CN107625520B - 体征信号检测电极及智能服饰 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种体征信号检测电极及智能服饰。所述体征信号检测电极，包括：电极头、用于与检测对象的预定位置接触以检测体征信号；电极基座，与所述电极头之间建立有电连接，用于将所述检测电极固定于穿戴设备；位移组件，与所述电极头连接，用于通过形变和/移动允许所述电极头与所述电极基座的相对位移。

Description

体征信号检测电极及智能服饰

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种体征信号检测电极及智能服饰。

背景技术

体征信号可为各种体现生物体的身体特征的信号。常见的体征信号可包括：心电信号等。心脏在每个心动周期中，在起搏点、心房、心室相继兴奋的过程中均伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电。心电信号即为反映心电的特征的各种电信号。

现有的体征信号检测设备，通常将检测体征信号的检测电极与设备内其他的结构设置为一体式结构。若检测设备发生位移，就可能导致检测电极与人体分离，从而导致检测不到信号及检测精确度低等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供的体征信号检测电极及智能服饰，至少部分解决上述精测精度低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供一种体征信号检测电极，包括：

电极头、用于与检测对象的预定位置接触以检测体征信号；

电极基座，与所述电极头之间建立有电连接，用于将所述检测电极固定于穿戴设备；

位移组件，与所述电极头连接，用于通过形变和/移动允许所述电极头与所述电极基座的相对位移。

可选地，所述位移组件，包括：

第一形变模组，第一端与电极头连接，至少用于提供第一方向上的形变。

可选地，所述位移组件，还包括：

移动模组，与所述第一形变模组的第二端连接，允许所述第一形变模组在垂直于第一方向的第一平面内的位移。

可选地，所述移动模组，包括：

固定部件，与所述电极基座固定连接；

移动部件，至少能够在第二方向上移动。

可选地，所述第一形变模组的第二端，与所述移动部件的活动连接，能够相对于所述移动部件在第三方向运动；其中，所述第三方向垂直于所述第二方向。

可选地，所述固定部件包括：沿所述第二方向设置的固定导轨；

所述移动部件包括：滑动导轨；所述滑动导轨，包括：

供所述滑动导轨沿所述固定导轨运动的第一滑动结构，

供所述第一形变组件沿所述第三方向在所述滑动导轨移动的第二滑动结构。

可选地，所述第一滑动结构，包括：套在所述固定导轨外围上的滑动孔；

或者，

所述第一滑动结构，包括：沿所述固定导轨上提供的轨道滑动的滑动轮。

可选地，所述第二滑动结构，包括：供所述第一形变模组可沿所述第三方向移动的滑动槽；

或者，

所述第二滑动结构，包括：沿所述第三方向设置的滑杆及套在所述滑杆外围的滑动环，其中，所述滑动环与所述第一形变模组的所述第二端连接。

可选地，所述位移组件，还包括：

第二形变模组；

当所述第一形变模在所述第一平面内移动时，所述第一形变组件与所述第二形变组件相互作用，所述第二形变模组在所述第一平面内发生形变，用于通过自身的形变提供所述移动模组和/或所述第一形变模组在所述第一平面内恢复到初始位置的作用力。

本发明实施例第二方面提供一种智能服饰，包括：

服饰主体；

安装在所述服饰主体上的前述的一个或多个方案提供的体征信号检测电极；处理模组，与所述体征信号检测电极连接，用于对所述体征信号检测电极检测的体征信号进行处理。

本发明实施例提供的体征信号检测电极及智能服饰，至少部分解决上述精测精度低的问题，检测电极不再是一体式的电极，电极的电极基座和电极头是可以基于位移模组发生相对位置的变化的，这样的话，电极基座随着其安装的智能服饰等运动时，电极头可以依然很好的与检测对象贴合，避免电极头被拉动之后脱离检测对象的概率，提升因为电极头脱离检测对象导致的体征信号无法检测和/或检测精度低的问题，提升体征信号的检测精确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的第一种体征信号检测电极的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种体征信号检测电极的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电极基座及移动模组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种第一形变模组的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种第二形变模组的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种体征信号检测电极不同侧面的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电极头的不同侧面的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。

如图1所示，本实施例提供一种体征信号检测电极，包括：

电极头110、用于与检测对象的预定位置接触以检测体征信号；

电极基座120，与所述电极头110之间建立有电连接，用于将所述检测电极固定于穿戴设备；

位移组件130，与所述电极头110连接，用于通过形变和/移动允许所述电极头110与所述电极基座120的相对位移。

在本实施例中，所述体征信号检测电极，可为可以检测各种生命特征的电极，例如，检测心跳信号的心跳信号检测电极、检测脉搏的脉搏信号检测电极、检测体温的体温信号检测电极，和/或其他可以检测生命特征的检测电极。

