ES2305574T3 - Controlador de pie para un sistema microquirurgico. - Google Patents
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Abstract
Sistema microquirúrgico (10) que comprende: un ordenador (18); y un controlador de pie (26) acoplado funcionalmente a dicho ordenador, disponiendo dicho controlador de pie de un pedal para el pie (52) con un intervalo de movimiento, comprendiendo dicho intervalo de movimiento una primera zona que representa un primer modo quirúrgico de dicho sistema microquirúrgico y una segunda zona que representa un segundo modo quirúrgico de dicho sistema microquirúrgico, estando separadas dichas zonas primera y segunda por una parada (100), estando definida dicha detención por una duración de tiempo, pudiéndose hacer funcionar dicho ordenador para modular dicha detención al variar una resistencia que nota el usuario en su pie dentro de dicha detención a medida que dicho pie aprieta dicho pedal, caracterizado porque dicha variación de dicha resistencia comprende aumentar y reducir dicha resistencia de forma repetitiva dentro de dicha detención.
Description
Controlador de pie para un sistema
microquirúrgico.
La presente invención se refiere, en general, a
los controladores de pie que se utilizan en el funcionamiento de
los sistemas microquirúrgicos. Más particularmente, la presente
invención se refiere a una detención mejorada y definible por el
cirujano para los controladores de pie de este tipo.
Se utilizan distintos tipos de controladores de
pie para controlar los sistemas microquirúrgicos, y particularmente
los sistemas microquirúrgicos oftálmica. Durante la cirugía
oftálmica, un cirujano observa el ojo del paciente a través de un
microscopio para la intervención. Con el fin de controlar dicho
sistema microquirúrgico y sus accesorios sujetables en la mano
durante las distintas partes del procedimiento quirúrgico, el
cirujano debe o bien dar instrucciones a una enfermera acerca de
cómo se cambian los parámetros de la máquina en el sistema de
cirugía, o bien utilizar un controlador de pie para cambiar dichos
parámetros. Donde sea posible, muchos cirujanos prefieren utilizar
el controlador de pie para cambiar los parámetros de la máquina del
sistema de cirugía, eliminado o reduciendo así la necesidad de
conversar con la enfermera durante el procedimiento quirúrgico.
Muchos de los controladores de pie
convencionales disponen de un pedal para el pie que proporciona un
control lineal de las funciones del sistema quirúrgico o de una
pieza asociada sujetable en la mano, y una serie de conmutadores o
botones que proporcionan un control binario de dichas funciones.
Unos ejemplos de los controladores de pie para los sistemas
microquirúrgicos oftálmica se dan a conocer en la publicación
internacional nº WO 00/12037; publicación internacional nº WO
99/14648; publicación internacional nº WO 98/08442; publicación
internacional nº WO 96/13845; patente US nº 5.983.749;
patente US nº 5.580.347; patente US nº 4.837.857; patente US
nº 4.983.901; patente US nº 5.091.056; patente US
nº 5.268.624; patente US nº 5.554.894.
Típicamente los controladores de pie de este
tipo disponen de un pedal para el pie que puede ser desplazado por
el cirujano dentro de un intervalo predeterminado de movimiento.
Dicho intervalo de movimiento está dividido, típicamente, en
distintas zonas, controlando cada una de dichas zonas un modo
quirúrgico diferente. Por ejemplo, al desplazar el pedal dentro de
una zona puede proporcionar una cantidad fija de flujo de riego
hacia una pieza sujetable en la mano durante la facoemulsificación.
Al desplazar el pedal dentro de una segunda zona puede
proporcionar un flujo de riego fijo y un control lineal del flujo de
aspiración hacia la pieza sujetable en la mano. Al desplazar el
pedal dentro de una tercera zona puede proporcionar un flujo de
riego fijo, un control lineal del flujo de aspiración, y un control
lineal de la potencia de los ultrasonidos hacia la pieza sujetable
en la mano. Cada una de dichas zonas está separada típicamente por
un rango relativamente reducido del recorrido del pedal (y/o un
periodo breve de tiempo) en el que el cirujano nota una resistencia
mayor contra su propio pie a medida que aprieta sobre el pedal.
