JP6461145B2 - スニッフィングスマートフォン - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、2013年11月21日に出願された“SNIFFING SMARTPHONE”と題する米国特許出願第14/086,887号の利益を主張する。

本発明は、たとえばセルラーフォンなどのワイヤレス通信デバイスに関し、より詳細には、健康を監視するためにユーザの呼気を検出または測定するためのセンサを有するワイヤレス通信デバイスに関する。

患者の呼気を分析することによって多くの健康問題が検出され得る。日常生活のほぼ至る所にあるスマートフォンなどのワイヤレス通信デバイスの進歩に伴い、健康問題についてユーザの呼気を監視する能力をそのようなワイヤレス通信デバイスに提供することは有益となっている。

本発明の実施形態は、ワイヤレス通信デバイスのユーザに関連した健康問題を示し得る検体を測定または検出するためにワイヤレス通信デバイスを使用するためのシステムおよび方法を対象とする。

一実施形態では、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信デバイスのユーザに関連付けられた検体を検出するための第1のセンサと、ユーザの口に対するワイヤレス通信デバイスの近接度を測定するための第2のセンサと、測定された近接度に基づいて、第1のセンサの検出しきい値を設定するためのアプリケーションプロセッサとを含む。

別の実施形態では、本システムは、サーバと、ワイヤレス通信デバイスとを含む。ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信デバイスのユーザに関連付けられた検体を検出するための第1のセンサと、サーバに少なくとも1つのメッセージを送信するようにプログラムされたアプリケーションプロセッサであって、少なくとも1つのメッセージ内の各メッセージは、第1のセンサが前記ワイヤレス通信デバイスのユーザの呼気中の検体を検出したことに応答して送信される、アプリケーションプロセッサとを含む。

別の実施形態では、本方法は、センサがワイヤレス通信デバイスのユーザの呼気中の検体を検出できるようにするステップであって、第1のセンサが、ワイヤレス通信デバイス内に組み込まれている、ステップと、ワイヤレス通信デバイスによって少なくとも1つのメッセージをクラウドサーバに送信するステップであって、少なくとも1つのメッセージが、第1のセンサによる検体の検出を示す、ステップと、少なくとも1つのメッセージが健康問題を示すしきい値を超える場合、サーバによって警告メッセージを生成するステップとを含む。

別の実施形態では、ワイヤレス通信デバイスは、呼気を感知するための手段であって、ワイヤレス通信デバイスのユーザに関連付けられた検体を検出するための手段である、手段と、近接度を感知するための手段であって、ユーザの口に対するワイヤレス通信デバイスの近接度を測定するための手段である、手段と、測定された近接度に基づいて、呼気を感知するための手段の検出しきい値を設定するためのアプリケーションプロセッサとを含む。

別の実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令を記憶している。少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、記憶された命令は、システムに、センサがワイヤレス通信デバイスのユーザの呼気中の検体を検出できるようにするステップであって、第1のセンサが、ワイヤレス通信デバイス内に組み込まれている、ステップと、ワイヤレス通信デバイスによって少なくとも1つのメッセージをクラウドサーバに送信するステップであって、少なくとも1つのメッセージが、第1のセンサによる検体の検出を示す、ステップと、少なくとも1つのメッセージが健康問題を示すしきい値を超える場合、サーバによって警告メッセージを生成するステップとを含む方法を実行させる。

添付の図面は、本発明の実施形態の説明を助けるために提示されており、実施形態を限定するためではなく、実施形態を例示するためにのみ提供される。

一実施形態によるワイヤレス通信ネットワークを示す図である。 一実施形態によるシステムを示す図である。 一実施形態によるプロセスを示す図である。

本発明の態様は、本発明の特定の実施形態を対象とする以下の説明および関連する図面で開示される。本発明の範囲を逸脱することなく、代替実施形態が考案され得る。加えて、本発明の関連する詳細を不明瞭にしないように、本発明のよく知られている要素は詳細に説明されず、または省略される。

「本発明の実施形態」という用語は、本発明のすべての実施形態が、論じられた特徴、利点または動作モードを含むことを必要としない。

本明細書において使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とするものであり、本発明の実施形態を限定するものではない。本明細書において使用されるときに、単数形「1つの(a、an)」、および「その(the)」は、文脈によって別段に明確に指示されない限り、複数形をも含むことを意図している。さらに、本明細書で使用する「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含む(includes)」、および/または「含んでいる(including)」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことを理解されよう。

