JP6978435B2 - 気道流量制限値の決定 - Google Patents

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Description

本開示は、患者の治療を容易にする方法及び装置に関係があり、より具体的には、患者に対して気道流量制限値を決定すること及び/又は患者の治療を容易にするヘルスデバイスをそれに基づき制御することに関係がある。
気道流量制限は、人の気道が実質破壊(parenchymal destruction)に起因したそれらの弾性収縮力の喪失又は何らかの他の形の気道閉塞により部分的に弱る生理的状態である。
現在、臨床医は、特定の気道内圧療法が、患者に対してセットアップするのが困難でも侵襲的でもない患者の気道流量制限の治療において、有効であるかどうかを定量化可能に評価する能力を制限されている。その後に、患者の気道流量制限を治療するための適切な及び/又は最適な気道内圧療法及び指示のために臨床医を導くための現行の指標(indices)が存在しない。従って、患者の肺の状態を実時間において臨床医に知らせるための改善されたシステムが望まれる。
然るに、本特許出願の1つ以上の実施形態の目的は、患者における気道流量制限値を決定するシステムを提供することである。システムは、コンピュータプログラム命令によりプログラムされた1つ以上の物理プロセッサを有するコンピュータシステムを有し、コンピュータプログラム命令は、実行される場合に、コンピュータシステムに、1つ以上の健康監視デバイスから患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報を取得させ、患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報から気道流量制限指標を決定させ、その決定された気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって患者に対して気道流量制限値を決定させる。気道流量制限値は、所与の期間において流量制限される患者の呼吸の数を示す。
患者における気道流量制限値を決定する方法を提供することは、本特許出願の1つ以上の実施形態の更なる他の態様である。方法は、実行される場合に当該方法を実行するコンピュータプログラム命令を実行する1つ以上の物理プロセッサを有するコンピュータシステムによって実装される。方法は、1つ以上の健康監視デバイスから患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報を取得することと、コンピュータシステムによって患者の前記気道内圧情報及び患者の前記気道流量情報から気道流量制限指標を決定することと、コンピュータシステムによって、その決定された気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって患者に対して気道流量制限値を決定することとを有する。気道流量制限値は、所与の期間において流量制限される患者の呼吸の数を示す。
患者における気道流量制限値を決定するシステムを提供することは、1つ以上の実施形態の更なる他の態様である。システムは、少なくとも1つのプロセッサにより機械読み出し可能な命令を実行する手段を有する。機械読み出し可能な命令は、1つ以上の健康監視デバイスから患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報を取得することと、患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報から気道流量制限指標を決定することと、その決定された気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって患者に対して気道流量制限値を決定することとを有する。気道流量制限値は、所与の期間において流量制限される患者の呼吸の数を示す。
本特許出願のそれら及び他の目的、機能、及び特徴に加えて、構造の関連する要素の動作の方法及び機能、並びに製造の部分及び経済の組み合わせは、添付の図面を参照して以下の記載及び添付の特許請求の範囲を検討した上でより明らかになるだろう。また、以下の記載、特許請求の範囲及び図面の全ては、本明細書の部分を形成し、同じ参照符号は、様々な図において、対応する部分を示す。なお、図面は、実例及び記載のみを目的とし、本特許出願の制限の定義として意図されない点が明白に理解されるべきである。
本特許出願の実施形態に従って、患者における気道流量制限値を決定するための例となるシステムである。 本特許出願の実施形態に従って、患者に対する気道流量制限指標、気道流量制限閾値、及び気道流量制限値のグラフ表示である。 本特許出願の実施形態に従って、患者に対する決定された気道流量制限値の例となる数値表現である。 本特許出願の実施形態に従って、患者に対する決定された気道流量制限値の例となるグラフ表現である。 本特許出願の実施形態に従って、気道流量制限閾値を決定する際に使用され得る指標の例となる表現である。 本特許出願の実施形態に従って、患者における気道流量制限値を決定するフローチャートである。 本特許出願の実施形態に従って、患者における気道流量制限値を決定する他のフローチャートを示す。 本特許出願の実施形態に従って、患者における気道流量制限値を決定する他のフローチャートを示す。
本明細書で使用されるように、“1つの(a又はan)”及び“前記(the)”の単数形は、文脈が別なふうに明りょうに定めない限りは、複数参照を含む。本明細書で使用されるように、2つ以上の部分又は構成要素が“結合される(coupled)”という記述は、それらの部分が直接に又は間接に、すなわち、リンクが発生する限りは、1つ以上の中間部分若しくは構成要素を通じて、一緒に動作するか又は結合されることを意味すべきである。本明細書で使用されるように、“直接結合される”は、2つの要素がお互いと直接接触していることを意味する。本明細書で使用されるように、“固定的に(fixedly)結合される”又は“固定される(fixed)”は、2つの構成要素が、お互いに対して一定の向きを保ちながら、一体となって動くように結合されることを意味する。本明細書で使用されるように、語“又は(or)”は、文脈が別なふうに明りょうに定めない限りは、“及び/又は(and/or)”を意味する。
本明細書で使用されるように、語“単位の(unitary)”は、構成要素が単一の片又はユニットとして作られることを意味する。すなわち、別々に作られて一体として連結されている片を含む構成要素は、“単位”構成要素又は本体ではない。本明細書で用いられるように、2つ以上の部分又は構成要素がお互いを“係合する(engage)”という記述は、それらの部分が直接に又は1つ以上の中間部分若しくは構成要素を通じてお互いに対して力を及ぼすことを意味すべきである。本明細書で用いられるように、語“数(number)”は、1又は1よりも大きい整数(すなわち、複数)を意味すべきである。
