JPH02203867A - 大動脈内配置形血液ポンプ給送カテーテル及び使用方法 - Google Patents

大動脈内配置形血液ポンプ給送カテーテル及び使用方法

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JPH02203867A
JPH02203867A JP1267962A JP26796289A JPH02203867A JP H02203867 A JPH02203867 A JP H02203867A JP 1267962 A JP1267962 A JP 1267962A JP 26796289 A JP26796289 A JP 26796289A JP H02203867 A JPH02203867 A JP H02203867A
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aorta
pump
catheter
distal end
inlet
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JP1267962A
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English (en)
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John Nash
ジョン・ナッシュ
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DSM Biomedical Inc
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Kensey Nash Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は医療装置に関し、更に詳しくは、現存する血
管系を通じて血液のポンプ作用を行なうためのカテーテ
ル形装置、及び該装置を使用する方法に関する。
〔従来技術及び発明が解決しよ、う−六する課題〕血管
系内への血液のポンプ作用を行なう心臓の作動に代わり
及び／又は補足するための医療装置が今日開示され使用
されてきている。特によく知られた形式の装置はいわゆ
るｒ人工心肺装置Ｊである。心臓ポンプ作用を行なうこ
のような従来装置は必然的に複雑で高価である。最も重
要なことは、このような従来装置が一数的或いは広範囲
の用途に適していないことである。この点において、こ
のような従来装置は、装置の設置、接続及び作動を行な
うための緊急手術条件のもとで熟練した医療者、例えば
外科医の活動を必要とする。したがって、種々の従来の
血液ポンプ装置は心臓のポンプ作用を補い或いはそれに
代えるための一数的或いは緊急の用途には適していなか
った。
米国特許第４，６２５，７１２号（ワンブラー）には小
さな一定寸法のブレード形ポンプをその先端に有するカ
テーテルの形態の心拍補助装置が開示されており、これ
は逆行性挿入によって大動脈弁を通過するように構成さ
れている。ポンプは必然的に大動脈弁へのカテーテルの
挿通を容易にすることができる小さな寸法でなければな
らない。
それ故、ワンブラーの特許装置は血液給送容量が制限さ
れる。
本発明者が共同発明者出あり且つ本発明と同一の譲受人
に譲渡され、更にその開示内容が参照の形式でここに取
り入れられる発明の名称「血液ポンプ給送カテーテル及
びその使用方法」に係る米国特許第４，７５３．２２１
号には、ワンブラーの特許のような従来技術の欠点を解
消する装置及び使用方法が開示され特許請求されている
。
本発明者の上記特許に開示されている装置は先端部分を
有する細長いカテーテルの形態であり、これは十分に小
さな直径及び可撓性を有しているので、カテーテルの先
端部分が生体の心臓内或いはその近傍に配置されるよう
にカテーテルを生体の血管系の一部に通過させることが
可能である。
カテーテルは先端部分に配置された拡開可能なポンプと
ポンプの作動を行なわせる駆動手段とを備えている。カ
テーテルの先端部分は血液をその内部に流入させるため