さらに、多くの実施形態が、たとえば、コンピューティングデバイスの要素によって実行されるべき一連の動作として説明される。特定の回路(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC))、プログラム命令を実行する1つまたは複数のプロセッサ、または両方の組合せが、本明細書において説明される種々の動作を実行できることは認識されよう。さらに、本明細書で説明する一連のアクションは、実行時に、関連するプロセッサに本明細書で説明する機能を実行させるコンピュータ命令の対応するセットを記憶した、任意の形式のコンピュータ可読記憶媒体内で完全に具現化されるものと見なすことができる。したがって、本発明の様々な態様は、請求する主題の範囲内にすべて入ることが企図されているいくつかの異なる形式で具現化され得る。加えて、本明細書で説明される実施形態ごとに、任意のそのような実施形態の対応する形式は、本明細書では、たとえば、説明された動作を実行する「ように構成された論理」として説明され得る。

図1は、実施形態が適用できるワイヤレス通信システム100を示す。図1には、様々なモジュールまたは構成要素、アプリケーションプロセッサ102、メモリ104、ワイヤレスインターフェース106、ベースバンドプロセッサ108、音声をヘッドフォン112またはスピーカ114に提供する、またはマイクロフォン116からの音声を処理するためのオーディオコーデック110、カメラ118aおよび関連するドライバ、カメラコントローラ118b、ディスプレイ120aおよび関連するドライバ、ディスプレイコントローラ120b、近接センサ122aおよび関連するドライバ、近接コントローラ122b、ならびに分析センサ(assay sensor)124aおよび関連するドライバ、分析コントローラ124bが示されている。

分析センサ124aおよび分析コントローラ124b、ならびに分析センサ124aから取得された情報が他のモジュールと対話する方法が実施形態の説明に記載されている。しかしながら、図1に示される他のモジュールは、たとえばセルフォンなど、ワイヤレス通信デバイスの分野でよく知られており、したがって、実施形態を説明するとき、そのようなモジュールを詳細に説明する必要はない。

図1におけるモジュールの組合せは、たとえばスマートフォンなど、ワイヤレス通信のためのシステムの抽象概念として役立つ。説明しやすいように、モジュールのうちのいくつかの間の相互接続は示されていない。モジュールのいくつかは、シングルチップ(ダイ)上に集積されていてもよく、アプリケーションプロセッサ102と一体化されてもよい。メモリ104は、メモリ階層を抽象化し、たとえば、メモリ階層は、アプリケーションプロセッサ102と同じダイ上に集積されるキャッシュ、および別のダイ上にあるNANDフラッシュを含み得る。説明しやすいように、メモリ階層を示すために、図1では、1つのみのモジュール(メモリ104)が使用されている。

分析センサ124aは、1つまたは複数の検体を検出または測定するように設計されている。たとえば、分析センサ124aは、ユーザの呼気の様々な成分を検出または測定するための電子鼻(electronic nose)として設計され得る。以下は、ユーザの呼気または過剰な口臭の分析が、考えられる健康問題のインジケータを提供し得る特定の例である。喘息では、気道が炎症を起こすと、ユーザの呼気中の一酸化窒素濃度が上がる。胃潰瘍を有する人については、腸細菌ピロリ菌は、化学的トレーサと混合されると、炭素同位体を発する。肺癌では、腫瘍は、何ダースもの一意の揮発性有機化合物を作り出す。呼気中のアセトンのレベルの上昇は、ケトン症を示し、不十分なブドウ糖を反映する。これは、糖尿病を示し得る。電子鼻は、腎不全と関連があるアンモニア臭またはアンモニアのような匂いを認識し、それによって腎臓疾患の存在を示すように設計され得る。肝疾患では、肝臓がメタセチンを含むトレーサ液を代謝しない患者は、二酸化炭素濃度の変化を示す。呼気中の水素の上昇は、過敏性腸症候群の兆候であり得る、小腸内細菌の異常増殖を示し得る。ラクトース吸収不良を有する人については、細菌は、結腸内で未消化のラクトースを発酵させ、それによって、水素呼気レベルが上昇する。心臓移植を受けた人については、臓器拒絶反応は、呼気中にアルカンおよびメチルアルカンを生成する酸化ストレスを作り出す。

したがって、上記説明は、健康問題を示す検体が一酸化窒素、炭素同位体、揮発性有機化合物、アセトン、アンモニアのような匂い、二酸化炭素、水素、アルカン、およびメチルアルカンを含むことを示す。しかしながら、これらは、分析センサ124aが検出するように設計され得る検体のほんのいくつかの考えられる例であり、一実施形態のために他の検体が検出または測定され得る。たとえば、ユーザの血中アルコール濃度が自動車を作動するための法定限度を上回るかどうかを決定するために、ユーザの呼気中のアルコールが検出または測定され得る。

