CN102670195B - 智能心电监护*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能心电监护***,包括主机服务器和至少一个设置于患者处的终端设备,所述终端设备通过无线网络连接和internet网络与主机服务器通信连接;所述终端设备包括采样电路、滤波电路、模数转换电路、微处理器、存储器、人机接口和通讯接口,所述采样电路与所述滤波电路连接;所述滤波电路与所述模数转换电路连接;所述主机服务器包括接入计算机、数据库、专家***、后台备份和查看终端,所述接入计算机与所述数据库之间相互通信;所述数据库与所述专家***和所述后台备份之间相互通信。本发明所述的智能心电监护***,对患者进行实时的监控,捕捉发现异常的信息,提供给患者,从而实现早发现早治疗的目的。同时,在操作上也只要使用双手,不受环境限制。
Description
技术领域
本发明涉及一种心电监护装置,更具体的说,涉及一种远程智能心电监护***。
背景技术
随着社会进步、人们生活水平的提高,心血管疾病已成为当代社会的头号问题,据统计心血管病已成为头号杀手,每年有约300万人死于心血管疾病,换言之每4例人就有一人死于心血管疾病。
现有技术中提供了一种便携式心电仪,该仪器包括一个腕式的主机以及一个可伸缩的探头前端。主机负责采集信号的处理以及显示,探头前端可以用手按在胸口实现手与胸口心电的采集。
另外,还有一种手机式样的三电极心电手机,该仪器是在一个手机样式的设备上集成了三个电极,测试心电时需要用手握住设备上端并且把下端贴紧胸口。
这两种便携的装置,可以方便地实现心电采集。但是,利用胸口的方式不适用于冬天衣着臃肿的情况,而且利用手胸作为电极采集的心电不是标准的模式,其诊断价值未知。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种只要使用双手操作,不受环境限制,及时对患者心电进行监控,捕捉发现异常的信息的智能心电监护***。
为了解决以上技术问题,本发明提供智能心电监护***,包括主机服务器和至少一个设置于患者处的终端设备,所述终端设备通过无线网络连接和internet网络与主机服务器通信连接;
所述终端设备包括采样电路、滤波电路、模数转换电路、微处理器、存储器、人机接口和通讯接口,所述采样电路与所述滤波电路连接,将采集的心电数据传送到滤波电路;所述滤波电路与所述模数转换电路连接;所述微处理器与所述模数转换电路、所述存储器、所述人机接口和所述通讯接口连接;
所述主机服务器包括接入计算机、数据库、专家***、后台备份和查看终端,所述接入计算机处理终端的连接、呼叫以及数据交互,并与所述数据库之间相互通信;所述数据库与所述专家***和所述后台备份之间相互通信;所述专家***对患者的数据进行预诊断测试,与所述后台备份之间相互通信,并将数据传送到查看终端。
对本发明进一步的限定方案为,所述终端设备的通讯接口包括GSM模块和与所述GSM 模块连接的SIM卡电路和天线电路。
进一步的,所述GSM模块包括芯片SIM900,所述芯片SIM900的脚3、脚4、脚7、脚8、脚9、脚10分别与电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27和电阻R28串联后并联形成与微处理器连接的UART接口;所述芯片SIM900的脚16与电阻R17串联后,形成GSM模块的复位端口;脚27和脚28形成调试接口;脚30、脚31、脚32、脚33和脚34与所述SIM卡电路连接;脚52为为电线发射接口,与所述天线电路连接;脚55、脚56和脚57为电源供电接口,与电源连接;脚60与所述电线电路连接;脚17、脚18、脚29、脚39、脚45、脚46、脚53、脚54、脚58、脚59、脚61、脚62、脚63、脚64和脚65接地。