の入口と血液をそこから流出させるための出口とを有す
る。装置は左心への適用或いは右心への適用のどちらに
も使用可能である。左心への適用に使用される場合、カ
テーテルは入口が左心室に流通し出口が大動脈に流通す
るように構成される。右心への適用に使用される場合、
カテーテルは入口が右心室に流通し出口が肺動脈に流通
するように構成される。その特許の一実施例においては
、装置の先端部分が大動脈弁を貫通して延びる。その特
許の他の実施例においては、先端部分が大動脈弁を越え
て配置されると共にその弁のためのカバーを備え、それ
を通じて血液が流れることを可能にする。全ての場合に
おいて、血液は心臓自体のポンプ動作を必要とすること
なく心臓を通じて血管系内へとポンプ給送される。
本発明の上記特許に開示された装置及び使用方法は意図
される用途に適しているが、大動脈弁を通し或いはそれ
を越えて（すなわち近接して）カテーテルを配置するこ
とは装置の用途を幾らか制限する。
したがって、この本発明の概括的な目的は従来技術の欠
点を解消する医療装置を提供することである。
本発明の他の目的は心臓のポンプ動作に置き代わり或い
はそれを補足すると共に大動脈弁を通過或いは近接して
配置される必要のない最小侵略性の医療装置を提供する
ことである。
この発明の他の目的は構造が簡単な最小侵略性のカテー
テル／ポンプ装置を提供することである。
この発明の更に他の目的は大動脈弁から離れた位置の大
動脈内に容易に配置可能であると共に使用が容易で安全
な最小侵略性のカテーテル／ポンプ装置を提供すること
である。
〔課題を解決するため公子段Ｙ 本発明のこれらの及び他の目的は生体の血管系の少なく
とも一部を通じて血液のポンプ給送を行なうための方法
及び装置によって達成される。先端部分を有する細長い
カテーテルの形態のこの装置は先端部分が大動脈弁から
離れた大動脈内の所定位置となるように大動脈内に導入
される。カテーテルは先端部分に配置されるポンプ手段
と、先端部分に配置される防護手段と、ポンプ手段に連
結される駆動手段とを備えている。装置の先端部分は入
口と出口とを備えている。装置は、入口がポンプ手段の
先端側で大動脈と流通されると共に出口がポンプ手段の
基部側で大動脈と流通され、しかも防護手段が所定位置
で大動脈の内周に係合されるように先端部分が所定位置
に位置決めされる。ポンプ手段は駆動手段により駆動さ
れて血液を大動脈内へとポンプ給送する。防護手段は大
動脈内を流れる血液の大部分が入口内へそしてポンプ手
段へと流入し更にポンプ手段から出口の外に流出するが
ポンプ手段の作動時には装置既先端部分の外部の周りに
は流れないようにする。
この発明の他の目的及び必然的に生じる利点は添付図面
と共に以下の詳細な説明を参照することにより容易に理
解できることが判るであろう。
〔実施例〕
さて、図面の種々の図を詳細に参照すると、同様の参照
符合は同様の部品を表わし、第１図において本発明に従
い構成された装置は２０で示されている。その装置は血
管系内、特に、大動脈２２（第２図）に配置されて血管
系を通じて血液のポンプ作用を行なうように構成されて
いる。それ故、装置は基本的に先端部分２６に配置され
たポンプ手段２４を有するカテーテルを備えている。カ
テーテルは小径、例えば５〜１０フレンチ（１，７〜３
．　３ｍｍ）の細長い外側チューブ若しくはジャケット
２ＯＡを備えており、このチューブはその中に配設され
た種々の構成部品を備えていると共に、その先端部分２
６には後述するポンプ手段２４と防護手段が備えられて
いる。カテーテルは大動脈弁２８（第２図）から離れた
（すなわち下流側）大動脈内の所望位置まで血管系内に
挿通可能なように十分な可撓性を有する。カテーテル２
０の位置決めは従来のチューブ状案内カテーテル（図示
せず）の使用によって行なわれ、このカテーテルは従来
方法により先ず導入されて血管系内にねじ込まれる。
例えば、カテーテル２０は経皮を通じて大腿動脈（図示
せず）内に挿入されてその先端部分２６が大動脈弁２８
の下流側及び大動脈に対する冠状動脈３０の接続部の下
流側の大動脈２２内の所望位置に配置される。それ故、
先端部分２６は所望により下行大動脈、大動脈弓又は下