Dichos rangos reducidos del recorrido del pedal se denominan
típicamente "detenciones". La resistencia mayor que nota el
cirujano en su propio pie a medida que el pedal atraviesa una
detención es proporcionado típicamente por un aumento en el par que
genera el motor de detenciones del controlador de pie y que se
opone a la fuerza ejercido por el pie del cirujano sobre el pedal.
Una vez que el cirujano desplaza el pedal para que atraviesa una
detención, se reduce la resistencia que nota el cirujano en su
propio pie. La patente US nº 4.983.901; patente US nº 4.168.707;
patente US nº 5.091.656; patente US nº 6.179.829; y patente europea
nº 0789929 B1 dan a conocer unos ejemplos de dichas
detenciones.
detenciones.
Sin embargo, los controladores convencionales
adolecen del inconveniente de que la fuerza necesaria para superar
una detención y desplazarse al próximo modo quirúrgico haga que el
pedal sea relativamente rígido para el cirujano. Si la fuerza
necesaria para superar la detención se reduce en amplitud para
reducir la rigidez, entonces resulta difícil para que el cirujano
detecte la detención. Por lo tanto, subsiste la necesidad todavía
de una detención mejorada en los controladores de pie que se
utilizan en el funcionamiento de los sistemas microquirúrgicos.
En un aspecto, la presente invención consiste en
un procedimiento mejorado para hacer funcionar un controlador de
pie de un sistema microquirúrgico. Se proporciona un sistema
microquirúrgico dotado de un ordenador y de un controlador de pie
acoplado funcionalmente a dicho ordenador. El controlador de pie
dispone de un pedal para el pie dotado de un intervalo de
movimiento. El intervalo de movimiento está compuesto por una
primera zona que representa un primer modo quirúrgico del sistema
microquirúrgico y una segunda zona que representa un segundo modo
quirúrgico del sistema microquirúrgico. Las zonas primera y segunda
están separadas por una detención. Se utiliza el ordenador para
modular la detención al variar la resistencia que detecta el pie de
un usuario a medida que aprieta sobre el pedal. La variación de la
resistencia se puede producir a una frecuencia predeterminada desde
el inicio de la detención hasta el final de la misma.
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Con el fin de facilitar una comprensión completa
de la presente invención, y de los demás objetivos y ventajas de la
misma, se hace referencia a la siguiente descripción que se
considera en combinación con los dibujos adjuntos en los que:
la Figura 1 representa una vista en perspectiva
de un sistema microquirúrgico según una forma de realización
preferida de la invención;
la Figura 2 consiste en un diagrama de bloques
que representan determinadas partes del sistema microquirúrgico
ilustrado en la Figura 1, y su controlador de pie asociado según una
forma de realización preferida de la presente invención;
la Figura 3 representa una vista en perspectiva
de una forma de realización preferida del controlador de pie de las
Figuras 1 y 2;
la Figura 4 representa una vista lateral,
parcialmente seccionada del controlador de pie de la Figura 3 en
posición totalmente sin apretar;
la Figura 5 representa una vista lateral del
controlador de pie de la Figura 3 en posición totalmente
apretada;
la Figura 6 representa esquemáticamente la
fuerza de resistencia que siente el cirujano en su propio pie a
medida que aprieta sobre el pedal del controlado podal de la Figura
3 como función del desplazamiento rotativo del pedal según una
forma de realización preferida de la presente invención;
la Figura 7 ilustra esquemáticamente una
detención de modulación del controlador de pie de la Figura 3 según
una forma de realización preferida de la presente invención; y
la Figura 8 ilustra una forma de realización
preferida de una pantalla táctil del sistema microquirúrgico de la
Figura 1 que se utiliza para personalizar la detención de modulación
de la Figura 5.
Las formas de realización preferidas de la
presente invención y sus ventajas se comprenderán mejor haciendo
referencia a las Figuras 1 a 8 de los dibujos, en las que los
números similares se han utilizado para las partes similares y
correspondientes de los distintos dibujos.