在本实施例中所述电极头110，又可以称之为活动电极板，这里的活动电极板是相对于电极基座120而言的，是可以相对于电极基座120移动的。

所述电极基座120可为用于安装到穿戴设备上的安装结构，所述穿戴设备，可为智能服饰、智能穿戴设备等。所述智能服饰，可包括：智能衣、智能帽、智能手套、智能围巾等。所述智能穿戴设备，可包括：智能手环、智能手表、智能项链等各种设备。

所述位移组件130，可泛指各种可以改变其自身相对于参考点位置的组件。其位置的变化，可能是通过形变的导致的位置变化，也可以是基于位移导致的位置的变化。总之，在本实施例中，引入了位移组件130，该组件连接电极基座120和电极头110，可以使得电极头110线相对于电极基座120发生位置变化。这样的话，用户穿戴配置有该电极的设备时，电极投可以随用户自身运动而运动，而不是因为电极固定在其安装设备上，若安装设备一旦与检测对象有一定的唯一，就会导致电极也与检测对象的脱离，从而降低电极头110与检测对象脱离的概率，从而减少了因为脱离检测不到体征信号，或者，检测的体征信号不精确的问题。故本实施例提供了一种体征信号检测精确的电极。

在一些实施例中，所述电极头110需要与所述电极基座120建立电连接，在本实施例中，所述位于模组132包括提供连接导线或者连接显露的连接结构。这样的话，电极头110可以通过位于模组132内的结构将检测到的信号传输给电极基座120，再由电极基座120传输给其他设备，完成体征信号的采集。

在一些实施例中，所述电极头110与检测对象设置的一面上可设置有微凸结构，这里的微凸结构可为一个或多个口径小于预设值的凸起构成，这些微凸结构可以与检测对象的更好的贴合，提供更大的贴合力。在一些实施中，所述电极头110与检测对象贴合的一面上，也可以光滑面，不设置所述微凸结构。

在另一些实施例中，所述电极头110上设置有导电黏贴结构，例如，导电胶。导电粘合结构，一方面不影响电极头110的电性能，另一方面起到粘合的作用，可以使得电极头110与检测对象更好的贴合。

可选地，所述位移组件130，包括：

第一形变模组131，第一端与电极头110连接，至少用于提供第一方向上的形变。

所述第一形变模组131可为柔性形变模组，也可以弹性形变模组。所述柔性形变模组为在外力作用下会发生形变，而这种形变是需要外力作用才可以恢复到初始状态的。所述弹性形变模组，为在外力作用下，发生形变；当外力撤除时，弹性形变模组自身的弹性积累的力量，可以使自身至少部分形变发生逆转。图4所示为一种所述第一形变模组131的不同侧面的示意图。

在本实施例中，所述第一形变模组131可包括：一个或多个弹簧，弹簧是典型的弹性形变模组。在一些实施例中，所述第一形变模组131还可以是一个或多个具有弹性或形变能力的弹性塑料和/或柔性塑料。当所述第一形变模组131的一个或多个弹簧时，所述弹簧的螺旋方向沿着所述第一方向伸展。由于弹簧自身的结构特点，由弹簧构成的所述第一形变模组131，不仅可以在第一方向上拉伸或压缩弹簧，从而使得电极头110尽可能的与检测对象的身体接触，而且由于弹簧的螺旋结构，可以第一形变模组131在第一方向垂直的第一平面内可以方向偏移，显然若第一形变模组131为一个或多个设置在第一方向上的弹簧，弹簧自身就可以提供三维立体空间内的位置变换，从而使得电极头110可以以更大的概率与检测对象的进行贴合。

在本实施例中，可选为所述第一形变模组131为一个或多个弹簧，弹簧是由金属或合金等导体制作而成的，是可以进行导电的，是可以作为电连接的连接导线或连接电路。故在本实施例中至少部分由弹簧构成的第一形变模组131，同时还充当连接显露，将电极头110检测到的信号传导出来。例如，所述第一形变模组131同时与电极头110和电极基座120连接，所述第一形变模组131可以将电极头110检测到的电信号传输电极基座120，再有电极基座120与其他设备连接。在一些实施例中，所述电极头110上也可以直接设置连接导线，将该检测的信号直接发送给其他设备。

