ES2280384T3 - Sistema de inyeccion de liquidos para intervencion coronaria. - Google Patents
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Abstract
Aparato de inyección, que comprende: una jeringa de control (22) que incluye un émbolo desplazable manualmente (28); una jeringa motorizada (24) que incluye un émbolo motorizado (58); un procesador (50); un detector (44) asociado operativamente con la jeringa de control y que transmite una señal (46) representativa de la posición del émbolo de la jeringa de control al procesador, generando el procesador una señal de control (54) basada en la señal de posición y transmitiendo la señal de control para el movimiento del émbolo motorizado; y un dispositivo de retorno de información en comunicación con la jeringa motorizada (24) y la jeringa de control (22), afectando el dispositivo de retorno de información la fuerza necesaria para mover manualmente el émbolo de la jeringa de control, caracterizado porque el dispositivo de retorno de información incluye un electroimán (126) dispuesto en posición adyacente a la conducción de líquido (128), que se extiende desde la jeringa de control, estando llena la conducción de líquido de un líquido magnético, recibiendo el electroimán la señal de presión (122) y generando un campo magnético, campo magnético que estrangula el flujo del líquido magnético en el interior de la conducción de líquido (128) basándose en la señal de presión al objeto de facilitar un retorno de información táctil al usuario que sujeta la jeringa de control.
Description
Sistema de inyección de líquidos para
intervención coronaria.
La invención se refiere, en general, a un
aparato de dosificación de líquidos y, más particularmente, se
refiere a un aparato para dosificar un líquido de forma controlada
para utilización en procedimientos médicos.
La angiografía es un procedimiento utilizado en
la detección y tratamiento de anomalías u obstrucciones en los
vasos sanguíneos. Durante una angiografía, se obtiene una imagen
radiográfica de una estructura vascular inyectando un material de
contraste radiográfico en una vena o en una arteria a través de un
catéter. La estructura vascular conectada fluídicamente con la vena
o arteria en la que se produce la inyección se llena de material de
contraste. A continuación, se hacen pasar rayos X a través de la
región del cuerpo en la que se inyectó el material de contraste,
siendo absorbidos los rayos X por el material de contraste, con lo
que se crea un contorno o imagen radiográfica del vaso sanguíneo
que contiene el material de contraste. La radiografía de los vasos
sanguíneos llenos de material de contraste se suele registrar sobre
una película o cinta de vídeo, y seguidamente se visualiza en el
monitor de un fluoroscopio.
Durante la angiografía, una vez que el médico
introduce un catéter en una vena o en una arteria, el catéter de
angiografía se conecta con un mecanismo de inyección de contraste
manual o automático. Con un mecanismo de inyección de contraste
manual típico, se utiliza una combinación de jeringa y catéter en la
que el usuario oprime el émbolo de la jeringa con el fin de
inyectar el contraste. Dicho procedimiento permite al usuario
sentir la resistencia a la inyección, de forma que pueda ajustar en
consecuencia la presión.
Dado el diámetro relativamente pequeño del
catéter y la naturaleza potencialmente viscosa del contraste, con
frecuencia la inyección de tal material puede resultar difícil de
realizar manualmente. Esto resulta especialmente cierto siempre que
se requiera una inyección rápida. En consecuencia, se han diseñado
mecanismos de inyección de contraste automáticos. Dichos mecanismos
utilizan un accionador motorizado para impulsar el émbolo de una
jeringa. En las patentes U.S.A. nº 5.515.851 y 5.916.165 se
describen ejemplos de dichas máquinas automáticas.
No obstante, si bien dichos dispositivos
utilizan un émbolo motorizado, el usuario no recibe indicación
alguna acerca de la resistencia con la que se encuentra el líquido
que se está inyectando. En ambos dispositivos se incluyen mandos
táctiles o botones que, al pulsarse, desencadenan la inyección del
líquido. Al retirar la presión de los botones de accionamiento se
detiene el proceso de inyección. Con dichos dispositivos, el
usuario no sólo no recibe información alguna acerca de la
resistencia con la que se encuentra el líquido que se está
inyectando, sino que el aparato de control de dichos dispositivos es
de naturaleza desconocida para la mayor parte de los médicos. La
mayor parte de los médicos suele estar acostumbrada al
funcionamiento de un mecanismo de tipo jeringa, en el que el émbolo
de la jeringa resulta más difícil de oprimir a medida que aumenta
la presión ejercida.
