JP2020505120A - 被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段（２０）と、複数の絶縁列によって隔てられる少なくとも２つの導電列（１１）を備え、編むことにより作られるテキスタイル構造（１０）と、を備え、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の面（１３）に接続される、被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイスに関する。特に、本発明は、電磁シールドを備える、被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイスに関する。

電子デバイス間の電磁干渉は、我々の周囲でモバイル及び電子デバイスの数が増えているため、その影響力が増している。

生体電気信号の測定を行うインテリジェント衣類は、高い接触インピーダンスにより動かされる、著しい長さの電気接続によって、非常に低い強度の信号を通すことを要する。これら信号は、その後、電磁外乱又は静電外乱の大きなリスクを被りやすい。これら外乱は可変である。外乱の変動は、例えば別の人がセンサー近くを通った際の、高周波の電波、静電外乱、又は低周波外乱によって生じることがある。電源供給電圧も、測定及び送信される信号において、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのノイズを発生しやすい。

これら外乱は、技術者もしくは医師が行う場合にも、又はコンピュータアルゴリズムによって行う場合にも、信号の活用及び解釈を妨害する。医療分野において、医師の専門知識は、医師が異なる種類のアーチファクトを識別することを可能にし得るが、それは非常に限られた手段である。従って、これら外乱により、診断がゆがめられること、又は条件付きで診断を出すことさえあり得る。被検者は、確実性のある診断を受けることができない。

被検者の頭と接触することが意図される、その内面に脳波検査（ＥＥＧ）電極を備えるヘルメットについて記載する国際特許出願第２０１３／１２６７９８号は、先行技術から既知である。このヘルメットは、その外面に、シールド面を加えることによるこれら電極の電磁シールドをも含む。このシールド面は、特定のパターンで誘電材料にプリントされた導電層を含む。当該デバイスの欠点は、現行のヘルメットに厚さ、質量、及びさらなる剛性を加えてしまうことである。当該デバイスは、非常に硬く、被検者は、数日間、とりわけ睡眠期間中に、継続して当該デバイスを着用することができない。

金属で被覆された不織布、織布、又は編地で作られた導電性の平面テキスタイル素材を備える、特に乗り物の座席に組み込むための平面電極について記載する国際特許出願第００／１１４４３号は、先行技術から既知である。金属導電性テキスタイル素材の電気伝導性を高めるため、ランダムに配置された不織布繊維、又は織布もしくは編地の目のかみ合い列は、好ましくは一定の間隔で、縦の接触エレメントによって電気伝導性の様式で接続される。この平面電極は、圧力を測定する静電容量感知電極である。静電容量のこの変動は、ユーザーの位置及び動きを定量することを可能にする。当該デバイスは、電磁干渉に抗うシールドシステムを含まない。

本発明の目的は、良好な可撓特性も有しつつ、電磁干渉から遮蔽するため、被検者の電気生理学的活動を測定するための効果的なデバイスを開発することである。

本発明は、
被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段と、
複数の絶縁列によって隔てられる少なくとも２つの導電列を備え、編むことにより作られるテキスタイル構造と、
を備え、
被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の面に接続される、被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイスに関する。

一実施形態によれば、少なくとも２つの導電列は、互いにほぼ平行である。

一実施形態によれば、テキスタイルデバイスの編み構造は、少なくとも２つの導電列とほぼ垂直な少なくとも１つの掛け目（ｙａｒｎ−ｏｖｅｒ−ｎｅｅｄｌｅ）列をさらに備え、少なくとも１つの掛け目列は、導電性があり、少なくとも２つの導電列を互いに電気的に接続する。

一実施形態によれば、導電列は、導電面、好ましくは金属面、非常に好ましくは銀面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤからなる。

一実施形態によれば、テキスタイルデバイスは、アースを備える電子デバイスをさらに備え、少なくとも２つの導電列は、電子デバイスのアースに接続される。

一実施形態によれば、少なくとも１つの導電掛け目列は、金属製、好ましくは銀であるか、又は導電面、好ましくは銀などの金属面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤからなる。

一実施形態によれば、被検者の電気生理学的活動を測定するための手段は、少なくとも１つの電極と、プリント回路と、少なくとも１つの電極をプリント回路に接続する電気接続手段と、を備える。

