JP2008029585A - 低周波治療器及びそのパッド装着状態検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電極を有するパッドを備えた構成の低周波治療器において、電極個別の装着状態を簡単に検査可能な技術を提供する。
【解決手段】低周波治療器は、各々が複数の電極を有する二つのパッドを備えており、一系統の電流を前記複数の電極を介して出力する。そして、低周波治療器は、検査用電流を出力しながら導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、各組み合わせでの前記パッド間の通電状態に基づいて各電極の装着状態を検査する装着状態検査手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、低周波治療器のパッドの装着状態を検査する技術に関する。

身体に装着された一対のパッド間に低周波電流を流すことによって治療を行う低周波治療器がある。この種の低周波治療器では、パッドの装着不良があると、治療部位に対して正常な低周波電流を出力することができない。そこで従来より、パッドを流れている電流を検知することでパッドの装着状態を検査する方法が用いられている（特許文献１参照）。
特許第２７９１１２３号公報（特開平３−７７５６２号公報）

本発明者らは、一つのパッドに複数の電極を設け、一系統の電流を複数の電極に分配して出力する方式の低周波治療器を検討している。しかし、このような方式の低周波治療器に対して、上述した従来のパッド装着状態検査方法を適用した場合には、次のような問題が生じることが分かった。

従来方法は、一系統の出力電流の通電状態をみているだけなので、個々の電極の装着状態までを詳細に判定することができない。すなわち、複数電極のうち一つだけが身体から離れていたり断線していたとしても、パッド間には出力電流が流れるため、従来方法では装着状態が正常であると誤判定されてしまうのである。もしこのような装着状態で治療用電流の出力を開始した場合、途中でエラーになったり、使用者に違和感を与えたり、意図した治療効果が得られないおそれがある。

かかる問題を解決するために、電極ごとに検知回路を設ける構成も考えられる。しかしそうすると、部品点数が多くなり、装置の大型化やコスト増を招き、好ましくない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数の電極を有するパッドを備えた構成の低周波治療器において、電極個別の装着状態を簡単に検査可能な技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。

本発明の低周波治療器は、各々が複数の電極を有する二つのパッドを備えており、一系統の電流を前記複数の電極を介して出力する。そして、本発明の低周波治療器は、検査用電流を出力しながら導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、各組み合わせでの前記パッド間の通電状態に基づいて各電極の装着状態を検査する装着状態検査手段を備える。

この構成によれば、検査用電流は、高電位側のパッドの中で導通状態にある電極→身体→低電位側のパッドの中で導通状態にある電極、という経路で流れる。もし、検査用電流を出力しているにもかかわらず、パッド間の通電が検知できないとなれば、上記電流経路のどこかで電気的接続が断たれている、つまり、導通状態の電極のいずれかの装着状態が異常である、とみなすことができる。したがって、導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、電流経路を構成する電極を順に入れ替えていけば、各電極の装着状態の正常／
異常を検査することができる。

しかも、本発明の構成によれば、電極ごとに検知回路を設ける必要がない。また検査用電流の生成、電極の通電状態の切り替え、パッド間の通電状態検知などは、治療用電流を出力するための回路構成を流用できるため、特別なハードウエアを追加する必要がない。したがって、本発明は低周波治療器の小型化及び低コスト化に有利である。

なお、電極の装着状態が異常と判定されるのは、例えば、電極が身体に密着していないとき、電極が汚れているとき、電極と身体の間に異物が介在しているとき、低周波治療器内の回路から電極までのどこかで断線や接触不良が生じているとき、などが想定される。

前記装着状態検査手段は、電源投入後から治療用電流出力前までの間に、各電極の装着状態の検査を実行することが好ましい。

これにより、使用者に操作上の不便を感じさせることなく、パッド装着状態を検査することができる。また、装着状態に異常がある状態で治療用電流が出力されるのを防ぐことができる。