Las Figuras 1 a 2 ilustran un sistema
microquirúrgico 10 según una forma de realización preferida de la
presente invención. Tal como se puede observar en la Figura 1, el
sistema microquirúrgico 10 consiste en un sistema microquirúrgico
oftálmica. Sin embargo, un sistema microquirúrgico 10 puede ser
cualquier sistema microquirúrgico, incluyendo un sistema para la
realización de intervenciones ópticas, nasales, de la garganta, u
otras. El sistema 10 puede proporcionar una potencia de
ultrasonidos, fluido de riego, y vacío de aspiración hacia una
pieza ultrasónica sujetable en la mano en un segmento anterior del
procedimiento quirúrgico oftálmico. Asimismo el sistema 10 puede
proporcionar una presión neumático de accionamiento y un vacío de
aspiración hacia una sonda de vitrectomia, y fluido de riego a una
cánula de infusión en un segmento posterior del procedimiento
quirúrgico oftálmico. Preferentemente el sistema 10 comprende una
interfaz gráfica del usuario 12 dotada de una visualización de
cristales líquidos (LCD en inglés) 16 con capacidad de pantalla
táctil, un controlador de la interfaz de un conmutador de pie 18
dispuesto en el interior de un cuerpo 19 del sistema 10, un
accionador de retroalimentación de la fuerza 20 dispuesto en el
interior del cuerpo 19, y un controlador de pie 26. El controlador
18 consiste en un ordenador, y preferentemente es un
microcontrolador. El accionador 20 consiste preferentemente en un
accionador de fuente de corriente variable. Un casete quirúrgico
está acoplado funcionalmente al sistema 10 mediante una zona
receptora del casete 27 para gestionar los fluidos del sistema 10 de
forma convencional. Tal como se ha mencionado anteriormente, una
serie de partes que se pueden sujetar en la mano están acopladas
funcionalmente al sistema 10, y/o su casete quirúrgico, durante la
intervención oftálmica, típicamente mediante un tubo flexible de
plástico convencional que está acoplado fluidamente al casete
quirúrgico y/o el cableado eléctrico que está conectado
funcionalmente a uno o más puertos 29. Unos ejemplos de las partes
que se pueden sujetar en la mano que se utilizan en el segmento
anterior de la intervención oftálmica incluyen las de riego, de
riego/aspiración, ultrasónica, y/o de diatermia. Un ejemplo de una
pieza ultrasónica de diatermia sujetable en la mano consiste en una
pieza sujetable en la mano para la facoemulsificación. Unos
ejemplos de las partes sujetables en la mano que se utilizan en el
segmento posterior de la intervención oftálmica incluyen una de
extrusión, un cánula de infusión, una sonda de vitrectomia, tijeras
de microcirugía, y/o una de diatermia.
Tal como se puede apreciar mejor en las Figura 3
a 5, el controlador de pie 26 comprende un cuerpo 48 con una base
50 que soporta el controlador de pie 26 en el suelo de la sala de
cirugía. Preferentemente el cuerpo 48 comprende un pedal 52, un
soporte para el talón 54, y conmutadores laterales o de la ala 56,
todos ellos pueden realizarse en cualquier material adecuado, tal
como el acero inoxidable, titanio o plástico. La base 50 puede
contener asimismo un parachoques de protección 58 realizado/a en un
material elastomérico relativamente blando. La estructura del
controlador de pie 26 se describe más detalladamente en la solicitud
US nº 10/271.505, en trámite presentada el 16 de octubre de 2002 y
publicado como US 2004035242.
El pedal para el pie 52 y el soporte para el
talón 54 está acoplados de forma rotativa al cuerpo 48 en un árbol
66 del controlador de pie 26. El pedal 52 se puede apretar con la
parte superior del pie del cirujano para desplazar desde una
posición totalmente sin apretar tal como se ilustra en las Figuras 3
y 4, hasta una posición totalmente apretada tal como se puede
apreciar en la Figura 5. El eje de giro 60 del tobillo del pie 62
está dispuesto preferentemente detrás del árbol 66. Aunque no se ha
representado en las Figuras 3 a 5, el controlador de pie 26 puede
estar diseñado de modo que únicamente el pedal para el pie 52, y no
el soporte para el talón 54, gira alrededor del árbol 66, si se
desea. El cirujano utiliza el pedal para el pie 52 para
proporcionar un control proporcional sobre determinadas funciones
del sistema microquirúrgico 10. A título de ejemplo, según el modo
de intervención del sistema 10, el pedal 52 se puede utilizar para
proporcionar un control proporcional sobre la relación de corte de
la sonda de vitrectomia, el vacío de aspiración de la sonda de
vitrectomia, la potencia o el caudal de aspiración de la pieza
ultrasónica sujetable en la mano.