一実施形態によれば、互いにほぼ平行な少なくとも２つの導電列は、２から３００まで変動する数の絶縁列により隔てられる。

本発明は、さらに、
本発明に係るテキスタイルデバイスを編む工程と、
電気生理学的活動を測定するための手段を備えるデバイスの表面が衣服を着用する被検者の肌と接触するように、テキスタイルデバイスを衣服の表面に縫製する工程と、
を含む、アセンブリの製造方法に関する。

本発明は、さらに、上記実施形態のうちいずれか１つに係る１つ又は複数のテキスタイルデバイスを備える、又は上記製造方法により製造される、衣服に関する。

定義
本発明において、以下の用語は、以下の意味を有する。
「列」とは、編み構造における紡績糸を指す。列は、編み構造のミアンダ又は編み目を形成する紡績糸である。
「メッシュ」とは、列のループにより形成される穴を指す。
「列の平均的経路」とは、列の軸の平均方向を指す。平均的経路は、同一列の各メッシュを接続することにより描くことができる。平均的経路は、メッシュ間の列の方向である。
「ほぼ垂直」とは、±２５°、好ましくは±１０°、非常に好ましくは±５°まで垂直と理解すべきである。編み構造の１つ又は複数の列形成部に関して使用される用語「ほぼ垂直」とは、列により形成される平均的経路にほぼ垂直であると解釈すべきである。
「ほぼ平行な列」とは、所定の距離、好ましくは少なくとも１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、又は１０ｃｍにわたり同一数の列により隔てられる２つの列と理解するものである。
「複数」とは、「少なくとも２つ」と理解すべきである。
「衣服」は、動物又は人間など被検者が着用することができる任意のテキスタイルを含み、さらに帽子も含み得る。
「スマート衣類」とは、電気信号を送受信するように構成される少なくとも１つの導電領域を備える、被検者が着用することができる任意のテキスタイルを意味する。
「被検者の肌と接触することが意図される」とは、どのような髪であれ、被検者の頭蓋とも解釈される。

本発明は、外部外乱から電磁的に遮蔽されるように構成される、被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイスを製造することがねらいである。このデバイスの電磁シールドは、複数の絶縁列により隔てられる少なくとも２つの導電列を備えるテキスタイル構造の編み物により成し遂げられる。テキスタイルデバイスは、被検者の電気生理学的活動を測定するための手段を備える。被検者の電気生理学的活動を測定する手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の表面に接続される。このようにして、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段により送受信される信号は、その周囲で被検者が受ける電磁外乱又は静電外乱から保護される。一実施形態において、測定のための手段は、被検者の電気的活動を測定するための手段である。

結果として、本発明に係るデバイスは、テキスタイル構造と、測定のための手段と、を本質的に備える。

本発明によれば、導電列は、テキスタイル構造で編まれた導電ネットワークを形成する。

一実施形態によれば、テキスタイル構造は、導電列と、絶縁列と、を備える編み構造である。編み構造は、三次元構造である。編み構造は、織り構造のメッシュよりも、より厚く、より軽く、そのため被検者にとってより快適なメッシュを可能にする。編み物は、衣服に沿って遮蔽される場所又は遮蔽されない場所を選択することができることを可能にもさせる。加えて、編み構造の三次元構造は、本発明の目的にとって特に有利である。実際、この編み構造は、テキスタイル構造の厚みにより電磁信号の減衰を可能にし、従って、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段の電磁シールドを改良する。

一実施形態において、編地構造は、複数のニット厚を含む。

一実施形態によれば、本発明に係るテキスタイルデバイスは、編み導電列からなる、導電ネットワーク（ファラデーグレーティング（Ｆａｒａｄａｙ ｇｒａｔｉｎｇ）ともいう）を備える。連続的で均一なファラデーネットワークからなるテキスタイルデバイスは、電磁放射に対するシールドである。

電気的に接続される導電ワイヤのネットワークを備えるテキスタイル構造は、被検者の肌と接触することを意図される衣服の表面に設けられる測定のための手段のファラデーケージとして作用する。そのため、テキスタイル構造は、被検者の電気生理学的活動を測定するための手段の電磁シールドを作動させることができる。

編地の紡績糸は、蛇行した経路を追従し、平均的経路を連続して上下するループ（又はメッシュ）を形成する。一実施形態によれば、編むことにより得られるテキスタイル構造は、絶縁ワイヤ製の複数の中間経路により隔てられる少なくとも２つの導電ワイヤで作られる少なくとも２つの中間経路を備える。