进一步的,所述SIM卡电路包括SIM卡CON2、静电保护芯片U1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电容C1,所述SIM卡CON2的脚1与所述静电保护芯片U1的脚3和脚4连接后与电阻R11连接,形成输入端口SIM_CLK;所述SIM卡CON2的脚2与脚1连接后与电阻R10串联,形成输入端口SIM_RST;所述输入端口SIM_RST与电阻R9串联形成电源接口VDD_EXT;所述SIM卡CON2的脚4与电容C1连接后与SIM卡CON2的脚3连接,所述SIM卡CON2的脚3与所述静电保护芯片U1的脚4连接;所述SIM卡CON2的脚5置空;所述SIM卡CON2的脚6与所述静电保护芯片U1的脚3和脚6连接后与电阻R12串联形成输入端口SIM_DATA;所述静电保护芯片U1的脚6形成输入端口SIM_PRESENCE;所述静电保护芯片U1的脚2接地。
进一步的,所述天线电路包括天线CON1、电阻R1、电阻R2、电容C30和电容C31,所述天线CON1与电阻R2和电阻R1串联,所述电阻R1与所述GSM模块连接;所述电容C30和电容C31与电阻R1和电阻R2并联后接地,形成RF的阻容电路,提供收发功能。
进一步的,所述滤波电路包括静电防护阻容电路、低功耗运算放大电路、共模抑制电路和带通滤波电路,
所述静电防护阻容电路包括低漏电流双二极管D3、低漏电流双二极管D4、电阻R72、电阻R73、电容C39和电容C40,所述电阻R72与电容C39形成阻容滤波电路后与低漏电流双二极管D3连接,形成输出端口1;所述电阻R73与电容C40形成阻容滤波电路后与低漏电流双二极管D4连接,形成输出端口2;
所述低功耗运算放大电路包括低功耗运算放大器U4A、低功耗运算放大器U4B、电容C2、电容C9、电容C32、电容C33、电阻R64和电阻R65,所述低功耗运算放大器U4A的脚3与所述静电防护阻容电路的输出端口1连接,所述低功耗运算放大器U4A的脚4与电容C9连接后接地,所述低功耗运算放大器U4A的脚8与电容C2连接后接地,所述低功耗运算放大器U4A的脚2和脚1连接后与电容C32和电阻R64的串联电路连接,形成输出端口3;所述低功耗运算放大器U4B的脚5与静电防护阻容电路的输出端口2连接,低功耗运算放大器U4B的脚6和脚7连接后与电容C33和电阻R65的串联电路连接,形成输出端口4;
所述共模抑制电路包括仪表放大器U5、电阻R83、电阻R91、电容C12、电容C13和电容C43,所述仪表放大器U5的脚1与电阻R83串联后与脚8连接;所述仪表放大器U5的脚3与所述低功耗运算放大电路的输出端口3连接;所述仪表放大器U5的脚2与所述低功耗运算放大电路的输出端口4连接;所述仪表放大器U5的脚7与电容C12连接后虚地;所述仪表放大器U5的脚4与电容C13连接后虚地;所述仪表放大器U5的脚5与电阻R91和电阻C43的并联电路串联后形成输出端口5;所述仪表放大器U5的脚6形成输出端口6;
所述带通滤波电路包括运算放大器U6A、运算放大器U6B、电阻R66、电阻R67、电阻R68、电阻R85、电阻R86、电阻R92、电容C35、电容C41、电容C42、电容C8、电容C10和电容C11,所述运算放大器U6A的脚2与电阻R8串联后与所述共模抑制电路的输出端口5连接;所述运算放大器U6A的脚3与电阻R67和电容C35的并联电路串联后虚地,并且与电阻R66串联后接电源;所述运算放大器U6A的脚1与电阻R86和电容C11的阻容电路串联后形成输出端口7;同时,所述运算放大器U6A的脚1与电阻85和电容C41的并联电路串联后与所述运算放大器U6A的脚2连接;所述运算放大器U6B的脚6与电阻R92串联后,与所述共模抑制电路的输出端口5连接;所述运算放大器U6B的脚6与电容C42并联后与所述运算放大器U6B的脚7连接,所述运算放大器U6B的脚7与所述模抑制电路的输出端口6连接。
进一步的,所述的无线网络为公共的手机网络,包括GSM、GPRS和3G。
进一步的,所述终端设备的人机接口包括显示装置和键盘/按键。
本发明的有益效果是:本发明所述的智能心电监护***,对患者进行实时的监控,捕捉发现异常的信息,提供给患者,从而实现早发现早治疗的目的。同时,在操作上也只要使用双手,不受环境限制。