ここで、前記検査用電流は前記治療用電流に比べて小さいことが好ましい。具体的には、検査用電流として、使用者が感知できない程度の微弱な電流を用いるとよい。

これにより、使用者に違和感を与えずにパッド装着状態を検査することができる。

前記装着状態検査手段は、前記パッド間に流れる電流が所定値以上の場合に、そのときに導通している電極の装着状態が正常であると判定することができる。逆に、パッド間に流れる電流が所定値未満の場合には、そのときに導通している電極のうちのいずれかの装着状態が異常であると判定できる。

この構成によれば、電極の装着状態の正常／異常を簡易に判定可能である。

前記装着状態検査手段は、全ての電極を導通させた状態で前記パッド間の通電状態を検査し、その検査で通電が確認された後に、電極それぞれの装着状態の検査を開始することが好ましい。

最初の検査で、パッドの装着状態を大まかに調べることができるので、パッド装着前に電極個別の検査が開始されるのを防ぐことができる。

導通させる電極の組み合わせとその切り替え方については、種々の方法が考えられるが、電極の数、処理コスト（効率）、装着状態の異常の通知の仕方などに応じて適切な方法を採用すればよい。

例えば、一方のパッドの全ての電極を導通させた状態で、他方のパッドにおいて導通させる電極を一つずつ切り替えることによって、前記他方のパッドの電極それぞれの装着状態を検査してもよい。

あるいは、各パッドから一つずつ選ばれた電極の組み合わせである電極ペアを一単位とし、導通させる電極ペアを順番に切り替えることによって、各電極ペアの装着状態を検査してもよい。ここで、装着状態の異常な電極ペアを発見した場合に、その電極ペアの一方の電極と、他方の電極を有するパッドの複数の電極とを導通させることによって、前記電極ペアのいずれの電極の装着状態に異常があるかをさらに検査することも好ましい。

電極の装着状態の異常を使用者に知らせる異常通知手段をさらに備えることが好ましい。これにより、使用者にパッド（電極）の装着状態の確認を促すことができる。

本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する低周波治療器として捉えてもよいし、また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む低周波治療器のパッド装着状態検査方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを記録した記録媒体として捉えてもよい。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

例えば、本発明に係るパッド装着状態検査方法は、各々が複数の電極を有する二つのパッドを備え、一系統の電流が前記複数の電極を介して出力される低周波治療器が、検査用電流を出力しながら導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、各組み合わせでの前記パッド間の通電状態に基づいて各電極の装着状態を検査するものである。

本発明によれば、複数の電極を有するパッドを備えた構成の低周波治療器において、電極個別の装着状態を簡単に検査することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

＜低周波治療器の外観＞
図１を参照して、本発明の実施形態に係る低周波治療器について説明する。図１は低周波治療器の外観を示す図である。

低周波治療器１００は、概略、治療器本体２００と、治療部位に貼り付けるための一対のパッド３００と、治療器本体２００とパッド３００とを電気的に接続するためのコード４００とから構成される。

治療器本体２００には、ボタンやボリュームスイッチなどで構成される操作部２０１と、液晶ディスプレイなどで構成される表示部２０２とが設けられている。使用者は、操作部２０１を操作することで、電源オン／オフの切り替え、治療モードの選択、強さや速さの調整、電極の切替、その他の各種設定などを行うことができる。

パッド３００は、薄くかつ柔軟性の高い部材により構成されている。パッド３００の一方の面（身体との接触面）には、複数（３つ）の電極３０１が形成されている。それら複数の電極３０１の表面は粘着性を有するゲル状材料によって被覆されている。このゲル状材料の膜はパッド全面に一様に形成されており、電極同士の間はゲル状材料の膜を介すことにより特に電気的に絶縁されてはいない。

パッド３００の他方の面には、各電極３０１に対応したスナップ３０２が設けられている。コード４００のスナップ４０２をパッド３００側のスナップ３０２に留め、コード４００のプラグ４０１を治療器本体２００に差し込むことで、治療器本体２００とパッド３００（電極３０１）との接続がはかられる。

