DE69112301T2 - Elektronisches Sphygmomanometer. - Google Patents
Elektronisches Sphygmomanometer.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Sphygmomanometer und insbesondere eine Entlüftungs-Einstellvorrichtung konstanter Rate für ein Sphygmomanometer, wodurch der Druck in einer Manschette leicht eingestellt werden kann, um mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Rate abzufallen.
- Es sind herkömmliche elektronische Sphygmomanometer in weit verbreitetem Gebrauch, in denen eine Manschette mit Hilfe einer mit einer Batterie betriebenen elektrischen Pumpe unter Druck gesetzt wird, ein Puls und der Luftdruck innerhalb der Manschette durch einen Drucksensor gefühlt werden und der systolische und der diastolische Blutdruckwert eines Patienten, dessen Blutdruck gemessen wird, erzielt und auf einer digitalen Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
- In dieser Art des elektronischen Sphygmomanometers wird eine Entlüftungsvorrichtung konstanter Rate verwendet, um den Druck der Luft innerhalb der Manschette bei einer konstanten Rate zu reduzieren.
- Ein solches elektronisches Sphygmomanometer ist in der deutschen Patentanmeldung DE 3637 884A1 offenbart.
- Die Fig. 1 stellt das Beispiel eines mit einem herkömmlichen elektronischen Sphygmomanometer verwendeten Entlüftungsventils konstanter Rate dar.
- In diesem Entlüftungsventil konstanter Rate ist ein Flanschabschnitt 2a eines rohrförmigen Teils 2, wie es in der Fig. 2 gezeigt wird, mit Hilfe einer Mutter 3 in das Innenteil des Gehäuses 1 eines Entlüftungsventils, das eine Druckseitenöffnung la aufweist, einsetzbar angedrückt, und außerdem ist ein Einstellelement 4 in die Mutter 3 eingeschraubt (wie zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung 63-14809).
- Der Flanschabschnitt 2a ist an dem einem Ende des rohrförmigen Teils 2 vorgesehen, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, und auf der äußeren Umfangsseitenfläche des rohrförmigen Teils 2 ist ein Schlitz 2b vorgesehen, der sich in der Längsrichtung von dem Flanschabschnitt 2a erstreckt. Eine Entlüftungsbohrung 4a ist in der Mitte des Einstellelements 4 ausgebildet und ein Ende 4b des Einstellelements 4 steht in Verbindung mit dem Flanschabschnitt 2a des rohrförmigen Teils 2. Die Rate der Druckminderung wird durch das Einschrauben des Einstellelements 4 reguliert, das damit den Druck auf das rohrförmige Teil 2 in Vorschubrichtung erhöht, so daß sich das Maß eines offenen Bereiches des Längsschlitzes 2b erhöht, das diesem Druck entspricht.
- Dementsprechend ist in diesem Typ eines herkömmlichen Entlüftungsventils konstanter Rate eine gleichmäßige Länge in der Längsrichtung absolut notwendig, um gute charakteristische Merkmale zu erzielen, weil der Längsschlitz 2b in dem rohrförmigen Teil 2 vorgesehen ist. Außerdem muß die Länge des Einstellabschnitts in der Längsrichtung groß sein, weil der Druck in der Vorschubrichtung hinzugefügt werden muß. Um auch zu gewährleisten, daß der Einstellabschnitt luftdicht ist, muß der Einstellabschnitt außerdem in radialer Richtung groß sein. Das führt zu einer Zunahme des Nachteils, daß das gesamte Entlüftungsventil groß sein muß.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei gebührender Berücksichtigung der Nachteile von derartigen konventionellen Vorrichtungen, ein elektronisches Hochleistungs-Sphygmomanometer mit kleiner Größe zu schaffen, wobei im Ergebnis von Verbesserungen an dem Entlüftungsventil die Rate des Luftdruck-Abfalls leicht eingestellt werden kann, so daß der Blutdruck mit einem minimalen Fehler genau gemessen werden kann.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch die Bereitstellung eines elektronischen Sphygmomanometers mit einer Konfiguration, wie es im Patentanspruch 1 definiert ist.