Tal como se puede apreciar mejor en la Figura 2,
preferentemente comprende asimismo el controlador de pie 26 un
motor de retroalimentación de fuerza 30 y un codificador 32. El
motor 30 está acoplado mecánicamente al árbol 66 mediante un
conjunto convencional de engranajes (no representado). El motor 30
es accionado mediante una señal que genera el accionador de
retroalimentación de fuerza 20 y es controlado por el controlador de
la interfaz del conmutador del pie 18. El codificador 32 consiste
preferentemente en un codificador óptico. Dicho codificador 32
controla el número de giros del árbol del motor 30. El codificador
32 comprende una lógica para detectar posiciones 33 que es capaz de
convertir el número de giros del árbol del motor 30 en el
desplazamiento rotativo del pedal 52. Asimismo uno o más muelles de
retorno 34 del pedal están acoplados al árbol 66. Los muelles 34 y
el motor 30 combinan para proporcionar un par o una fuerza que
resiste el accionamiento del pedal 52 por parte del pie de un
cirujano. Los conmutadores 36, 38 y 40 detectan y avisan al
controlador de señales 18 si fallo el muelle 34, si se inclina el
controlador de pie 26 y se cae de su base 50, y cuando el pedal 52
se encuentra en posición totalmente sin apretar, respectivamente. El
controlador de pie 26 se puede producir con la tecnología
convencional. Dicho controlador de pie 26 está acoplado
eléctricamente al sistema microquirúrgico 10 mediante un cable
electrónico 28.
La Figura 6 ilustra la fuerza de resistencia que
siente el cirujano con su propio pie a medida que aprieta el pedal
52 para controlar los distintos parámetros quirúrgicos durante el
funcionamiento del sistema microquirúrgico 10 como función del
desplazamiento rotativo del pedal 52. Tal como se puede apreciar en
la forma de realización preferida de la Figura 6, el controlador de
pie 26 dispone de un intervalo de movimiento entre una primera
posición en la que el pedal 52 se encuentra en una posición
totalmente sin apretar, y una segunda posición en la que el pedal
52 se encuentra en una posición totalmente apretada. Dicho
intervalo de movimiento está separado preferentemente en múltiples
subrangos o zonas, representando cada una de ellas un modo
quirúrgico del sistema 10. Por una pieza de facoemulsificación
sujetable en la mano y acoplada funcionalmente al sistema 10, las
zonas preferidas son: 0 (ningún modo quirúrgico activo); 1 (cantidad
fija de flujo de riego que se proporciona a la pieza sujetable en
la mano); 2 (cantidad fija de flujo de riego que se proporciona a la
pieza sujetable en la mano + control proporcional
(0-100%) del flujo de aspiración que se proporciona
a dicha pieza); y 3 (cantidad fija de flujo de riego que se
proporciona a la pieza sujetable en la mano + control proporcional
(0-100%) del flujo de aspiración que se proporciona
a dicha pieza + control proporcional (0-100%) de la
potencia ultrasónica que se proporciona a la pieza). Evidentemente,
se pueden asignar una cantidad diferentes de zonas, así como
diferentes modos quirúrgicos para otros sistemas microquirúrgicos
distintos al sistema 10 y/o diferentes piezas sujetables en la mano
que está acopladas funcionalmente al sistema 10. Tal como se puede
apreciar en la Figura 6, el controlador de pie 26 comprende
preferentemente dos detenciones 100 y 102 a medida que el pedal 52
se desplaza en sentido descendente, y dos detenciones 104 y 106 a
medida que el pedal 52 se desplaza en sentido ascendente.
Evidentemente, si se desea, se pueden utilizar más o menos
detenciones, o distintas posiciones de detenciones.