＜低周波治療器の内部構成＞
図２は低周波治療器のハードウエア構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、治療器本体２００の内部には、制御部２０３、電流生成部２０４、電極切替部２０５、電流検知部２０６、電源（不図示）などが設けられている。

制御部２０３は、マイクロコンピュータで構成される回路である。制御部２０３には、操作部２０１からの信号や電流検知部２０６の検知結果などが入力される。制御部２０３は、これらの入力に基づいて、表示部２０２、電流生成部２０４、電極切替部２０５などを制御したり、各種演算処理を実行する機能を担っている。

電流生成部２０４は、パッド３００から出力する低周波電流を生成する回路である。低周波電流としては、パルス電流を用いてもよいし、交流を用いてもよいし、両種類の電流を選択的に用いてもよい。低周波電流の波形や振幅は、制御部２０３から入力される電流制御信号によって決定される。

図３はパルス電流を用いた治療波形の一例を示している。パルスとしては、パルス幅約１００μｓｅｃの極めて短いものを用いている。またパルス振幅の最大値は約１００Ｖである。このパルスの極性、間隔、配列などを変えることで、「もみ」「たたき」「押し」といった様々な種類の治療モードを作り出すことができる。また、パルスの振幅やパルス幅を変えることで「強さ」の調整が、パルス群の出現サイクルを変えることで「速さ」の調整が可能である。

図４は交流を用いた治療波形の一例として、搬送波周波数が約４ｋＨｚ、変調波周波数が約１２２Ｈｚ、最大振幅が約３５Ｖの振幅変調波を示している。ここで振幅を変えることで「強さ」の調整が、変調波周波数を変えることで「速さ」の調整が可能である。

電極切替部２０５は、６つの電極３０１それぞれの導通／切断を切り替えるとともに、導通状態にある電極３０１に対して低周波電流を分配する機能をもつ回路である。電極３０１の切り替えは、制御部２０３から入力される切替制御信号によって制御される。

電流検知部２０６は、２つのパッド３００の間を流れる電流を検知（測定）する回路である。電流検知部２０６の検知結果（信号）は制御部２０３に入力される。

＜治療時の動作＞
低周波治療器１００の操作方法及び治療動作について説明する。ただし、両方のパッド３００は正常に装着されているものとする。

パルス電流を用いた場合、使用者は、操作部２０１を操作することで、治療モードを選択できる。治療モードとしては、「もみ」「たたき」「押し」「さすり」といった治療方法や、「肩」「腕」「腰」といった治療部位などを指定できる。また、治療方法が予めプログラムされた「自動」モードを選択することもできる。さらに使用者は、ボリュームスイッチを操作することで、「強さ」や「速さ」を調整することもできる。

制御部２０３は、指定された治療モード、強さ及び速さに従って、電流制御信号を生成し、電流生成部２０４に対してその信号を送出する。電流生成部２０４は、電流制御信号をもとに変調や増幅を行い、治療用の低周波電流を生成する。パルス電流を用いた場合は、この一系統の電流が、電極切替部２０５で高電位側のパッドの１つ又は複数の電極３０１に分配される。そして、高電位側のパッドの電極３０１から、使用者の身体を介して、低電位側のパッドの電極３０１に電流が流れる。また、交流を用いた場合は、この一系統の電流が、電極切替部２０５で各電極３０１に分配され、それら複数の電極３０１を介して使用者の身体に出力される。このパッド間を流れる治療用電流によって筋肉が電気的刺激を受け、収縮と弛緩を繰り返し、マッサージと同じような治療効果が得られる。

さらに使用者は、操作部２０１を操作することで、治療に寄与する電極（導通させる電
極）を選択することができる。例えば、３つの電極３０１を全て導通させれば、パッド全体から電流が出力されるので、治療部位を広範囲にカバーできるし、逆に、１つ若しくは２つの電極だけを導通させれば、ピンポイントでの治療が可能となる。導通させる電極の位置を変えることで、治療部位を変更することも可能である。このように、一つのパッドに複数の電極を設けたことで、使い方の幅が増し、柔軟な治療が可能となる。なお、治療モードとして「自動」が選択されたときには、導通させる電極の数（つまり面積）や位置を自動的に変化させるようにしてもよい。