在本实施中，若所述第一形变模组131作为连接导线，则弹簧的外侧设置有绝缘层，该绝缘层可为塑料等包覆在弹簧外围的塑料绝缘皮，所述绝缘层还可以是电镀等方式制作的电镀绝缘层，总之，通过设置绝缘层，减少非绝缘的导线与检测对象贴合，导致的检测信号不精确的问题，提升体征信号的检测精确度。

在本实施例中，所述第一方向可为垂直于所述电极基座120所在平面的方向，可选地为，所述第一形变模组131，可以为同时垂直于电极基座120及电极头110所在平面的方向。

进一步地，所述位移组件130，还包括：

移动模组132，与所述第一形变模组131的第二端连接，允许所述第一形变模组131在垂直于第一方向的第一平面内的位移。

在本实施例中，所述移动模组132可为通过位置的移动，提供位移，使得电极头110尽可能的与检测对象保护接触的结构。

所述移动模组132与第一形变模组131的第二端连接，移动模组132可以通过自身的移动和/或运行第一形变模组131相对于移动模组132的移动，给予第一形变模组131更大的活动范围，从而使得与第一形变模组131连接的电极头110可以有更大的活动空间，尽可能的减少电极头110与检测对象的脱离的概率。

假设所述第一平面为X轴和Y轴构成的XY平面，则所述第一方向可等同于三维直角坐标系中的Z轴。

所述移动模组132可包括一个由多个圆环导轨嵌套而成的导轨结构，这里的圆环导轨铺设在所述第一平面内。所述第一形变模组131的第二端设置有滚轮，所述滚轮可以沿着圆环导轨在第一平面的多个方向移动，从而提供第一形变模组131在第一平面内的自动活动。

可选地，如图3所示，所述移动模组132，包括：

固定部件1321，与所述电极基座120固定连接；

移动部件1322，至少能够在第二方向上移动。

在本实施例中，所述移动模组132包括：固定部件1321，这里的固定部件1321，可固定在所述电极基座120上不可以移动的部分。所述移动部件1322可为可活动的部件，其可以相对于电极基座120改变其自身的位置。在图3中，固定部件可为固定在电极基座120上的一个固定杆；所述移动部件1322可为沿着固定杆移动的滑动导轨。

在本实施例中，所述移动部件1322自身至少可以在第二方向上移动。所述第二方向可为所述第一平面内的任意一个方向。

所述第一形变模组131的第二端与所述移动部件1322，则所述第一形变模组131的第二端至少可以随着移动部件1322在第二方向上移动。

进一步地，所述第一形变模组131的第二端，与所述移动部件1322的活动连接，能够相对于所述移动部件1322在第三方向运动；其中，所述第三方向垂直于所述第二方向。

在本实施例中，所述第一形变模组131不仅可以随着所述移动部件1322在所述第二方向上移动，且第二端自身也是与移动部件1322活动连接的，这里的活动连接可为：链接等各种运行第一形变模组131在与移动部件1322保持连接的情况下，还可以相对于移动部件1322发生位置的改变，例如，改变第二端与移动部件1322的连接位置。且所述第一形变模组131相对于移动部件1322的可活动方向，至少包括第三方向。第三方向是垂直于第二方向，所述第三方向可为第一平面内的一个方向，故第三方向同时垂直于第一方向。这样的话，进一步扩大了第一形变模组131相对于电极基座120的可活动范围，这样的话，佩戴该电极的用户即便剧烈活动，电极头110与用户的身体脱离的概率也很低。

可选地，所述固定部件1321包括：沿所述第二方向设置的固定导轨；

所述移动部件1322包括：滑动导轨；所述滑动导轨，包括：

供所述滑动导轨沿所述固定导轨运动的第一滑动结构，

供所述第一形变组件沿所述第三方向在所述滑动导轨移动的第二滑动结构。

在本实施例中，所述固定导轨可为固定不动的导轨，例如，所述固定导轨可为沿着所述第二方向铺设的导轨。所述移动部件1322包括滑动导轨，滑动导轨的导轨方向可沿着所述第三方向铺设。但是移动部件1322自身可以在固定导轨上沿第二方向移动。

