TWI734988B - 血壓機與該血壓機使用的血壓計算方法 - Google Patents

血壓機與該血壓機使用的血壓計算方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種血壓機及其血壓計算方法，該血壓機配置一加壓馬達 單元與至少一洩氣閥單元連通一氣袋單元，該方法包含：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程從該氣袋單元量測一加壓段量測數據；控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程從該氣袋單元量測一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得一血壓量測結果。

Description

血壓機與該血壓機使用的血壓計算方法
本發明是關於一種量測裝置與量測計算方法，特別是，本發明是一種血壓機與該血壓機使用的血壓計算方法。
目前市售電子血壓機大多以示波法作為量測血壓之方式，目前市售血壓機評估血壓值，大多採用單次加壓示波法或減壓示波法的量測數據來得到結果值，此測量過程中若有取樣數量不足，往往會造成量測數據不準。依先前技術，示波法有分加壓量測與洩壓量測兩種方式，加壓量測示波法是採用氣幫浦打氣過程中取得脈波特徵訊號進行血壓分析，此過程如第一圖所示。
依單次加壓示波法，在透過幫浦對氣袋緩慢加壓打氣過程中，抓取脈波特徵訊號(如：振幅)，以抓取到最高點(平均壓)，透過平均壓脈波特徵訊號(Am)乘以臨床統計參數：收縮壓臨界參數Tsys與舒張壓臨界參數Tdia，而分別計算出收縮壓脈波特徵訊號(Asys)與舒張壓脈波特徵訊號(Adia)後，再透過計算出的兩脈波特徵訊號(Asys,Adia)找到對應之收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)，其計算公式如下：
Figure 108118124-A0305-02-0002-1
Figure 108118124-A0305-02-0002-2
另外，洩壓量測示波法剛好與加壓量測示波法相反，先快速加壓，再透過慢速洩壓過程中取得脈波特徵訊號進行血壓分析，此過程如第二圖所示。依單次洩壓示波法，先透過幫浦對氣袋快速加壓打氣，再透過慢速洩壓過程中，抓取脈波特徵訊號(如：振幅)，以抓取到最高點(平均壓)，透過平均壓脈波特徵訊號(Am)乘以臨床統計參數：收縮壓臨界參數Tsys與舒張壓臨界參數 Tdia，而分別計算出收縮壓脈波特徵訊號(Asys)與舒張壓脈波特徵訊號(Adia)後，再透過計算出的兩脈波特徵訊號(Asys,Adia)找到對應之收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)，其計算公式同上述公式(1)與(2)。
然而，在第一圖所示單次加壓示波法量測時，抓取脈波特徵訊號的量測數據是以判斷抓到收縮壓(Psys)時，便會停止量測，若一旦發生誤判，將造成有些受測者可能發生並未正確抓到收縮壓而被迫結束量測。反之，在第二圖所示單次洩壓示波法量測時，抓取脈波特徵訊號的量測數據是以判斷抓到舒張壓(Pdia)時，便會停止量測，若一旦發生誤判，將造成有些受測者可能發生並未正確抓到舒張壓而被迫結束量測。
因此，本發明若能提供一種血壓機及其血壓計算方法，以排除血壓機的誤判狀況所導致的量測失準，並採取正確的量測數據以提高獲取收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)的準確性，將是具有產業的利用性。
本發明的目的在於排除血壓機對抓取脈波特徵訊號的量測數據的誤判狀況，而採取正確的量測數據以提高獲取收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)的準確性，進而提出一種血壓機與該血壓機使用的血壓計算方法。
為實現本發明之上述目的，本發明提出一種血壓計算方法，使用於一血壓機，該血壓機配置一加壓馬達單元與至少一洩氣閥單元連通一氣袋單元，該方法包含：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程從該氣袋單元量測一加壓段量測數據；控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程從該氣袋單元量測一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及，計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得一血壓量測結果。
