JP6527240B2 - 呼吸監視記録装置に自動的に電源を入れる及びデータの記録を開始することを提供する身体に着用される呼吸努力検出機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば限定しないが、睡眠ポリグラフ検査と関連付けて患者の呼吸努力を測定するためのシステムに関する、及び特に、呼吸努力検出機器（ＲＥＳＡ）の一部として提供される呼吸監視記録装置（ＲＭＲＤ）に電源を入れる及びデータの記録を開始することを提供する身体に着用される呼吸努力検出機器に関する。

睡眠ポリグラフ検査は、例えば睡眠時無呼吸のような睡眠疾患を診断するのに使用されるある種の睡眠検査である。睡眠ポリグラフ検査において、睡眠の専門家又は他の介護人による後の解析のために多数の生理学的パラメタが記録される。睡眠ポリグラフ検査において測定される最も重要なパラメタの１つは、呼吸努力である。呼吸努力パラメタは一般に、関連付けられる胸部及び／又は腹部の壁の動きと一緒に鼻及び／又は口の空気流を測定することにより得られ、これらは胸部及び／又は腹部の空洞体積の変化を示す。胸部及び／又は腹部の空洞体積の変化の測定は、プレチスモグラフィー(plethysmography)として知られている。

非侵襲性の胸部及び腹部のプレチスモグラフィーの３つの基本的な方法、（ｉ）エラストマープレチスモグラフィー(elastomeric plethysmography)として知られる、患者の胸部及び／又は腹部の周りに固定される弾性ベルトの張力の変化の測定、（ｉｉ）インピーダンスプレチスモグラフィーとして知られる、患者の胸部及び／又は腹部の膨張及び収縮により引き起こされる身体の電気インピーダンスの変化の測定、並びに（ｉｉｉ）インダクタンス式呼吸プレチスモグラフィー（ＲＩＰ）として知られる、患者の胸部及び／又は腹部の周りに固定される弾性ベルトの電気インダクタンスの変化の測定、が存在している。

世界的な睡眠診断の患者の検査モデルが主に家での検査環境に移行しているので、家での睡眠診断検査装置の要求が大きくなっている。家にいるユーザ（患者）は一般に、家での睡眠診断検査を始める前に、一定量の装置の設定を任される。このような装置の設定手順は、限定しないが、センサの接続、装置の電源を入れる、データの記録を開始する等を含む。記録された（診断可能な）睡眠データの保全性は、（とりわけ）以下の条件、途切れの無いセンサの接続、装置の電源を入れる、データの記録を開始する等に関し改善する。例えば努力ベルトのユーザにより行われることを必要とする設定手順の量を減らすことは、診断の率を改善させ、家での検査を繰り返す頻度を減らす。

１つの実施例において、フレキシブルベルト部材の第１の端部に設けられる第１のバックル部材及び前記フレキシブルベルト部材の第２の端部に設けられる第２のバックル部材を持つフレキシブルベルト部材、並びに着用可能な呼吸監視記録装置を含む呼吸努力検出機器が提供される。この着用可能な呼吸監視記録装置は、（ｉ）スリープモード及びアクティブモードで選択的に動作可能であるように構成される処理機器、並びに（ｉｉ）前記第１のバックル部材及び前記第２のバックル部材が共に、前記呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されていることを検出し、その検出に応じて、バックル検出信号を生成し、このバックル検出信号を処理機器に供給するように構成されるバックル検出回路を含み、前記処理機器は、前記バックル検出信号の受信に応じて、自動的に（ａ）スリープモードからアクティブモードに移行する、及び（ｂ）患者の身体部分の体積の変化に応じて前記呼吸努力検出機器により生成される努力ベースの信号に基づいて、患者の経時的な呼吸努力を示すデータを生成する、ように構成される。

もう１つの実施例において、フレキシブルベルト部材及び着用可能な呼吸監視記録装置を含む呼吸努力検出機器の動作方法が提供される。この方法は、ベルト部材の両方のバックル部材が呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されていることを検出し、バックル部材の両方が呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されたとの検出に応じて、処理機器をスリープモードからアクティブモードに移行させるステップ、並びに前記処理機器において、患者の身体部分の体積の変化に応じて生成される努力ベースの信号に基づいて、患者の経時的な呼吸努力を示すデータを生成するステップ、を含む。