導通させる電極に変更があると、制御部２０３は、切替制御信号を電極切替部２０５に送出し、各電極３０１の導通／切断を制御する。なお、本実施形態では一系統の電流が分配されるので、一つのパッド内の電極は同電位となる。言い換えれば、電流が流れるのは一方のパッドの電極と他方のパッドの電極の間であって、一つのパッド内の電極間に電流が流れることはない。

＜パッド装着状態の検査＞
上述のように、低周波治療器１００では、治療動作中に各電極の導通／切断を切り替えることがあるので、いずれか一つでも電極の装着状態が悪いと、エラーが発生したり、使用者に違和感を与えるおそれがある。そこで、低周波治療器１００は、電源投入後から治療用電流出力前までの間に、電極個別の装着状態を検査し、異常がある場合にはその旨を使用者に通知する。各電極の装着状態の検査は、検査用電流を出力しながら導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、各組み合わせでのパッド間の通電状態を調べることにより行う。この検査用電流も一系統の電流である。以下、具体的な検査方法を例示する。

なお、以下の説明では、２つのパッドを符号Ａ，Ｂで表し、各パッドＡ，Ｂの３つの電極をそれぞれ符号Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３で表すものとする。

（検査方法１）
検査方法１は、一方のパッドの全ての電極を導通させた状態で、他方のパッドにおいて導通させる電極を一つずつ切り替えることによって、その他方のパッドの電極それぞれの装着状態を個別に検査する方法である。

図５及び図６を参照して、検査方法１の具体的な処理の流れを説明する。図５は検査方法１の処理の流れを示すフローチャートであり、図６は検査方法１における電極の切替方法を示す図である。なお、図６では、通電状態にある電極をグレーで示し、切断状態にある電極を白で示している。

低周波治療器１００の電源が投入され、所定のイニシャライズ動作が完了すると、自動的に図５の処理がスタートする。この処理は、制御部２０３がプログラムを実行し各構成要素を制御することで実現されるものである。すなわち、本実施形態では、制御部２０３が本発明の装着状態検査手段に対応している。

まず、制御部２０３からの電流制御信号にしたがって、電流生成部２０４が検査用電流を生成し出力する（ステップＳ１００）。検査用電流に関しても、治療用電流と同様、パルス電流と交流のいずれを用いてもよい。ただし、検査用電流としては、治療用電流に比べて小さい電流、具体的には、使用者が感知できない程度の微弱な電流を用いる。そうすることにより、使用者に違和感を与えずにパッドの装着状態を検査することができるからである。

次に、電極切替部２０５が全ての電極Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を導通させて（ステップＳ１０１）、電流検知部２０６がパッドＡ，Ｂ間の電流を測定する（ステップＳ１０２）
。そして、制御部２０３は、測定値が所定のしきい値以上であるか否か、つまり、パッドＡ，Ｂ間の通電があるか否かを確認する（ステップＳ１０３）。

この検査の目的は、パッドの装着状態を大まかに調べることにある。正常に装着された電極が一つも無い状態で、電極個別の検査を実行しても意味がないからである。例えば、使用者がパッドそのものを装着していなかったり、コードのプラグが差し込まれていなかったりすると、この検査でＮＧと判定され（ステップＳ１０３；ＮＯ）、表示部２０２にエラーが出力される（ステップＳ１１６）。

上記検査において通電が確認されたときは、以下に述べる電極個別の検査が開始される（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）。

まず、図６（ａ）に示すように、パッドＡの全ての電極Ａ１〜Ａ３とパッドＢの１番目の電極Ｂ１とを導通状態にする（ステップＳ１０４）。そして、パッドＡ，Ｂ間の電流を測定し（ステップＳ１０５）、その測定値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