- Wenn der Druck in der Manschette während der Blutdruckmessung hoch ist, bleibt in dieser Konfiguration die Schlitzöffnung in dem rohrförmigen Teil schmal wegen des Gegendrucks, der durch das Einstellelement aufgebracht wird. Wenn der Druck in der Manschette absinkt, weitet sich die Öffnung im Verhältnis zu diesem Abfall, weil das zylindrische Teil in seine Originalform zurückkehrt. Kennzeichnend ist es möglich, eine konstante Rate des Druckabfalls durch eine sehr kleine Änderung in dem Bereich der Öffnung im Schlitz aufrechtzuerhalten. Außerdem wird die Form des rohrförmigen Teils und seine Härte und Elastizität während des Entwurfsvorgangs bestimmt, so daß durch Einstellen des Maßes der öffnung in dem Schlitz mit dem Einstellelement die Rate des Druckabfalls gesteuert werden kann.
- Diese und andere Aufgaben, charakteristische Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele deutlicher, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen vorgenommen wird, in denen zeigen:
- Fig. 1 eine Schnittansicht eines Entlüftungsventils konstanter Rate, das mit einem herkömmlichen elektronischen Sphygmomanometer verwendet wird;
- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Teils, welches das in der Fig. 1 dargestellte Entlüftungsventil konstanter Rate in sich vereinigt;
- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die die Bedingungen zur Verwendung des elektronischen Sphygmomanometers der vorliegenden Erfindung darstellen;
- Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die das elektronische Sphygmomanometer der vorliegenden Erfindung mit dem abgenommenen oberen Gehäuse zeigt;
- Fig. 5 eine Vorderansicht der Schmalseite einer Druckpumpe für das elektronische Sphygmomanometer der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 6 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Entlüftungsventils konstanter Rate, das mit dem elektronischen Sphygmomanometer der vorliegenden Erfindung verwendet ist;
- Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Teils, welches das in der Fig. 6 dargestellte Entlüftungsventil konstanter Rate in sich vereinigt;
- Die vorliegende Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
- Die Fig. 3 stellt die Bedingungen zur Verwendung des elektronischen Sphygmomanometers der vorliegenden Erfindung dar.
- Ein elektronisches Sphygmomanometer 16 umfaßt einen Hauptkörper, der aus einem oberen Gehäuse 17 und einem unteren Gehäuse 18 aufgebaut ist und eine Manschette 19, die an einem Arm 21 anzulegen ist, wobei der Hauptkörper und die Manschette 19 durch einen Gummischlauch 20 verbunden sind. Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 33 zum Anzeigen des Blutdruckes eines zu untersuchenden Patienten und des am Anfang eingestellten Wertes der Druckbeaufschlagung ist auf der Oberfläche des oberen Gehäuses 17 gemeinsam mit einem Leistungsschalter 22, einem Meßschalter 23 zum Starten der Messung, einem Memory- Schalter 24 zum Speichern der gemessenen Blutdruckwerte in einem Speicher, und einem Einstellschalter 25 für den Anfangswert der Druckbeaufschlagung zum wahlweisen Einstellen des Anfangswertes der Druckbeaufschlagung auf die Manschette.
- Als nächstes wird die innere Gestaltung des elektronischen Sphygmomanometers 16 auf der Basis der Fig. 4 erläutert. Die Fig. 4 zeigt den Zustand des elektronischen Sphygmomanometers 16, wobei das obere Gehäuse 17 und der Gummischlauch 20 abgenommen sind. Die hauptsächlichen Bauteile des Innenteils des elektronischen Sphygmomanometers 16 sind eine Druckpumpe 26, ein Magnetventil 31, eine Leiterplatte 32, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 33 und eine Batterie- Gehäusekammer 34.
