JP2015071026A - 電気刺激のための装置及び電気刺激のための装置内の複数の電極を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全身用の１つの上掛けマットと上掛けマット内に配置された複数の電極とを有する、電気刺激のための装置を提供する。さらに、複数の電極が、電気刺激のための装置内又はこの装置上に配置されている、身体の一部又は全体用の上掛けマットを有する装置内で複数の電極を制御するための方法を開示する。
【解決手段】複数の電極２７〜５０は、装置１の中心長手軸５１を中心にして対を成して、且つ順番に又は同時に制御可能に構成されている。複数の電極は、順番に又は同時に制御可能に構成されている。複数の電極は、電気刺激の期間及び／又は強度に関して別々に又は対ごとに制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、身体の一部又は全体用の１つの上掛けマットと当該上掛けマット内に配置された複数の電極とを有する、電気刺激のための装置に関する。さらに、本発明は、電気刺激のための装置内の複数の電極を制御するための方法に関する。

電気刺激のために局所的に使用可能な装置、例えば、上肢用マンシェット又は下肢用マンシェットが実際に公知である。

電気刺激のための装置として構成されている上掛けマットが、韓国特許第１０−２０１２−０００４１５２５号明細書から公知である。この従来の技術による身体の全体用の上掛けマットは、複数の電極を有する。これらの電極は、患者の身体の領域内に配置されている。これらの電極は、線状又は点状に配置されている。このため、神経又は筋肉の電気刺激が非常に限定されているという欠点が発生する。平坦に形成された上掛けマット内に配置されている、当該線状又は点状に構成された電極によっては、有効な神経刺激又は筋肉刺激が不可能である。

筋肉及び／又は神経が、電極刺激によって電気刺激され得る。

神経刺激では、十分な急勾配を成す電界強度が印加される。当該電界強度は、活動電位（スパイク）を引き起こす。この活動電位は、運動神経を伝わって特定の筋肉の運動終板に達する。活動電位が、当該筋肉で新たに発生する。その結果、この活動電位は、筋肉を収縮させる。運動神経のほかに、知覚神経も電気刺激される、又は、知覚神経だけが電気刺激される。

神経細胞を直接に電気刺激する場合、神経細胞が、電気刺激によって直接に電気刺激される。当該電気刺激は、神経による電気刺激のときよりも著しく大きく且つ長い。いずれにしても、この電気刺激を皮膚上の複数の表面電極を用いて実施することが公知である。

筋肉を電気刺激する場合、例えば、１，０００ヘルツ（Ｈｚ）より高い周波数で通電される中周波の電流が、多くの場合に使用されるので、知覚負荷が、著しく軽減される。何故なら、電気刺激に対する皮膚の電気抵抗が、周波数に反比例するからである。この場合、１，０００〜１０，０００Ｈｚの周波数及び変調電流が、非常に有効であることが実証されている。

韓国特許第１０−２０１２−０００４１５２５号明細書

本発明の課題は、著しく改良された電気刺激が可能である、電気刺激のための装置及び方法を提供することにある。

この技術的課題は、請求項１に記載の特徴を有する装置及び請求項２３に記載の特徴を有する方法によって解決される。

身体の一部又は全体用の１上掛けマットによって電気刺激するための本発明の装置は、複数の電極が、前記装置の中心長手軸を中心にして対を成して配置されていること、前記電極は、扁平状に形成されていること、及び、隣接した複数の電極から形成されている複数の電極対が、順番に又は同時に制御可能に構成されていることを特徴とする。

好ましくは、本発明の装置は、背当て用の上掛けマットを有する、又は背中の領域内の上掛けマットとして形成されている。しかしながら、本発明の装置を身体のその他の領域のために、例えば、上肢又は下肢の領域のために形成することも可能である。

本発明には、複数の電極が、中心長手軸を中心にして対を成して配置されているという利点がある。このため、頭部から脚部までの全身の電気刺激が可能である、又は、電気刺激が、本発明の装置によって上掛けされている、身体の一部、例えば背中の領域内で可能である。

背当て用の上掛けマット又は身体の全体用の上掛けマットとして形成されている装置のときの、上記の中心長手軸を中心にして対を成す配置によって、脊柱の右側半分の身体及びその左側半分の身体の双方が電気刺激される。

電流が、隣接したそれぞれ２つの電極間で通電するように、電気刺激が、当該隣接した電極対によって実施される。上記装置を背当て用の上掛けマットとして形成した場合、当該隣接した電極対は、脊柱の右側とその左側とから選択されてもよい。脊柱の左側の隣接した電極対だけに又はその右側の電極対だけに、電流を通電することも可能である。隣接した複数の電極から形成されるこれらの電極対は、順番に又は同時に制御され得る。