ここで、測定値がしきい値未満の場合、すなわちパッド間の通電が検知できない場合には（ステップＳ１０６；ＮＯ）、電極Ｂ１の装着状態に異常があると特定することができる。なぜなら、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の通電検査により、電極Ａ１〜Ａ３の少なくともいずれかは正常に装着されていることが分かっているからである。よって、制御部２０３は、表示部２０２にエラーを出力することで、電極Ｂ１の装着状態の異常を使用者に知らせる（ステップＳ１１６）。図７はエラー画面の一例を示している。この例では、異常のある電極部分に×マークが表示されている。なおエラー表示の態様はこれに限らず、異常のある電極部分を点滅表示させたり、強調表示させたりしてもよい。このようなエラー表示によって、使用者に電極Ｂ１の装着状態の確認を促すことができる。

一方、測定値がしきい値以上の場合には、電極Ｂ１の装着状態が正常であると判断され、次の電極の検査に進む（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）。具体的には、図６（ｂ）に示すように、パッドＡの電極Ａ１〜Ａ３は全て導通させたまま、パッドＢの電極をＢ１からＢ２に切り替えた後、ステップＳ１０５，Ｓ１０６と同様にして、パッド間の通電状態を調べる。これにより、電極Ｂ２の装着状態を検査することができる。電極Ｂ２の装着状態が正常であると判断されると、さらに図６（ｃ）に示すように、パッドＢの電極がＢ３に切り替えられて（ステップＳ１０７）、電極Ｂ３の装着状態が検査される（ステップＳ１０８〜Ｓ１０９）。

パッドＢの全ての電極Ｂ１〜Ｂ３の検査が終了したら、パッドＡの電極の検査に進む。すなわち、図６（ｄ）〜（ｆ）に示すように、パッドＢの全ての電極Ｂ１〜Ｂ３を導通状態にした上で、パッドＡにおいて導通させる電極をＡ１→Ａ２→Ａ３の順に一つずつ切り替えていき、各電極Ａ１〜Ａ３の装着状態を個別に検査するのである（ステップＳ１１０〜Ｓ１１５）。

以上で、全ての電極の検査が完了する。全ての電極の装着状態が正常であれば、治療動作を実行可能な状態となる。

（検査方法２）
検査方法２は、各パッドから一つずつ選ばれた電極の組み合わせである電極ペアを一単位とし、導通させる電極ペアを順番に切り替えることによって、各電極ペアの装着状態を検査する方法である。電極ペアは、各パッドの各電極が一回ずつ選ばれるように（つまり、電極の選択に重複がないように）設定される。

図８（ａ）に示すように、まず電極Ａ１とＢ１のペアを導通状態にして、そのときのパッド間の通電を調べる。ここで通電が検知されたら、電極Ａ１、Ｂ１ともに正常に装着されていることが分かる。その後、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、電極Ａ２とＢ２のペア、電極Ａ３とＢ３のペアというように、通電状態にする電極ペアを順番に切り替え、検査を繰り返す。

上記処理において、装着状態の異常な電極ペアが発見された場合には、いずれの電極の装着状態に異常があるのかをさらに検査する。具体的には、電極Ａ２とＢ２のペアで異常が発見されたときは、図８（ｄ）に示すように、まず電極Ｂ２とパッドＡの複数の電極Ａ１〜Ａ３とを導通状態にしてパッド間の通電を調べる。このとき通電が検知されれば、電極Ｂ２の装着状態は正常とみなせるので、異常があるのは電極Ａ２であると特定することができる。もし通電が検知できなかったら、図８（ｅ）に示すように、電極Ａ２とパッドＢの複数の電極Ｂ１〜Ｂ３とを導通状態にしてパッド間の通電を調べる。このとき通電が検知されたら、異常があるのは電極Ｂ２のみと特定でき、通電が検知できなかったら、電極Ａ２とＢ２の両方に異常があると特定できる。

検査方法１では、全ての電極の装着状態を調べるのに、２×３＝６通りの組み合わせを検査する必要があったのに対し、検査方法２では、最低３通りの組み合わせで検査が済むため、効率的である。