構成物の関連する要素の動作方法及び機能、並びに製造部品と製造の経済性との組み合わせと同じく、本開示のこれら及び他の目的、特徴並びに特性は、付随する図面を参照して、以下の説明及び添付の請求項を考慮するとより明白となり、これらの全てが本明細書を形成している。様々な図面において、同様の参照番号は対応する部品を示している。しかしながら、これら図面は単に例証及び説明を目的とするものであり、本発明の境界を規定するものとは意図されないことは明白に理解されるべきである。

開示される概念の例示的な実施例に従う呼吸努力検出機器の正面図。 例示的な実施例に従う図１の呼吸努力検出機器の一部を形成しているバックル部材を示す等角図。 図２のバックル部材の１つを開いた状態で示す等角図。 例示的な実施例に従う図１の呼吸努力検出機器の一部を形成する身体に着用される呼吸監視記録装置の等角図。 例示的な実施例に従う図１の呼吸努力検出機器の一部を形成する身体に着用される呼吸監視記録装置の側面図。 例示的な実施例に従う図１の呼吸努力検出機器の一部を形成する身体に着用される呼吸監視記録装置の分解組立図。 図１及び図４−６の呼吸監視記録装置のＰＣＢ組立体の一部として設けられる幾つかの構成要素を示すブロック図。

明細書において、特に文脈上はっきりと述べていない限り、複数あると述べていなくても、それらが複数あることを含む。明細書において、２つ以上の部品又は構成要素が"結合される"と述べることは、連動している限り、これらの部品が直接的に又は間接的、すなわち１つ以上の中間部品若しくは構成要素を介しての何れかにより接合される又は共に動作することを意味している。明細書において、"直接結合される"は、２つの要素が互いに直に接していることを意味している。明細書において、"固定して結合される"又は"固定される"は、２つの構成要素が互いに対し一定の方向を維持している間、１つとして移動するように結合されることを意味している。

明細書において、"一体(unitary)"という言葉は、構成要素が単一ピース又は単一ユニットとして作られることを意味している。すなわち、別々に作られ、その後ユニットとして連結される部分を含んでいる構成要素は、"一体"である構成要素又は本体ではない。明細書において、２つ以上の部品又は構成要素が互いに"係合する"と述べることは、これらの部品が互いに向けて直接的に又は１つ以上の中間部品若しくは構成要素を介して間接的にの何れかにより力を及ぼしていることを意味している。明細書において、"数字"は、１若しくは１以上の整数（すなわち複数）を意味する。

明細書において、（スタンバイモード又はサスペンドモードとしても知られる）"スリープモード"という言葉は、電子装置をアクティブ状態／モードで完全に放っておくのに比べ、電力消費量において大幅な節約を提供する、及びレジュームの際、ユーザが命令を再発行すること又は装置がリブートするのを待つことを避けることが可能であるこの電子装置の低電力モードを意味する。スリープモード中、電子装置の機械状態はメモリ（通例はＲＡＭ）内に保持され、スリープモードで置かれているとき、この電子装置は、不要なサブシステムへの電力をカットし、前記メモリを最小電力状態にする。

明細書に用いられる方向の表現、例えば限定ではないが、頂部、底部、左側、右側、上方、下方、前方、後方及びそれらの派生語は、図面に示される要素の方位に関連し、特に明瞭に言わない限り、請求項を制限しない。

図１は、開示される概念の例示的な実施例に従う、呼吸努力検出機器（ＲＥＳＡ）２の正面図である。ＲＥＳＡ２は、身体に着用される呼吸監視記録装置（ＲＭＲＤ）６に選択的に接続可能である努力ベルト組立体４を含む。明細書にさらに詳細に説明されるように、ＲＭＲＤ６及び努力ベルト組立体４は、呼吸インダクタンスプレチスモグラフィ（ＲＩＰ）技術を用いて患者の呼吸努力を一緒に測定するように構成される。