Tal como se ilustra en las Figuras 7 a 8, una o
más de las detenciones 100 a 106 puede ser una detención de
modulación. Más específicamente, la resistencia o la fuerza de
resistencia o par que siente un cirujano contra su propio pie a
medida que aprieta sobre el pedal 52 varía preferentemente desde un
primer valor de amplitud F_{0} al inicio D_{0} de la detención
hasta valores de amplitud comprendidos entre un segundo valor de
amplitud F_{1} y un tercer valor de amplitud F_{2} a una
frecuencia deseada por todo la detención. Al final D_{1} de la
detención, preferentemente la resistencia vuelve al primer valor de
amplitud F_{0}. Dicha detención de modulación es notablemente
diferente a una detención de un conmutador de pie convencional, en
el que el cirujano siente una resistencia mayor constante contra su
propio pie a medida que sigue desplazando el pedal del controlador
de pie desde el inicio hasta el final de la detención. La detención
de modulación de la presente invención se obtiene preferentemente
con el accionador de retroalimentación de fuerza 20 para variar la
señal eléctrica al motor de retroalimentación de fuerza 30 para que
el par oponente que se proporciona al árbol 66 varíe mientras que
el pedal 52 se encuentra entre el inicio D_{0} de la detención y
el final D_{1} de la detención. Evidentemente, el codificador 32
y la lógica para detectar la posición 33 proporcionan el
desplazamiento rotativo actual del pedal 52 al controlador del
conmutador de pie 18, y dicho controlador 18 envía instrucciones al
accionador 20 acerca de cómo variar adecuadamente la señal eléctrica
al motor 30.
El cirujano o la enfermera pueden utilizar la
pantalla táctil 16 del sistema 10 para personalizar la sensación de
las detenciones 100 a 106. Por ejemplo, el cirujano puede tocar el
botón 108 para activar la modulación en todas las detenciones 100 a
106, y el cirujano puede tocar el botón 110 para desactivar la
modulación en todas las detenciones 100 a 106. Se puede citar como
otro ejemplo que un cirujano puede aumentar la frecuencia de la
modulación de todas las detenciones 100 a 106 tocando la flecha de
pantalla arriba 112, y el cirujano puede disminuir la frecuencia de
modulación de todas las detenciones 100 a 106 tocando la flecha de
pantalla abajo 114. A medida que se cambia la frecuencia de
modulación de las detenciones, la frecuencia de la corriente se
visualiza cualitativamente mediante la posición de la barra de
desplazamiento 116 dentro de la visualización de la barra 118.
Además, el cirujano o la enfermera puede cambiar asimismo la
frecuencia de modulación de las detenciones 100 a 106 mediante un
ratón conectado a la interfaz del usuario 12 para "hacer clic y
arrastrar" la barra de desplazamiento 116 dentro de la
visualización de la barra 118. El valor absoluto de la diferencia
en las amplitudes F_{1} y F_{2} de la resistencia que siente el
cirujano con su propio pie, así como los valores mínimo y máximo
para la frecuencia de modulación de las detenciones, está codificado
preferentemente de forma resistente en el controlador del
conmutador de pie 18. El valor preferido de dichos valores mínimos
y máximos para la frecuencia de modulación son aproximadamente 30 Hz
a aproximadamente 150 Hz. Alternativamente, dichos valores podrían
ser personalizados por el cirujano o la enfermera mediante la
pantalla táctil 16. Además, la resistencia que siente el cirujano
con su propio pie se puede modular entre F_{0} y F_{1}, entre
F_{0} y F_{2}, o según otra pauta de variación, si se desea.
Preferentemente, la pauta de modulación está codificada de forma
resistente en el controlador del conmutador de pie 18.
Alternativamente, un cirujano o una enfermera podría seleccionar de
entre múltiples pautas de modulación, o personalizar una pauta de
modulación, mediante la pantalla táctil 16. La duración de cada
detención 100 a 106 es preferentemente de aproximadamente 100
milisegundos.
Con respecto a lo expuesto anteriormente, se
puede apreciar que la presente invención proporciona para el
cirujano una detención mejorada en los controladores de pie que se
utilizan durante el funcionamiento de los sistemas
microquirúrgicos. La presente invención elimina la rigidez que
siente el cirujano cuando desplaza el pedal de un controlador de
pie para que atraviese una detención convencional.
