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CN107865647B - 血压检测装置以及血压检测装置的校正方法 - Google Patents

血压检测装置以及血压检测装置的校正方法 Download PDF

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CN107865647B CN201610862534.4A CN201610862534A CN107865647B CN 107865647 B CN107865647 B CN 107865647B CN 201610862534 A CN201610862534 A CN 201610862534A CN 107865647 B CN107865647 B CN 107865647B
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Abstract

本发明属于医疗仪器技术领域，具体涉及一种血压检测装置以及血压检测装置的校正方法。该血压检测装置，包括血压检测本体和校正单元，其中：所述校正单元，基于柯氏音进行血压值检测，并向所述血压检测本体提供可用于校正所述血压检测本体的校正初始参数；所述血压检测本体，基于脉搏波进行血压检测，用于采集心电信号和脉搏波信号，根据所述校正单元提供的校正初始参数修正脉搏波参数‑血压方程，并根据脉搏波参数‑血压方程计算血压值。该血压检测装置，脉搏波参数‑血压方程校正过程由血压检测装置自动完成，校正后血压检测本体测量使用者的脉搏波参数并根据校正方程计算出血压值，从而实现血压的准确检测。

Description

血压检测装置以及血压检测装置的校正方法
技术领域
本发明属于医疗仪器技术领域，具体涉及一种血压检测装置以及血压检测装置的校正方法。
背景技术
血压是反映人体生理健康状况的重要参数，尤其对于中老年心血管疾病患者，经常性的血压测量对于疾病的警示、管理与治疗具有十分重要的作用。随着我国逐渐步入老龄化社会，高血压人群数量不断增加，家用血压计市场规模也在不断扩大。
传统的非侵入式血压计通常为袖带式血压计，然而袖带血压计使用不方便，且频繁地使用会造成袖带下血管和组织的压迫与不适；同时由于袖带式血压计无法小型化，不方便携带，难以满足高血压患者随时测量的需求。
基于光电容积脉搏波(PhotoPlethysmoGraphy，简称PPG)信号和心电信号(ElectroCardioGram，简称ECG)测量血压是目前无袖带测量血压且适合做成可穿戴设备的一种主要技术。然而基于脉搏波的血压计测量精度较低，在使用时需要对每个个体进行校正，且每隔一段时间需要重新校正。此外，由于血压和脉搏波的一些特征量(如脉搏波传输时间)在同一个心动周期内相关，所以校正时血压和脉搏波的一些特征量(如脉搏波传输时间)的测量要求在同一个心动周期内。
可见，鉴于以上两点，如何实现基于脉搏波的血压计测量准确且方便使用，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种血压检测装置以及血压检测装置的校正方法，至少部分解决基于脉搏波的血压计测量准确且方便使用的问题。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该血压检测装置，基于脉搏波进行血压检测并能针对个体进行血压校正，包括血压检测本体和校正单元，其中：
所述校正单元，基于柯氏音进行血压值检测，并向所述血压检测本体提供可用于校正所述血压检测本体的校正初始参数；
所述血压检测本体，基于脉搏波进行血压检测，用于采集心电信号和脉搏波信号，根据所述校正单元提供的校正初始参数修正脉搏波参数-血压方程，并根据脉搏波参数-血压方程计算血压值。
优选的是，所述血压检测本体包括心电采集模块、脉搏波采集模块、存储模块、第一处理器和第一通信模块，其中：
所述心电采集模块，与所述第一处理器连接，用于采集心电信号，并将心电信号传送至所述第一处理器；