例えば、制限なしに、上(top)、下(bottom)、左(left)、右(right)、上方(upper)、下方(lower)、前(front)、後ろ(back)、及びそれらの派生語のような、本明細書で使用される、方向を表す語句は、図面に示されている要素の向きに関係があり、特許請求の範囲において明らかに示されない限りは、特許請求の範囲を制限しない。
本特許出願は、患者における気道流量制限値を決定するシステム100を提供する。以下の議論から明らかなように、一実施形態において、システム100は、コンピュータプログラム命令によりプログラムされた1つ以上の物理プロセッサを備えるコンピュータシステム102を含む。コンピュータプログラム命令は、コンピュータシステム102に、1つ以上の健康監視デバイス106(例えば、106a,・・・,106n)から患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報を取得させ、患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報から気道流量制限指標を決定させ、その決定された気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって患者に対して気道流量制限値を決定させる。気道流量制限値は、所与の期間において流量制限される患者の呼吸の数を示す。
一実施形態において、システム100は、気道流量制限値を決定し表示することによって、患者に与えられる圧力療法/治療の有効性を示すよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限値は、気道流量制限を有している患者の呼吸の数又はパーセンテージである。例えば、流量制限された呼吸の数又はパーセンテージが大きければ大きいほど、圧力療法/治療の無効性はますます大きくなる。流量制限された呼吸の割合が0%であるか又は0%に近い場合に、圧力療法/治療は最適に有効である。一方、流量制限された呼吸の割合が100%により近い場合に、圧力療法/治療は効果がないか又は効果が少ない。(例えば、呼気)流量制限を有する呼吸の数は、人の呼吸周期の(例えば、呼気フェーズの間の)陽圧の適用によって減らされ得ることが実証されており且つ広く受け入れられてきた。システム100はまた、決定された気道流量制限値に基づき、患者に与えられる圧力療法/治療の有効性(例えば、圧力)を制御又は調整するよう構成される。一実施形態において、呼気陽圧(positive expiratory pressure)(PEP)は、その場合に、流量制限された呼吸の割合がその最下点(nadir)になるまで増大され得る。
図1は、1つ以上の実施形態に従って、患者における気道流量制限値を決定するシステム100を示す。図1に示されるように、システム100は、サーバ102(又は複数のサーバ102)を有してよい。サーバ102は、気道流量制限値サブシステム112、健康情報サブシステム114、通知サブシステム116、圧力制御サブシステム126又は他の構成要素若しくはサブシステムを有してよい。
一実施形態において、患者は、遠隔治療(telemedicine)、遠隔医療(telehealth)又は遠隔介護(telecare)サービスを受けている。一実施形態において、遠隔医療サービスは、患者サイトにいる患者と、患者から遠く離れている提供者サイトにいる提供者との間の受診又は相互作用を容易にするよう構成される。
システム100は、ユーザデバイス104(又は複数のユーザデバイス104a〜104n)を含んでよい。ユーザデバイス104は、あらゆるタイプのモバイル端末、固定端末、又は他のデバイスも有してよい。例として、ユーザデバイス104は、デスクトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、ウェアラブルデバイス、又は他のユーザデバイスを有してよい。患者は、例えば、サーバ102又はシステム100の他の構成要素と相互作用するために1つ以上のユーザデバイス104を利用してよい。留意されるべきは、1つ以上の動作が、サーバ102の構成要素によって実行されるものとして本明細書で記載されているが、それらの動作は、いくつかの実施形態では、ユーザデバイス104の構成要素又はシステム100の他の構成要素によって実行されてよい点である。いくつかの実施形態において、ユーザデバイス104は任意である。
いくつかの実施形態において、健康情報サブシステム114は、患者に関連した健康情報を取得し得る。取得時に、健康情報は記憶され得る(例えば、まだ記憶されていない場合に、健康情報データベース134又は他のストレージ)。いくつかの実施形態において、健康情報は、気道流量情報、気道内圧情報、気道容量情報、又は何らかの他の気道に関連した情報を含んでよい。
他の例として、健康情報は、1つ以上の健康監視デバイス(例えば、気道流量監視デバイス、気道内圧監視デバイス、気道容量監視デバイス、又は他の健康監視デバイス)から取得されてよい。それらの健康監視デバイスは、圧力センサ、圧力トランスデューサ、流率センサ、容量センサ、又は他のセンサのような、1つ以上のセンサを含んでよい。センサは、例えば、患者の健康情報(例えば、気道内圧、気道流量、気道容量、若しくは何らかの他の気道パラメータ)又は患者に関連した他の健康情報を取得するよう構成されてよい。
1つのシナリオにおいて、健康監視デバイスは、健康情報(例えば、1つ以上のセンサからの情報に基づく。)を取得し、健康情報を処理のためにネットワーク(例えば、ネットワーク150)を介してコンピュータシステム(例えば、サーバ102を有する。)へ供給してよい。他のシナリオにおいて、健康情報を取得すると、健康監視デバイスは、取得された健康情報を処理し、処理された健康情報を、ネットワーク(例えば、ネットワーク150)を介してコンピュータシステムへ供給してよい。更なる他のシナリオにおいて、健康監視デバイスは、(例えば、取得又は処理された)健康情報をコンピュータシステム(例えば、サーバ102を有する。)へ自動的に供給してよい。例えば、健康監視デバイスがオフラインである(例えば、インターネットへ接続されない、コンピュータシステムへ接続されていない、など)場合に、健康監視デバイスは健康情報を記憶し、健康監視デバイスがオンラインになる場合に(例えば、オンライン状態がユーザデバイスのアプリケーションによって検出される場合に)健康情報をコンピュータシステムへ供給してよい。
いくつかの実施形態において、健康情報サブシステム114は、複数の患者に関連したその後の健康情報を引き続き取得してよい。一例として、その後の健康情報は、その後の時点(患者に対して気道流量制限値を決定するために使用された健康情報に対応する時間の後の時点)に対応する追加の健康情報を有してよい。一例として、その後の健康情報は、1つ以上の健康監視デバイスから取得されてよい。その後の健康情報は、気道流量制限閾値などを更に更新又は変更するために利用されてよい(例えば、新しい健康情報は、気道流量制限閾値を動的に更新又は変更するために使用されてよい。)。
いくつかの実施形態において、気道流量制限サブシステム112は、患者に対して気道流量制限値を決定する。いくつかの実施形態において、気道流量制限値は、所与の期間において流量制限される患者の呼吸の数又はパーセンテージを示す。