一実施形態によれば、導電列は、編地に垂直でない。

図１に示すように、本発明に係るテキスタイルデバイス１は、複数の絶縁列１２により隔てられる少なくとも２つの導電列１１を備えるテキスタイル構造１０を備える。少なくとも２つの導電列１１は、少なくとも２つの絶縁列１２により隔てられる。一実施形態において、少なくとも２つの導電列１１は、少なくとも３つの絶縁列１２により隔てられる。別の実施形態において、少なくとも２つの導電列１１は、少なくとも４つ、５つの列、６つ、７つ、８つ、９つ、１０つ、１５つ、２０つ、２５つ、３０つ、４０つ、５０つ、６０つ、７０つ、８０つ、９０つ、１００つ、２００つ、又は３００つの絶縁列１２により隔てられる。一実施形態において、少なくとも２つの導電列は、２から３００まで、３から１００まで変動する数の絶縁列１２により隔てられる。

例えば、２つの導電列の間に編まれる絶縁列の数は、５〜５０の間の範囲であり得る。そこで、２つのほぼ平行な導電列が、５〜５０つの絶縁列の間で変動する数の絶縁列により隔てられるとき、ファラデーケージの電磁シールド効果は、最適である。

一実施形態において、テキスタイルデバイスは、アースを備える電子デバイスをも備える。導電ワイヤのネットワーク又は少なくとも２つの導電列は、電子デバイスのアースに接続される。導電ワイヤのネットワークのアースとの接続は、ファラデーケージの電位を一定に保ち、電磁外乱からケージの内部を保護することを可能にさせる。一実施形態において、アースは、テキスタイルデバイスを運ぶ被検者である。この実施形態において、導電列は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の表面に部分開口を備える。

一実施形態において、少なくとも２つの導電列は、アースに接続される。一実施形態において、本発明に係るテキスタイルデバイスは、導電列及び導電掛け目列により形成されるネットワークを、テキスタイルデバイスを運ぶ被検者に接続するように適合される少なくとも１つの接続手段を備える。

一実施形態において、テキスタイル構造の少なくとも２つの導電列は、互いにほぼ平行である。

一実施形態において、少なくとも２つの導電列は、互いにほぼ平行であり、テキスタイル構造は、少なくとも２つの導電列の平均的経路にほぼ垂直な掛け目列をも備える。テキスタイル構造の掛け目列は、導電糸で作られる。

掛け目は、当業者にとって既知の編物技術である。その役割は、通常、装飾的なもので、異なる経路にある２つのメッシュを連結させることを可能にする。ここで、重要なのは、少なくとも２つの導電列間で電気接続させ、電位の均質化を容易にすることである。

不図示の実施形態において、２つの導電列間の接続手段としての導電掛け目列の使用は、いくつかの利点がある。第１に、これは、導電列を直接接触させないことを可能にすることである。従って、導電列は、ニットの構造を厳密に追従し、迂回させ接触させる必要はない。加えて、導電掛け目列は、テキスタイル構造の必須部分である。そのため、標準的な接続手段より遥かに耐摩耗性がある。

一実施形態において、互いにほぼ平行な少なくとも２つの導電列の各々は、アースに接続される。

一実施形態において、テキスタイル構造は、少なくとも２つの導電列にほぼ垂直な少なくとも２つの導電捨て列を備え、２つの導電掛け目列は、０．１ｃｍ〜５０ｃｍの間、０．１ｃｍ〜３０ｃｍの間、０．５ｃｍ〜１０ｃｍの間、又は０．５ｃｍ〜５ｃｍの間の長さ分、離間する。

一実施形態において、テキスタイル構造は、均等に離れて配される複数の掛け目列を備え、互いにほぼ平行な導電列でネットワークを形成し、掛け目列は、１〜１００ｍｍの間、５〜７５ｍｍの間、８〜５０ｍｍの間、又は１０〜４０ｍｍの間の距離で規則的に離れる。