所述第一通信模块，与所述第一处理器连接，用于接收校正用收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压；
所述脉搏波采集模块，与所述第一处理器连接，用于采集脉搏波信号，并将脉搏波信号传送至所述第一处理器；
所述第一处理器，用于对心电信号、脉搏波信号进行处理，在收缩压通知信号时刻、舒张压通知信号时刻所在心动周期的相应脉搏波参数的提取和计算，并将在对应收缩压和舒张压时刻所在心动周期的脉搏波参数传送至所述存储模块；以及根据脉搏波参数-血压方程计算血压值；
所述存储模块，与所述第一处理器连接，用于存储脉搏波参数和脉搏波参数-血压方程。
优选的是，所述校正单元包括袖带、声音传感器、压力计、第二处理器和第二通信模块，其中：
所述声音传感器，用于检测血流声音并转换为电信号；
所述压力计，用于测量所述袖带内的压力；
所述第二处理器，用于对电信号进行处理，并提取血流声音中出现的柯氏音，以及柯氏音对应收缩压和对应舒张压时刻所述袖带内的压力；
所述第二通信模块，与所述第二处理器连接，用于在柯氏音对应收缩压和对应舒张压的时刻，分别向所述血压检测本体发送收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压。
优选的是，所述第二通信模块采用与所述第一通信模块模式相同、频点匹配的接收模块。
优选的是，所述第一通信模块、所述第二通信模块之间的通信方式包括通过有线方式或无线方式。
一种血压检测装置的校正方法，包括步骤：
在受测用户的一肢体设置血压检测本体，另一肢体设置校正单元；
所述血压检测本体开始测量脉搏波和心电信号并计算脉搏波参数，同时所述校正单元开始充气，其中：脉搏波参数包括脉搏波传输时间、脉搏波峰谷比；
所述校正单元放气，当检测到收缩压时向所述血压检测本体发送收缩压通知信号以及该时刻的收缩压；
所述血压检测本体接收到收缩压通知信号后，判断此时刻所属的心动周期，计算并记录与收缩压同心动周期的脉搏波参数，该脉搏波参数至少包括脉搏波传输时间；
所述校正单元减压，当检测到舒张压时向所述血压检测本体发送舒张压通知信号以及该时刻的舒张压；
所述血压检测本体接收到舒张压通知信号后，判断此时刻所属的心动周期，计算并记录与舒张压同心动周期的脉搏波参数，该脉搏波参数至少包括脉搏波峰谷比；
所述血压检测本体将从所述校正单元接收到的收缩压和舒张压分别作为初始收缩压和所述初始舒张压，并根据脉搏波传输时间和脉搏波峰谷比，更新脉搏波参数-血压方程。
优选的是，更新后的脉搏波参数-血压方程为：
收缩压：SBP＝a·(x-x0)+SBP0
舒张压：
其中：
SBP0为初始收缩压，x0＝PTT0或
Figure BDA0001122856120000042
PTT0和
Figure BDA0001122856120000043
分别为初始脉搏波传输时间和初始脉搏波传输时间平均值，x＝PTT或
Figure BDA0001122856120000044
PTT和分别为脉搏波传输时间和脉搏波传输平均时间，a为统计常数；
DBP0为初始舒张压，y0＝PIR0或
Figure BDA0001122856120000046
PIR0和
Figure BDA0001122856120000047
分别为初始脉搏波峰谷比和初始脉搏波峰谷比平均值，y＝PIR或
Figure BDA0001122856120000048
PIR和分别为脉搏波峰谷比和脉搏波峰谷比平均值，b和c为统计常数。
优选的是，所述脉搏波传输时间为单一心动周期内的脉搏波传输时间，或以此心动周期为中心的包括此心动周期在内的多个心动周期的脉搏波传输时间平均值；
所述脉搏波峰谷比为单一心动周期内的脉搏波峰谷比，或以此心动周期为中心的包括此心动周期在内的多个心动周期的脉搏波峰谷比平均值。
优选的是，受测用户设置所述血压检测本体的一肢体为腕部、指部或臂部，设置所述校正单元的一肢体为臂部。
优选的是，所述血压检测本体、所述校正单元之间的通信方式包括通过有线方式或无线方式。
本发明的有益效果是：该血压检测装置，脉搏波参数-血压方程校正过程由血压检测装置自动完成，校正后血压检测本体测量使用者的脉搏波参数并根据校正方程计算出血压值，从而实现血压的准确检测；