いくつかの実施形態において、気道流量制限値は、呼気気道流量制限値である。一例として、システム100は、呼気の間の気道流量を制限された呼吸を示す患者の呼吸の数又はパーセンテージを供給するよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限値は、吸気気道流量制限値である。一例として、システム100は、吸気の間の気道流量を制限された呼吸を示す患者の呼吸の数又はパーセンテージを供給するよう構成される。
いくつかの実施形態において、システム100は、正常な呼吸(breathing)/呼吸(respiration)パターンが検出されるかどうか、及び安定したマスクインターフェイスが検出されるかどうかを判定するよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限サブシステム112は、患者の正常な呼吸(breathing)/呼吸(respiration)パターンが検出され且つ患者における安定したマスクインターフェイスが検出される場合に、患者に対して気道流量制限値を決定する。いくつかの実施形態において、システム100は、患者の呼吸(breathing)/呼吸(respiration)パターンを検知するセンサを含んでよい。システム100は、センサからの呼吸(breathing)/呼吸(respiration)パターンを所定の呼吸(breathing)/呼吸(respiration)パターンと比較して、検知された呼吸(breathing)/呼吸(respiration)パターンが正常であるかどうかを判定するよう構成されてもよい。いくつかの実施形態において、システム100は、安定したマスクインターフェイスが患者に対して設けられているかどうかを検知するセンサを含んでよい。
いくつかの実施形態において、気道流量制限サブシステム112は、1つ以上の健康監視デバイス106a・・・106nから、患者の気道内圧情報、患者の気道流量情報、患者の呼吸若しくは気道容量情報、又は患者に関連した他の情報を取得するよう構成される。いくつかの実施形態において、患者の気道流量情報は、患者の気道確保時の流量に関する情報(例えば、吸気若しくは呼気の間の気道確保時の気流に対する抵抗を特定する情報、吸気若しくは呼気の間の気道確保時の流率を特定する情報、又は他の情報)を含んでよい。いくつかの実施形態において、患者の気道内圧情報は、患者の気道確保時の圧力に関する情報(例えば、吸気若しくは呼気の間の気道確保時の気道内圧を特定する情報、又は他の情報)を含んでよい。いくつかの実施形態において、患者の気道内圧情報は、食道内圧に関する情報(例えば、吸気若しくは呼気の間の食道内の気道内圧を特定する情報、又は他の情報)を含んでよい。
いくつかの実施形態において、1つ以上の健康監視デバイス106a・・・106nは、気道内圧監視デバイス、気道容量監視デバイス、気道流量監視デバイス、又は他の気道監視デバイスを有してよい。いくつかの実施形態において、1つ以上の健康監視デバイス106a・・・106nは、呼吸又は気道容量を監視するよう構成されてよい。いくつかの実施形態において、1つ以上の健康監視デバイス106は、気道確保時の流量を監視するよう構成されてよい。いくつかの実施形態において、1つ以上の健康監視デバイス106a・・・106nは、気道確保時の圧力を監視するよう構成されてよい。いくつかの実施形態において、1つ以上の健康監視デバイス106a・・・106nは、食道内圧を監視するよう構成されてよい。
いくつかの実施形態において、気道流量制限サブシステム112は、患者の取得された気道内圧情報、患者の取得された気道流量情報、又は他の気道若しくは気道流量に関連した情報から気道流量制限指標を決定するよう構成される。すなわち、気道流量制限サブシステム112は、デバイスの流量及び圧力センサからの情報/データを解析し、センサデータ/情報に基づき気道流量制限指標を計算するよう構成される。例えば、気道流量制限指標は、患者の肺気道の流量制限の程度を表す測定である。気道流量制限指標は、次いで、患者に対して気道流量制限値を決定するために使用されてよい。以下で詳細に説明されるように、患者に対する決定された気道流量制限値は、“流量制限された呼吸の割合(Percent Flow Limited Breaths)”と一般的に表記及び呼称される1つの語として表示される。いくつかの実施形態において、この語又は同様の語は、‘呼気流量制限された呼吸’又は‘吸気流量制限された呼吸’の数又はパーセンテージのいずれかを示すために使用されてよい。
いくつかの実施形態において、気道流量制限指標AFLI又はΔXrsは、以下で式(1)において示されるように、吸気の間の呼吸器系リアクタンスの平均値Mean−Xrsinspと、呼気の間の呼吸器系リアクタンスの平均値Mean−Xrsexpとの間の平均差として決定されてよい。いくつかの実施形態において、以下で式(1)を用いて計算される気道流量制限指標ΔXrsは、閾値の周辺で高い感受性及び高い特異性を有している。

ΔXrs=Mean−Xrsinsp−Mean−Xrsexp (1)
いくつかの実施形態において、呼吸器系インピーダンスは、取得された気道内圧情報及び取得された気道流量情報のフーリエ変換の比である。いくつかの実施形態において、呼吸器系インピーダンスの実部及び虚部は、呼吸器系の抵抗及び呼吸器系のリアクタンスである。いくつかの実施形態において、呼吸器系リアクタンスは、取得された気道内圧情報及び取得された気道流量情報を用いて決定されてよい。
いくつかの実施形態において、気道流量制限指標は、呼気の間の呼吸器系リアクタンスの平均値Mean−Xrsexpを用いて決定されてよい。いくつかの実施形態において、気道流量制限指標は、呼気の間の呼吸器系リアクタンスの平均値の最小値Min−Xrsexpを用いて決定されてよい。
いくつかの実施形態において、気道流量制限指標AFLIは、以下で式(2)において示されるように、吸気の間の呼吸器系リアクタンスの最大値Max−Xrsinspと、呼気の間の呼吸器系リアクタンスの最小値Min−Xrsexpとの間の差として決定されてよい。

AFLI=Max−Xrsinsp−Min−Xrsexp (2)
いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、決定された気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって患者に対して気道流量制限値を決定するよう構成される。
いくつかの実施形態において、気道流量制限閾値は、それを上回ると呼吸が“流量制限されている”と見なされるべき値であってよい。いくつかの実施形態において、気道流量制限閾値は、2.7cmHO/sec/Lであってよい。いくつかの実施形態において、気道流量制限閾値は、臨床試験によって取得されてよい。いくつかの実施形態において、気道流量制限閾値は、データ解析を用いて取得されてよい。いくつかの実施形態において、気道流量制限閾値は、研究出版物から取得されてよい。