附图说明
图1为本发明的所述的智能心电监护***的***框图;
图2为本发明所述的主机服务器的结构示意图;
图3为本发明所述的终端设备的结构示意图;
图4为本发明所述的GSM模块的电路图;
图5为本发明所述的SIM卡电路的电路图;
图6为本发明所述的天线电路的电路图;
图7为本发明所述的滤波电路中静电防护阻容电路的电路图;
图8为本发明所述的滤波电路中低功耗运算放大电路的电路图;
图9为本发明所述的滤波电路中共模抑制电路的电路图;
图10为本发明所述的滤波电路中带通滤波电路的电路图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种,结构如图1所示,包括主机服务器6和至少一个设置于患者1处的终端设备2。本实施例中,所述终端设备2的数量为1个。所述终端设备2通过无线网络3连接到internet网络4后再连接到主机服务器。其中,所述internet网络4与主机服务器6之间设置有交换机5。
图2为本发明所述的主机服务器的结构示意图。
如图2所示:所述主机服务器6包括接入计算机7、数据库8、专家***9、后台备份10和查看终端11。所述接入计算机7处理终端的连接、呼叫以及数据交互,并与所述数据库8之间相互通信,所述接入计算机7是整个主机服务器6的最前端,负责与众多终端的连接,需要处理海量访问的需求,同时还要将诊断的输出通过Internet或无线网GSM/GPRS/CDMA/3G发送出去。所述数据库8与所述专家***9和所述后台备份10之间相互通信,所述数据库8是一个数据的存储仓库,能够记录很多人的大量历史数据,数据按照人名以及时间进行索引备份。所述专家***9对患者的数据进行预诊断测试,与所述后台备份10之间相互通信,并将数据传送到查看终端11,所述专家***9是基于数据库工作的,专家***针对存储在数据库中的数据进行分析,得出有效结论,并将结果输出至接入计算机模块发送出去。所述查看终端11直接与医生/专家12之间进行交互,根据医生/专家12的指令提取数据进行展示。
图3为本发明所述的终端设备的结构示意图。
如图3所示:所述终端设备包括采样电路14、滤波电路16、模数转换电路17、微处理器19、存储器20、人机接口24和通讯接口28。所述采样电路14与所述滤波电路16连接,将采集的心电数据传送到滤波电路;所述滤波电路16与所述模数转换电路17连接;所述微处理器19与所述模数转换电路17、所述存储器20、所述人机接口24和所述通讯接口28连接。
所述采样电路14由两个采样电极ECGPAD(P1、P2)构成,用于获取患者的生物电压。所述采样电路14与患者13共同构成终端设备的患者部分15。所述采样电路14与所述滤波电路16连接,将采集的心电数据传送到滤波电路16。
所述滤波电路16与所述模数转换电路17共同构成终端设备的模拟部分18。所述滤波电路16包括静电防护阻容电路、低功耗运算放大电路、共模抑制电路和带通滤波电路。
其中,
所述静电防护阻容电路的电路图如图7所示,包括低漏电流双二极管D3、低漏电流双二极管D4、电阻R72、电阻R73、电容C39和电容C40,所述电阻R72与电容C39形成阻容滤波电路后与低漏电流双二极管D3连接,形成输出端口1;所述电阻R73与电容C40形成阻容滤波电路后与低漏电流双二极管D4连接,形成输出端口2。
所述低功耗运算放大电路的电路图如图8所示,包括低功耗运算放大器U4A、低功耗运算放大器U4B、电容C2、电容C9、电容C32、电容C33、电阻R64和电阻R65,所述低功耗运算放大器U4A的脚3与所述静电防护阻容电路的输出端口1连接,所述低功耗运算放大器U4A的脚4与电容C9连接后接地,所述低功耗运算放大器U4A的脚8与电容C2连接后接地,所述低功耗运算放大器U4A的脚2和脚1连接后与电容C32和电阻R64的串联电路连接,形成输出端口3;所述低功耗运算放大器U4B的脚5与静电防护阻容电路的输出端口2连接,低功耗运算放大器U4B的脚6和脚7连接后与电容C33和电阻R65的串联电路连接,形成输出端口4。