La presente invención se ilustra en la presente
memoria a título de ejemplo y un experto ordinario en la materia
puede introducir distintas modificaciones. Por ejemplo, la interfaz
gráfica de usuario 12 se puede utilizar para fijar una frecuencia
diferente de modulación para las distintas detenciones del
controlador de pie 26. Además, aunque las detenciones de modulación
de la presente invención se han descrito anteriormente en conexión
con un pedal 52 dotado de un intervalo generalmente vertical de
movimiento, las detenciones de modulación de la presente invención
se pueden aplicar a un pedal dotado de un intervalo de movimiento
generalmente distinto con una orientación que no sea vertical u
horizontal.
Se cree que el funcionamiento y la construcción
de la presente invención resultará evidente a partir de la
siguiente descripción. Aunque el aparato y los procedimientos
ilustrados o descritos se han caracterizado como los preferidos, se
pueden introducir distintos cambios y modificaciones sin apartarse,
por ello, del alcance de la invención tal como se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (11)
1. Sistema microquirúrgico (10) que
comprende:
- un ordenador (18); y
- un controlador de pie (26) acoplado funcionalmente a dicho ordenador, disponiendo dicho controlador de pie de un pedal para el pie (52) con un intervalo de movimiento, comprendiendo dicho intervalo de movimiento una primera zona que representa un primer modo quirúrgico de dicho sistema microquirúrgico y una segunda zona que representa un segundo modo quirúrgico de dicho sistema microquirúrgico, estando separadas dichas zonas primera y segunda por una parada (100), estando definida dicha detención por una duración de tiempo, pudiéndose hacer funcionar dicho ordenador para modular dicha detención al variar una resistencia que nota el usuario en su pie dentro de dicha detención a medida que dicho pie aprieta dicho pedal, caracterizado porque dicha variación de dicha resistencia comprende aumentar y reducir dicha resistencia de forma repetitiva dentro de dicha detención.
2. Sistema según la reivindicación 1, en el
que dicha variación de dicha resistencia se produce a una frecuencia
determinada desde el inicio de dicha detención hasta un final de
dicha detención.
3. Sistema según la reivindicación 2, que
comprende una interfaz de usuario con la que dicha frecuencia puede
ser seleccionada por dicho usuario.
4. Sistema según la reivindicación 1, en el
que dicho ordenador se puede hacer funcionar para realizar una
variación de dicha resistencia al aumentar dicha resistencia una
primera vez, reduciendo dicha resistencia, y aumentando dicha
resistencia una segunda vez dentro de dicha detención.
5. Sistema según la reivindicación 1, en el
que dicho ordenador se puede hacer funcionar para realizar una
variación de dicha resistencia al reducir dicha resistencia una
primera vez, aumentando dicha resistencia, y reduciendo dicha
resistencia una segunda vez dentro de dicha detención.
6. Sistema según la reivindicación 1, en el
que:
- dicho pedal para el pie comprende un árbol (66);
- dicho sistema microquirúrgico comprende un motor de retroalimentación de fuerza (30) acoplado mecánicamente a dicho árbol, estando destinado dicho motor de retroalimentación de fuerza para aplicar un primer par a dicho árbol que se opone a un segundo par aplicado a dicho árbol por parte del pie del usuario a medida que
- dicho pie aprieta dicho pedal; y
- en el que dicho ordenador se puede hacer funcionar para modular dicha detención al variar dicho primer par dentro de dicha detención.
7. Sistema según la reivindicación 6, en el
que dicho ordenador se puede hacer funcionar para realizar una
variación de dicho primer par a una frecuencia determinada desde el
inicio de dicha detención hasta un final de dicha detención.
8. Sistema según la reivindicación 7, que
comprende una interfaz de usuario con la cual dicha frecuencia
puede ser seleccionada por dicho usuario.
9. Sistema según la reivindicación 6, en el
que dicho ordenador se puede hacer funcionar para realizar una
variación de dicho primer par incrementando dicho primer par una
primera vez, reduciendo dicho primer par, y aumentando dicho primer
par una segunda vez.
10. Sistema según la reivindicación 6, en el
que dicho ordenador se puede hacer funcionar para realizar una
variación de dicho primer par reduciendo dicho primer par una
primera vez, aumentando dicho primer par, y reduciendo dicho primer
par una segunda vez.
11. Sistema según la reivindicación 1, en el
que dicho ordenador se puede hacer funcionar para definir en mayor
medida dicha detención mediante un desplazamiento de dicho pedal
para el pie.
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