第１実施形態において、導電列を作るために使用される導電ワイヤは、導電材料製のワイヤである。好ましくは、導電ワイヤは、銀ワイヤなどの金属ワイヤである。

第２実施形態において、導電列を産するために使用される導電ワイヤは、導電面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤを含むワイヤである。ワイヤは、好ましくは、金属面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤ、より好ましくは銀表面で覆われたテキスタイルワイヤを含む。好ましくは、導電面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤは、ポリアミド製である。そのため、より好ましくは、導電ワイヤは、銀表面又は銀シースで覆われたポリアミド絶縁ワイヤを含む。この実施形態は、導電糸が、金属ワイヤとは違い、例えばポリアミド糸といった絶縁ワイヤの軽量性及び可撓性を保持するため、良好な電磁シールド特性及び良好な可撓性を備えるテキスタイル構造を得るのに特に効果がある。この実施形態は、全体的に金属材料又は銀で作られたワイヤで得られる同様の構造よりも、より可撓性があり、より厚みが少なく、より剛性の低いワイヤ、従って、テキスタイル構造を得ることを可能にさせる。さらに、これらワイヤを編み構造に組み込むことも容易にする。

第３実施形態において、導電列を産するために使用される導電ワイヤは、以上で述べた第１及び第２の実施形態の組み合わせである。

テキスタイル構造が少なくとも２つの導電列の平均的経路にほぼ垂直な少なくとも１つの掛け目列を備える実施形態において、少なくとも１つの掛け目列は、以上で述べた３つの実施形態のうち１つに従い作られる。好ましい実施形態において、少なくとも１つの導電掛け目列は、導電面、好ましくは銀などの金属面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤからなる。

一実施形態において、少なくとも２つの導電列及び少なくとも１つの掛け目列は、金属ワイヤ製でない。一実施形態において、少なくとも２つの導電列又は少なくとも１つの掛け目列は、メタルコアを備えるワイヤ製でない。

一実施形態において、少なくとも２つの導電列又は少なくとも１つの掛け目列は、金属ワイヤ製でない。一実施形態において、少なくとも２つの導電列及び少なくとも１つの掛け目列は、メタルコアを備えるワイヤ製でない。

一実施形態において、ほぼ平行な列が同じ数の列で隔てられる長さは、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、又は１０ｃｍである。

一実施形態によれば、電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイスは、被検者の電気生理学的活動を測定するため少なくとも１つの手段を備える。一実施形態によれば、被検者の電気生理学的活動を測定する少なくとも１つの手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の表面に接続される。このようにして、複数の絶縁列により隔てられ、ファラデーネットワークを形成する少なくとも２つの導電列は、電磁放射から、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段を保護するように配置される。

一実施形態において、テキスタイルデバイス（１）は、電気生理学的活動を測定するための手段と、電磁シールド構造を形成する絶縁ワイヤ及び導電ワイヤを備えるテキスタイル構造と、を備える。

図２に示す一実施形態において、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造１０の表面１３に接続される。導電列１１は、外部外乱から測定手段２０を保護することを可能にさせる。一実施形態において、測定するための手段２０は、テキスタイル構造１０に編まれたテキスタイル電極である。一実施形態において、測定するための手段２０は、接続手段によって、テキスタイル構造１０に接続される。これら接続手段は、電磁的手段及び／又は機械的手段であり得る。

一実施形態において、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、生体生理学的パラメータを測定する任意の手段であってもよい。

一実施形態において、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、ＥＥＧ活動を測定するためのセンサー（好ましくは電極）、好ましくはＥＥＧ電極である。被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、心筋又は心臓神経の機能、及び／又は例えば咀嚼筋などの周辺筋肉の電気生理学的活動を測定するように構成されるセンサー（好ましくは電極）であってもよい。

図３に示す特定の実施形態において、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段２０は、少なくとも１つの電極２１と、プリント回路２２と、少なくとも１つの電極２１をプリント回路２２に接続する電気接続手段２３と、を備える。好ましくは、少なくとも１つの電極は、平面電極である。この実施形態において、測定するための手段のアセンブリ（電極２１、プリント回路２２、及び接続手段２３）は、本発明に係るテキスタイル構造１０により形成されるファラデーネットワークにより外乱から保護される。一実施形態において、接続手段２３は、テキスタイル構造１０の導電糸である。

一実施形態において、被検者は、人間である。

一実施形態において、被検者は、動物である。

本発明は、アセンブリを製造するための方法であって、
被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段と、
複数の絶縁列により隔てられる少なくとも２つの導電列と、を備え、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の表面に接続される、テキスタイルデバイスを編むことと、
テキスタイルデバイスを、被検者により着用されるように適合される衣服の一部となるように適合される形状とするように、テキスタイルデバイスを縫製することと、
を含む方法にも関する。