本發明方法進一步包含：分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取一加壓段最大振幅數據與一洩壓段最大振幅數據；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該平均值與一洩壓段收縮壓臨界參數的乘積，作為一洩壓段收縮壓臨界振幅；以及，基於該洩壓段收縮壓臨界振幅，從該洩壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一收縮壓值。
本發明方法進一步包含：分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取一加壓段最大振幅數據與一洩壓段最大振幅數據；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該平均值與一加壓段舒張壓臨界參數的乘積，作為一加壓段舒張壓臨界振幅；以及，基於該加壓段舒張壓臨界振幅，從該加壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一舒張壓值。
為實現本發明之上述目的，本發明復提出一種血壓機，包含：一氣袋單元；一加壓馬達單元，連通該氣袋單元；至少一洩氣閥單元，連通該氣袋單元；一感測單元，從該氣袋單元量測一量測數據；一顯示單元；顯示一血壓量測量測結果；一記憶體，儲存一程式指令集；以及，一處理單元，執行該程式指令集以：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程，從該感測單元接收一加壓段量測數據；控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程，從該感測單元接收一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及，計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得該血壓量測量測結果。
本發明血壓機之該處理單元進一步執行該程式指令集以：分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取一加壓段最大振幅數據與一洩壓 段最大振幅數據；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該平均值與一洩壓段收縮壓臨界參數的乘積，作為一洩壓段收縮壓臨界振幅；以及，基於該洩壓段收縮壓臨界振幅，從該洩壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一收縮壓值。
本發明血壓機之該處理單元進一步執行該程式指令集以：分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取一加壓段最大振幅數據與一洩壓段最大振幅數據；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該平均值與一加壓段舒張壓臨界參數的乘積，作為一加壓段舒張壓臨界振幅；以及，基於該加壓段舒張壓臨界振幅，從該加壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一舒張壓值。
根據本發明所實施的血壓機與血壓量測方法方法，在單次加壓與洩壓循環中，分別提取該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，並從中採取正確的量測數據，以提高獲取收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)的準確性。
10:血壓機
11:微處理器單元
12:顯示輸出單元
13:按鍵單元
14:記憶體
15:加壓馬達單元
16:壓力感測單元
17:慢速洩氣閥單元
18:快速洩氣閥單元
19:氣袋單元
100:血壓計算方法
101~108:步驟
201:加壓段量測過程
202:洩壓段量測過程
第一圖為習知單次加壓示波法量測脈波訊號及其壓力值的示意圖。
第二圖為習知單次減壓示波法量測脈波訊號及其壓力值的示意圖。
第三圖為本發明血壓機的功能方塊圖。
第四圖為本發明方法血壓計算方法的流程圖。
第五圖為本發明方法單次加壓與洩壓循環量測脈波訊號及其壓力值的示意圖。
第六圖為根據本發明方法在單次加壓與洩壓循環中所獲取之量測數據表。
首先請參考第三圖，係顯示本發明血壓機的功能方塊圖。在本發明的一種實施例中，血壓機10包含：一微處理器單元11、一顯示輸出單元12、一按鍵單元13、一記憶體14、一加壓馬達單元15、一壓力感測單元16、一慢速洩氣閥單元17、一快速洩氣閥單元18、一氣袋單元19與一電源供應單元(第一圖未示)，其中該電源供應單元提供血壓機10的各組成單元所需電力，該氣袋單元16為一手臂套氣袋單元，而顯示輸出單元12為一液晶顯示(LCD)裝置。該加壓馬達單元15、該慢速洩氣閥單元17與該快速洩氣閥單元18分別連通該氣袋單元19，經由該微處理器單元11控制該加壓馬達單元15、該慢速洩氣閥單元17與該快速洩氣閥單元18而對該氣袋單元19進行加壓與洩壓，並透過一壓力感測單元16對該氣袋單元19進行感測，由該微處理器單元11獲取量測數據。