いくつかの実施形態において、図5を参照すると、指標は、気道流量制限閾値を決定するために使用される。例えば、図5に示されるように、呼吸周期(この場合、呼気)のあるフェーズの間に直接又は派生信号(この場合に、(リットル/min、L/min又はL/m)における気道流量)に沿ってどこで起こり得る2つの期間の間の時定数。時定数τ、τ及びτ(図5に示される。)は、気道流量制限閾値を決定するよう処理され得る。
いくつかの実施形態において、気道流量制限閾値は、単一の閾値の周りで発振しうる正規分散を除去する意図を持って、システム102によって使用される閾値を上回る特定のパーセンテージを設定される。
いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、複数の患者からの以前に取得された気道内圧情報及びそれら複数の患者からの以前に取得された気道流量情報を用いて気道流量制限閾値を決定するよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112はまた、複数の患者のその後の気道内圧情報及び複数の患者のその後の気道流量情報を引き続き取得するよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、次いで、その後の気道内圧情報、その後の気道流量情報、又は他のその後の情報に基づき、気道流量制限閾値を引き続き変更又は更新するよう構成される。
いくつかの実施形態において、決定された気道流量制限閾値は、データベース(例えば、気道流量制限値データベース132)にセーブされ、必要に応じてデータベースから取り出されてよい。上述されたように、気道流量制限値サブシステム112は、異なる気道流量制限閾値を続けて更新/変更してよい。例えば、いくつかの実施形態において、深刻な症状がある患者は、症状が軽度である患者とは異なる気道流量制限閾値を有してよい。
図2は、気道流量制限指標が気道流量制限閾値を上回るか又は下回るかのいずれかであるときの気道流量制限指標に対する気道流量制限値(すなわち、流量制限された呼吸の割合)の応答のグラフ表示を示す。図2のグラフは、その縦Y軸において気道流量制限値(すなわち、流量制限された呼吸の割合)及び気道流量制限指標を、その横X軸において呼吸数を表している。患者に対する気道流量制限値は、気道流量制限閾値を上回る所与の呼吸総数(又は期間)内のパーセンテージ又は有効呼吸数に基づき決定される。
図7A及び7Bは、本特許出願の実施形態に従って患者における気道流量制限値を決定する方法700(及びフローチャート)を示す。いくつかの実施形態において、決定された気道流量制限指標と気道流量制限閾値との間の比較は、図7A及び7Bにおける方法700のプロシージャ702で行われる。
いくつかの実施形態において、システム102は、流量制限された呼吸の履歴を保持するよう構成される。例えば、流量制限された呼吸の履歴は32ビットのビットマスクとして保持され、各ビットが履歴内のサンプル呼吸を表す。いくつかの実施形態において、各ビットは、サンプル/呼吸が気道流量制限を有していないと決定される場合に“オフ”され(ビットは“0”である。)、サンプル/呼吸が気道流量制限を有していると決定される場合に“オン”される(ビットは“1”である。)。いくつかの実施形態において、ビットマスク内のビットの数は様々であってよい。
いくつかの実施形態において、サンプル/呼吸が履歴に加えられるたびに、ビットマスクは、その位置を右に1つだけシフトされる。いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、気道流量制限された呼吸の履歴ラップマスク(wrap mask)を使用して履歴を所定数のサンプル/呼吸に制限するよう構成される。例えば、気道流量制限された呼吸の履歴ラップマスクは、履歴を20個のサンプル/呼吸に制限するために使用される。いくつかの実施形態において、履歴バッファ内のサンプル/呼吸の数は様々であってよい。
図7A及び7Bを参照すると、決定された気道流量制限指標が気道流量制限閾値よりも大きいか又はそれに等しい場合に、気道流量制限値サブシステム112は、(例えば、方法700のプロシージャ704において、)気道流量制限が患者の呼吸において存在することを示す履歴バッファ入力を加えるよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、気道流量制限指標が気道流量制限閾値よりも大きいか又はそれに等しいと決定される場合に、ビットを“オン”するよう構成される(ビットは“1”である。)。
決定された気道流量制限指標が気道流量制限閾値に満たない場合には、気道流量制限値サブシステム112は、(例えば、方法700のプロシージャ706において、)気道流量制限が患者の呼吸において存在しないことを示す履歴バッファ入力を加えるよう構成される。いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、気道流量制限指標が気道流量制限閾値に満たないと決定される場合に、ビットを“オフ”するよう構成される(ビットは“0”である。)。
いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、履歴バッファ内の最も古いサンプル/呼吸が気道流量制限された呼吸を表すかどうかを判定するよう構成される。
いくつかの実施形態において、測定/決定された気道流量制限指標が気道流量制限閾値よりも大きいか又はそれに等しいたびに、カウンタはインクリメントされ、測定/決定された気道流量制限指標が気道流量制限閾値に満たないたびに、カウンタはデクリメントされる。システム102は、夫々の呼吸が履歴のパーセンテージを表すように、最後の一定数の呼吸の履歴を保持するよう構成される。
いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ708で、気道流量制限値サブシステム112は、患者が気道流量制限を経験していることを示す履歴バッファ入力の数を数えるよう構成される。例えば、気道流量制限値サブシステム112は、履歴バッファ内の所定数の所望のサンプル/呼吸において“オン”又は“1”にされているビットを数えるよう構成される。
いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ710で、気道流量制限値サブシステム112は、患者が気道流量制限を経験していることを示す履歴バッファ入力の数を所定の気道流量制限された呼吸数と比較するよう構成される。いくつかの実施形態において、所定の気道流量制限された呼吸数は10である。
患者が気道流量制限を経験していることを示す履歴バッファ入力の数が所定の気道流量制限された呼吸数に満たない場合には、気道流量制限値サブシステム112は、方法700のプロシージャ712で、気道流量制限値をゼロと表示するよう構成される。患者が気道流量制限を経験していることを示す履歴バッファ入力の数が所定の気道流量制限された呼吸数よりも大きい場合には、気道流量制限値サブシステム112は、方法700のプロシージャ714で、気道流量制限値を決定するよう構成される。例えば、気道流量制限値AFLVは、以下で式(3)及び(4)を用いて決定される。