- Die in der Fig. 5 dargestellte Druckpumpe 26 ist ein Membrankompressor, der mit einem Diaphragma 27 versehen ist, das aus Nitril-Butadien-Kautschuk (hiernach NBR) hergestellt ist. Das Mittelteil des Diaphragmas 27 enthält ein mit einer Welle 39 versehenes Einbauteil 27a. Auf dem äußeren Umfangsabschnitt des Diaphragmas 27 sind außerdem ein Luft-Einlaßventil 27b und ein Entlüftungsventil 27c vorgesehen, und die inneren Umfangsabschnitte des Luft-Einlaßventils 27b und des Entlüftungsventils 27c sind zwischen einem oberen Pumpengehäuse 28 und einem unteren Pumpengehäuse 29 dazwischengelegt befestigt.
- Das obere Pumpengehäuse 28 ist mit einer Luft-Einlaßöffnung 28a und einer Entlüftungsöffnung 28b versehen, die gegenüber dem Luft-Einlaßventil 27b bzw. dem Entlüftungsventil 27c des Diaphragmas 27 angeordnet sind. Das obere Pumpengehäuse 28 ist einstückig mit einem später beschriebenen Entlüftungsventil- Gehäuse 5 ausgebildet. Zwischen dem Diaphragma 27 und dem unteren Pumpengehäuse 29 ist eine Kammer 40 gebildet und eine Dichtung 42 ist vorgesehen, um das obere Pumpengehäuse 28 und das untere Pumpengehäuse 29 hermetisch abzudichten.
- Ein Motor 30 ist vorgesehen, um das Diaphragma 27 invertikaler Richtung in Betrieb zu setzen. Die im Einbauteil 27a des Diaphragmas vorgesehene Welle 39 ist auf eine Welle 30a des Motors 30 exzentrisch aufgesetzt.
- Ein Kanal 41 steht mit der Entlüftungsöffnung 28b in Verbindung und ist an die druckseitige Öffnung eines später beschriebenen Entlüftungsventils 27c konstanter Rate für das Sphygmomanometer angeschlossen.
- Ein Gummischlauch 36 ist zum Einführen der aus der Entlüftungsöffnung 28b austretenden Luft in eine Druckbeaufschlagungsöffnung 31a des Magnetventils 31 vorgesehen. Der Gummischlauch 20 ist mit der Druckbeaufschlagungsöffnung 31a des Magnetventils 31 verbunden und speist die Luft in die Manschette 19 ein. Das eine Ende eines Gummischlauchs 37 ist an das Magnetventil 31 angeschlossen und steht mit der Druckbeaufschlagungsöffnung 31a in Verbindung. Das andere Ende des Gummischlauchs 37 ist an einen Drucksensor angeschlossen (in der Zeichnung weggelassen), der auf der Leiterplatte 32 eingebaut ist. Das Magnetventil 31 ist außerdem mit einer Entlüftungsöffnung 31b versehen, und wenn die Blutdruckmessung abgeschlossen ist, öffnet das Magnetventil 31, um das Ablassen der Luft in der Manschette 19 durch die Entlüftungsöffnung 31b zu gestatten.
- Zusätzlich zu dem Drucksensor (in der Zeichnung weggelassen) sind der Leistungsschalter 22, der Meßschalter 23, der Memory- Schalter 24 und der Einstellschalter 25 für den Anfangswert der Druckbeaufschlagung auf einem IC-Chip 43 (mit integriertem Schaltkreis) zusammen mit einer notwendigen Schaltung angeordnet, um der Pumpe 26 zur Druckbeaufschlagung Strom und Signale zuzuführen.
- Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 33, die die Blutdruckwerte und dergleichen anzeigt, ist mit der Leiterplatte 32 durch ein Bandkabel 38 verbunden.
- In der mit dem unteren Gehäuse 18 einstückig ausgebildeten Batterie-Gehäusekammer 34 ist eine Batterie untergebracht (in den Zeichnungen weggelassen)
- Die Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des mit dem elektronischen Sphygmomanometer der vorliegenden Erfindung verwendeten Entlüftungsventils konstanter Rate.