相应的，该血压检测装置的校正方法，使得血压检测装置的校正自动完成，方便快捷。
附图说明
图1为本发明实施例1中血压检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2中血压检测装置的校正方法的流程图；
图3为本发明实施例2中血压检测装置的工作原理图；
附图标记中：
1—血压检测本体；11—心电采集模块；12—脉搏波采集模块；13—存储模块；14—第一处理器；15—第一通信模块；16—表带；
2—校正单元；21—声音传感器；22—压力计；23—第二处理器；24—第二通信模块；25—袖带。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明血压检测装置以及血压检测装置的校正方法作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种血压检测装置，该血压检测装置可实现自动校正的基于脉搏波原理的血压检测，能有效解决基于脉搏波的血压计使用时需要对每个个体进行校正的问题，保证基于脉搏波的血压检测装置测量准确且方便使用。
如图1所示，该血压检测装置，基于脉搏波进行血压检测并能针对个体进行血压校正，包括血压检测本体1和校正单元2，其中：
校正单元2，基于柯氏音进行血压值检测，并向血压检测本体1提供可用于校正血压检测本体1的校正初始参数；
血压检测本体1，基于脉搏波进行血压检测，用于采集心电信号和脉搏波信号，根据校正单元2提供的校正初始参数修正脉搏波参数-血压方程，并根据脉搏波参数-血压方程计算血压值。
图1中，血压检测本体1包括心电采集模块11、脉搏波采集模块12、存储模块13、第一处理器14和第一通信模块15，其中：
心电采集模块11，与第一处理器14连接，用于采集心电信号ECG，并将心电信号ECG传送至第一处理器14；
第一通信模块15，与第一处理器14连接，用于接收校正用收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压，校正用收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压由校正单元2通过第二通信模块24发送至第一通信模块15；这里的校正用收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压即校正初始参数。
脉搏波采集模块12，与第一处理器14连接，用于采集脉搏波信号PPG，并将脉搏波信号PPG传送至第一处理器14，并将在对应收缩压和舒张压时刻所在心动周期的脉搏波参数传送至存储模块13；
存储模块13，与第一处理器14连接，用于存储脉搏波参数和脉搏波参数-血压方程；
第一处理器14，用于对心电信号ECG、脉搏波信号PPG进行处理，在收缩压通知信号时刻、舒张压通知信号时刻所在心动周期的收缩压和舒张压计算以及相应脉搏波参数的提取和计算，并将在对应收缩压和舒张压时刻所在心动周期的脉搏波参数传送至存储模块13；以及根据脉搏波参数-血压方程计算血压值。
该血压检测本体1基于脉搏波原理进行血压检测，可独立使用来进行血压测量，并可随时自动进行校正。这里，只有在校正时刻才需要校正初始参数，而在平时独立进行血压测量时只需利用脉搏波信号计算脉搏波参数后调取脉搏波参数-血压方程计算血压值即可。并且，脉搏波参数-血压方程中涉及的初始收缩压和初始舒张压为校正单元提供的校正初始参数中的收缩压和舒张压。
图1中，校正单元2包括袖带25、声音传感器21、压力计22、第二处理器23和第二通信模块24，其中：
声音传感器21，用于检测血流声音并转换为电信号；
压力计22，用于测量袖带25内的压力；
第二处理器23，用于对电信号进行处理，并提取血流声音中出现的柯氏音，以及柯氏音对应收缩压和对应舒张压时刻袖带25内的压力；其中，柯氏音出现点对应收缩压，柯氏音消逝点对应舒张压，第二处理器23还控制第二通信模块24在柯氏音出现点和柯氏音消逝点时发送信号，发送通知信号至血压检测本体1记录此刻所在心动周期的脉搏波参数；