AFLV’=(気道流量制限された呼吸数×100)/(履歴バッファ内のサンプル数) (3)

AFLV=(AFLV’−理想パーセンテージ)×2 (4)
いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ716で、気道流量制限値サブシステム112は、決定又は計算された気道流量制限値AFLVを臨床医又は医師に表示するよう構成される。いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ716で、通知サブシステム116は、決定又は計算された気道流量制限値AFLVを臨床医又は医師に表示するよう構成される。
いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ718で、気道流量制限値サブシステム112は、決定又は計算された気道流量制限値AFLVを用いて、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法を自動的に滴定するよう構成される。いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ718で、圧力制御サブシステム126は、決定又は計算された気道流量制限値AFLVを用いて、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法を自動的に滴定するよう構成される。
いくつかの実施形態において、決定又は計算された気道流量制限値AFLVは、その後に、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法を手動で又は自動的に調整するよう医師又は臨床医を導くために使用され得る。一実施形態において、呼気陽圧(PEP)は、その場合に、流量制限された呼吸のパーセンテージがその最下点になるまで、増大され得る。
いくつかの実施形態において、臨床的観点からの‘理想的な’動作は、気道流量制限閾値の周辺で特徴が発振することであるから、“理想的な”パーセンテージは50%であってよい。いくつかの実施形態において、気道流量制限値サブシステム112は、a)気道流量制限された呼吸(気道流量制限閾値よりも大きい。)が0から50%の間にある場合には、決定された気道流量制限値が0%と表示され、b)気道流量制限された呼吸(気道流量制限閾値よりも大きい。)が50から100%の間にある場合には、気道流量制限値AFLVが以下の式(5)及び(6)を用いて決定されるように、決定された気道流量制限値(パーセンテージ又は数)を表示するよう構成される。

AFLV’=(気道流量制限された呼吸数×100)/(20) (5)

AFLV=(AFLV’−50)×2 (6)
例えば、1つのシナリオにおいて、理想的なパーセンテージ値は50%であり(すなわち、所定の呼吸数が10である。)、履歴バッファ内のサンプル数は20である。例えば、方法700のプロシージャ708で求められる、気道流量制限された呼吸の数は、11である。患者が気道流量制限を経験していることを示す履歴バッファ入力の数(すなわち、11)は所定の呼吸数(すなわち、10)よりも大きいということで、気道流量制限値サブシステム112は、方法700のプロシージャ714で次のように気道流量制限値を決定する:

AFLV’=(11×100)/(20)=55

AFLV=(55−50)×2=10%
いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ716で、通知サブシステム116は、決定又は計算された気道流量制限値AFLVを10%として臨床医又は医師に表示するよう構成される。いくつかの実施形態において、方法700のプロシージャ718で、圧力制御サブシステム126は、10%の決定又は計算された気道流量制限値AFLVを用いて、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法を自動的に滴定するよう構成される。いくつかの実施形態において、10%の決定又は計算された気道流量制限値AFLVは、その後に、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法を手動で又は自動的に調整するよう医師又は臨床医を導くために使用され得る。
いくつかの実施形態において、理想的なパーセンテージ値は25%である。斯様な実施形態において、所定の呼吸数は5である(例えば、履歴バッファが20個のサンプルに制限される場合)。いくつかの実施形態において、理想的なパーセンテージ値は75%である。斯様な実施形態において、所定の呼吸数は15である(履歴バッファが20個のサンプルに制限される場合)。いくつかの実施形態において、理想的なパーセンテージ値は25%から75%の間の範囲に及んでよい。斯様な実施形態において、所定の呼吸数は5から15の間の範囲に及ぶ(例えば、履歴バッファが20個のサンプルに制限される場合)。上述されたように、履歴バッファ内のサンプル呼吸の数は様々であってよい。
いくつかの実施形態において、通知サブシステム116は、決定された気道流量制限値に関する通知をシステム100の1つ以上の他の構成要素へ供給してよい。一例として、1つ以上のセンサ108a・・・108nを有している1つ以上の健康監視デバイス106a・・・106nは、患者に関連した健康情報(例えば、患者の気道流量圧力の測定、患者の気道流率の測定、患者の気道容量の測定、又は他の健康情報)を取得し、健康情報を健康情報サブシステム114へ供給してよい。健康情報が患者に対して気道流量制限値を決定するよう処理された後、通知サブシステム116は、気道流量制限値に関する通知を、現在遠隔医療サービスを介して患者にプライマリケアを提供している医師若しくは他のスタッフ(例えば、看護士、技師、など)、及び患者の介護者、患者の家族、などのうちの少なくとも1人へ供給してよい。一例として、通知サブシステム116は、気道流量制限値に関する通知を、1つ以上の有線若しくは無線接続を介して健康監視デバイスの1つ以上の出力デバイスにより供給してよい。他の例として、通知サブシステム116は、気道流量制限値に関する通知を、デスクトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレット、スマートフォンのような1つ以上のユーザデバイスへ供給してよい。