努力ベルト組立体４は、例示的な実施例において、伸縮性のある織物から作られるフレキシブルベルト部材８を含む。このフレキシブルベルト部材８はさらに、このフレキシブルベルト部材の全長に沿ってジグザグパターンでこのベルト部材内に設けられる導線１０、並びにフレキシブルベルト部材８の両端部に設けられるバックル部材１２Ａ及び１２Ｂを含む。図２は、バックル部材１２Ａ及び１２Ｂを示す等角図であり、図３は、フレキシブルベルト部材８のバックル部材への接続を実演している、バックル部材１２Ａ、１２Ｂの一方を開いた状態で示している等角図である。

図２及び図３に見られるように、各バックル部材１２Ａ、１２Ｂは、ハウジング部１４及びラッチ部材１６Ａ、１６Ｂを含む。各ハウジング部１４は、可動カバー部１８、容器(receptacle)部２０及び例示的な実施例において金めっき接点である、電気接点部材２２を含む。フレキシブルベルト部材８の端部を、カバー部１８と容器部２０との間に設けられるスロットを介して挿入することにより、フレキシブルベルト部材８は各バックル部材１２Ａ、１２Ｂに接続される。導線１０の端部は次いで、何らかの適切な方法、例えばはんだ付けにより、電気接点部材２２に電気接続される。カバー部１８は、フレキシブルベルト部材８を所定の位置（図２）に固定するために閉じられる。

図４は、例示的な実施例に従うＲＭＲＤ６の等角図であり、図５は側面図であり、図６は分解組立図である（図４は、以下に説明されるような、バックル部材１２Ａ、１２ＢがＲＭＲＤ６内に挿入される方法を示す）。ＲＭＲＤ６は、バックル部材１２Ａ、１２Ｂを収容するためのハウジング２４の両側にスロット２８を規定する第１のハウジング部及び第２のハウジング部３０を持つハウジング２４を含む。第１のハウジング２６及び第２のハウジング部３０は、ハウジング２４を形成するために、例えばスナップフィット(snap fit)又は接着剤により互いに接続されるように構成される。図６に示されるように、プリント回路基板（ＰＣＢ）組立体３２がハウジング２４内に収容される。

図７は、開示される概念の例示的な実施例に従う、ＰＣＢ組立体３２の一部として設けられる幾つかの構成要素を示すブロック図である。ＰＣＢ組立体３２は、処理器３６及びメモリ３８を含む処理機器３４を含む。処理器３６は例えば限定しないが、（処理器３６から離れている又は処理器３６の一部として含められる）メモリ３８とインターフェースで接続するマイクロ処理器（μＰ）、マイクロ制御器又は他の何らかの適切な処理装置でもよい。メモリ３８は、様々な種類の内部及び／又は外部記憶媒体、例えば限定しないが、例えばコンピュータの内部記憶領域の様式のデータ記憶用の記憶レジスタ、例えば機械可読媒体を提供する、ＲＡＭ，ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ等の１つ以上の何れかとすることができ、並びに揮発性メモリ又は不揮発性メモリとすることもできる。メモリ３８はその中に、処理器３６により実行可能である多数のルーチンを記憶している。これらルーチンの１つ以上は、ＲＩＰ装置として機能するようにシステムの構成要素を制御することを含む、ＲＭＲＤ６の動作を制御するためのシステムを（コンピュータ／処理器が実行可能な命令を介して）実施する。

ＰＣＢ組立体３２は、例示的な実施例において充電可能であるバッテリー４０、励起回路４２、並びに第１及び第２のばね荷重(spring loaded)電気コネクタ４４Ａ及び４４Ｂも含む。各コネクタ４４Ａ、４４Ｂは、バックル部材１２Ａ、１２Ｂがスロット２８内に挿入されるとき、前記コネクタ４４Ａ、４４Ｂと接点部材２２の一方との間における電気接続を容易にするために、スロット２８の一方の内部においてハウジング２６の反対側にあるように位置決められる。励起回路４２は、振動電気信号を生成し、本明細書に説明されるように、誘導要素（すなわちフレキシブルベルト部材８）が完全に接続されるとき、前記誘導要素に前記振動電気信号を供給するように構成される。