第二通信模块24，与第二处理器23连接，用于在柯氏音对应收缩压和对应舒张压的时刻，分别向血压检测本体1发送收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压。
该校正单元2基于柯氏音进行血压值检测，可独立使用来进行血压测量，并可提供初始参考数据对基于脉搏波原理的血压检测本体1进行校正。
其中，第二通信模块24采用与第一通信模块15模式相同、频点匹配的接收模块。通过第一通信模块15、第二通信模块24便于校正单元2与血压检测本体1进行信息交互，从而对血压检测本体1进行自动校正。
优选的是，第一通信模块15、第二通信模块24之间的通信方式包括通过有线方式或无线方式，无线方式包括蓝牙方式。
本实施例的血压检测装置中，血压检测本体1可以用于校正时的脉搏波和心电测量以及校正之后随时随地的血压检测，校正单元2可以用于血压检测本体1的校正或在家偶尔测量血压。
本实施例提供了一种可自动校正的基于脉搏波原理的血压检测装置，校正时校正单元检测到收缩压和舒张压时向血压检测本体发送信号，血压检测本体接到信号后记录相应同心动周期内的脉搏波参数；得到的收缩压、舒张压和脉搏波参数，代入到脉搏波参数-血压方程进行校正。脉搏波参数-血压方程校正过程由血压检测装置自动完成，校正后血压检测本体测量使用者的脉搏波参数并根据校正方程计算出血压值，从而实现血压的准确检测。
实施例2：
本实施例提供一种基于实施例1中血压检测装置的校正方法，该血压检测装置的校正方法可对基于脉搏波的血压检测装置进行校正。
该血压检测装置的校正方法中，校正单元2根据柯氏音出现点和柯氏音消逝点检测到收缩压和舒张压时向血压检测本体1发送通知信号，血压检测本体1接到通知信号后计算此时刻所在的心动周期，并记录此心动周期内的脉搏波参数或以此心动周期为中心的多个心动周期内脉搏波参数的平均值，利用来自校正单元的收缩压、舒张压以及它们对应的血压检测本体的同心动周期的脉搏波参数用于更新脉搏波参数-血压方程，提高血压检测精度。此外，脉搏波参数-血压方程校正能自动完成，定期校正方便快捷。
校正前，在受测用户的一肢体设置血压检测本体1，另一肢体设置校正单元2；以图1所示的血压检测本体1设置表带16，校正单元2设置袖带25为例，可以先在受测用户的一只手臂戴上血压检测本体1，然后将校正单元2的袖带25缠绕到受测用户的另一只胳膊的上臂。按下血压检测本体1和校正单元2各自的校正按键即可实现自动化校正。在使用过程中，压力计22设置于袖带25内、且与袖带25和上臂分别保持适当的接触力度，非使用状态下压力计22可相对袖带25独立自由活动。
如图2所示，该血压检测装置的校正方法，包括步骤：
开始校正后，血压检测本体1开始测量脉搏波和心电信号并计算脉搏波参数，脉搏波参数包括脉搏波传输时间、脉搏波峰谷比；
同时，基于柯氏音的校正单元2开始充气进行血压测量。校正单元2放气，当检测到收缩压时向血压检测本体1发送收缩压通知信号以及该时刻的收缩压；
血压检测本体1接收到收缩压通知信号后，判断此时刻所属的心动周期，计算并记录与收缩压同心动周期的脉搏波参数，该脉搏波参数至少包括脉搏波传输时间；
校正单元2放气，当检测到舒张压时向血压检测本体1发送舒张压通知信号以及该时刻的舒张压；
血压检测本体1接收到舒张压通知信号后，判断此时刻所属的心动周期，计算并记录与舒张压同心动周期的脉搏波参数，该脉搏波参数至少包括脉搏波峰谷比；
血压检测本体1将从校正单元2接收到的收缩压和舒张压分别作为初始收缩压和初始舒张压，并根据脉搏波传输时间和脉搏波峰谷比，更新脉搏波参数-血压方程。
其中，更新后的脉搏波参数-血压方程为：
收缩压：SBP＝a·(x-x0)+SBP0
舒张压：
Figure BDA0001122856120000091
其中：
SBP0为初始收缩压，来自校正单元2；x0＝PTT0或
Figure BDA0001122856120000092
PTT0和分别为初始脉搏波传输时间和初始脉搏波传输时间平均值，x＝PTT或
Figure BDA0001122856120000094
PTT和