En el documento
FR-A-2 757 572 se describe un
aparato de inyección según el preámbulo de la reivindicación 1.
Según la invención, se da a conocer un aparato
de inyección que comprende una jeringa de control, una jeringa
motorizada, un procesador, un detector y un dispositivo de retorno
de información, según se describe en la reivindicación 1. La
jeringa de control incluye un émbolo desplazable manualmente y la
jeringa motorizada incluye un émbolo motorizado. El detector se
encuentra asociado operativamente con la jeringa de control y
transmite al procesador una señal representativa de la posición del
émbolo de la jeringa de control. El procesador genera una señal de
control basada en la señal de la posición y transmite la señal de
control para el movimiento del émbolo motorizado. El dispositivo de
retorno de información mantiene comunicación con la jeringa
motorizada y la jeringa de control, y afecta a la fuerza necesaria
para mover manualmente el émbolo de la jeringa de
control.
control.
Estos y otros aspectos y características de la
presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada, tomada en conjunto con los dibujos
adjuntos.
la figura 1 es una representación esquemática de
un aparato de inyección construido según las indicaciones de la
invención;
la figura 2 es un diagrama de flujo que describe
una secuencia de etapas que puede llevar a cabo un aparato de
inyección construido según las indicaciones de la invención;
la figura 3 es una vista lateral, a mayor
escala, de una jeringa de control construida según las indicaciones
de la invención;
la figura 4 es un diagrama de bloques de una
realización de un aparato de inyección, construido según las
indicaciones de la invención;
la figura 5 es un diagrama de bloques de un
aparato de inyección de líquido; y
la figura 6 es un diagrama de bloques de una
cuarta realización de un aparato de inyección de líquido.
Únicamente la realización representada en la
figura 4 describe un dispositivo de retorno según la presente
invención.
Si bien la invención es susceptible a diversas
modificaciones y construcciones alternativas, en los dibujos se han
representado ciertas realizaciones representativas de la misma, que
se describirán en detalle a continuación. No obstante, debe
entenderse que no se pretende limitar la invención a las formas
específicas descritas, sino que al contrario, la intención es
cubrir todas las modificaciones, construcciones alternativas y
equivalentes que se encuentren dentro del alcance de la invención,
según se define en las reivindicaciones adjuntas.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, y con
referencia específica a la figura 1, un aparato de inyección de
líquidos construido según las indicaciones de la invención se
representa de manera general por el numeral de referencia (20). Si
bien el aparato (20) se describe de manera general en relación con
la inyección del contraste para utilización en procedimientos de
angiografía, se ha de entender que las indicaciones de la invención
se pueden utilizar en otras aplicaciones, así como para la inyección
de otros líquidos.
El aparato (20) incluye un dispositivo de
control o de entrada (22) y un dispositivo motorizado tal como una
jeringa (24). El movimiento de la jeringa motorizada (24) está
completamente controlado por el movimiento del dispositivo de
entrada (22) mediante una relación de mimetismo. Si bien el
dispositivo de control (22) está diseñado en forma de una jeringa
convencional, se ha de entender que las indicaciones de la invención
se pueden utilizar con otras formas de dispositivos de entrada
(22), entre los que se incluyen, sin limitación, palancas de mando,
barras deslizantes, mandos aceleradores, botones pulsadores y
similares. Además, el dispositivo de control (22) no precisa
accionamiento manual, pero también se pueden incluir dispositivos
accionados por otro tipo de entrada, como puede ser, sin
limitación, accionamiento por pedal, movimientos de la cabeza,
movimientos oculares, reconocimiento de voz, y similares.
Según se describe de forma óptima en la figura
3, el dispositivo de control (22) incluye un cilindro de jeringa
(26) en el que se dispone un émbolo (28) deslizable. El cilindro
(26) incluye un extremo abierto (30) y un extremo de salida de
diámetro reducido (32). El émbolo (28) incluye un extremo accionador
(34) y un extremo activo (36). El extremo accionador (34) puede
tener forma de un anillo (38) conformado de modo que se adapte al
pulgar del usuario, estando dispuestos en el cilindro (26) los
correspondientes primer y segundo anillos (40) y (42) de forma
convencional.