- Ein in der Fig. 7 dargestelltes rohrförmiges Teil 10 ist innerhalb eines Entlüftungsventilgehäuses 5 angeordnet. Das eine Ende des rohrförmigen Teils 10 ist offen, und das andere Ende ist als ein aus Gummi (wie zum Beispiel Silikonkautschuk oder NBR mit einer Shorehärte von 60) hergestellter elastischer Abschnitt ausgebildet, der geschlossen ist. Das rohrförmige Teil 10 weist einen Abschnitt 10a mit großem Durchmesser, einen Abschnitt 10b mit mittlerem Durchmesser und einen Abschnitt 10c mit kleinem Durchmesser auf, wobei die Durchmesser aller dieser Abschnitte unterschiedlich sind. Ein feiner Schlitz 11 ist in der radialen Richtung in dem Abschnitt 10a mit kleinem Durchmesser des rohrförmigen Teils 10 ausgebildet, die die gleiche Richtung wie die Vorwärtsbewegung eines später beschriebenen Einstellelements 6 ist. Der Abschnitt 10a mit großem Durchmesser des rohrförmigen Teils 10 steht mit einem Abschnitt 5, mit mittlerem Durchmesser des Entlüftungsventil-Gehäuses 5 in Eingriff, während es Luftundurchlässigkeit gewährleistet.
- Das Gehäuse 5 des Entlüftungsventils ist als hohles Rohr geformt. Ein Ansatz Sb zur Unterbringung eines Einstellelements 6 ist auf der Oberfläche des Zylinders vorgesehen. Eine Mutter 7 ist in dem Ansatz Sb eingelassen befestigt, und das Einstellelement 6 kann in die Mutter 7 eingeschraubt werden, was das Vorrücken des Einstellelements 6 bewirkt. Eine Spitze 6a des Einstellelements 6 durchdringt eine kleine Bohrung 5c in der Seitenfläche des Entlüftungsventil-Gehäuses 5, und die Spitze 6a ist geformt, so daß sie gegen eine äußere Umfangsfläche 8 des rohrförmigen Teils drückt. Wenn das Einstellelement 6 in die Mutter 7 eingeschraubt ist, wird in dem Schlitz 11 eine Öffnung ausgebildet, die zu dem Betrag proportional ist, mit dem das Einstellelement 6 eingeschraubt wird. Ein O-Ring 9 ist auf dem Kopf des Einstellelements 6 vorgesehen, um die Luf tundurchlässigkeit des Einstellelements 6 zu gewährleisten. In der Entlüftungs-Einstellvorrichtung dieser Konfiguration weist das Luftschlauchsystem des Sphygmomanometers ein offenes Ende 10d auf der Niederdruckseite und eine druckseitige Öffnung 5d auf der Hochdruckseite auf.
- Wie es in der Fig. 4 dargestellt wird, ist das Entlüftungsventil konstanter Rate in dem unteren Gehäuse 18 angeordnet, so daß die Längsrichtung des rohrförmigen Teils die seitliche Richtung des Entlüftungsventils konstanter Rate wird und der Ansatz 5b, der das Einstellteil ist, mit der Vorderseite nach oben angeordnet ist, so daß eine Einstellung von oben möglich wird.
- Die Wirkungsweise des elektronischen Sphygmomanometers der vorliegenden Erfindung wird jetzt erläutert.
- Zur Verwendung des elektronischen Sphygmomanometers wird die Manschette 19 zunächst um den Oberarm des Patienten gehüllt, dessen Blutdruck zu messen ist, und der Leistungsschalter wird eingeschaltet.
- Als nächstes wird der Einstellschalter 25 für den Anfangswert der Druckbeaufschlagung gedrückt und der Anfangswert für die Druckbeaufschlagung wird wahlweise ausgewählt. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die in der Fig. 3 dargestellte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 33 für 160 mm Quecksilbersäule eingestellt.