所述共模抑制电路的电路图如图9所示,包括仪表放大器U5、电阻R83、电阻R91、电容C12、电容C13和电容C43,所述仪表放大器U5的脚1与电阻R83串联后与脚8连接;所述仪表放大器U5的脚3与所述低功耗运算放大电路的输出端口3连接;所述仪表放大器U5的脚2与所述低功耗运算放大电路的输出端口4连接;所述仪表放大器U5的脚7与电容C12连接后虚地;所述仪表放大器U5的脚4与电容C13连接后虚地;所述仪表放大器U5的脚5与电阻R91和电阻C43的并联电路串联后形成输出端口5;所述仪表放大器U5的脚6形成输出端口6。
所述带通滤波电路的电路图如图10所示,包括运算放大器U6A、运算放大器U6B、电阻R66、电阻R67、电阻R68、电阻R85、电阻R86、电阻R92、电容C35、电容C41、电容C42、电容C8、电容C10和电容C11,所述运算放大器U6A的脚2与电阻R8串联后与所述共模抑制电路的输出端口5连接;所述运算放大器U6A的脚3与电阻R67和电容C35的并联电路串联后虚地,并且与电阻R66串联后接电源;所述运算放大器U6A的脚1与电阻R86和电容C11的阻容电路串联后形成输出端口7;同时,所述运算放大器U6A的脚1与电阻85和电容C41的并联电路串联后与所述运算放大器U6A的脚2连接;所述运算放大器U6B的脚6与电阻R92串联后,与所述共模抑制电路的输出端口5连接;所述运算放大器U6B的脚6与电容C42并联后与所述运算放大器U6B的脚7连接,所述运算放大器U6B的脚7与所述模抑制电路的输出端口6连接。
所述微处理器19和所述存储器20共同构成终端设备的数字部分21。所述微处理器具有高速、低功耗的特点,能够对采集到的心电数据进行计算和对比,将异常情况,如心律失常、心律不齐、房颤等,实时记录起来。所述存储器20采用普通的硬盘存储即可。
所述通讯接口28包括GSM模块25和与所述GSM 模块25连接的SIM卡电路26和天线电路27。
图4为本发明所述的GSM模块的电路图。
如图4所示:所述GSM模块包括芯片SIM900,所述芯片SIM900的脚3、脚4、脚7、脚8、脚9、脚10分别与电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27和电阻R28串联后并联形成与微处理器连接的UART接口;所述芯片SIM900的脚16与电阻R17串联后,形成GSM模块的复位端口;脚27和脚28形成调试接口;脚30、脚31、脚32、脚33和脚34与所述SIM卡电路连接;脚52为为电线发射接口,与所述天线电路连接;脚55、脚56和脚57为电源供电接口,与电源连接;脚60与所述电线电路连接;脚17、脚18、脚29、脚39、脚45、脚46、脚53、脚54、脚58、脚59、脚61、脚62、脚63、脚64和脚65接地。
图5为本发明所述的SIM卡电路的电路图。
如图5所示:所述SIM卡电路包括SIM卡CON2、静电保护芯片U1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电容C1,所述SIM卡CON2的脚1与所述静电保护芯片U1的脚3和脚4连接后与电阻R11连接,形成输入端口SIM_CLK;所述SIM卡CON2的脚2与脚1连接后与电阻R10串联,形成输入端口SIM_RST;所述输入端口SIM_RST与电阻R9串联形成电源接口VDD_EXT;所述SIM卡CON2的脚4与电容C1连接后与SIM卡CON2的脚3连接,所述SIM卡CON2的脚3与所述静电保护芯片U1的脚4连接;所述SIM卡CON2的脚5置空;所述SIM卡CON2的脚6与所述静电保护芯片U1的脚3和脚6连接后与电阻R12串联形成输入端口SIM_DATA;所述静电保护芯片U1的脚6形成输入端口SIM_PRESENCE;所述静电保护芯片U1的脚2接地。
图6为本发明所述的天线电路的电路图。
如图6所示:所述天线电路包括天线CON1、电阻R1、电阻R2、电容C30和电容C31,所述天线CON1与电阻R2和电阻R1串联,所述电阻R1与所述GSM模块连接;所述电容C30和电容C31与电阻R1和电阻R2并联后接地,形成RF的阻容电路,提供收发功能