También se muestra en la figura 3 un detector
(44) próximo al émbolo (28). El detector (44) está diseñado para
controlar la posición del émbolo (28) y generar una señal (46)
representativa de la ubicación o movimiento del émbolo (28) en
relación con el cilindro (26). En la realización representada, el
detector (44) se presenta en forma de un transmisor diferencial de
tensión lineal (LVDT), pero puede presentarse en forma de cualquier
otro tipo convencional de detector de posición o desplazamiento,
entre los que se incluye, sin limitación, codificadores,
dispositivos de resistencia variable, resolutores, dispositivos
legibles magnéticamente, así como infrarrojos y otros dispositivos
legibles visualmente.
Un módulo de interfaz de operador (48) recibe la
señal (46). El módulo de interfaz de operador (48) incluye un
procesador (50), un dispositivo de entrada tal como un teclado (51),
así como un monitor o pantalla (52). Según se describirá con más
detalles en el presente documento, el procesador (50) del módulo de
interfaz de operador (48) recibe la señal de posición (46) y genera
una señal de control (54) comunicada a la jeringa motorizada
(24).
La jeringa motorizada (24) incluye un cilindro
(56) que tiene un émbolo (58) deslizante dispuesto en su interior.
El cilindro (56) incluye un extremo abierto (60), así como un
extremo de salida de diámetro reducido (62). Próximo al extremo
abierto (60) se encuentra un accionador (64) cuya función consiste
en impulsar el émbolo (58) a través del cilindro (56). El
accionador (64) se puede presentar de numerosas formas, entre las
que se encuentran, sin limitación, trenes de impulsión motorizados,
pistones hidráulicos, sistemas neumáticos, y similares. El volumen
de la jeringa motorizada (24) es mayor que el correspondiente al
dispositivo de control (22). En una realización, esto se consigue
haciendo que el cilindro (56) de la jeringa motorizada (24) presente
un diámetro mayor que el del cilindro (26) de la jeringa de control
(22).
El extremo de salida (62) de la jeringa
motorizada (24) está conectado a una conducción de líquido (65) que
termina en una conexión en T (66) que tiene una entrada (68), una
primera salida (70), y una segunda salida (72), según se aprecia
mejor en la figura 3. Por consiguiente, se puede observar que la
salida de líquido de la jeringa motorizada (24) se encuentra en
comunicación fluídica con el extremo de salida (32) de la jeringa
de control (22). Más abajo de la segunda salida (72) de la conexión
en T (66) se encuentra un distribuidor (74) que presenta un extremo
de entrada del aparato (76), una salida (78) y un conjunto de
puertos de entrada de líquido (80), (82) y
(84).
(84).
Si bien no se han representado, los puertos de
entrada (80), (82), (84) sirven para conectar distintos tipos de
líquidos para inyección en un paciente (no mostrado). Más
específicamente, los puertos de entrada (80), (82), (84) se pueden
conectar a diversos tipos de materiales de contraste que se pueden
utilizar en conjunción con un procedimiento angiográfico. Además,
uno de los puertos de entrada (80), (82), (84) se pueden destinar a
su conexión con una solución salina para enjuagar el sistema después
del uso.
Un catéter (86) está conectado a la salida (78)
del distribuidor (74). Completando la estructura representada en la
figura 1, se incluye un conmutador de pedal (88) conectado al módulo
de interfaz de operador (48) mediante un cable (90). Se ha de
entender que el cable (90) puede sustituirse por un sistema de
comunicación inalámbrico en el que el conmutador de pedal (88), u
otro tipo de conmutador, está dotado de un dispositivo de
transmisión para comunicar una señal de accionamiento a un receptor
del módulo de interfaz de operador (48). Se ha de entender también
que la tecnología inalámbrica puede utilizarse en conjunción con la
transmisión de la señal de posición (46), la señal de control (54)
y cualesquiera otras señales asociadas con el aparato (20).
Asimismo, el conmutador (88) puede incluirse directamente sobre el
dispositivo de control
(22).
(22).
