受光素子と、を備える生体情報測定装置。 A rod-like support body in which the distance between one end and the other end expands and contracts;
A light emitting element that emits light from one end of the support;
A biological information measuring device comprising: a light receiving element that receives scattered light scattered by light emitted from the light emitting element at the one end.
The biological information measuring device according to claim 1, further comprising a fixing mechanism for fixing to the outer ear.
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