さらに、本発明の装置は、複数の電極対が同時に又は順番に制御され得ることを特徴とする。このため、例えば、これらの電極対を波状に制御すること、すなわち身体を波状に電気刺激することが可能である。

好ましくは、それぞれ２つの電極が、装置の中心長手軸を中心にして対を成して配置されている。当該電極が、扁平状に形成されているので、当該電極は、電気刺激すべき領域を広範囲に又は完全に網羅する大きさがある。この場合、中心長手軸の両側に対して、それぞれ１つの電極を設けることで十分である。このため、装置のケーブル敷設の経費及び電極の制御に関する経費が、大幅に減少する。当該電極の扁平状の構成の主な利点は、当該電極が、電気刺激すべき筋肉の領域に、より広い面積で接触し、筋肉の、より効果的な電気刺激が、当該より広い面積によって可能であることにある。

本発明の非常に好適な実施の形態によれば、複数の電極の少なくとも一部が、湾曲面を有する。これらの電極が、扁平状に形成されているために、湾曲面を有する当該形状は有益である。何故なら、この場合には、これらの電極は、身体の輪郭に適合されて形成され得るからである。これらの電極は、頸椎の領域内では凸状に形成され得る一方で、これらの電極は、腰椎の領域内では好ましくは凹状に形成されている。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、複数の電極の少なくとも一部が、上掛けマットの基準面に対して傾斜して配置されている。当該配置によっても、電極を身体の輪郭に最適に適合させることが可能である。

好ましくは、電極の湾曲面が、身体の輪郭に適合された湾曲面として形成されているように、及び／又は、当該電極の傾斜部分が、身体の輪郭に適合された傾斜部分として形成されているように、装置が形成されている。したがって、当該電極が、身体に密接するので、最適な電気刺激が可能である。

好ましくは、少なくとも６個の電極対が設けられている。特に好ましくは、１２個の電極対が設けられている。

波状の電気刺激が、複数の電極対によって非常に良好に可能である。何故なら、上掛けマットが、背当て用の上掛けマットとして形成されているときに、電気刺激が、例えば仙骨の領域内で開始され得、頸椎までの電気刺激が、これらの電極対を順番に制御することによって継続し得るからである。

本発明によれば、複数の電極対がそれぞれ、強まり、その後に弱まるように制御可能に構成されていることが有益に提唱されている。このことは、好ましくは、最初の電極対が、強まり、その後に弱まるように制御されることを意味する。好ましくは、最初の電極対の弱まる過程中に、その次に続く電極対が強まるように、当該その次に続く電極対が制御される。その結果、本発明の装置による波状の電気刺激が可能である。

装置が、ただ１つの電気刺激波を進行させることが可能である。すなわち、最初の電極対が、強まり、その後に弱まるように制御される。最初の電極対の弱まる過程中に、その次に続く隣接した電極対が、強まるように制御される。この期間中は、その他の電極対が制御されない。

また、電気刺激を複数の波で同時に実施することが可能である。この場合、最初の電極対と隣接しない別の少なくとも１つの電極対とが、強まり、その後に弱まるように制御される。次いで、これらの電極対のそれぞれに隣接した後続の電極対が、強まり、その後に弱まるように制御される。その結果、波状の電気刺激が発生する。

好ましくは、当該電気刺激は、０〜１，０００（Ｈｚ）の低周波又は１〜１０（ｋＨｚ）の中周波の電流で実施される。これらの周波数帯域は、筋肉の領域内の電気刺激のために非常に有益である。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、装置が、加熱可能に構成されている。当該加熱は、刺激効果を向上させる。何故なら、筋肉が、刺激時の当該加熱によって良好に及び／又は迅速に弛緩する。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、装置が、身体の輪郭に適合された当て面を有する。筋肉が、当該当て面によっても非常に良好に且つ非常に迅速に弛緩する。その結果、当該電気刺激は非常に有効である。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、装置が、シリコンから形成されている。シリコンの使用には、電極が、シリコン中に非常に良好に埋設され得るという利点がある。さらに、この材料は、容易に清潔に保つことができる。したがって、当該本発明の装置は、特定の衛生法にも適合する。

シリコン及びシリコンから形成された上掛けマットは、柔軟であり且つ可撓性を呈する。このため、同様に、筋弛緩作用が、著しくより良好に且つより迅速に発生するので、電気刺激の効果が向上される。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、装置が、断線されている当て面を有する。