ワイヤレス通信デバイス100は、たとえばスマートフォンなどのセルフォンでよい。ワイヤレス通信システム100のユーザは、ほんの数例を挙げると、電話呼を開始または受信することによって、アプリケーションプロセッサ102上のアプリケーションを実行することによって、またはタッチスクリーンを触ることによって、分析センサ124aを稼働させることができる。

分析センサ124aは、体臭、厳しい身体活動による低い電解質濃度、またはユーザの体温を検出するように設計されていてもよい。温度を測定または検出する後者の例は、検体の測定または検出の一例ではない。したがって、分析センサという用語は、それが温度を測定または検出するためのデバイスを含み得るように、広く解釈されるものとする。

警告またはメッセージが生成される前に、上記の測定値に様々なしきい値が設定され得る。アプリケーションプロセッサ102は、しきい値を設定することができ、いくつかの実施形態では、アプリケーションプロセッサ102は、適応的にしきい値を設定することができる。

たとえば、分析センサ124aが、ユーザが糖尿病である可能性があるかどうかを検出するように設計されていると仮定する。糖尿病の人については、脂肪酸代謝からの過剰なアセチルCoAの分解は、血液中のアセトンの正常レベルを上回ることにつながり得る。このアセトンは、尿から排出され、肺から吐き出される。糖尿病でない人のアセトン濃度は、0.3〜0.9ppm(ppm)に及ぶが、2型糖尿病の人については、濃度は、1.8ppmを超えるまで上昇する可能性がある。1型糖尿病では、アセトン濃度は、さらに高くなる可能性がある。

しかしながら、ユーザの口はマイクロフォン116からある距離離れており、この距離は、ユーザがワイヤレス通信デバイス100をどのように持っているかに応じて変わるので、1型糖尿病を検出するためのしきい値は、ユーザの口から分析センサ124aまでの距離に応じて調整される必要があり得る。たとえば、ユーザの口が分析センサ124aから比較的大きい距離にある場合、一部の新鮮な空気がユーザの呼気と混ざる可能性があり、それによって、アセトン濃度が薄められる。その場合、所与のフォールスアラーム率で同じ検出の確率を維持するために、しきい値を下げる必要がある。しきい値は、あらかじめ計算され、距離によってインデックスを付けられたルックアップテーブルに記憶されていてよい。距離は、近接センサ122aによって測定され得る。

いくつかの実施形態では、マイクロフォン116によって拾われるユーザの声の大きさが測定されてもよく、近接センサ122aに依存する代わりに、この測定値が使用され得る。たとえば、アプリケーションプロセッサ102上で稼働しているアプリケーションは、較正手順を介してユーザを促すことができ、それによって、ユーザは、マイクロフォン116からある所与の距離のところで通常の声のトーンで話すよう求められる。得られた測定値は、デジタル化された音声波形の振幅に基づいて、ユーザの口とマイクロフォン116との間の距離を推定するためのベースラインを設定する。

いくつかの実施形態では、分析センサ124aを有するワイヤレス通信デバイス100は、ユーザの様々な健康属性を監視し、場合によってはユーザの健康に関して医療関係者に警告するためのシステムを提供するためにクラウドサーバと連動して働く。図2は、たとえばスマートフォンなどのワイヤレス通信デバイス100、および基地局202を含むシステムを示す。ワイヤレス通信デバイス100は、基地局202に関連付けられるセル内に位置する。矢印204および206は、それぞれアップリンクチャネルおよびダウンリンクチャネルを図式的に表しており、そのチャネルによって、ワイヤレス通信デバイス100は基地局202と通信する。図2のシステムは、ワイヤレス通信デバイス100および基地局202を含むワイヤレスネットワークがインターネット(クラウド)212によって(従来のサーバを含み得る)クラウドサーバ210と通信できるゲートウェイ208をさらに含む。図2のシステムは、当然、簡略化された方法で示されるが、この図は、実施形態を開示するのに十分である。

いくつかの実施形態では、分析センサ124aは、メッセージをクラウドサーバ210に提供することができ、ここでメッセージは、生の測定値、処理された測定値、または検出イベントを含む。分析センサ124aの結果は、データベースに記憶されてもよく、ここでモジュール214は、データベースを図で表す。データベース214は記録を含み、ここで記録はある時間期間にわたる分析センサ124aからの結果の集合である。個々のまたは時間平均化されたサンプルがしきい値を超えない場合であっても、時間にわたって記録を分析することは、警告をトリガし得る。