いくつかの実施形態において、通知サブシステム116は、流量制限指標に基づき患者の肺の状態を臨床医に表示するか又は別なふうに知らせるよう構成される。いくつかの実施形態において、決定された気道流量制限値は、いつ圧力療法が患者の気道に適用されようとも、医師の治療計画又は処方を導くよう意図される。一般に、気道流量制限された呼吸のパーセンテージと、圧力療法/治療の有効性とは、関係があると理解される。例えば、気道流量制限された呼吸のパーセンテージが高ければ高いほど、圧力療法/治療の無効性はますます大きくなる。流量制限された呼吸の割合が0%であるか又はそれに近い場合に、圧力療法/治療は最適に有効である。一方、流量制限された呼吸のパーセンテージが100%により近い場合には、圧力療法/治療は効果がないか又は効果が少ない。更に、(例えば、呼気)流量制限を有する呼吸の数は、人の呼吸周期の(例えば、呼気フェーズの間の)陽圧の適用によって減らされ得ることが実証されており且つ広く受け入れられてきた。呼気陽圧(PEP)は、その場合に、流量制限された呼吸のパーセンテージがその最下点(nadir)になるまで増大され得る。
このように、決定された気道流量制限値の知識は、その後に、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法を滴定することを選択する医師を導くために使用され得る。いくつかの実施形態において、決定された気道流量制限値は、例えば、呼気陽圧設定において、患者の気道流量制限を扱うよう(手動で又は自動的に)選択されている人工呼吸器の圧力設定の有効性を実時間において医師に知らせる。その上、定量化可能な指標は、“万能な(one size fits all)”オプションである療法を選択することの代わりに、患者個人に合わせた治療を可能にする。
いくつかの実施形態において、通知サブシステム116は、多数の方法又はフォーマットで患者の肺の状態を医師に表示するか又は別なふうに知らせるよう構成される。例えば、図3は、決定された気道流量制限値の数値表現の例を示し、一方、図4は、本特許出願に従って、決定された気道流量制限値のグラフ表現の例である。患者に対する決定された気道流量制限値の斯様な表示は、臨床医が呼気陽圧(PEP)治療又は療法の効果を容易に評価することを可能にする。いくつかの実施形態において、気道流量制限値は、遠隔医療の臨床ダッシュボード又はディスプレイにおいて視覚的に提供される。
患者に対する決定された気道流量制限値は、図3に示されるように数値又はパーセンテージ値として表示される。例えば、患者に対する決定された気道流量制限値は70%と表示される。患者に対する決定された気道流量制限値は、図4に示されるようなグラフバーとして表示されてよい。例えば、患者に対する決定された気道流量制限値は、グラフバー上で80%と表示される。図4のグラフバーは、例えば、グラフ読出のために10%刻みで0%から100%の範囲を有している。
患者における気道流量制限値を決定するための使用ケースシナリオは、1つ以上の実施形態に従って、以下で記載される。一例として、1つのシナリオにおいて、健康情報(気道流量情報、気道内圧情報、など)は、入力としてシステム100へ供給され、システム100の出力(例えば、気道流量制限値)は、患者、患者の総合診療医、患者の専門医、又は他の個人へ供給されてよい。一例として、しばらく後、システム100は、決定された気道流量制限値の結果としてアラートにフラグを立ててよい。このアラートに基づき、患者の臨床医(例えば、総合診療医、専門医、など)は、例えば、人工呼吸器によって施されている患者の圧力療法の調整を提言してよい。
いくつかの実施形態において、システム100は、コールセンター電話応対係/担当者が気道流量制限値に基づき加入者又は患者のためのインターベンションを決める必要がある個人用緊急応答システムにおいて有用であり得る。いくつかの実施形態において、システム100は、退院プログラム(hospital to home programs)、外来診療における臨床プログラム、及び/又は再入院予防プログラムにおいて使用されてよい。いくつかの実施形態において、システム100はまた、家庭モニタリングプログラム、個人用緊急応答システム、などにおいて使用されてよい。
いくつかの実施形態において、図1に表されている様々なコンピュータ及びサブシステムは、本明細書で記載されている機能を実行するようプログラムされている1つ以上のコンピューティングデバイスを有してよい。コンピューティングデバイスは、1つ以上の電子ストレージ(例えば、気道流量制限値データベース132、健康情報データベース134、若しくは他の電子ストレージ)、1つ以上のコンピュータプログラム命令によりプログラムされた1つ以上の物理プロセッサ、及び/又は他の構成要素を含んでよい。コンピューティングデバイスは、有線又は無線技術(例えば、イーサネット(登録商標)、光ファイバ、同軸ケーブル、WiFi、Bluetooth(登録商標)、近距離通信、又は他の通信テクノロジ)を介したネットワーク(例えば、ネットワーク150)又は他のコンピューティングプラットフォームとの情報の交換を可能にする通信線又はポートを含んでよい。コンピューティングデバイスは、本明細書ではサーバに属する機能を提供するよう一緒に作動する複数のハードウェア、ソフトウェア、及び/又はファームウェア部品を含んでよい。例えば、コンピューティングデバイスは、コンピューティングデバイスとして一緒に作動するコンピューティングプラットフォームのクラウドによって実装されてよい。
電子ストレージは、電子的に情報を記憶する非一時的な記憶媒体を有してよい。電子ストレージの電子記憶媒体は、サーバと一体的に設けられる(例えば、実質的に着脱不可能である)システムストレージ、又は例えば、ポート(例えば、USBポート、ファイヤワイヤポート、など)若しくはドライブ(例えば、ディスクドライブ、など)を介してサーバに着脱可能に接続可能であるリムーバブルストレージのうちの一方又は両方を含んでよい。電子ストレージは、光学的に読出可能な記憶媒体(光ディスク、など)、磁気的に読出可能な記憶媒体(例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピー(登録商標)ドライブ、など)、電荷に基づく記憶媒体(例えば、EEPROM、RAM、など)、固体状態記憶媒体(例えば、フラッシュドライブ、など)、及び/又は他の電子的に読出可能な記憶媒体のうちの1つ以上を含んでよい。電子ストレージは、1つ以上の仮想記憶リソース(例えば、クラウドストレージ、仮想プライベートネットワーク、及び/又は他の仮想記憶リソース)を含んでよい。電子ストレージは、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサによって決定された情報、サーバから受信された情報、クライアントコンピューティングプラットフォームから受信された情報、又は本明細書で記載されるようにサーバが機能することを可能にする他の情報を記憶してよい。
プロセッサは、サーバにおいて情報処理機能を提供するようプログラムされてよい。そのようなものとして、プロセッサは、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、若しくは情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、状態機械、及び/又は電子的に情報を処理する他のメカニズムのうちの1つ以上を含んでよい。いくつかの実施形態において、プロセッサは、複数の処理ユニットを含んでよい。それらの処理ユニットは、同じデバイス内に物理的に位置してよく、あるいは、プロセッサは、協働する複数のデバイスの処理機能に相当してよい。プロセッサは、サブシステム112、114、116、及び126又は他のサブシステムの本明細書で記載される機能を実行するようにコンピュータプログラム命令を実行するようプログラムされてよい。プロセッサは、ソフトウェア;ハードウェア;ファームウェア:ソフトウェア、ハードウェア、若しくはファームウェアの何らかの組み合わせ;及び/又はプロセッサ上で処理機能を構成する他のメカニズムによって、コンピュータプログラム命令を実行するようプログラムされてよい。