所述人机接口24包括显示装置22和键盘/按键23,通过键盘/按键23发出指令,控制终端设备的操作,并且,通过显示装置可直观的观察测量的数据。
本***所述的终端设备通过GSM/GPRS/CDMA/3G等拨号上网将异常信息通过Internet发送给主机服务器。主机服务器是一个基于Internet的网络服务器,该服务器上集成了数据库***,每个用户都有一个账户,每个接收到的数据放到各自的账户中,服务器算法程序对接收到的数据进行分析,确定病情。数据库的作用在于能够对历史数据进行对比,从而得出更精确的判断以及给出预测结果。主机的诊断结果可以通过Internet发送信箱或者是通过无线网GSM/GPRS/CDMA/3G发送短信给监护人手机。
本***通过无线网GSM/GPRS/CDMA/3G拨号上网的方式实现Internet数据传输,使大批量的数据可实时传输。因为病人的健康数据是被实时采样的,异常数据通常只有几秒种的片段,具有诊断意义的心电数据通常大于10KB每次,简单的无线网GSM/GPRS/CDMA/3G传输技术如短信只能传输大约140B每次,而且延时较大,实时性不好,无线网GSM/GPRS/CDMA/3G拨号上网的方法解决了这个问题。更重要的是无线网GSM/GPRS/CDMA/3G拨号上网后可以通过Internet与基于PC的主机服务器相连,服务器可以做进一步的算法处理。这一技术提高了本***终端的扩展性,也降低了装置的成本和功耗,因为复杂的工作由服务器做了。
本***提出了一种新的健康诊断模式,即患者可以根据需要进行数据采集,终端内置的微处理器可以实现对健康参数的实时监护、分析,一旦发现异常或是参数超过预设的指标,装置可以自动报警并发送异常数据给主机服务器做进一步的诊断。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.智能心电监护***,其特征在于,包括主机服务器和至少一个设置于患者处的终端设备,所述终端设备通过无线网络连接和internet网络与主机服务器通信连接;
所述终端设备包括采样电路、滤波电路、模数转换电路、微处理器、存储器、人机接口和通讯接口,所述采样电路与所述滤波电路连接,将采集的心电数据传送到滤波电路;所述滤波电路与所述模数转换电路连接;所述微处理器与所述模数转换电路、所述存储器、所述人机接口和所述通讯接口连接;
所述主机服务器包括接入计算机、数据库、专家***、后台备份和查看终端,所述接入计算机与所述终端设备连接、呼叫以及数据交互,并与所述数据库之间相互通信;所述数据库与所述专家***和所述后台备份之间相互通信;所述专家***对患者的数据进行预诊断测试,与所述后台备份之间相互通信,并将数据传送到查看终端;
所述终端设备的通讯接口包括GSM模块和与所述GSM 模块连接的SIM卡电路和天线电路;
所述GSM模块包括芯片SIM900,所述芯片SIM900的脚3、脚4、脚7、脚8、脚9、脚10分别与电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27和电阻R28串联后并联形成与微处理器连接的UART接口;所述芯片SIM900的脚16与电阻R17串联后,形成GSM模块的复位端口;脚27和脚28形成调试接口;脚30、脚31、脚32、脚33和脚34与所述SIM卡电路连接;脚52为电线发射接口,与所述天线电路连接;脚55、脚56和脚57为电源供电接口,与电源连接;脚60与所述天线电路连接;脚17、脚18、脚29、脚39、脚45、脚46、脚53、脚54、脚58、脚59、脚61、脚62、脚63、脚64和脚65接地;