ＰＣＢ組立体３２はさらに、前記コネクタ４４Ａ、４４Ｂ及び励起回路４２の各々に結合される接続／切断検出回路４６を含む。接続／切断検出回路４６は、（ｉ）バックル部材１２Ａ及び１２Ｂが共に完全にスロット２８内に挿入されるとき、従って両方の接点２２がコネクタ４４Ａ、４４Ｂと電気接触状態であるときを検出する、及び（ｉｉ）バックル部材１２Ａ及び１２Ｂが共に完全にスロット２８内に挿入されるとき、及び励起回路４２がフレキシブルベルト部材に振動信号を出力していることを検出することに応じて、処理器３６の目覚まし入力ピンに供給される立ち上がりエッジ信号（バックル検出信号）を出力する、ように構成される。この特徴の重要性は以下に論じられる。限定ではない、例示的な実施例において、接続／切断検出回路４６は、励起回路４２により出力される信号を監視するように構成されるハードウェア回路である。接続／切断検出回路４６は、所定のタイムアウトが発生する前に、フレキシブルベルト部材８に供給される励起回路４２の振動信号の最初の立ち上がりエッジに続けて、フレキシブルベルト部材８に供給される励起回路４２の振動信号のもう１つの立ち上がりエッジを検出する場合、接続／切断検出回路４６は、フレキシブルベルト部材８は完全に接続され、その立ち上がりエッジ信号（バックル検出信号）を出力すると判断する。しかしながら、励起回路４２が、フレキシブルベルト部材８に供給される信号が無いと検出する、又は所定のタイムアウトが発生する前に、フレキシブルベルト部材８に供給される励起回路４２の前記信号の１つの立ち上がりエッジを検出し、励起回路４２の前記信号のもう１つの立ち上がりエッジを検出しない場合、接続／切断検出回路４６は、フレキシブルベルト部材８は切断されたと判断する。しかしながら、この励起回路４２の実施は、単なる例であることを意味し、他のハードウェア及び／又はソフトウェアの実施も本発明の範囲内において可能であると理解される。

呼吸調整(Respiration conditioning)回路４８は、流される電流（すなわち励起回路４２を介して流される電流）の周波数シフトを測定することにより、（胸部及び／又は腹部の体積の変化により引き起こされる）フレキシブルベルト部材８のインピーダンスの変化に応じて、フレキシブルベルト部材８の導線１０内に生じる振動周波数のシフトを示す（アナログ）信号を生成するように構成される。この呼吸調整回路４８により生成される信号は、解析のために処理器３６に供給される。限定ではない例示的な実施例において、呼吸調整回路４８は、励起回路４２からの高周波振動をサンプリングする、並びにその電圧がフレキシブルベルト部材８のインピーダンスの変化と共に変わる低レベル信号を供給するために、前記サンプリングされた信号を復調及びフィルタリングするように構成されるハードウェア回路である。しかしながら、これは、単なる例であることを意味し、他のハードウェア及び／又はソフトウェアの実施も本発明の範囲内において可能であると理解される。

１つの例示的な実施例に従う患者にＲＩＰ装置の機能を提供するためのＲＥＳＡ２の動作が説明される。最初に、患者は、適切な入力を供給する、例えばハウジング６の一部として設けられ、処理機器３４に結合されるボタン５０を押すことにより、ＲＭＲＤ６の電源を入れなければならない。本実施例において、そのような入力に応じて、処理機器３４は、低電力のスリープモードにされる。さらに、そのような入力に応じて、励起回路４２に電力が供給される。その後、処理機器３４は、バックル部材１２Ａ及び１２Ｂが共に完全にハウジング６内に挿入されるまで、スリープモードのままでいる。