- Die Pumpe 26 zur Druckbeaufschlagung wird dann durch Drücken des Meßschalters 23 gestartet. Kennzeichnend wird das Diaphragma 27 vertikal durch die Rotation der Welle 30a des Motors 30 in Betrieb gesetzt, so daß wenn sich das Diaphragma 27 nach oben bewegt, das Luft-Einlaßventil 27b öffnet und Luft durch die Luft-Einlaßöffnung 28a in die Kammer 40 eingezogen wirdund wenn sich das Diaphragma 27 nach unten bewegt, das Entlüftungsventil 27c öffnet und Luft durch die Entlüftungsöffnung 28b aus der Kammer 40 herausgedrückt wird. Durch die Wiederholung dieser Vorgänge mit hoher Geschwindigkeit wird dem Inneren der Manschette 19 Luft zugeführt. Der Druck innerhalb der Manschette 19 wird durch einen über den Gummischlauch 37 angeschlossenen Drucksensor (in den Zeichnungen weggelassen) gemessen. Wenn der Druck den anfangs eingestellten Wert der Druckbeaufschlagung von 160 mm Quecksilbersäule erreicht, wird die Rotation des Motors 30 gestoppt.
- Als nächstes strömt die Luft in der Manschette 19 durch die Gummischläuche 20, 36, die Entlüftungsöffnung 28b der Pumpe 26 zur Druckbeaufschlagung und den Kanal 41 hindurch und wird, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist, der druckseitigen Öffnung 5d zugeführt, die an dem Entlüftungs-Pumpengehäuse 5 des Entlüftungsventils konstanter Rate vorgesehen ist. Die Luft wird dann durch den Schlitz 11 in dem ringförmigen Teil abgeleitet. Ein durchschnittliches Entlüftungsverhältnis von 3 bis 4 mm Quecksilbersäule/Sekunde ist erwünscht.
- Gleichzeitig wird der Luftdruck in der Manschette 19 durch den Gummischlauch 37 zu dem Drucksensor übertragen (in den Zeichnungen weggelassen), so daß der Luftdruck und der Pulsschlag des Körpers durch den Drucksensor gefühlt werden. Der systolische und diastolische Blutdruckwert des Patienten, dessen Blutdruck gemessen wird, werden berechnet und auf der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 33 angezeigt.
- Wenn die Messung beendet ist, öffnet das Magnetventil 31 und die Luft in der Manschette 19 wird schnell aus der Entlüftungsöffnung 31b gedrückt.
- Die gemessenen Blutdruckwerte können durch Drücken des Memory- Schalters 24 aufgezeichnet werden.
- Weil der Schlitz in dem Entlüftungsventil konstanter Rate des elektronischen Sphygmomanometers der vorliegenden Erfindung in der radialen Richtung vorgesehen ist, kann die Längsabmessung des Ventils reduziert werden, was es möglich macht, ein Entlüftungsventil konstanter Rate vorzusehen, das eine verringerte Gesamtgröße aufweist. Darüber hinaus kann die Rate des für die Blutdruckmessung erforderlichen Druckabfalls mit Hilfe des Einstellelements leicht eingestellt werden und bei einem eingestelltem Verhältnis des Druckabfalls wird der Schlitz wegen der Gestaltung bei hohem Entlüftungsdruck um einen kleinen Betrag geöffnet und das Entlüftungsverhältnis ist hoch, und bei niedrigem Entlüftungsdruck wird der Schlitz um einen großen Betrag geöffnet und das Entlüftungsverhältnis ist niedrig.
- Deshalb kann ein fast konstantes Verhältnis aufrechterhalten werden. Dementsprechend kann die notwendige Rate des Druckabfalls von 2 bis 4 mm Quecksilbersäule/Sekunde für die Blutdruckmessung von dem systolischen zu dem diastolischen Blutdruck leicht erzielt werden, so daß der Blutdruck wirksam und genau gemessen werden kann.
- In dem oben beschriebenen Beispiel ist das rohrförmige Teil angeordnet, so daß die Längsrichtung des rohrförmigen Teils in der seitlichen Richtung des Entlüftungsventils konstanter Rate verläuft und das Einstellelement auf der Oberseite des Entlüftungsventils konstanter Rate in Betrieb gesetzt werden kann. Es ist deshalb für einen Anwender des Sphygmomanometers möglich, den Druck von oben zu steuern, selbst wenn Bauteile wie beispielsweise ein Magnetventil und eine Leiterplatte in enger Nähe zueinander angeordnet sind.