所述SIM卡电路包括SIM卡CON2、静电保护芯片U1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电容C1,所述SIM卡CON2的脚1与所述静电保护芯片U1的脚3和脚4连接后与电阻R11连接,形成输入端口SIM_CLK;所述SIM卡CON2的脚2与脚1连接后与电阻R10串联,形成输入端口SIM_RST;所述输入端口SIM_RST与电阻R9串联形成电源接口VDD_EXT;所述SIM卡CON2的脚4与电容C1连接后与SIM卡CON2的脚3连接,所述SIM卡CON2的脚3与所述静电保护芯片U1的脚4连接;所述SIM卡CON2的脚5置空;所述SIM卡CON2的脚6与所述静电保护芯片U1的脚3和脚6连接后与电阻R12串联形成输入端口SIM_DATA;所述静电保护芯片U1的脚6形成输入端口SIM_PRESENCE;所述静电保护芯片U1的脚2接地;
所述天线电路包括天线CON1、电阻R1、电阻R2、电容C30和电容C31,所述天线CON1与电阻R2和电阻R1串联,所述电阻R1与所述GSM模块连接;所述电容C30和电容C31与电阻R1和电阻R2并联后接地,形成RF的阻容电路,提供收发功能。
2.根据权利要求1所述的智能心电监护***,其特征在于,所述滤波电路包括静电防护阻容电路、低功耗运算放大电路、共模抑制电路和带通滤波电路,
所述静电防护阻容电路包括低漏电流双二极管D3、低漏电流双二极管D4、电阻R72、电阻R73、电容C39和电容C40,所述电阻R72与电容C39形成阻容滤波电路后与低漏电流双二极管D3连接,形成输出端口1;所述电阻R73与电容C40形成阻容滤波电路后与低漏电流双二极管D4连接,形成输出端口2;
所述低功耗运算放大电路包括低功耗运算放大器U4A、低功耗运算放大器U4B、电容C2、电容C9、电容C32、电容C33、电阻R64和电阻R65,所述低功耗运算放大器U4A的脚3与所述静电防护阻容电路的输出端口1连接,所述低功耗运算放大器U4A的脚4与电容C9连接后接地,所述低功耗运算放大器U4A的脚8与电容C2连接后接地,所述低功耗运算放大器U4A的脚2和脚1连接后与电容C32和电阻R64的串联电路连接,形成输出端口3;所述低功耗运算放大器U4B的脚5与静电防护阻容电路的输出端口2连接,低功耗运算放大器U4B的脚6和脚7连接后与电容C33和电阻R65的串联电路连接,形成输出端口4;
所述共模抑制电路包括仪表放大器U5、电阻R83、电阻R91、电容C12、电容C13和电容C43,所述仪表放大器U5的脚1与电阻R83串联后与脚8连接;所述仪表放大器U5的脚3与所述低功耗运算放大电路的输出端口3连接;所述仪表放大器U5的脚2与所述低功耗运算放大电路的输出端口4连接;所述仪表放大器U5的脚7与电容C12连接后虚地;所述仪表放大器U5的脚4与电容C13连接后虚地;所述仪表放大器U5的脚5与电阻R91和电阻C43的并联电路串联后形成输出端口5;所述仪表放大器U5的脚6形成输出端口6;
所述带通滤波电路包括运算放大器U6A、运算放大器U6B、电阻R66、电阻R67、电阻R68、电阻R85、电阻R86、电阻R92、电容C35、电容C41、电容C42、电容C8、电容C10和电容C11,所述运算放大器U6A的脚2与电阻R8串联后与所述共模抑制电路的输出端口5连接;所述运算放大器U6A的脚3与电阻R67和电容C35的并联电路串联后虚地,并且与电阻R66串联后接电源;所述运算放大器U6A的脚1与电阻R86和电容C11的阻容电路串联后形成输出端口7;同时,所述运算放大器U6A的脚1与电阻85和电容C41的并联电路串联后与所述运算放大器U6A的脚2连接;所述运算放大器U6B的脚6与电阻R92串联后,与所述共模抑制电路的输出端口5连接;所述运算放大器U6B的脚6与电容C42并联后与所述运算放大器U6B的脚7连接,所述运算放大器U6B的脚7与所述共模抑制电路的输出端口6连接。
3.根据权利要求1所述的智能心电监护***,其特征在于,所述的无线网络为公共的手机网络,包括GSM、GPRS和3G。
4.根据权利要求1所述的智能心电监护***,其特征在于,所述终端设备的人机接口包括显示装置和键盘/按键。
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