Figure BDA0001122856120000095
分别为脉搏波传输时间和脉搏波传输平均时间，来自血压检测本体1；a为统计常数；
DBP0为初始舒张压，来自校正单元；y0＝PIR0或
Figure BDA0001122856120000096
PIR0和分别为初始脉搏波峰谷比和初始脉搏波峰谷比平均值，y＝PIR或
Figure BDA0001122856120000098
PIR和分别为脉搏波峰谷比和脉搏波峰谷比平均值，来自血压检测本体1；b和c为统计常数。
脉搏波传输时间为单一心动周期内的脉搏波传输时间，如x0＝PTT0和x＝PTT；脉搏波峰谷比为单一心动周期内的脉搏波峰谷比，如y0＝PIR0和y＝PIR。为降低噪声的影响，使得血压测量更准确，收缩压和舒张压的初始参数可采用平均值。同时，脉搏波传输时间为以此心动周期为中心的包括此心动周期在内的多个心动周期的脉搏波传输时间平均值，如
Figure BDA00011228561200000910
和
Figure BDA00011228561200000911
即可记录以此心动周期为中心的3或5个心动周期的脉搏波参数的平均值(如PTT0的平均值
Figure BDA00011228561200000912
)；脉搏波峰谷比为以此心动周期为中心的包括此心动周期在内的多个心动周期的脉搏波峰谷比平均值，如
Figure BDA00011228561200000913
和
Figure BDA00011228561200000914
即可记录以此心动周期为中心的3或5个心动周期的脉搏波参数的平均值(PIR0的平均值
Figure BDA00011228561200000915
)。
至此，校正完成。采用上述更新的收缩压和舒张压的计算方程进行收缩压和舒张压的计算，使得血压测量更准确。
其中，受测用户设置血压检测本体1的一肢体为腕部、指部或臂部，例如本实施例将血压检测本体1设置在一上臂；设置校正单元2的一肢体为臂部，例如本实施例将校正单元2设置在另一上臂。该血压检测装置中血压检测本体1可设置于受测用户的多个测量部位，这里不做限定，使用更方便和灵活。
本实施例的血压检测装置的校正方法中，血压检测本体1、校正单元2之间的通信方式包括通过有线方式或无线方式，无线方式包括蓝牙方式。也即，通过第一通信模块15和第二通信模块24，使得血压检测本体1与校正单元2进行信息交互，从而对血压检测本体1进行自动校正。
本实施例提供了一种可自动校正的基于脉搏波原理的血压检测装置的校正方法，当校正单元2检测到收缩压(SBP0)时第二通信模块24通过有线或无线(如蓝牙)方式通知血压检测本体1，血压检测本体1的第一通信模块15接收到信号后传给第一处理器14，第一处理器14判断此时刻属于哪个心动周期，并将计算好的这一心动周期的脉搏波参数(如脉搏波传输时间PTT0)传给存储模块13记录存储，从而实现收缩压和脉搏波参数的测量在同一心动周期；之后随着袖带25的放气，当校正单元2检测到舒张压(DBP0)时第二通信模块24通过有线或无线方式通知血压检测本体1，血压检测本体1的第一通信模块15接收到信号后传给第一处理器14，第一处理器14判断此时刻属于哪个心动周期，并将计算好的这一心动周期的脉搏波参数(如脉搏波峰谷比PIR0)传给存储模块13记录存储，从而实现舒张压和脉搏波参数的测量在同一心动周期；校正单元2将测得的收缩压(SBP0)和舒张压(DBP0)通过第二通信模块24传给血压检测本体1，血压检测本体1结合SBP0和DBP0各自对应的脉搏波参数(PTT0与PIR0，或者
Figure BDA0001122856120000101
与
Figure BDA0001122856120000102
)更新脉搏波参数-血压方程。校正完成后，无需校正单元2，用户只需佩戴好血压检测本体1即可独立地随时随地检测用户的血压。
血压检测本体1检测血压时的工作原理图如图3所示：首先血压检测本体1开始测量脉搏波信号和心电信号，然后计算脉搏波参数(PTT与PIR，或者
Figure BDA0001122856120000111
与
Figure BDA0001122856120000112