このようにＲＭＲＤ６の電源が入れられた後、患者は次いで、バックル部材の接点部材２２がＰＣＢ組立体３２の対応するコネクタ４４Ａ、４４Ｂと電気接触の状態となるように、バックル部材１２Ａ、１２Ｂの一方をハウジング２８のスロット２８に挿入することにより、ＲＥＳＡ２を自分の身体に取り付ける。患者は次いで、フレキシブルベルト部材８を自分の胸部又は腹部の周りに巻き、バックル部材の接点部材２２がＰＣＢ組立体３２の対応するコネクタ４４Ａ、４４Ｂと電気接触の状態となるように、取り付けていないバックル部材１２Ａ、１２Ｂをハウジング２８の残りのスロット２８に挿入する。これが行われるとき、接続／切断検出回路４６は、両方のバックル部材１２Ａ、１２Ｂが適切に取り付けられたと検出し、この検出に応じて、接続／切断検出回路４６は、本明細書に説明されるように立ち上がりエッジ信号（すなわちバックル検出信号）を生成及び出力する。この立ち上がりエッジ信号は、処理器３６の目覚まし入力ピンに供給され、これが処理機器３４に自動的にスリープモードから退出させ、フルパワー／アクティブモードにさせる。このようにフルパワーモードになると、ＲＥＳＡ２は、自動的にＲＩＰ装置として動作する。特に、フルパワーモードになると、呼吸調整回路４８は、本明細書に説明されるようにフレキシブルベルト部材８に供給される励起回路４２からの高周波振動をサンプリングし、このサンプリングされた信号を処理機器３４に供給する。処理機器３４に供給される時間依存のサンプリングされた信号はさらに、本明細書に説明したように患者の経時的な呼吸努力を示すデータを生成するために処理される。例示的な実施例において、そのデータは、睡眠障害の解析及び診断のために専門家又は介護人により後で抽出／ダウンロードするために、ＲＭＲＤ６により、例えばメモリ３８の一部又はＳＤカードのような取り外し可能なエネルギー貯蔵装置に記憶される。例えば、検査期間の終わりに、患者は、生成及び記憶されたデータがダウンロードされ、（例えばインターネットのようなネットワークを介して）専門家又は介護人に送信されるように、ＲＭＲＤ６をローカルコンピュータに接続してもよい。その代わりに、前記取り外し可能なエネルギー貯蔵装置がＲＭＲＤ６から取り外され、専門家又は介護人に（例えば直接会って又はメールにより）与えられてもよいので、データがそこからダウンロードされ、睡眠障害の診断に使用されてもよい。

請求項において、括弧の間に置かれる如何なる参照符号も請求項を限定するとは考えない。"有する"又は"含む"という言葉は、請求項に挙げた以外の要素又はステップの存在を除外しない。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これら手段の幾つかがハードウェアの同じアイテムにより具現化されてもよい。要素が複数あると述べなくても、その要素が複数あることを除外しない。幾つかの手段を列挙している如何なる装置の請求項において、これらの手段の幾つかがハードウェアの同じアイテムにより具現化されてもよい。ある要素が互いに異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これらの要素を組み合わせて使用することができないことを示しているのではない。

本発明は、最も実用的であり、好ましい実施例であると現在考えられるものに基づいて、例示を目的に詳細に説明されているが、そのような詳細な説明は単に例示が目的であること、並びに本発明は、開示した実施例に限定されるのではなく、それどころか、付随する請求項の意図及び範囲内にある変更例及び同等な装置にも及ぶと意図されることを理解すべきである。例えば、本発明は、可能な限り、何れかの実施例の１つ以上の特徴が他の何れかの実施例の１つ以上の特徴と組み合わされ得ることも意図することを理解すべきである。

Claims (11)