总之，在本实施例中，所述移动部件1322，通过第一滑动结构沿固定导轨运动，第二滑动结构可供第一形变模组131沿滑动导轨运动。

所述第一滑动导轨的具体结构有多种，以下提供两种可选结构：

可选结构一：

所述第一滑动结构，包括：套在所述固定导轨外围上的滑动孔。所述滑动孔，可以套在为杆状的固定导轨的外围，沿所述固定导轨运动。

可选结构二：

所述第一滑动结构，包括：沿所述固定导轨上提供的轨道滑动的滑动轮。

所述固定导轨可为形成导轨槽的滑动导轨，所述第一滑动结构可为滑动轮，所述滑动轮沿轨道滑动，从而实现在第二方向上移动。

所述第二滑动结构也有多种，以下提供两种可选结构：

可选结构一：

所述第二滑动结构，包括：供所述第一形变模组131可沿所述第三方向移动的滑动槽。

所述滑动槽，即所述第一形变模组131的第二端是沿滑动槽移动的，所述滑动槽的槽可是沿着第三方向铺设的直线槽。

可选结构二：

所述第二滑动结构，包括：沿所述第三方向设置的滑杆及套在所述滑杆外围的滑动环，其中，所述滑动环与所述第一形变模组131的所述第二端连接。

在本实施例中，所述第二滑动结构，可包括：滑杆，例如，直线型的滑杆。所述第一形变模组131的第二端上设置有滑动环，所述滑动环套在所述滑杆外围移动，从而实现所述第一形变模组131的第二端在第三方向上的移动。

进一步地，所述位移组件130，还包括：

第二形变模组132；

当所述第一形变模在所述第一平面内移动时，所述第一形变组件与所述第二形变组件相互作用，所述第二形变模组132在所述第一平面内发生形变，用于通过自身的形变提供所述移动模组和/或所述第一形变模组131在所述第一平面内恢复到初始位置的作用力。

在本实施例中，提供第二形变模组132，这里的第二形变模组132也可为一个或多个弹簧，一个或多个弹性塑料等结构。图5所示的为本实施例提供的一种第二形变模组132的不同视角的示意图。

图2为移动模组132移动了，第一形变模组131导致所述第二形变模组132发生形变的一个示意图。

在本实施中，所述第二形变模组132可设置在所述第一平面内。例如，所述第二形变模组132为一个圆盘形的涡旋弹簧。所述第一形变模组131可以垂直于所述第二形变模组132。所述第一形变模组131与所述第二形变模组132会相互作用，例如，所述第一形变模组131穿过所述第二形变模组132的中间位置，或与第二形变模组132的中间位置物理连接，这样的话，若第一形变模组131在第一平面内位移时，所述第二形变模组132会发生形变，而这种形变会累积能量，当使得第一形变模组131在第一平面内的外力撤除时，所述第二形变模组132的形变累积的能量，会使得第二形变模组132恢复到初始状态，从而带到所述第一形变模组131恢复到初始状态，从而实现了电极内第一形变模组131的自行复原。

图6为本发明实施例提供的体征信号检测电极不同侧面的示意图。

图7为本发明实施例提供的一种电极头，在该电极头上设置有增强锚定力的凸起。

本实施例还提供一种智能服饰，包括：

服饰主体；

安装在所述服饰主体上体征信号检测电极；这里的体征信号检测电极可为上述任意一个技术方案提供的电极头和电极基座分离的体征信号检测电极。

处理模组，与所述体征信号检测电极连接，用于对所述体征信号检测电极检测的体征信号进行处理。

所述处理模组可包括：处理器和/或处理电路。所述处理器可包括：中央处理器、微处理器、数字信号处理器、应用处理器、可编程阵列等。所述处理电路可包括专用集成电路等。

所述处理模组，至少与所述体征信号检测电极建立有连接，至少可用于收集所述电极头采集的体征信号。在一些实施中，所述处理模组还可以对所述体征信号进行存储、及噪音去除等处理。

在本实施例中所述服饰主体上设置有一个或多个安装位，所述电极基座安装在安装位上。在所述处理模组与安装位之间设置有连接电路，所述连接电路可为印制在所述服饰主体内部。

所述智能服饰可为智能衣、智能库、智能帽、智能手套和/或智能围巾等。

所述服饰主体可以具有一定支撑强度的服饰，所述体征信号检测电极安装到安装位之后，所述第一形变模组在所述服饰主体的作用下，保持一定的压缩量，故处于压缩状态的第一形变模组会利用自身的形变力，尽可能的推动电极头与检测对象贴合，减少电极头与检测对象脱离导致的无法检测和/或检测不精确的问题。

以下结合上述任意实施例提供几个应用示例：

示例1：

本示例提供一种体征信号检测电极，以体征信号为心电信号，检测对象为人进行举例说明。所述电极可包括：电极头与电极基座。所述电极头与电极基座可以在一定范围(接近一个椭圆区域)内自由相对滑动，而不影响心电测试数据的准确性。当人体活动或运动时，衣服会被动与皮肤发生相对偏离，尽管此新型滑移电极的电极基座会随着衣服偏移，但电极头在弹簧压力下固定在皮肤表面(电极表面有若干个微小固定柱，微陷入皮肤，用于防止电极与皮肤移位，也可借助超薄的医用导电性压敏胶黏剂提供相对锚定力)，不会随着衣服的移动而移动，从而保持电极与皮肤的紧密稳定接触，最终能够提供稳定的心电信号。