)，最后将参数代入更新后的脉搏波参数-血压方程即可计算出血压值。
当血压检测本体使用一段时间(如几周)后，用户需要重新校正血压检测本体时，只需按照上述校正步骤佩戴好校正单元和血压检测本体，按下校正键后，整个校正即可自动完成，方便快捷。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种血压检测装置，基于脉搏波进行血压检测并能针对个体进行血压校正，其特征在于，包括血压检测本体和校正单元，其中：
所述校正单元，基于柯氏音进行血压值检测，并向所述血压检测本体提供可用于校正所述血压检测本体的校正初始参数；
所述血压检测本体，基于脉搏波进行血压检测，用于采集心电信号和脉搏波信号，根据所述校正单元提供的校正初始参数修正脉搏波参数-血压方程，并根据脉搏波参数-血压方程计算血压值；
所述脉搏波参数包括脉搏波传输时间、脉搏波峰谷比；
所述校正初始参数包括初始收缩压和初始舒张压，所述初始收缩压和初始舒张压为校正单元检测到的收缩压和舒张压；
所述修正后的脉搏波参数-血压方程为：
收缩压：SBP＝a·(x-x0)+SBP0
舒张压：
Figure FDA0002213277250000011
其中：
SBP0为初始收缩压，x0＝PTT0或
Figure FDA0002213277250000012
PTT0和
Figure FDA0002213277250000013
分别为初始脉搏波传输时间和初始脉搏波传输时间平均值，x＝PTT或PTT和
Figure FDA0002213277250000015
分别为脉搏波传输时间和脉搏波传输平均时间，a为统计常数；
DBP0为初始舒张压，y0＝PIR0或
Figure FDA0002213277250000016
PIR0和
Figure FDA0002213277250000017
分别为初始脉搏波峰谷比和初始脉搏波峰谷比平均值，y＝PIR或
Figure FDA0002213277250000018
PIR和
Figure FDA0002213277250000019
分别为脉搏波峰谷比和脉搏波峰谷比平均值，b和c为统计常数。
2.根据权利要求1所述的血压检测装置，其特征在于，所述血压检测本体包括心电采集模块、脉搏波采集模块、存储模块、第一处理器和第一通信模块，其中：
所述心电采集模块，与所述第一处理器连接，用于采集心电信号，并将心电信号传送至所述第一处理器；
所述第一通信模块，与所述第一处理器连接，用于接收校正用收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压；
所述脉搏波采集模块，与所述第一处理器连接，用于采集脉搏波信号，并将脉搏波信号传送至所述第一处理器；
所述第一处理器，用于对心电信号、脉搏波信号进行处理，在收缩压通知信号时刻、舒张压通知信号时刻所在心动周期的相应脉搏波参数的提取和计算，并将在对应收缩压和舒张压时刻所在心动周期的脉搏波参数传送至所述存储模块；以及根据脉搏波参数-血压方程计算血压值；
所述存储模块，与所述第一处理器连接，用于存储脉搏波参数和脉搏波参数-血压方程。
3.根据权利要求2所述的血压检测装置，其特征在于，所述校正单元包括袖带、声音传感器、压力计、第二处理器和第二通信模块，其中：
所述声音传感器，用于检测血流声音并转换为电信号；
所述压力计，用于测量所述袖带内的压力；
所述第二处理器，用于对电信号进行处理，并提取血流声音中出现的柯氏音，以及柯氏音对应收缩压和对应舒张压时刻所述袖带内的压力；
所述第二通信模块，与所述第二处理器连接，用于在柯氏音对应收缩压和对应舒张压的时刻，分别向所述血压检测本体发送收缩压通知信号和舒张压通知信号、收缩压和舒张压。
4.根据权利要求3所述的血压检测装置，其特征在于，所述第二通信模块采用与所述第一通信模块模式相同、频点匹配的接收模块。
5.根据权利要求4所述的血压检测装置，其特征在于，所述第一通信模块、所述第二通信模块之间的通信方式包括通过有线方式或无线方式。
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