特に、当該領域は、中心長手軸に沿って確保されている。このため、この装置を利用する患者の脊柱の領域に対応する当て面が断線されている。したがって、同様に、電極が、この領域内に配置されていない。当該配置は、医療の観点から重要である。さらに、利用する患者の筋肉弛緩位置の観点からも、中心長手軸に沿った当該断線部分は、刺激効果を向上させるために重要である。さらに、患者の複数の棘突起が、当該装置の断線部分と境を成すように隣接しない場合、患者に苦痛を与えるほど快適でない。さらに、電極が、背中の筋肉部分に密接することが、当該配置によって保証される。このため、筋肉の電気刺激が、最適に実施され得る。

背当て用の上掛けマットとしての本発明の装置は、主に、骨の部分を除いた背筋を電気刺激するために使用される。

本発明の装置は、好ましくは複数の個別パッド部を有する。すなわち、上掛けマットが、中心長手軸に対して横方向に少なくとも２つの個別パッド部に分割されている。当該本発明の装置は、１つの凹部を中心長手軸の領域内に有し、及び／又は、複数の凹部を中心長手軸に対して横方向に有する。

このため、シリコン製の上掛けマットの可撓性が向上する。このため、同様に、筋弛緩作用が向上する。さらに、複数の個別パッド部で構成した場合は、複数の電極が、患者の身体により良好に密接するので、電気刺激効果が向上される。

好ましくは、少なくとも１つの電極がそれぞれ、各個別パッド部内に配置されている。本発明の特に好適に実施の形態によれば、それぞれ１つの電極が、各個別パッド部内に配置されている。それらの当て面が、好ましくは可動式に、例えばシリコン製の構成によって、形成されていることによって、当該電極は、装置の位置に存在する患者の身体の輪郭に最適に適合し得る。その結果、可能な限り全面でのパッド当てが実施されるので、最適な電気刺激が実施される。

本発明の特に好適な実施の形態によれば、複数の電極がそれぞれ、中心長手軸に沿って配置された凹部に隣接するように配置されている。このため、全身又は胴体の領域が、刺激されることが保証される。つまり、刺激が、身体の中心近辺の領域内で実施されることが保証される。電気刺激が、筋肉に通電することによって実施されるように、当該複数の電極は、好ましくは互いに間隔をあけて及び／又は互いに電気絶縁されて配置されている。

好ましくは、当該複数の電極は、それらの当て面に関して異なる大きさを有する。このため、最適な刺激が、例えば背中の様々な領域内で可能である。したがって、仙骨の領域内の電極は、それらの当て面に関して、肩の領域内の電極又は胸椎の領域内の電極より大きく形成されている。頸椎の領域内の電極は、好ましくは、その他の電極より狭い幅を有する代わりに、より大きい長さを有する。好ましくは、腰椎の領域内の電極が、最大の幅を有する。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、各電極の刺激強度が、別々に設定可能である。また、刺激強度を一群の電極ごとに設定することが可能である。当該設定によって、電気刺激を別々に適合させることが可能である。このため、電気刺激が、非常に効果的になる。

複数の電極が、電気刺激のための装置内又はこの装置上に配置されている、身体の一部又は全体用の上掛けマットを有する当該装置内で複数の電極を制御するための本発明の方法は、前記複数の電極が、順番に又は同時に制御可能に構成されていること、及び、前記複数の電極が、電気刺激の期間及び／又は強度に関して別々に又は対ごとに制御されることを特徴とする。

当該個別の制御又は当該順番の制御には、固有の刺激プログラムが、それぞれのユーザに対して提供され得るという利点がある。

好ましくは、複数の電極又は複数の電極対が、その強度に関して順番に波状に制御される。当該波状の制御は、有効な電極刺激のために有益である。

本発明の別の好適な実施の形態によれば、複数の電極対が、その強度に関して強まり、その後に弱まるように制御される。このため、当該波状の制御が、最良に実行され得る。

最適な波状の制御のために、最初の電極対の弱まり中に、隣接したその次の電極対が、その強度に関して強まることが提唱されている。当該弱まり中に、隣接したその次の電極対が、強まるように制御される。この電極対が弱まると、隣接したその次の電極対が、強まるように制御され、当該制御が繰り返される。したがって、或る種の強度の電気刺激が、上記装置を進行する。

電気刺激をさらに改良するために、複数の電極対が、１つの波ごとに又は複数の波ごとに、その強度に関して強まり、そして弱まるように制御されることが提唱されている。

本発明の特に好適な実施の形態によれば、電気刺激が、０〜１，０００ヘルツ（Ｈｚ）の低周波又は１〜１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の中周波の電流で実施されることが提唱されている。この帯域は、筋肉の電気刺激のために非常に有益である。