1. フレキシブルベルト部材であり、前記フレキシブルベルト部材の第１の端部に設けられる第１のバックル部材、及び前記フレキシブルベルト部材の第２の端部に設けられる第２のバックル部材を持つ、フレキシブルベルト部材、並びに
   （ｉ）スリープモード及びアクティブモードで選択的に動作可能であるよう構成される処理機器、及び（ｉｉ）前記第１のバックル部材及び前記第２のバックル部材が共に、着用可能な呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されていることを検出し、その検出に応じて、バックル検出信号を生成し、前記バックル検出信号を前記処理機器に供給するように構成されるバックル検出回路を含む、前記着用可能な呼吸監視記録装置、
   を有する呼吸努力検出機器において、
   前記処理機器は、前記バックル検出信号の受信に応じて、自動的に（ａ）前記スリープモードから前記アクティブモードに移行する、及び（ｂ）患者の身体部分の体積の変化に応じて前記呼吸努力検出機器により生成される努力ベースの信号に基づいて、前記患者の経時的な呼吸努力を示すデータを生成する、ように構成される呼吸努力検出機器。
2. 前記フレキシブルベルト部材は、前記フレキシブルベルト部材の長さに沿って設けられる導線を持ち、前記フレキシブルベルト部材が前記着用可能な呼吸監視記録装置に取り付けられるとき、前記着用可能な呼吸監視記録装置は、前記導線に振動信号を供給するように構成される励起回路を含む、請求項１に記載の呼吸努力検出機器。
3. 前記第１のバックル部材は、第１の電気接点部を持ち、前記第２のバックル部材は、第２の電気接点部を持ち、前記呼吸監視記録装置は、前記バックル検出回路に結合される第１のコネクタ及び前記バックル検出回路に結合される第２のコネクタを持ち、前記バックル検出回路は、前記第１の電気接点部が前記第１のコネクタに電気接続される、及び前記第２の電気接点部が前記第２のコネクタに電気接続されていることを検出し、その検出に応じて、前記バックル検出信号を生成するように構成される、請求項２に記載の呼吸努力検出機器。
4. 前記呼吸監視記録装置は、前記患者の身体部分の体積の変化に応じて生じる、前記導線における周波数シフトを検出することに応じて、前記努力ベースの信号を生成するように構成される呼吸調整回路を含む、請求項２に記載の呼吸努力検出機器。
5. 前記呼吸監視記録装置は、前記患者の呼吸努力を示すデータを記憶するように構成される、請求項１に記載の呼吸努力検出機器。
6. 前記バックル検出回路は、前記励起回路の出力を監視し、所定のタイムアウトが発生する前に、前記出力の第１の立ち上がりエッジに続けて、前記出力の第２の立ち上がりエッジを検出することに応じて、前記バックル検出信号を生成するように構成される、請求項４に記載の呼吸努力検出機器。
7. フレキシブルベルト部材及び着用可能な呼吸監視記録装置を含む呼吸努力検出機器の動作方法において、前記フレキシブルベルト部材は、前記フレキシブルベルト部材の第１の端部に設けられる第１のバックル部材及び前記フレキシブルベルト部材の第２の端部に設けられる第２のバックル部材を持ち、前記呼吸監視記録装置は、バックル検出回路並びにスリープモード及びアクティブモードで選択的に動作可能である処理機器を含み、
   前記方法は、
   前記バックル検出回路が、前記第１のバックル部材及び前記第２のバックル部材が共に前記呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されていることを検出するステップ、
   前記検出に応じて、前記バックル検出回路が、バックル検出信号を生成し、前記バックル検出信号を前記処理機器に供給するステップ、並びに
   前記バックル検出信号に応じて、前記処理機器がスリープモードからアクティブモードに移行し、患者の身体部分の体積の変化に応じて生成される努力ベースの信号に基づいて、前記患者の経時的な呼吸努力を示すデータを生成するステップ
   を有する方法。
8. 前記フレキシブルベルト部材は、前記フレキシブルベルト部材の長さに沿って設けられる導線を持ち、前記方法は、前記呼吸監視記録装置が前記導線に振動信号を供給し、前記振動信号の監視に基づいて、前記バックル検出回路が前記第１のバックル部材及び前記第２のバックル部材が共に前記呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されていることを検出するステップを有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のバックル部材は、第１の電気接点部を持ち、前記第２のバックル部材は、第２の電気接点部を持ち、前記呼吸監視記録装置は、前記バックル検出回路に結合される第１のコネクタ及び前記バックル検出回路に結合される第２のコネクタを持ち、前記第１のバックル部材及び前記第２のバックル部材が共に前記呼吸監視記録装置に動作可能なように結合されていることを検出するステップは、前記バックル検出回路が前記第１の電気接点部が前記第１のコネクタに電気接続される及び前記第２の電気接点部が前記第２のコネクタに電気接続されることを検出するステップを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記呼吸監視記録装置が前記患者の身体部分の体積の変化に応じて生じる、前記導線における振動周波数の変化を検出することに応じて、前記努力ベースの信号を生成するステップをさらに有する、請求項８に記載の方法。
11. 前記呼吸監視記録装置が前記患者の呼吸努力を示す前記データを記憶するステップをさらに有する、請求項７に記載の方法。

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