Pasando ahora a la figura 2, se representa en
formato de diagrama de flujo una secuencia de etapas que puede
seguir el sistema (20). Según se indica en la misma, un usuario
inicia el proceso oprimiendo el émbolo (28) de la jeringa de
control (22), según se indica en la etapa (92). Tal como se indicó
anteriormente, en caso de que se incluyan otros tipos de
dispositivos de entrada o control (22), el sistema puede ponerse en
marcha mediante el movimiento de otros tipos de aparatos.
Una vez que el usuario oprime el émbolo (28) de
la jeringa de control (22), el detector de posición (44) controla
tal movimiento y genera la señal de posición (46), según se indica
en la etapa (94). El procesador (50) recibe la señal de posición
(46), según se indica en la etapa (96), y a su vez calcula la señal
de control (54), según se indica en la etapa (98). Dependiendo del
algoritmo utilizado por el procesador (50), la señal de control
(54) variará necesariamente. En una realización, la señal de control
(54) puede ser un múltiple finito de la señal de posición (46).
Dicha utilización proporcional de la señal de posición (46) puede
ser ajustable. En otras palabras, el usuario puede cambiar la
ganancia utilizada por el procesador (50) mediante una manipulación
apropiada. Por ejemplo, el módulo de interfaz de operador (48) puede
utilizar el teclado (51) para cambiar la ganancia
dinámicamente.
En otra realización, es posible almacenar varias
ganancias distintas en una memoria (102) del módulo de interfaz de
operador (48). Dependiendo del operador que utilice el aparato (20),
o del tipo de líquido que se esté inyectando desde el aparato (20),
se puede seleccionar la ganancia que resulte más adecuada a los
parámetros particulares de la utilización.
En otra realización adicional, es posible
ajustar o seleccionar la cantidad de líquido inyectada por el
aparato (20) por cada carrera del émbolo (28) de la jeringa de
control (22), a partir de varios valores distintos almacenados en
la memoria (102). La pantalla (52) se puede utilizar para trasladar
dicha información al usuario del aparato (20), según se indica en
la etapa (104). El módulo de interfaz de operador (48) puede incluir
también un contador (106) que registre el volumen de líquido
inyectado por el sistema (20).
La señal de control (54) se comunica desde el
módulo de interfaz de operador (48) a la jeringa motorizada (24).
El accionador (64) de la jeringa motorizada (24) utiliza la señal de
control (54) para mover el émbolo en consecuencia, según se indica
en la etapa (108). A continuación, se provoca la inyección del
líquido desde la salida (78) a través del catéter (86) y hasta el
paciente, según se indica en la etapa (110).
No sólo se inyecta el líquido en el paciente,
sino que el operador del aparato (20) recibe un retorno de
información en forma de información táctil, según se indica en la
etapa (114). El dispositivo de retorno de información se describe
en las realizaciones mostradas en las figuras 5 y 6.
El dispositivo de retorno de información
mostrado en las figuras 2, 3, 5 y 6 no forma parte de la presente
invención. El extremo de salida (62) de la jeringa motorizada (24)
está conectado mediante la conexión en T (66) y una primera salida
(70) a la jeringa de control (22), la presión del líquido en el
interior del dispositivo de control (22) aumenta a medida que
aumenta la presión del líquido expulsado por la jeringa motorizada
(24). Además, a medida que aumenta la presión del líquido inyectado
en el paciente, también aumenta la presión sentida por el operador
del dispositivo de control (22). Dado que el líquido en el interior
del catéter (86), la jeringa motorizada (24) y la jeringa de
control (22) se encuentran todos ellos en comunicación fluídica, los
aumentos o disminuciones de la presión se comunican al operador del
dispositivo de control (22) en forma de retorno de información
táctil.
Esto resulta ventajoso en el sentido de que es
bastante probable que los usuarios del sistema (20) estén
familiarizados con el funcionamiento de las jeringas manuales, de
manera que pueden detectar los aumentos de la presión del líquido
que se está inyectando. Por consiguiente, el operador puede ajustar
el movimiento del émbolo (28) en consecuencia, según se indica en
la etapa (116). Por ejemplo, un aumento de la presión puede indicar
la presencia de una lesión o similar en la estructura vascular en
la que se está inyectando el líquido. Por consiguiente, dicho
retorno de información táctil proporcionará al operador una valiosa
información para ajustar, de acuerdo con ello, el procedimiento
angiográfico.