在本發明的實施例中，使用者操作該按鍵單元13的作動以觸發該微處理器單元11執行儲存於一記憶體14內的程式指令集，該記憶體14亦可內建於該微處理器單元11中。該微處理器單元11執行該程式指令集以實現如第四圖所示血壓量測的方法100所包含的步驟101至108。
請參考第四圖，係顯示本發明方法血壓計算方法的流程圖。在本發明血壓計算方法100中，步驟101：該微處理器單元11執行該程式指令集以偵測到使用者操作按鍵單元13的作動，並致能(enable)該快速洩氣閥單元18對該氣袋單元19進行快速洩氣。步驟102：該微處理器單元11執行該程式指令集以透過壓力感測單元16讀取氣袋單元19的壓力值。步驟103：該微處理器單元11執行該程式指令集以直到該快速洩氣閥單元18使氣袋單元19的壓力值歸零後，關閉快速洩氣閥單元18並致能加壓馬達單元15對該氣袋單元19進行慢速加壓充氣。
請參考第五圖，係顯示本發明方法單次加壓與洩壓循環量測脈波訊號及其壓力值的示意圖。步驟104：在加壓段量測過程201中，該微處理器單 元11執行該程式指令集以透過壓力感測單元16從該氣袋單元19量測一加壓段量測數據，該加壓段量測數據包含：第五圖所示加壓段量測過程201中，一序列的脈衝信號的振幅數據以及對應的壓力數據。步驟105：根據加壓段量測數據，該微處理器單元11執行該程式指令集以判斷出加壓停止時機，關閉加壓馬達單元15對該氣袋單元19加壓，並致能慢速洩氣閥單元17對該氣袋單元19進行慢速洩氣。該加壓停止時機通常是抓到振幅過小或無法抓到任何脈波時。
步驟106：在洩壓段量測過程202中，該微處理器單元11執行該程式指令集以透過壓力感測單元16從該氣袋單元19量測一洩壓段量測數據，該洩壓段量測數據包含：第五圖所示洩壓段量測過程202中，一序列的脈衝信號的振幅數據以及對應的壓力數據。步驟107：根據洩壓段量測數據，該微處理器單元11執行該程式指令集以判斷出量測結束時機，致能快速洩氣閥單元18對該氣袋單元19進行快速洩氣；其中該量測停止時機通常是抓到振幅過小或無法抓到任何脈波時。步驟108：根據洩壓段以及加壓段量測數據，計算以獲得一血壓量測結果，將收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)顯示於該顯示輸出單元12。
本發明方法的步驟108進一步包含該微處理器單元11執行該程式指令集以：分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數，在本發明的不同實施例中，該血壓參數包含：一加壓段最大振幅數據Am1與一洩壓段最大振幅數據Am2、或一加壓段舒張壓值Psys1與一洩壓段舒張壓值Psys2、或一加壓段收縮壓值Pdia1與一洩壓段收縮壓值Pdia2；計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，例如：該加壓段最大振幅數據Am1與該洩壓段最大振幅數據Am2的一平均值Am，如以下公式(5)所示，據以獲得一血壓量測結果。
本發明方法的步驟108進一步包含該微處理器單元11執行該程式指令集以：計算該平均值Am與一加壓段舒張壓臨界參數Tdia1的乘積，作為一加 壓段舒張壓臨界振幅Adia；計算該平均值Am與一洩壓段收縮壓臨界參數Tsys2的乘積，作為一洩壓段收縮壓臨界振幅Asys；以及，基於該加壓段舒張壓臨界振幅Adia與該洩壓段收縮壓臨界振幅Asys，分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一舒張壓值Psys與一收縮壓值Pdia，並將收縮壓Psys與舒張壓Pdia顯示於該顯示輸出單元12。其中，該加壓段舒張壓臨界參數Tdia1與該洩壓段收縮壓臨界參數Tsys2為臨床試驗結果統計得出的閥值(Threshold)。
Figure 108118124-A0305-02-0008-3
A dia =A m ×T dia1 (6)
A sys =A m ×T sys2 (7)
請參考第六圖，係顯示根據本發明方法在單次加壓與洩壓循環中所獲取之量測數據表。在本發明的一種實施例中，血壓機實現本發明方法在單次加壓與洩壓循環中所獲取的一序列的脈衝信號的振幅數據以及對應的壓力數據。第六圖所示量測數據表包含在加壓段量測過程201從該氣袋單元19量測的加壓段量測數據以及在洩壓段量測過程202從該氣袋單元19量測的洩壓段量測數據。
