(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排泄物の情報を測定する排泄情報測定装置であって、
水が溜められた溜水部が形成されており、この溜水部に排泄物を受け入れるボウル部と、
前記溜水部の水位を計測する水位計測部と、
前記ボウル部が受け入れた排泄物の内容及び量を判断するための情報を格納する格納部と、
前記水位計測部が計測した水位と前記格納部に格納された情報とに基づいて、前記ボウル部が受け入れた排泄物の内容及び量を算出する制御部と、を備え、
前記格納部には、前記ボウル部が排尿を受け入れた場合に対応する尿流率を示す複数の排尿推定データが格納されており、
前記制御部は、
排尿情報を処理する時間起点である原点を定め、
当該定めた原点から所定の期間ごとに、前記水位計測部が計測した水位と前記格納部に格納されている排尿推定データとを比較し、その差分が最小となる尿流率で排尿がなされたと判断することを特徴とする排泄情報測定装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記所定の期間ごとに算出される尿流率の減少幅が第１閾値よりも大きい場合、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の排泄情報測定装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定の期間ごとに算出される尿流率が第１基準値よりも低い状態が第１期間継続する場合、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の排泄情報測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記原点から第１時間以内に尿流率が第２基準値を超えない場合、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の排泄情報測定装置。
【請求項５】
前記水位計測部は、前記溜水部内と管路で流体的に連通する測定管と、該測定管に設置され前記溜水部の水位変化に比例する信号を出力する圧力センサとを有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の排泄情報測定装置。
【請求項６】
前記水位計測部は、前記溜水部の水位の表面位置を計測する超音波変位センサである請求項１乃至４の何れか１項に記載の排泄情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排泄物の情報を測定する排泄情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
尿は体内の不要な老廃物を体外に排出させる働きを担っているため、身体の代謝機能の状態を判断する指標として、排尿量等の排泄情報を測定することが医療機関で行なわれている。その方法としては、排尿時の尿の重量変化や体積変化を計測対象として求める装置が用いられている。
【０００３】
具体的には、重量変化計測方式では電子天秤の上に置いたビーカ等の収集容器に排尿を連続的に行なって、電子天秤からの重量変化データを計測データとして得るものがある。また、体積変化計測方式では通常の大便器のボウル内に通常通り排尿し、その時のボウル内の便器溜水の水位変化を水頭圧変化として圧力センサで計測することによって圧力変化データを計測データとして得る排泄情報測定便器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この装置では、排泄情報の測定は、予め所定の測定初期水位である測定開始水位にセットされた便器溜水の排尿による水位変化を計測し、計測結果に便器形状によって決まる水位と溜水量との関係式を適用することによって排尿量等の排泄情報を求めている。その水位変化の計測は溜水に流体的に接続された圧力センサを用いて便器溜水の水位によって生じる圧力（水頭圧）を電気的出力信号に変換して計測データとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０７７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
便器溜水の水頭圧を計測する方式は、利用者が通常の排尿行為で排泄情報を得られるという利点があるが、通常、排尿等による便器溜水の水頭圧の変化は非常に小さいため、圧力センサの出力変化も小さい。圧力センサの出力変化が小さいため、計測ノイズに圧力センサの出力変化が埋もれやすく、計測データの処理が容易でないという問題がある。ところで、前立腺の肥大尿道狭窄等によって排尿障害が出る場合、総排尿量は大きく変わらないものの、尿流率が大きく変化する。しかしながら、従来の移動平均等の計測データ処理による排尿量の算出では、排尿障害によって尿流率が急激に減少してもそれを検知することができず、排尿障害を判別報知することができなかった。また、前立腺肥大等によって排尿障害が出る場合、尿流率が非常に小さいために従来の方法では、排尿していない状態との区別ができず、排尿障害を判別報知することができなかった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、排尿障害によって尿流率が急激に変化した場合でも検知することが可能な排泄情報測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る排泄情報測定装置は、排泄物の情報を測定する排泄情報測定装置であって、水が溜められた溜水部が形成されており、この溜水部に排泄物を受け入れるボウル部と、前記溜水部の水位を計測する水位計測部と、前記ボウル部が受け入れた排泄物の内容及び量を判断するための情報を格納する格納部と、前記水位計測部が計測した水位と前記格納部に格納された情報とに基づいて、前記ボウル部が受け入れた排泄物の内容及び量を算出する制御部と、を備える。前記格納部には、前記ボウル部が排尿を受け入れた場合に対応する尿流率を示す複数の排尿推定データが格納されている。前記制御部は、排尿情報を処理する時間起点である原点を定め、当該定めた原点から所定の期間ごとに、前記水位計測部が計測した水位と前記格納部に格納されている排尿推定データとを比較し、その差分が最小となる尿流率で排尿がなされたと判断する。なお、ここでいう差分とは、差の絶対値である。
【０００９】
人の尿道は物理的な大きさ制限があるので、そこを通過する尿の流速も所定範囲内となる。従って、想定される尿流率範囲内で排尿推定データを複数準備し、それらと測定データとの差分が最小となるものを選択することで、排尿の尿流率を推定することができる。
【００１０】