La figura 2 también representa una etapa (118)
en la que el conmutador de pedal (88) se acciona para mover el
émbolo motorizado (58), según se indica en la etapa (110). Dicha
operación se puede utilizar ventajosamente al comienzo del
procedimiento angiográfico para, por ejemplo, comprobar la ubicación
del catéter (86) durante su colocación. El accionamiento del
conmutador de pedal (88), y otro tipo de conmutador o accionador tal
como un accionador lineal, palanca, o similar, tendrá como
resultado un pequeño "soplo" de inyección del líquido de forma
que sea posible determinar con precisión la ubicación del contraste,
y la ubicación del catéter (86). De forma alternativa, dicho
conmutador (88) se puede utilizar en un ventriculograma u otro
procedimiento que requiera una inyección rápida de un volumen de
contraste relativamente grande.
En las realizaciones de la figura 4, el retorno
de información es una fuerza generada por electroimanes. Cuando se
utilizan elementos similares en las realizaciones alternativas, se
utilizan numerales de referencia similares.
En la segunda realización, se incluye un
detector de presión (120) para controlar la presión del líquido que
se está expulsando desde la jeringa motorizada (54). El detector
(120) genera una señal de presión (122) que se comunica al módulo
de interfaz de operador (48) para la generación de una señal de
retorno de información (124). La señal de retorno de información
(124) se utiliza para aumentar o disminuir la fuerza necesaria para
oprimir la jeringa de control (22).
En la realización de la figura 4, la señal de
retorno de información (124) sirve para accionar los electroimanes
(126) dispuestos en las proximidades de una conducción de líquido
(128) que se extiende desde la jeringa de control (22). La
conducción de líquido (128) se llena con un líquido magnético de tal
modo que, al accionarse los electroimanes (126), aumenta la
viscosidad del líquido magnético. Por consiguiente, la fuerza
necesaria para desplazar la jeringa de control (22) aumenta a
medida que lo hace la viscosidad del líquido magnético. No es
necesario que la señal de retorno de información sea binaria, sino
que es de diversa naturaleza para aumentar o disminuir la fuerza
del campo magnético generado por los electroimanes. El líquido
magnético puede ser reutilizable siempre que se llene una jeringa
de control (22) con un líquido desechable tal como agua, y se
utilice un émbolo separador o similar para transferir la presión
desde el líquido desechable al líquido magnético.
En el ejemplo mostrado en la figura 5, la señal
de retorno de información puede ser utilizada por una válvula
solenoide de control del flujo (130). Según se muestra en dicha
ilustración, una conducción de líquido (131) se extiende desde la
jeringa de control (22) hasta la válvula solenoide de control del
flujo (130) y hasta un depósito de líquido (132). La señal de
retorno de información se puede utilizar para estrangular la
conducción de líquido colocando adecuadamente la válvula solenoide
de control del flujo (130). La estrangulación de la conducción de
líquido aumenta inevitablemente la fuerza necesaria para conseguir
el flujo del líquido a su través y, por lo tanto, aumenta la fuerza
necesaria para accionar la jeringa de control (22).
En el ejemplo de la figura 6, la señal de
retorno de información puede ser utilizada por un regulador
neumático (133). El regulador neumático (133) puede estar conectado
a una fuente de aire comprimido (134) y puede utilizarse para
aumentar o disminuir la presión neumática dentro de la conducción de
líquido (136) que se extiende desde la jeringa de control (22).
No sólo es posible utilizar dichos mecanismos de
retorno de información indirecto, sino que permitirían asimismo
adaptar el nivel de alimentación de diversas formas. Por ejemplo, un
cambio en la fuerza de retorno de información por unidad de presión
podría ser mayor a menores presiones para aumentar la sensibilidad.
A medida que la presión aumenta, el cambio en la fuerza de retorno
de información por unidad de presión podría disminuir, de modo que
la presión máxima ejercida por la fuerza de retorno de información
se mantendría dentro de unos niveles razonables para las jeringas
de control portátiles. De forma alternativa, el retorno de
información podría ajustarse de modo que, por ejemplo, todos los
tamaños de catéter proporcionasen al operador la misma sensación.