行大動脈の中に配置され得る。
第２図から明かなように、カテーテル２０の先端部分２
６は上記ポンプ手段２４を備えている。
その手段は本発明者の上記米国特許第４，７５３゜２２
１号に開示されているような種々の形態をとることかで
きる。それ故、ポンプ手段２４は好ましくは遠心ポンプ
であり、このポンプは図示された駆動手段３２によって
作動、例えば回転されるように構成される。駆動手段３
２は種々の形態をとることができるが、好ましくは、本
発明者の発明の名称「回転ワイヤ形カテーテル用螺旋状
ワイヤベアリング」に係る米国特許第４，６０６．９０
２号、及び、本発明者の発明の名称［摩耗屑の退出を防
止する手段を備えたカテーテル」に係る１９８６年１２
月５日付の係属中の特許出願第９３８．６９８号に開示
され特許請求された高速回転駆動システムを具備し、前
記特許及び前記出願はこの発明と同じ譲受人に譲渡され
ており、それらの開示内容はここに参照の形態で取り込
まれる。
基本的にその駆動システムは螺旋状ベアリング３２Ｂに
よってカテーテルチューブ２ＯＡの中心、すなわち、そ
の中心長手方向軸線３４に沿って支持された細長い駆動
ワイヤ若しくはケーブル３２Ａを備えている。そのベア
リングは人体の外側近傍からカテーテルの先端部分まで
カテーテルチュ−ブのほぼ全長にわたって延びるヘリカ
ル若しくは螺旋状ワイヤコイルを備えている。ヘリカル
ベアリングの直径は十分に大きいのでそのループはカテ
ーテルチューブ２ＯＡの内面にぴったり適合してその中
にベアリングが固定保持される。ヘリカルベアリングの
長さにわたって延びる中央通路の内径は駆動ケーブルの
外径よりもほんの僅かに大きいので駆動ケーブルはその
中で自由に回転可能である。
螺旋状ベアリング内での駆動ケーブルの回転により生じ
る摩耗屑の大きさを減少させるために、駆動ケーブルは
その係合表面積を増大させるように型加工若しくは引抜
き加工してもよく、また、本発明者の上記係属中出願に
開示されているように、螺旋状ベアリングの断面形状は
係合表面積の増大のために矩形状とすることができる。
駆動ケーブルはその基端において例えば１０゜０００〜
２００．　００　Ｏｒｐｍの高速度でケーブルを回転さ
せてポンプ２４の動作を行なうための電気モータ（図示
せず）或いは他の駆動手段に連結されるように構成され
る。
カテーテルの先端部分はほぼチューブ状構造であり、そ
の部分は収縮配向状態（図示せず）から第１図〜第３図
に示す拡開配向状態まで拡開されると共にその逆も可能
なように構成される。先端部分が収縮配向状態にあると
き、その外径は十分に小さいので所望部位から例えば大
腿動脈内への経皮挿入によってカテーテルを容易に大動
脈内に挿入することができる。−旦カチーチルが大動脈
内、特にそれが作動されるべき所望位置内に置かれると
、先端部分は図示された拡開配向状態まで拡開される。
ポンプ２４は伸縮可能な部材であるのでカテーテルの先
端部分が拡開されたときに閉止若しくは収縮位置から開
放作動位置まで自動的に拡開する。
ここに示された実施例においては、ポンプ２４は軸流形
ポンプであって基本的に中央ハブ２４Ａを備え、このハ
ブから４つのブレード若しくは羽根２４Ｂが延びる。ブ
レードは付勢されて自然に半径方向外方に突出する。し
かしながら、ブレ１　５：ｌ；？− ドは可撓性材料により形成されるので、カテーテル２０
の先端部分が収縮（非拡開）されているときはブレード
は互いに並んで延びる閉止若しくは収縮位置まで撓めら
れている。開放若しくは自由にされたときそれらはハブ
２４Ａから半径方向外方に広がる。更に、各ブレード２
４Ｂはカテーテルの中心軸線３４の周りに回転されると
きにブレード２４Ａが血液を心臓からカテーテルの先端
部分内の入口（後述する）内へそしてブレードへと引き
込み、また、そこからブレードが血液を出口の外にそし
て大動脈２２内へと矢印方向（後述する）に送る。
ハブ２２Ａの基端は駆動ケーブル３２Ａの先端に連結さ
れているので、ケーブルの回転によりポンプのブレード
２４Ｂが同時に回転することとなる。
各ブレード２４Ｂの端縁は好ましくはそれによって給送
される血液の細胞に不都合な作用を与え得る鋭利な端縁