本発明は、アセンブリを製造するための方法であって、
被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段と、
複数の絶縁列により隔てられる少なくとも２つの導電列と、
を備え、被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段は、被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の表面に接続されるテキスタイルデバイスを編む工程と、
電気生理学的活動を測定するための手段を備えるデバイスの表面が衣服を着用する被検者の肌と接触するように、テキスタイルデバイスを衣服の表面に縫製する工程と、
を含む方法にも関する。

本発明は、本発明に係る１つ又は複数のテキスタイルデバイスで作られた、又は本発明に係る製造方法により作られた衣服にも関する。こうして実現される衣服は、ファラデーケージを形成する導電ワイヤのネットワークによって、衣服を運ぶ被検者の電気生理学的活動を測定する手段のための電磁シールドを形成する。好ましい実施形態において、衣服は、脳の電気生理学的活動を測定するように構成される帽子又はヘルメットである。

本発明に係るテキスタイルデバイスを備える衣服の実施形態は、特に可撓性及び性能の観点から、多くの利点を有する。

一実施形態において、衣服は、導電列を備えないテキスタイル構造によって互いに接続される、本発明に係る複数のテキスタイルデバイスを備える。従って、導電列は、被検者の電気生理学的活動の活動を測定するための少なくとも１つの手段が存在する領域にのみ存在し、それにより衣服の柔軟性及び可撓性が大幅に向上し、それにより被検者の快適さが増し、その結果、被検者は、自身の睡眠期間中に衣服を着用し続けることができる。

絶縁列１２により隔てられる導電列１１を備えるテキスタイル構造１０を示す図である。 図１の軸ＡＡ´に沿ったデバイスの断面図である。 図１の軸ＡＡ´に沿ったデバイスの断面図である。

本発明は、図解した編み構造に限定されず、考えられる全ての他の構造まで拡張され、それは、当業者にとって既知である。図解は、一定の比率の縮尺ではなく、異なる図面で測定した寸法を使用して、本発明を解釈又は限定することはできない。

１−テキスタイルデバイス
１０−テキスタイル構造
１１−導電列
１２−絶縁列
１３−被検者の肌と接触することが意図されるテキスタイル構造の表面
２０−被検者の電気生理学的活動を測定する手段
２１−平面電極
２２−プリント回路
２３−電気接続手段

Claims (10)

1. 被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段（２０）と、
   複数の絶縁列（１２）により隔てられる少なくとも２つの導電列（１１）を備え、編むことにより作られたテキスタイル構造（１０）と、
   を備え、
   前記被検者の電気生理学的活動を測定するための少なくとも１つの手段（２０）は、前記被検者の肌と接触することが意図される前記テキスタイル構造の面（１３）に接続される、被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
2. 前記少なくとも２つの導電列（１１）は、互いにほぼ平行である、請求項１に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
3. 前記テキスタイルデバイス（１）の編み構造は、前記少なくとも２つの導電列（１１）とほぼ垂直な少なくとも１つの掛け目列をさらに備え、前記少なくとも１つの掛け目列は、導電性があり、前記少なくとも２つの導電列（１１）を互いに電気的に接続する、請求項２に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
4. 前記導電列（１１）は、導電面、好ましくは金属面、非常に好ましくは銀面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤからなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
5. アースを備える電子デバイスをさらに備え、前記少なくとも２つの導電列（１１）は、前記電子デバイスのアースに接続される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
6. 前記少なくとも１つの導電掛け目列は、金属製、好ましくは銀であるか、又は導電面、好ましくは銀などの金属面で覆われた絶縁テキスタイルワイヤからなる、請求項３〜５のいずれか１項に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
7. 前記被検者の電気生理学的活動を測定するための手段（２０）は、少なくとも１つの電極（２１）と、プリント回路（２２）と、前記少なくとも１つの電極（２１）を前記プリント回路（２２）に接続する電気接続手段（２３）と、を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
8. 互いにほぼ平行な前記少なくとも２つの導電列（１１）は、２から３００まで変動する数の前記絶縁列（１２）により隔てられる、請求項２〜７のいずれか１項に記載の被検者の電気生理学的活動を測定するためのテキスタイルデバイス（１）。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のテキスタイルデバイス（１）を編む工程と、
   前記電気生理学的活動を測定するための手段（２０）を備える前記デバイスの表面（１３）が衣服を着用する被検者の肌と接触するように、前記テキスタイルデバイス（１）を前記衣服の表面に縫製する工程と、
   を含む、アセンブリの製造方法。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の１つ又は複数のテキスタイルデバイス（１）を備える、又は請求項９に記載の製造方法により製造される、衣服。

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