最適化された電気刺激のために、装置が加熱されることが提唱されている。筋肉が、当該加熱によって弛緩し、当該電気刺激は、非常に効果的である。

複数の電極が、対ごとに制御され得る。すなわち、中心長手軸の両側に配置されている複数の電極がそれぞれ、対ごとに制御され得る、又は、中心長手軸の右側だけ又はその左側だけに配置されている電極対が、対ごとに制御され得る。しかしながら、全ての電極を別々に制御することも可能である。

本発明の方法は、本発明の装置によって実施され得る。また、本発明の装置は、本発明の方法によって実施され得る。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面に基づいて記載されている。当該図面には、本発明の装置の１つの実施の形態が、専ら例示的に示されている。

本発明の装置の平面図である。 本発明の装置の斜視図である。 本発明の装置の側面図である。

図１〜３は、装置１を有する。この装置１は、フレーム２及び個別パッド部３〜２６を有する。１つの電極２７〜５０が、各個別パッド部３〜２６ごとに配置されている。

装置１は、中心長手軸５１を有する。この装置１は、この中心長手軸５１方向に延在する１つの凹部を有する。すなわち、身体部の当て面が、当該凹部に設けられていない。

複数の個別パッド部３〜２６から形成される当該当て面は、体形に合わせて形成されている。

この場合、個別パッド部１４，２６が、首筋／頸椎の領域に当てるために使用され、個別パッド部３，１５が、骨盤の領域に当てるために使用される。

これらの個別パッド部３〜２６は、横方向に、すなわちこれらの個別パッド部間に延在する凹部の中心長手軸５１に対して９０°の角度を成して形成されている。このため、当該当て面の全体が、身体に最適に適合することが可能である。その結果、電極２７〜５０が、身体（図示せず）に対して最大の当て面を有する。

電極２７，３９；２８，４０；２９，４１；３０，４２；３１，４３；３２，４４；３３，４５；３４，４６；３５，４７；３６，４８；３７，４９；３８，５０がそれぞれ、対を成す。また、当該対は、電子制御系を有する制御装置５２によって制御され得る。

さらに、装置１の一方の側の電極２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８が制御されることなしに、この装置１の他方の側の電極３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０を、例えば説明した波状に制御することが可能である。

当該電極対２７，３９；２８，４０；２９，４１；３０，４２；３１，４３；３２，４４；３３，４５；３４，４６；３５，４７；３６，４８；３７，４９；３８，５０の制御は、以下のように実行される。

電極２７，３９が、強まり、その後に逆に弱まるように制御される。隣接した出極２８，４０が、当該弱める制御中に強められる。当該電極２８，４０が、逆に弱まるように制御される間に、電極２９，４１が、強まるように制御され、当該電極対ごとの強弱の制御が繰り返される。この方法は、電気刺激波を装置１内に生成する。身体（図示せず）が、この装置１によって電気刺激される。

電極２７，３９；２８，４０の制御中に、その他の電極対は制御されない。その結果、ただ１つの波が、装置１を進行する。

しかしながら、電気刺激波が、電極対３６，４８；３７，４９まで進行されたときに、その次の波が、電極対２７，３９；２８，４０内で開始することも可能である。その結果、この場合には、２つの電気刺激波が、装置１を進行する。

また、さらに多い波が、装置１を同時に進行することが可能である。

上記制御は、区別して大まかに図示されている制御装置５２によって実行される。

個別パッド部３〜２６が、加熱されてもよい。

好ましくは、個別パッド部３〜２６及びフレーム２は、シリコンから形成されている。

しかしながら、その他の材料で形成することも可能である。

電極２７，２８，３９，４０が、仙骨の領域内に当てられる。電極２９，４１が、仙骨の領域内又はその下方の腰椎の領域内に配置されている。当該腰椎の領域は、電極３０，３１，３２，４２，４３，４４にわたって延在する。電極３３，３４，３５，３６，４５，４７，４８が、胸椎の領域内に存在する。電極３７，４９が、肩の領域及び頸椎の開始領域内に配置されている。電極３８，５０が、頸椎の領域内に存在する。

仙骨の領域内の電極２７，２８，３９，４０及び腰椎の領域内の電極３１，３２，４３，４４が、最も大きい幅を有する、すなわち中心長手軸から９０°の方向に延在する最も大きい寸法を有する。