図2には、クラウドサーバ210について、プロセッサ218およびメモリ220が示されている。いくつかの実施形態では、メモリ220に記録されている命令に従ってプロセッサ218上で稼働するプロセスは、ワイヤレス通信デバイス100のユーザに関連付けられた記録216を作成および記憶し、記録216が対処されるべき健康問題を示す場合、ユーザまたは場合によっては医療関係者に警告することができる。

記録216は、分析センサ124aによって提供される測定値または検出イベントが時間にわたって監視され得るようにタイムスタンプを有する結果を含む。ある時間期間にわたって追跡することによって、本実施形態は時間にわたって比較を行い、ユーザの環境における時間的変化を考慮に入れることが必要な場合、ベースラインを調整するために、高度なプロセスを使用することができる。

いくつかの実施形態では、クラウドサーバ210によって稼働されるプロセスは、代わりに、ワイヤレス通信デバイス100のアプリケーションプロセッサ102上で稼働してもよく、データベース214もまた、代わりにアプリケーションプロセッサ102上で稼働される。監視プロセスがアプリケーションプロセッサ102上またはクラウドサーバ210上で稼働されるかどうかにかかわらず、実施形態は、場合によりユーザが健康問題について警告されるときを除いて、プロセスがユーザに対して透明であるように設計され得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、分析センサ124aからの結果のメッセージングまたは分析センサ124a自体を使用可能または使用不可にすることができる。いくつかの実施形態では、ユーザは、分析センサ124aが、たとえばユーザの呼気など、環境を監視する頻度を調整することができる。

メモリ220は、ちょうどメモリ104のように、メモリ階層を表し得る。メモリ104またはメモリ220が非一時的コンピュータ可読記憶媒体と呼ばれ得ることを理解されたい。

図3は、一実施形態によるプロセスを示す。電話呼または会話が起動され(302)、分析センサ124aが使用可能にされた(304)場合、その感度は調整され得る(306)。感度を調整することは、分析センサ124aが検体の検出を宣言する確率がある所望のレベルとなるように、しきい値を設定することを含み得る。分析センサ124aが使用可能にされない場合、ある適応遅延の後(308)、制御が302に戻される。

図3のボックス310は、前に説明したように、分析センサ124aが1つまたは複数の検体を測定または検出することを示し、この場合、検出が行われた場合、結果を含むメッセージがクラウドサーバに送信され得る(312)。しかしながら、メッセージをクラウドサーバに送信することは任意であり、そのようなアクションは、ユーザによって使用可能または使用不可にすることができる。

決定ポイント314は、検体の測定値が何らかのしきい値を超えるかどうかに関する決定が行われること、または複数の測定値によって生成された記録216がしきい値を超えたことを示すことを表す。そのようなしきい値を超えると、ユーザが警告される(316)ように、警告が送信される。しきい値が、記録216に適用されるプロセスを表し、それによって、時間とともに、ユーザが健康問題について警告されるべきかどうかに関する決定が行われることを理解されたい。

情報および信号が様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得ることを、当業者は了解されよう。たとえば、上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。

さらに、本明細書において開示された実施形態に関連して説明された種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実現できることを、当業者は理解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、概してそれらの機能性に関してこれまで説明されてきた。そのような機能性が、ハードウェアまたはソフトウェアのどちらとして実施されるのかは、具体的な適用例と、システム全体に課せられる設計制約とによって決まる。当業者は、説明された機能を各々の特定の応用分野について様々な方式で実装し得るが、そのような実装判断は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。

本明細書で開示する実施形態に関して説明する方法、シーケンス、および/またはアルゴリズムは、ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはその2つの組合せにおいて直接具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野において知られている任意の他の形態の記憶媒体中に存在することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体化されてよい。

したがって、本発明の実施形態は、ユーザの呼気中の様々な検体を測定し、検出するための方法を実施するコンピュータ可読媒体を含み得る。したがって、本発明は図示の例に限定されず、本明細書で説明する機能を実行するためのあらゆる手段が、本発明の実施形態に含まれる。

上記の開示は本発明の例示的な実施形態を示すが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更および修正を加えることができることに留意されたい。本明細書で説明する本発明の実施形態による方法クレームの機能、ステップ、および/または動作は、任意の特定の順序で実行される必要はない。さらに、本発明の要素は、単数形で説明または請求される場合があるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。

100 ワイヤレス通信システム
102 アプリケーションプロセッサ
104 メモリ
106 ワイヤレスインターフェース
108 ベースバンドプロセッサ
110 オーディオコーデック
112 ヘッドフォン
114 スピーカ
116 マイクロフォン
118a カメラ
118b カメラコントローラ
120a ディスプレイ
120b ディスプレイコントローラ
122a 近接センサ
122b 近接コントローラ
124a 分析センサ
124b 分析コントローラ
202 基地局
208 ゲートウェイ
210 クラウドサーバ
212 インターネット(クラウド)
214 モジュール
216 記録
218 プロセッサ
220 メモリ