を存在させないように丸みを帯びている。
〜）１１６ ポンプ２４はベアリング支持体３６によって装置の先端
部分の内部中央の所定位置に保持される。
図から判るようにカテーテル２０の先端部分はカップ状
部材３８の形態である。部材３８は他ｌ何れかの可撓性
及び／又は弾性材料、例えばエラストマー材料により形
成される。部材３８はチューブ状形状、例えばその先端
に大径の開口自由端４０を有し且つその基端に小径の開
口端４２を有するさい頭円錐形を構成する。カップ状部
材３８は複数個の弾性指部４４を介してカテーテルの外
壁を形成するスリーブ２ＯＡの先端上に装着されている
。指部はカテーテルのスリーブ２ＯＡの円周層りに等間
隔隔てた位置で延びている。各指部４４は弾性部材によ
り形成されると共に、僅かに弓状の形状である。各指部
４４の先端４６は開口４２に近接した位置でカップ状部
材の外周に固着されており、各指部４４の基端４８はカ
テーテルのスリーブ若しくはチューブ２ＯＡに固設され
ている。各指部４４は半径方向外方に付勢されるので非
拘束状態とされたときに図示の拡開位置まで動き、カッ
プ状部材３８を折り畳まれた傘のような収縮配向状態（
図示せず）から図示された拡開位置まで拡がる。指部４
４及びカップ状部材３８は患者内に装置が置かれている
間チューブ状案内用及び／又は導入用カテーテル（図示
せず）内に配置されることにより半径方向内方に圧縮若
しくは収縮されるように配置構成されている。特に、装
置は従来のチューブ状案内用／導入用カテーテル内を経
て人体内にそして大動脈内の所望位置へと挿入されるよ
うに構成され、その後案内用／導入用カテーテルは後退
されて装置２０の先端部分を露出させる。この作動によ
り弾性指部４４は図示された位置まで半径方向外方に動
き、これによりカップ状部材３８を図示された拡開配向
状態にすることとなる。
通常の作動においては、カップ状部材３８のフレア状開
口端４０はポンプ２４に対する入口として役立ち、一方
、小径開口４２及び開口４２の近傍の指部４４の間の開
放空間５０はポンプからの出口として役立つ。それ故、
ポンプはそのプレードが入口と出口との間でカップ状部
材３８内に配置されるように配設される。
大動脈内を流れるであろう血液の全部でない場合には大
部分がポンプの入口内（そしてカテーテルの外側の周り
ではない）へと流入することを確実にするために、カテ
ーテルの先端部分は前述した防護手段を備える。その手
段は障壁若しくは可撓性スカート６２の形態であり、こ
のスカートは開口（人口）４０の近傍でカップ状部材３
８の周りに延びている。スカートは非常に可撓性に優れ
ているので、第２図及び第３図に示すように、大動脈の
内周表面に係合して合致する。この作用は、ポンプ自体
の通路すなわち入口から出口までのカップ状部材３８内
を除き、ポンプの上流側（先端側）の大動脈２２の部分
をポンプの下流側（基部側）の大動脈の部分から隔絶す
る効果を有する。
したがって、ポンプが比較的高い速度例えば１０゜Ｑ　
ＯＱ　〜１００．　　ＯＯ０ｒｐ１１１の速度で作動さ
れたときに、障壁の下流側の大動脈内に上流側よりも高
い圧力が発生する。この作用により、血液は心臓５６か
ら大動脈弁２８を経てポンプの入口４０内へと引き込ま
れることとなり、血液はそこからポンプの出口４２まで
、そしてそこから大動脈２２内へ、そして人の血管系の
残りの部分へと進むこととなる。
幾つかの適用において、例えば、冠状動脈３０内に十分
な血液を流入させるために、カテーテルポンプの作動は
心臓のポンプ作用と同等のものとされるであろう。それ
故、このような適用のために、ポンプの速度はサイクル
化、すなわちポンプの下流側の高圧がポンプの上流側の
血液を冠状動脈内へと押圧するときに繰返し的にサイク
ルが終わるように心臓のポンプ作用に同期して減速若し
くは停止されることとなる。
障壁５２は上述した隔離機能を有するだけでなく、大動
脈内の所望の作動位置でカテーテルの先端部分を保持す
る役割も果たす。
以上の説明から判るように、カテーテルは心臓及び大動
脈弁から離れた位置に配置されるように構成されるので
、もしもカテーテルが大動脈弁を経て或いは大動脈弁を
越えて心臓内に配置されねばならない場合に要求される