在本發明的一種實施例中，臨床試驗結果統計得出的該加壓段舒張壓臨界參數Tdia1為0.45，該洩壓段收縮壓臨界參數Tsys2為0.8。根據本發明方法的步驟108，分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據的一序列脈衝信號的振幅數據中，提取一加壓段最大振幅數據Am1=97與一洩壓段最大振幅數據Am2=103。計算該加壓段最大振幅數據Am1與該洩壓段最大振幅數據Am2的一平均值Am=100。根據公式(6)與(7)，計算出加壓段舒張壓臨界振幅Adia=45與該洩壓段收縮壓臨界振幅Asys=80。接著，基於該加壓段舒張壓臨界振幅Adia=45， 在該加壓段量測數據的一序列脈衝信號的振幅數據中，從該加壓段最大振幅數據Am1=97往壓力值遞減的方向尋找加壓段舒張壓臨界振幅Adia=45，參見第五圖從Am1往Adia1的方向，尋獲後再提取加壓段舒張壓臨界振幅Adia=45對應的壓力數據78，作為該血壓量測結果之一舒張壓值Pdia=78。
接著，基於該洩壓段收縮壓臨界振幅Asys=80，在該洩壓段量測數據的一序列脈衝信號的振幅數據中，從該洩壓段最大振幅數據Am2=103往壓力值遞增的方向尋找該洩壓段收縮壓臨界振幅Asys=80，參見第五圖從Am2往Asys2的方向，尋獲後再提取該洩壓段收縮壓臨界振幅Asys=80對應的壓力數據115，作為該血壓量測結果之一收縮壓值Psys=115。最後，將收縮壓值Psys=115mmHg與舒張壓值Pdia=78mmHg顯示於該顯示輸出單元12上。
更進一步說明，根據計算結果從一序列脈衝信號的振幅數據中尋找加壓段舒張壓臨界振幅Adia=45與該洩壓段收縮壓臨界振幅Asys=80，有可能發生量測序列的振幅數據沒有對應Adia與Asys的數值。在本發明的一種實施例中，可找出接近Adia與Asys的兩振幅數值及其對應的壓力數值，再利用插點斜率方式依振幅數值的比例計算推得一對應Adia與Asys的壓力數值，作為該血壓量測結果之一舒張壓值與一收縮壓值。
發明人進一步提供本發明血壓計算方法與第一圖所示習知單次加壓示波法、第二圖所示習知單次減壓示波法的準確性做一比較。目前臨床測試採用水銀聽診當標準對30人做血壓量測，每人量3次，共獲90筆比對資料，透過與水銀血壓機的結果分別作比較，誤差於5mmHg內得2分，誤差於10mmHg內得1分，誤差超過10mmHg內得0分，滿分為180分(100%)，統計結果如下表所示。
Figure 108118124-A0305-02-0009-4
Figure 108118124-A0305-02-0010-5
根據統計結果得比較，根據本發明方法所測量的收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)的平均得分高於習知單次加壓示波法與單次減壓示波法的測量結果。進一步觀察統計結果，本發明方法能夠提高獲取收縮壓(Psys)與舒張壓(Pdia)的準確性，係因排除加壓段獲取收縮壓(Psys)的數據，採取正確的洩壓段量測數據獲取收縮壓(Psys)，以及排除洩壓段獲取舒張壓(Pdia)的數據，採取正確的加壓段量測數據獲取舒張壓(Pdia)。
在本發明進一步的實施例中，因洩壓段量測數據僅用來採取獲得收縮壓(Psys)的數據，因此，在本發明方法的步驟107中，量測停止時機可在抓到洩壓段最大振幅數據Am2及其對應的壓力數值之後，就可致能快速洩氣閥單元18結束量測。此外，該微處理器單元11執行該程式指令集以：單次的加壓過程與洩壓過程所獲得的該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，進一步用以判斷心房顫動。
100:血壓量測方法
101~108:步驟

Claims (8)

  1. 一種血壓計算方法，使用於一血壓機，該血壓機配置一加壓馬達單元與至少一洩氣閥單元連通一氣袋單元，該方法包含：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程從該氣袋單元量測一加壓段量測數據；控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程從該氣袋單元量測一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得一血壓量測結果；其中，該方法進一步包含：計算該加壓段量測數據的一加壓段最大振幅數據與該洩壓段量測數據的一洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的該平均值與一洩壓段收縮壓臨界參數的乘積，作為一洩壓段收縮壓臨界振幅；以及基於該洩壓段收縮壓臨界振幅，從該洩壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一收縮壓值。