当然ながら、本明細書で記載される種々のサブシステム112、114、116、及び126によって提供される機能の記載は、サブシステム112、114、116、及び126のいずれもが記載されているよりも多い又は少ない機能を提供し得るということで、例示を目的としており、制限されるよう意図されない。例えば、サブシステム112、114、116、及び126のうちの1つ以上は削除されてよく、その機能の一部又は全ては、サブシステム112、114、116、及び126のうちの他のものによって提供されてよい。他の例として、追加のサブシステムが、サブシステム112、114、116、及び126のうちの1つに本明細書で属する機能の一部又は全てを実行するようプログラムされてよい。
図6は、本特許出願の実施形態に従って患者における気道流量制限値を決定するフローチャートである。図6を参照すると、患者における気道流量制限値を決定する方法600が与えられている。方法600は、コンピュータプログラム命令を実行する1つ以上の物理プロセッサを有するコンピュータシステム102によって実装される。コンピュータプログラム命令は、実行される場合に、方法600を実行する。方法600は、プロシージャ602において1つ以上の健康監視デバイス106(106a・・・106n)から患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報を取得することと、プロシージャ604においてコンピュータシステムによって患者の気道内圧情報及び患者の気道流量情報から気道流量制限指標を決定することと、プロシージャ606においてコンピュータシステムによって、決定された気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって患者に対して気道流量制限値を決定することとを有する。気道流量制限値は、所与の期間において流量制限される患者の呼吸の数を示す。
このように、本特許出願は、患者の気道流量制限値を計算又は決定し、この気道流量制限値を伝達する方法を提供する。気道流量制限値は、気道流量制限指標に基づく気道流量制限閾値を上回る所与の呼吸総数(又は期間)内の有効な呼吸のパーセンテージ又は数に基づく。
特許請求の範囲において、括弧内の如何なる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されるべきではない。語“有する(comprising)”又は“含む(including)”は、請求項で挙げられているもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。いくつかの手段を挙げているデバイスクレームにおいて、それらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一のアイテムによって具現化されてよい。単称形の要素(要素の前の冠詞a又はan)は、そのような要素の複数個の存在を除外しない。いくつかの手段を挙げている如何なるデバイスクレームにおいても、それらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一のアイテムによって具現化されてよい。特定の要素が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの要素が組み合わせて使用され得ないことを示すものではない。
本特許出願は、最も実際的且つ好適な実施形態であると現在考えられているものに基づき例示のために詳細に記載されてきたが、斯様な詳細は、もっぱらその目的のためであり、本特許出願は、開示されている実施形態に制限されず、それどころか、添付の特許請求の範囲の精神及び適用範囲の中にある変更及び同等の配置をカバーするよう意図されることが理解されるべきである。例えば、本特許出願は、可能な範囲で、いずれかの実施形態の1つ以上の特徴がいずれかの他の実施形態の1つ以上の特徴と結合可能であると考えていることが理解されるべきである。
[関連出願の相互参照]
本特許出願は、米国特許法第119条(e)の下で、2016年5月10日付けで出願された米国仮特許出願第62/334066号に基づく優先権を主張する。なお、この仮特許出願の内容は、参照により本願に援用される。

Claims (16)

  1. 患者における気道流量制限値を決定するシステムであって、
    第1コンピュータプログラム命令によりプログラムされた1つ以上の第1物理プロセッサを有するコンピュータシステムを有し、
    前記第1コンピュータプログラム命令は、実行される場合に、前記コンピュータシステムに、
    1つ以上の健康監視デバイスから前記患者の気道内圧情報及び前記患者の気道流量情報を取得させ、
    前記患者の呼吸ごとに、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報から気道流量制限指標を決定させ、
    前記患者の呼吸ごとに、当該呼吸が流量制限されているかどうかを、前記気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することによって決定し、該決定の結果を履歴バッファに格納させ、
    所定の呼吸数にわたって前記履歴バッファに格納された前記決定の結果に基づいて、前記患者に対して前記気道流量制限値を決定させ、
    前記気道流量制限値は、流量制限される前記履歴バッファ内の前記患者の呼吸のパーセンテージを示す、システム。
  2. 前記コンピュータシステムは、流量制限された呼吸の予め定義された理想パーセンテージに基づいて前記気道流量制限値を決定し、
    流量制限される前記履歴バッファ内の前記決定された呼吸のパーセンテージが0%から前記予め定義された理想パーセンテージの間にある場合には、前記気道流量制限値は0%として決定され、
    流量制限される前記履歴バッファ内の前記決定された呼吸のパーセンテージが前記予め定義された理想パーセンテージから100%の間にある場合には、前記気道流量制限値は、式
    AFLV’=(気道流量制限された呼吸の数×100)/(履歴バッファ内のサンプル呼吸の総数)
    AFLV=(AFLV’−理想パーセンテージ)×2
    を用いて決定される、
    請求項1に記載のシステム。
  3. 前記1つ以上の健康監視デバイスの夫々は、
    前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を取得するようプログラムされた1つ以上のセンサと、