のに比べてより少ない熟練度の者によって使用すること
ができる。しかも、幾つかの医学的状況、例えば石灰化
大動脈弁を有している患者、或いは心臓が鼓動を停止し
た患合は大動脈弁を通して或いはそれを越えてカテーテ
ルを配置することに耐えられないかもしれない。本カテ
ーテルはこのような適用に対して特に適している。しか
も、カテーテルの先端部分は大動脈弁から離れて配置さ
れるので、冠状動脈への挿入がカテーテルの何れかの部
分で邪魔されることはない。
更なる工夫を要することなく以上の説明は本発明者の発
明を十分に開示しているので、誰でも現在の又は将来の
知識を適用することによってこの発明を種々の活動状況
のもとで容易に応用することができよう。
【図面の簡単な説明】
第り図は本発明に従い構成された装置の先端の斜視図、 第２図は現存する血管系に血液を給送する作動状態にあ
る第１図に示す装置を示す第１図の２２線に沿って得ら
れる拡大断面図、 第３図は第２図の３−３線に沿って得られる拡大断面図
である。 図において、２０は装置、２ＯＡはチューブ、２２大動
脈、２４はポンプ手段、２４Ｂはブレード、２６は先端
部分、２８は大動脈弁、３２は駆動手段、３８はカップ
状部材、４０は入口、４２は出口、４４は指部をそれぞ
れ示す。 １、事件の表示 平成１年特許願第２６７９６２号 ２、発明の名称 大動脈内配置形血液ポンプ給送カテーテル及び使用方法
３゜ 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　ケンゼー・ナツシュ・コーポレーション４、
代理人 ５、補正の対象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、大動脈内に配置して生体の血管系の少なくとも一部
    を通じて血液のポンプ作用を行なう装置であって、前記
    装置が先端部分を有する細長いカテーテルを備え、前記
    カテーテルはその先端部分が大動脈弁から離間した所定
    位置に配置されるように大動脈内に自由状態で配置され
    ることを可能にする十分に小さい直径のものであり、前
    記装置は前記先端部分に配置されたポンプ手段と、前記
    先端部分に配置された防護手段と、前記ポンプ手段に連
    結されて前記ポンプ手段を作動させるための駆動手段と
    を備えていることにより、血液が前記大動脈を経て流さ
    れるようになっており、前記装置の先端部分は前記ポン
    プ手段の先端側で前記大動脈と流通状態となる入口と、
    前記ポンプ手段の基部側で前記大動脈と流通状態となる
    出口とを備え、前記防護手段は前記所定位置で前記大動
    脈の内周と係合して大動脈を流通する大部分の血液が前
    記入口から前記ポンプ手段へと流入しそして前記ポンプ
    手段から前記出口の外に流出し、且つ、前記装置の先端
    部分の外部の周りでは流れないようにするための壁手段
    を備えている、装置。 ２、前記壁手段が前記装置の先端部分を前記大動脈内の
    前記所定位置に保持するのに役立つ請求項１の装置。 ３、前記壁手段が前記先端部分の周回りに延びる可撓性
    スカートを備えている請求項２の装置。 ４、前記壁手段が前記先端部分の周回りに延びる可撓性
    スカートを備えている請求項１の装置。 ５、前記装置の前記先端部分がチューブ状部分を備え、
    前記チューブ状部分は前記入口を形成する第１開口部分
    とその反対側に位置して前記出口を形成する第２開口と
    を備え、前記スカートが前記第１及び第２開口の間で前
    記チューブ状部分の周回りに延びている請求項４の装置
    。 ６、前記壁手段が前記装置の前記先端部分を前記大動脈
    内の前記所定位置に保持するのに役立つ請求項５の装置
    。 ７、前記装置の前記先端部分がチューブ状部分を備え、
    前記チューブ状部分は前記入口を形成する第１開口部分
    とその反対側に位置して前記出口を形成する第２開口と
    を備え、前記壁部分が前記第１及び第２開口の間に配置
    されている請求項１の装置。 ８、前記チューブ状部分が収縮状態から拡開状態まで拡