  2. 一種血壓量測計算方法，使用於一血壓機，該血壓機配置一加壓馬達單元與至少一洩氣閥單元連通一氣袋單元，該方法包含：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程從該氣袋單元量測一加壓段量測數據； 控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程從該氣袋單元量測一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得一血壓量測結果；其中，該方法進一步包含：計算該加壓段量測數據的一加壓段最大振幅數據與該洩壓段量測數據的一洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的該平均值與一加壓段舒張壓臨界參數的乘積，作為一加壓段舒張壓臨界振幅；以及基於該加壓段舒張壓臨界振幅，從該加壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測結果之一舒張壓值。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之血壓計算方法，進一步包含：根據單次的加壓過程與洩壓過程所獲得的該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，判斷心房顫動。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之血壓計算方法，進一步包含：從該洩壓段量測數據中，抓取到洩壓段最大振幅數據之後，結束量測。
  5. 一種血壓機，包含：一氣袋單元；一加壓馬達單元，連通該氣袋單元；至少一洩氣閥單元，連通該氣袋單元； 一感測單元，從該氣袋單元量測一量測數據；一顯示單元；顯示一血壓量測量測結果；一記憶體，儲存一程式指令集；以及一處理單元，執行該程式指令集以：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程，從該感測單元接收一加壓段量測數據；控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程，從該感測單元接收一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得該血壓量測量測結果；其中該處理單元執行該程式指令集以：計算該加壓段量測數據的一加壓段最大振幅數據與該洩壓段量測數據的一洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的該平均值與一洩壓段收縮壓臨界參數的乘積，作為一洩壓段收縮壓臨界振幅；以及，基於該洩壓段收縮壓臨界振幅，從該洩壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測量測結果之一收縮壓值。
  6. 一種血壓機，包含：一氣袋單元； 一加壓馬達單元，連通該氣袋單元；至少一洩氣閥單元，連通該氣袋單元；一感測單元，從該氣袋單元量測一量測數據；一顯示單元；顯示一血壓量測量測結果；一記憶體，儲存一程式指令集；以及一處理單元，執行該程式指令集以：控制該加壓馬達單元對該氣袋單元進行加壓；在加壓過程，從該感測單元接收一加壓段量測數據；控制該加壓馬達單元停止對該氣袋單元進行加壓，且控制該洩氣閥單元對該氣袋單元進行洩壓；在洩壓過程，從該感測單元接收一洩壓段量測數據；分別從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，提取至少一血壓參數；以及計算以獲得從該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據所提取該血壓參數之一平均值，據以獲得該血壓量測量測結果；其中該處理單元執行該程式指令集以：計算該加壓段量測數據的一加壓段最大振幅數據與該洩壓段量測數據的一洩壓段最大振幅數據的一平均值；計算該加壓段最大振幅數據與該洩壓段最大振幅數據的該平均值與一加壓段舒張壓臨界參數的乘積，作為一加壓段舒張壓臨界振幅；以及，基於該加壓段舒張壓臨界振幅，從該加壓段量測數據中，提取或推得一對應的壓力數據，作為該血壓量測量測結果之一舒張壓值。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述之血壓機，其中該處理單元執行該程式指令集以：單次的加壓過程與洩壓過程所獲得的該加壓段量測數據與該洩壓段量測數據，判斷心房顫動。
  8. 如申請專利範圍第5或6項所述之血壓機，其中該處理單元執行該程式指令集以：從該洩壓段量測數據中，抓取到洩壓段最大振幅數據之後，結束量測。
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