    実行される場合に、前記1つ以上の健康監視デバイスに、
    前記センサに基づき、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を取得させ、
    前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を前記コンピュータシステムに供給させる
    第2コンピュータプログラム命令によりプログラムされた1つ以上の第2物理プロセッサと
    を有し、
    前記コンピュータシステムは、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を取得することによって、前記患者に対して前記気道流量制限指標を決定する、
    請求項1に記載のシステム。
  4. 前記コンピュータシステムは、
    複数の患者からの以前に取得された気道内圧情報及び気道流量情報を用いて前記気道流量制限閾値を決定することと、
    前記複数の患者のその後の気道内圧情報及び前記複数の患者のその後の気道流量情報を引き続き取得することと、
    前記その後の気道内圧情報及び前記その後の気道流量情報に基づき前記気道流量制限閾値を引き続き変更することと
    によって、前記患者に対して前記気道流量制限値を決定する、
    請求項1に記載のシステム。
  5. 前記コンピュータシステムは、前記気道流量制限値を表示するよう構成される、
    請求項1に記載のシステム。
  6. 前記コンピュータシステムは、前記気道流量制限値に基づき、前記患者の気道に適用される加圧治療の圧力を調整するよう構成される、
    請求項1に記載のシステム。
  7. 患者における気道流量制限値を決定する方法であって、実行される場合に当該方法を実行するコンピュータプログラム命令を実行する1つ以上の物理プロセッサを有するコンピュータシステムによって実行される前記方法において、
    1つ以上の健康監視デバイスから前記患者の気道内圧情報及び前記患者の気道流量情報を取得することと、
    前記コンピュータシステムによって、前記患者の呼吸ごとに、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報から気道流量制限指標を決定することと、
    前記コンピュータシステムによって、前記患者の呼吸ごとに、当該呼吸が流量制限されているかどうかを、前記気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することに基づいて決定し、該決定の結果を履歴バッファに格納することと、
    所定の呼吸数にわたって前記履歴バッファに格納された前記決定の結果に基づいて、前記患者に対して前記気道流量制限値を決定することと
    を有し、
    前記気道流量制限値は、流量制限される前記履歴バッファ内の前記患者の呼吸のパーセンテージを示す、方法。
  8. 前記患者に対する前記気道流量制限指標は、
    前記コンピュータシステムによって、1つ以上のセンサを有する前記1つ以上の健康監視デバイスから、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を取得することと、
    前記コンピュータシステムによって、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を使用することによって前記患者に対して前記気道流量制限指標を決定することと
    によって決定される、
    請求項に記載の方法。
  9. 前記患者に対する前記気道流量制限値は、
    前記コンピュータシステムによって、複数の患者からの以前に取得された気道内圧情報及び気道流量情報を用いて前記気道流量制限閾値を決定することと、
    前記コンピュータシステムによって、前記複数の患者のその後の気道内圧情報及び前記複数の患者のその後の気道流量情報を引き続き取得することと、
    前記コンピュータシステムによって、前記その後の気道内圧情報及び前記その後の気道流量情報に基づき前記気道流量制限閾値を引き続き変更することと
    によって決定される、
    請求項に記載の方法。
  10. 前記コンピュータシステムによって、前記気道流量制限値を表示すること
    を更に有する請求項に記載の方法。
  11. 前記コンピュータシステムによって、前記気道流量制限値に基づき、前記患者の気道に適用される加圧治療の圧力を調整すること
    を更に有する請求項に記載の方法。
  12. 患者における気道流量制限値を決定するシステムであって、
    少なくとも1つのプロセッサにより機械読み出し可能な命令を実行する手段を有し、
    前記機械読み出し可能な命令は、
    1つ以上の健康監視デバイスから前記患者の気道内圧情報及び前記患者の気道流量情報を取得することと、
    前記患者の呼吸ごとに、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報から気道流量制限指標を決定することと、
    前記患者の呼吸ごとに、当該呼吸が流量制限されているかどうかを、前記気道流量制限指標を気道流量制限閾値と比較することに基づいて決定し、該決定の結果を履歴バッファに格納することとと、
    所定の呼吸数にわたって前記履歴バッファに格納された前記決定の結果に基づいて、前記患者に対して前記気道流量制限値を決定することと
    を有し、
    前記気道流量制限値は、流量制限される前記履歴バッファ内の前記患者の呼吸のパーセンテージを示す、システム。
  13. 前記機械読み出し可能な命令は、
    1つ以上のセンサを有する前記1つ以上の健康監視デバイスから、前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を取得することと、
    前記患者の前記気道内圧情報及び前記患者の前記気道流量情報を取得することによって前記患者に対して前記気道流量制限指標を決定することと
    を更に有する、
    請求項12に記載のシステム。
  14. 前記機械読み出し可能な命令は、
    複数の患者からの以前に取得された気道内圧情報及び気道流量情報を用いて前記気道流量制限閾値を決定することと、
    前記複数の患者のその後の気道内圧情報及び前記複数の患者のその後の気道流量情報を引き続き取得することと、
    前記その後の気道内圧情報及び前記その後の気道流量情報に基づき前記気道流量制限閾値を引き続き変更することと
    を更に有する、
    請求項12に記載のシステム。
  15. 前記機械読み出し可能な命令は、前記手段によって前記気道流量制限値を表示することを更に有する、
    請求項12に記載のシステム。
  16. 前記機械読み出し可能な命令は、前記手段によって、前記気道流量制限値に基づき、前記患者の気道に適用される加圧治療の圧力を調整することを更に有する、
    請求項12に記載のシステム。
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