    開可能及びその逆も可能である請求項７の装置。 ９、前記壁部分が前記チューブ状部分の周回りに延びる
    可撓性スカートを備えている請求項８の装置。 １０、前記スカートが前記所定位置で前記大動脈の内周
    と合致するように構成されている請求項９の装置。 １１、前記チューブ状部分が可撓性スリーブと、前記先
    端部分の周回りに配置されて前記スリーブを支持する複
    数個の細長い指部とを備え、前記指部は収縮位置から拡
    開位置まで移動して前記スリーブを前記収縮状態から前
    記拡開状態まで広げるように構成されている請求項８の
    装置。 １２、前記スリーブが一対の開口を備え、前記出口が前
    記指部と前記スリーブの一端との間の空間を備え、また
    、前記入口が前記スリーブの他の開口を備えている請求
    項１１の装置。 １３、前記ポンプが少なくとも１つのブレードを備え、
    前記ブレードは収縮状態から拡開状態まで移動可能であ
    る請求項８の装置。 １４、前記チューブ状部分が可撓性スリーブと、前記先
    端部分の周回りに配置されて前記スリーブを保持する複
    数個の細長い指部とを備え、前記指部は収縮位置から拡
    開位置まで移動して前記スリーブを前記収縮状態から前
    記拡開状態まで広げるように構成されている請求項１３
    の装置。 １５、前記スリーブが一対の開口を備え、前記出口が前
    記指部と前記スリーブの一端との間の空間を備え、また
    、前記入口が前記スリーブの他の開口を備えている請求
    項１４の装置。 １６、生体の血管系を通じて血液のポンプ作用を行なう
    ための方法であって、前記方法が、先端部分を有する細
    長いカテーテルを大動脈内に挿入してその先端部分を大
    動脈弁から離れた所定位置におく過程を備え、前記カテ
    ーテルは前記先端部分に配置されたポンプ手段と、前記
    先端部分に配置された防護手段と、前記ポンプ手段に連
    結された駆動手段とを備え、前記装置の先端部分は入口
    と出口を備え、前記方法は更に、前記入口が前記ポンプ
    手段の先端側で前記大動脈と流通状態となり且つ前記出
    口が前記ポンプ手段の基部側で前記大動脈と流通状態と
    なり、且つ、前記防護手段前記所定位置で前記大動脈の
    内周と係合するように前記カテーテルの前記先端部分を
    前記所定位置に位置決めする過程と、前記ポンプ手段を
    作動させて前記血液を前記大動脈内で給送しつつ、前記
    防護手段により大動脈を流通する血液の大部分を確実に
    前記入口から前記ポンプ手段へと流入させて前記ポンプ
    手段から前記出口の外へ出すが前記ポンプ手段が作動さ
    れているときに前記カテーテルの先端部分の外部の周り
    には流さないようにする過程とをそなえている、方法。 １７、前記先端部分が前記大動脈内に配置されたときに
    前記カテーテルの前記先端部分を収縮状態から拡開状態
    まで拡開させる過程を更に備えている請求項１６の方法
    。 １８、前記カテーテルが生体の人体内に導入される間中
    、前記カテーテルの前記先端部分が大動脈内の所定位置
    に自由状態で配置されることを可能にするために前記先
    端部分は前記収縮状態に保持され、また、前記所定位置
    では前記先端部分が前記拡開状態まで拡開される請求項
    １７の方法。 １９、前記ポンプは前記カテーテルの前記先端部分が前
    記所定位置に配置されたときに収縮状態から拡開状態ま
    で移動される少なくとも１つの可動ブレードを備える請
    求項１８の方法。 ２０、ポンプは血液が前記生体の冠状動脈内に流入する
    ように制御される請求項１６の方法。 ２１、前記ポンプの速度及び／又は持続時間が制御され
    る請求項２０の方法。 ２２、前記ポンプの速度が生体の心臓のポンプ作用に同
    期して周期的に減少される請求項２１の方法。
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