以上詳しく述べたように、本実施形態の構成によれば、電極個別の装着状態を簡単に検査することができる。しかも、治療用電流を出力するための回路構成を流用しているため、特別なハードウエアの追加が必要なく、治療器本体の小型化及び低コスト化に有利である。

なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、パッドの電極数は３つに限られない。２つでもよいし、３つより多くてもよい。また、電極の形状や分割の仕方についても、適宜変形することができる。

上記実施形態では、いずれかの電極若しくは電極ペアで装着状態の異常が発見されると、その時点で検査処理を終了し、表示部にエラー出力を行っている。しかし、全ての電極の装着状態の正常／異常を検査した後に、まとめてエラー出力を行うようにしてもよい。

図１は、低周波治療器の外観を示す図である。 図２は、低周波治療器のハードウエア構成を模式的に示すブロック図である。 図３は、パルス電流を用いた治療波形の一例を示す図である。 図４は、交流を用いた治療波形の一例を示す図である。 図５は、検査方法１の処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、検査方法１における電極の切替方法を示す図である。 図７は、電極の装着状態の異常を通知するエラー画面の一例である。 図８は、検査方法２における電極の切替方法を示す図である。

符号の説明

１００ 低周波治療器
２００ 治療器本体
２０１ 操作部
２０２ 表示部
２０３ 制御部
２０４ 電流生成部
２０５ 電極切替部
２０６ 電流検知部
３００ パッド
３０１ 電極
３０２ スナップ
４００ コード
４０１ プラグ
４０２ スナップ
Ａ，Ｂ パッド
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 電極

Claims (10)

1. 各々が複数の電極を有する二つのパッドを備え、一系統の電流を前記複数の電極を介して出力する低周波治療器において、
   検査用電流を出力しながら導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、各組み合わせでの前記パッド間の通電状態に基づいて各電極の装着状態を検査する装着状態検査手段を備えることを特徴とする低周波治療器。
2. 前記装着状態検査手段は、
   電源投入後から治療用電流出力前までの間に、各電極の装着状態の検査を実行することを特徴とする請求項１に記載の低周波治療器。
3. 前記検査用電流は前記治療用電流に比べて小さいことを特徴とする請求項２に記載の低周波治療器。
4. 前記装着状態検査手段は、
   前記パッド間に流れる電流が所定値以上の場合に、そのときに導通している電極の装着状態が正常であると判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の低周波治療器。
5. 前記装着状態検査手段は、
   全ての電極を導通させた状態で前記パッド間の通電状態を検査し、その検査で通電が確認された後に、電極それぞれの装着状態の検査を開始することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低周波治療器。
6. 前記装着状態検査手段は、
   一方のパッドの全ての電極を導通させた状態で、他方のパッドにおいて導通させる電極を一つずつ切り替えることによって、前記他方のパッドの電極それぞれの装着状態を検査することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の低周波治療器。
7. 前記装着状態検査手段は、
   各パッドから一つずつ選ばれた電極の組み合わせである電極ペアを一単位とし、導通させる電極ペアを順番に切り替えることによって、各電極ペアの装着状態を検査することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の低周波治療器。
8. 前記装着状態検査手段は、
   装着状態の異常な電極ペアを発見した場合に、その電極ペアの一方の電極と、他方の電極を有するパッドの複数の電極とを導通させることによって、前記電極ペアのいずれの電極の装着状態に異常があるかをさらに検査することを特徴とする請求項７に記載の低周波治療器。
9. 電極の装着状態の異常を使用者に知らせる異常通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の低周波治療器。
10. 各々が複数の電極を有する二つのパッドを備え、一系統の電流を前記複数の電極を介して出力する低周波治療器が、
    検査用電流を出力しながら導通させる電極の組み合わせを順番に切り替え、各組み合わせでの前記パッド間の通電状態に基づいて各電極の装着状態を検査することを特徴とする低周波治療器のパッド装着状態検査方法。

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