Claims (15)

1. 検体の濃度を検出しきい値と比較することによって、第1のセンサがワイヤレス通信デバイスのユーザの呼気中の前記検体を検出できるようにするステップであって、前記第1のセンサが、前記ワイヤレス通信デバイス内に組み込まれている、ステップと、
   前記ワイヤレス通信デバイスによって少なくとも1つのメッセージをクラウドサーバに送信するステップであって、前記少なくとも1つのメッセージが、前記センサによる前記検体の検出を示す、ステップと、
   前記少なくとも1つのメッセージが健康問題を示すしきい値を超える場合、前記サーバによって警告メッセージを生成するステップと、
   前記ワイヤレス通信デバイスにおけるアプリケーションプロセッサによって、近接距離を感知するための手段を用いて測定された前記ワイヤレス通信デバイスに対する前記ユーザの口の近接距離に基づいて、前記第1のセンサの前記検出しきい値を調整するステップと
   を含む、方法。
2. ワイヤレス通信デバイスであって、
   呼気を感知するための手段であって、検体の濃度を検出しきい値と比較することによって、前記ワイヤレス通信デバイスのユーザに関連付けられた前記検体を検出するための手段である、手段と、
   近接距離を感知するための手段であって、前記ユーザの口に対する前記ワイヤレス通信デバイスの近接距離を測定するためのものである、手段と、
   前記測定された近接距離に基づいて、前記呼気を感知するための手段の前記検出しきい値を調整するためのアプリケーションプロセッサと
   を含む、ワイヤレス通信デバイス。
3. 前記ユーザが、電話呼を開始または受信するため、前記アプリケーションプロセッサ上のアプリケーションを実行するため、またはタッチスクリーンを触るために、前記ワイヤレス通信デバイスを使用するときに、前記呼気を感知するための手段が稼働される、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
4. 前記近接距離を感知するための手段は、前記ユーザの口と前記ワイヤレス通信デバイスとの間の前記距離を推定するために、前記ユーザの声の大きさを測定することによって、前記近接距離を測定する、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
5. 前記検出しきい値を超える場合、前記アプリケーションプロセッサが、前記ユーザに警告するようにプログラムされる、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
6. 前記呼気を感知するための手段が前記検体を検出することに応答して、前記アプリケーションプロセッサが、メッセージをクラウドサーバに送信するようにプログラムされる、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
7. 前記検体が、一酸化窒素、炭素同位体、アンモニア、二酸化炭素、水素、アルカン、およびメチルアルカンからなるグループから選択される、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
8. 前記ユーザが電話の会話のために前記ワイヤレス通信デバイスを使用するとき、前記呼気を感知するための手段が起動される、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
9. 前記アプリケーションプロセッサが、前記ユーザの口と前記近接距離を感知するための手段との距離が大きくなることに応じて、前記検出しきい値を下げるように構成される、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
10. 複数のしきい値があらかじめ計算され、かつ距離によってインデックスを付けられるルックアップテーブルに記憶される、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
11. 前記アプリケーションプロセッサが、前記デバイスと前記ユーザの口との間の第1の距離と、前記デバイスと前記ユーザの口との間の第2の距離とで前記検体を検出する確率が同じであるように、前記検出しきい値を調整するように構成され、前記第1の距離と前記第2の距離とが異なる、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
12. 前記アプリケーションプロセッサが、前記検出しきい値の第1の値を前記第1の距離に関連付け、かつ前記検出しきい値の第2の値を前記第2の距離に関連付けるように構成され、前記第1の値が前記第2の値と異なる、請求項11に記載のワイヤレス通信デバイス。
13. 前記第2の距離が前記第1の距離よりも大きく、前記第2の値が前記第1の値よりも小さい、請求項12に記載のワイヤレス通信デバイス。
14. 前記検出しきい値が前記検体の濃度しきい値を表す、請求項2に記載のワイヤレス通信デバイス。
15. サーバと、
    請求項2〜14のいずれか一項に記載のワイヤレス通信デバイスであって、前記アプリケーションプロセッサが前記サーバに少なくとも1つのメッセージを送信するようにプログラムされ、前記少なくとも1つのメッセージ内のそれぞれのメッセージは、前記呼気を感知するための手段が前記ワイヤレス通信デバイスのユーザの呼気における検体を検出することに応答する、ワイヤレス通信デバイスと
    を備える、システム。

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