Claims (6)
1. Elektronisches Sphygmomanometer mit
einer mit einer Batterie betriebenen
elektrischen Pumpe (26);
einem Drucksensor zum Fühlen eines Pulses und
des Luftdrucks innerhalb einer Manschette (19),
die durch die elektrische Pumpe unter Druck
gesetzt wird;
einem Entlüftungsventil konstanter Rate zum
Reduzieren des Drucks in der Manschette (19) bei
einer konstanten Rate; und
einer Anzeigevorrichtung (33) zum Anzeigen des
systolischen und diastolischen Blutdruckwertes
eines Patienten, dessen Blutdruck gemessen wird,
wobei diese Werte auf der Grundlage des
Luftdrucks und des Pulses, der gefühlt wird,
berechnet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Entlüftungsventil konstanter Rate
umfaßt:
ein Entlüftungsventilgehäuse (5), dessen eines
Ende (5d) an eine Luftleitung (20)
angeschlossen ist, die mit der Manschette (19) verbunden
ist, und dessen anderes Ende zur Atmosphäre
geöffnet ist;
ein rohrförmiges Teil (10), das aus einem
elastischen Element gebildet ist, bei dem ein Ende
geschlossen und das andere Ende (10d) zur
Atmosphäre geöffnet ist, wobei das rohrförmige Teil
(10) mit einem Schlitz (11) versehen ist, der in
den zylindrischen Abschnitt des rohrförmigen
Teils (10) in einer Richtung senkrecht zur
Längsachse des Entluttungsventilgehäuses (5)
zylindrischen Querschnitts geschnitten ist, so
daß das geschlossene Ende des rohrförmigen Teils
(10) sich bis Ende (Sd) des
Entlüftungsventilgehäuses erstreckt; und
ein Einstellelement (6), das von der Außenseite
des Entlüftungsventilgehäuses (5) eingestellt
werden kann und das so eingebaut ist, daß es
gegen die äußere Umfangsfläche des rohrförmigen
Teils (10) nahe an dem geschlossenen Ende des
rohrförmigen Teils (10) drückt, und dessen Druck
eine Öffnung in dem Schlitz (11) bilden kann.
2. Elektronisches Sphygmomanometer nach Anspruch 1,
bei dem ein Ende des rohrförmigen Teils (10) aus
abgestuften Abschnitten unterschiedlicher
Durchmesser gebildet ist und einen in dem
zylindrischen Abschnitt kleinen Durchmessers (10c)
gebildeten Schlitz in eine Richtung senkrecht zur
Längsachse des Entlüftungsventilgehäuses (5)
zylindrischen Querschnitts aufweist und bei dem
das Einstellelement (6) gegen den Teil (10b) mit
größerem Durchmesser gedrückt wird.
3. Elektronisches Sphygmomanometer nach Anspruch 1,
bei dem das Einstellelement (6) eingeschraubt
werden kann, um es vorwärts zu bewegen.
4. Elektronisches Sphygmomanometer nach Anspruch 1,
bei dem das Entlüftungsventilgehäuse (5)
integral mit einem Gehäuseteil (28) geformt ist, das
die elektrische Pumpe (26) bildet.
5. Elektronisches Sphygmomanometer nach Anspruch 1,
bei dem das Entluftungsventil konstanter Rate so
positioniert ist, daß die Längsrichtung des
rohrförmigen Teils (10) horizontal angeordnet
ist und das Einstellelement (6) nach oben
gerichtet positioniert ist, so daß eine
Einstellung von der oberen Fläche her möglich ist.
6. Elektronisches Sphygmomanometer nach Anspruch 1,
bei dem die Vorschubrichtung des
Einstellelementes (6) die gleiche ist wie die Richtung, in der
der Schlitz (11) in dem rohrförmigen Teil (10)
ausgebildet ist.
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