En otras palabras, se podría conseguir que la sensación de un
operador al inyectar x centímetros cúbicos por segundo a través de
un catéter de cuatro French fuese igual que al realizar la misma
inyección a través de un catéter de siete French.
De lo anterior, se puede inferir que la
invención da a conocer un aparato de inyección de líquido y un
procedimiento de inyección de líquido que no sólo permite generar
mayores presiones que las normalmente obtenidas manualmente, sino
que también aporta al operador un retorno de información acerca de
la presión del líquido que se está inyectando a un paciente.
Claims (13)
1. Aparato de inyección, que comprende:
una jeringa de control (22) que incluye un
émbolo desplazable manualmente (28);
una jeringa motorizada (24) que incluye un
émbolo motorizado (58);
un procesador (50);
un detector (44) asociado operativamente con la
jeringa de control y que transmite una señal (46) representativa de
la posición del émbolo de la jeringa de control al procesador,
generando el procesador una señal de control (54) basada en la
señal de posición y transmitiendo la señal de control para el
movimiento del émbolo motorizado; y
un dispositivo de retorno de información en
comunicación con la jeringa motorizada (24) y la jeringa de control
(22), afectando el dispositivo de retorno de información la fuerza
necesaria para mover manualmente el émbolo de la jeringa de
control, caracterizado porque el dispositivo de retorno de
información incluye un electroimán (126) dispuesto en posición
adyacente a la conducción de líquido (128), que se extiende desde la
jeringa de control, estando llena la conducción de líquido de un
líquido magnético, recibiendo el electroimán la señal de presión
(122) y generando un campo magnético, campo magnético que estrangula
el flujo del líquido magnético en el interior de la conducción de
líquido (128) basándose en la señal de presión al objeto de
facilitar un retorno de información táctil al usuario que sujeta la
jeringa de control.
2. Aparato de inyección, según la reivindicación
1, en el que la jeringa motorizada incluye una salida (62)
conectada a un catéter (86).
3. Aparato de inyección, según la reivindicación
1, que incluye además un distribuidor (74) dispuesto entre el
catéter (86) y la salida (62) de la jeringa motorizada, incluyendo
el distribuidor varias entradas (80, 82, 84) adaptadas para su
puesta en comunicación con líquidos de inyección.
4. Aparato de inyección, según la reivindicación
3, en el que el dispositivo de retorno de información incluye una
conexión en T con una entrada y primera y segunda salidas, estando
conectada la entrada a la jeringa motorizada, estando conectada la
primera salida a una entrada del distribuidor, y estando conectada
la segunda salida a la salida de la jeringa de control.
5. Aparato de inyección, según la reivindicación
1, que incluye además un conmutador (88), estando adaptado el
conmutador para generar una señal que accione el émbolo motorizado
(58) de forma independiente de la jeringa de control (22).
6. Aparato de inyección, según la reivindicación
5, en el que el conmutador (88) incluye un pedal.
7. Aparato de inyección, según la reivindicación
5, en el que el conmutador (88) se incluye sobre la jeringa de
control (22).
8. Aparato de inyección, según la reivindicación
1, en el que el detector (44) de la reivindicación 1 es un detector
de posición lineal.
9. Aparato de inyección, según la reivindicación
1, en el que la jeringa de control (22) incluye un cilindro (26)
con un diámetro inferior que un cilindro (56) de la jeringa
motorizada (24).
10. Aparato de inyección, según la
reivindicación 1, que incluye un módulo de interfaz de operador
(48), formando parte el procesador (50) del módulo de interfaz de
operador.
11. Aparato de inyección, según la
reivindicación 10, en el que el módulo de interfaz de operador (48)
incluye un contador adaptado para registrar el volumen total de
inyección.
12. Aparato de inyección, según la
reivindicación 1, en el que el módulo de interfaz de operador (48)
está adaptado al uso de un algoritmo en la generación de la señal
de control (54), incluyendo el algoritmo un parámetro ajustable
correspondiente al volumen de inyección expulsado desde la jeringa
motorizada por cada carrera del émbolo de la jeringa de
control.
13. Aparato de inyección, según la
reivindicación 1, en el que el dispositivo de retorno de información
incluye un detector de presión (120) asociado operativamente con la
jeringa motorizada, generando el detector de presión una señal
(122) indicativa de la presión de líquido expulsada por la jeringa
motorizada.
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