电极为高弹性，电极头与电极基座之间存在较大的弹簧压缩行程(厘米级)，所以哪怕是皮肤相对较凹处也可紧密接触，从而提供稳定的心电信号。

电极头可与固定在心电衣布料上的电极基座在一定的范围(接近椭圆区域)内自由滑动而不影响心电信号的测试准确性。

电极头表面的若干个凸起微柱，在弹簧压力下起到锚定皮肤作用(心电衣的布料具有微弹性，在稍微紧身的情况下，可以对弹簧施加一定的“紧身压力”)。

为了改善电极头与皮肤之间的接触不良问题，必要时可以借助超薄的医用导电性压敏胶黏剂来加强电极头与皮肤的固定效果；

为解决较多导体连接时容易接触不良而引入噪声杂波的问题，关键导体连接处采用焊接方式规避接触不良；

为了降低相对滑动零部件之间的摩擦阻力，以提升滑移的顺畅性，可以在零部件的相对滑动处涂抹润滑油脂；

需要注意必要的绝缘处理，即除了电极头接触皮肤外，其它具有导电性的零部件均不得接触皮肤，以免引起心电信号失真。

总之，新型滑移电极的作用在于人体运动时，仍可确保电极头与皮肤无相对位移或接触不良，从而稳定测试心电信号。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种体征信号检测电极，包括：

电极头，用于与检测对象的预定位置接触以检测体征信号；

电极基座，与所述电极头之间建立有电连接，用于将所述检测电极固定于穿戴设备；

位移组件，与所述电极头连接，用于通过形变和在垂直于所述形变方向的第一平面内移动允许所述电极头与所述电极基座的相对位移；

所述位移组件还用于通过在所述第一平面内的形变提供使所述位移组件在所述第一平面内恢复到初始位置的作用力。

2.根据权利要求1所述的体征信号检测电极，其特征在于，所述位移组件，包括：

第一形变模组，第一端与电极头连接，至少用于提供第一方向上的形变。

3.根据权利要求2所述的体征信号检测电极，其特征在于，所述位移组件，还包括：

移动模组，与所述第一形变模组的第二端连接，允许所述第一形变模组在垂直于第一方向的第一平面内的位移。

4.根据权利要求3所述的体征信号检测电极，其特征在于，

所述移动模组，包括：

固定部件，与所述电极基座固定连接；

移动部件，至少能够在第二方向上移动。

5.根据权利要求4所述的体征信号检测电极，其特征在于，

所述第一形变模组的第二端，与所述移动部件的活动连接，能够相对于所述移动部件在第三方向运动；其中，所述第三方向垂直于所述第二方向。

6.根据权利要求5所述的体征信号检测电极，其特征在于，

所述固定部件包括：沿所述第二方向设置的固定导轨；

所述移动部件包括：滑动导轨；所述滑动导轨，包括：

供所述滑动导轨沿所述固定导轨运动的第一滑动结构，

供所述第一形变模组沿所述第三方向在所述滑动导轨移动的第二滑动结构。

7.根据权利要求6所述的体征信号检测电极，其特征在于，

所述第一滑动结构，包括：套在所述固定导轨外围上的滑动孔；

或者，

所述第一滑动结构，包括：沿所述固定导轨上提供的轨道滑动的滑动轮。

8.根据权利要求6所述的体征信号检测电极，其特征在于，

所述第二滑动结构，包括：供所述第一形变模组可沿所述第三方向移动的滑动槽；

或者，

所述第二滑动结构，包括：沿所述第三方向设置的滑杆及套在所述滑杆外围的滑动环，其中，所述滑动环与所述第一形变模组的所述第二端连接。

9.根据权利要求3至8任一项提供的所述体征信号检测电极，其特征在于，所述位移组件，还包括：

第二形变模组；

当所述第一形变模组在所述第一平面内移动时，所述第一形变模组与所述第二形变模组相互作用，所述第二形变模组在所述第一平面内发生形变，用于通过自身的形变提供所述移动模组和/或所述第一形变模组在所述第一平面内恢复到初始位置的作用力。

10.一种智能服饰，其特征在于，包括：

服饰主体；

安装在所述服饰主体上如权利要求1至9任一项体征信号检测电极；处理模组，与所述体征信号检测电极连接，用于对所述体征信号检测电极检测的体征信号进行处理。

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