頸椎の領域内の電極３８，５０が、最も狭い幅を有する。その代わりに、これらの電極３８，５０は、中心長手軸５１の方向に関しては、その他の電極２７〜３７，３９〜４９より長く形成されている。胸椎の領域内の電極３３，３４，３５，３６，４５，４６，４７，４８が、頸椎の領域内の電極３８，５０より広い。しかしながら、当該胸椎の領域内の電極３３，３４，３５，３６，４５，４６，４７，４８は、頸椎の領域以外のその他の電極より狭い。

装置１は、（一部を省略して図示された）ケーブル用の接続部５３を有する。電極（２７〜５０）が、当該ケーブルを通じて給電され、且つ制御装置５２によって制御される。

１ 装置
２ フレーム
３−２６ 個別パッド部
２７−５０ 電極
５１ 中心長手軸
５２ 制御装置
５３ ケーブル接続部

Claims (30)

1. 身体の一部又は全体用の１つの上掛けマットと当該上掛けマット内に配置された複数の電極とを有する、電気刺激のための装置において、
   前記複数の電極（２７〜５０）は、前記装置（１）の中心長手軸（５１）を中心にして対を成して配置されていること、前記複数の電極（２７〜５０）は、扁平状に形成されていること、及び、隣接した複数の電極（２７〜５０）から形成されている複数の電極対（２７〜５０）が、順番に又は同時に制御可能に構成されていることを特徴とする装置。
2. それぞれ２つの電極（２７〜５０）が、前記装置（１）の前記中心長手軸（５１）を中心にして対を成して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記複数の電極（２７〜５０）の少なくとも一部が、湾曲面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記複数の電極（２７〜５０）の少なくとも一部が、前記上掛けマットの基準面に対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記複数の電極（２７〜５０）の前記湾曲面は、身体の輪郭に適合された湾曲面として形成されている、及び／又は、前記複数の電極（２７〜５０）の傾斜部分が、身体の輪郭に適合された傾斜部分として形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
6. 少なくとも６個の電極対（２７〜５０）が、設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 少なくとも１２個の電極対（２７〜５０）が、設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記複数の電極対（２７〜５０）は、順番に波状に制御されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記複数の電極対（２７〜５０）は、強まり、その後に弱まるように制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 先行する１つの電極対（２７，２８）が、弱められている間に、隣接したその次の電極対（２８，４０）が、強められていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記複数の電極対（２７〜５０）は、１つの波ごとに又は複数の波ごとに、強まり、そして弱まるように制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 電気刺激が、０〜１，０００ヘルツ（Ｈｚ）の低周波又は１〜１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の中周波の電流で実施されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記装置（１）は、加熱可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記装置（１）は、身体の輪郭に適合された当て面を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記装置（１）の本体が、シリコンから形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記装置（１）は、断線された当て面を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 前記装置（１）は、少なくとも２つの個別パッド部（３〜２６）を有することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
18. 前記装置（１）は、各個別パッド部（３〜２６）ごとに、それぞれ少なくとも１つの電極（２７〜５０）を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。
19. 前記当て面は、前記中心長手軸（５１）方向に延在する１つの凹部を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 前記複数の電極（２７〜５０）は、前記中心長手軸（５１）方向に配置された前記凹部に対して境を成すように隣接して配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記複数の電極（２７〜５０）の少なくとも一部が、それらの当て面に関して異なる大きさを有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の装置。
22. 前記複数の電極（２７〜５０）は、その電気刺激強度に関して別々に制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
23. 複数の電極が、電気刺激のための装置内又はこの装置上に配置されている、身体の一部又は全体用の上掛けマットを有する当該装置内で前記複数の電極を制御するための方法において、
    前記複数の電極（２７〜５０）は、順番に又は同時に制御可能に構成されていること、及び、前記複数の電極（２７〜５０）は、前記電気刺激の期間及び／又は強度に関して別々に又は対ごとに制御されることを特徴とする方法。
24. 前記複数の電極（２７〜５０）つまり複数の電極対は、その強度に関して順番に波状に制御されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 前記複数の電極（２７〜５０）つまり複数の電極対は、その強度に関して、強まり、その後に弱まるように制御されることを特徴とする請求項２３又は２４に記載の方法。
26. 最初の電極対（２７，３９）の弱まり中に、隣接したその次の電極対（２８，４０）が、その強度に関して強まることを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
27. 前記複数の電極対は、１つの波ごとに又は複数の波ごとに、その強度に関して、強まり、そして弱まるように制御されることを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 電気刺激が、０〜１，０００ヘルツ（Ｈｚ）の低周波又は１〜１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の中周波の電流で実施されることを特徴とする請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記装置（１）は、加熱されることを特徴とする請求項２３〜２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記方法は、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の装置によって実施されることを特徴とする請求項２３〜２９のいずれか１項に記載の方法。

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