本発明に係る排泄情報測定装置では、前記制御部は、前記所定の期間ごとに算出される尿流率の減少幅が第１閾値よりも大きい場合、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することも好ましい。
【００１１】
この好ましい態様では、尿流率が大幅に減少したことを検知することで、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することができる。
【００１２】
本発明に係る排泄情報測定装置では、前記制御部は、前記所定の期間ごとに算出される尿流率が第１基準値よりも低い状態が第１期間継続する場合、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することも好ましい。
【００１３】
この好ましい態様では、尿流率の低下が継続することを検知することで、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することができる。
【００１４】
本発明に係る排泄情報測定装置では、前記制御部は、前記原点から第１時間以内に尿流率が第２基準値を超えない場合、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することも好ましい。
【００１５】
この好ましい態様では、尿流率の立ち上がりが極めて鈍いことを検知することで、排尿障害が疑われる旨の情報を出力することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、排尿障害によって尿流率が急激に変化した場合でも検知することが可能な排泄情報測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の排泄情報測定装置の一実施形態における排泄情報測定便器の設置状態を示す斜視図である。
【図２】排泄情報測定便器の全体構成を便器部の断面図と測定機能部のブロック図との組み合わせで示す図である。
【図３】排尿情報測定便器の構成例を示す図である。
【図４】排泄情報測定便器の情報処理フローを示すフローチャートである。
【図５】排泄情報測定便器の情報処理フローを示すフローチャートである。
【図６】排泄情報測定便器の情報処理フローを示すフローチャートである。
【図７】排泄情報測定便器の情報処理フローを示すフローチャートである。
【図８】正常な尿流率の推移の一例を示す図である。
【図９】排尿障害がある場合の尿流率の推移の一例を示す図である。
【図１０】排尿障害がある場合のデータ・真値と尿流率との関係を示す図である。
【図１１】尿探索範囲に複数の尿流率候補がある状況を説明するための図である。
【図１２】排尿障害がある場合の尿流率の落ち込みを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１９】
本発明の実施形態にかかる排泄情報測定装置は、尿流率を判別し、排尿障害の有無を判定するものである。以下では、排泄情報測定装置が洋式大便器に取り付けられた場合（以下、排泄情報測定便器という）を例示し、まずは当該排泄情報測定便器１０１の概略を説明したうえでその全体構成について詳細に説明し、排泄情報の算出フローを順に説明する。
【００２０】
図１に、本実施形態における排泄情報測定便器１０１が測定ブースに設置された状態を示す。本実施形態における排泄情報測定便器１０１は、洋式大便器１０２と、排泄情報測定便器１０１を作動きせる種々の機能部と制御部１２０を収納したキャビネット１０４と、排泄情報測定便器１０１を使用者が操作したり測定結果を参照したりするための操作・表示部１２２と、を有する。なお、排泄情報測定便器１０１には、さらに、尿中の特定成分濃度等を測定する尿成分測定装置や、使用者の局部を洗浄する衛生洗浄装置が設置されていてもよいが、いずれも排泄情報測定に対しては必需のものではない。洋式大便器１０２は、陶器製であり、その上部には、樹脂製の便座１１０が回動自在に取り付けられ、通常の大便器と同様な便器洗浄機能部も備えている。
【００２１】
排泄情報測定便器１０１が設置されている測定ブース（例えばトイレ内の間仕切りされた個室）の壁には、排泄情報測定便器１０１を操作するための操作・表示部１２２として、排泄情報測定部リモコン１３４と衛生洗浄装置を動作させるための衛生洗浄装置リモコン１３２が併設されているが、両者の機能を併せ持つリモコンが設置されていてもよい。
【００２２】
排泄情報測定部リモコン１３４は被験者がトイレに入室し、排泄情報を測定する時に操作するもので、排泄情報測定便器１０１に対して測定開始の意思を示す測定開始スイッチと、排尿が終了したことを示す排尿終了スイッチを備えている。この排泄情報測定部リモコン１３４には、測定データの個人別管理を行うために、個人認証スイッチやＩＤカード等の読み込み手段が設けられてもよい。また、測定結果は排泄情報測定部リモコン１３４の表示部で被験者に開示してもよいし、プリンター１４１を使用して被験者に開示されてもよい。さらにまた、本実施形態における排泄情報測定便器１０１を医療機関に設置したことを想定すると、複数の被験者データを所定の時刻に回収すべく、看護師が排泄情報測定部リモコン１３４を操作して、プリンターからデータを取り出すことも考えられる。
【００２３】
図２に、本実施形態の排泄情報測定便器１０１の全体構成を便器部の断面図と測定機能部のブロック図との組み合わせで示す。
【００２４】
排泄情報測定便器１０１を構成する洋式大便器１０２は、通常の洋式大便器と同様な便器洗浄機構を備えており、排水ソケット９を介して下水配管（図示せず）に接続されている。下水配管に対して、トラップ部５によって溜水４が形成されており、下水配管内で発生した臭気や衛生害虫がトイレ内に侵入しないよう衛生面が配慮されている。
【００２５】
洋式大便器１０２には被験者が排泄を行うボウル２と、ボウル２の上部に設置されボウル内面に向けて吐水するリム吐水ノズル７と、底部に設置されトラップ部５に向けて吐水するゼット吐水ノズル８とが形成されている。
【００２６】
水位設定部６は、リム吐水ノズル７とゼット吐水ノズル８へそれぞれ水を供給するリム給水部７１とゼット給水部８１とを備え、さらに、少量の水をゼット吐水ノズル８に供給する補水部９１を備えている。
【００２７】
排泄情報測定便器１０１では、排泄量の測定時のための溜水水位測定が終了した後、ボウル２は、リム吐水ノズル７からの吐水によって内周面が洗浄され、その後、ゼット吐水ノズル８からの吐水でトラップ部５の内部に発生するサイホン現象によって、貯留されている溜水４が排泄物とともに下水配管に送出されるようになっている。
【００２８】
ゼット給水部８１からゼット吐水ノズル８への供給流路は分岐部８２を持ち、水位計測部１４への導圧水路８３が分岐接続されている。導圧水路８３は、溜水水位を測定するために、水位計測部１４に溜水４の水位ヘッドを伝達するためのものであるが、導圧水路８３には、補水部９１がさらに分岐接続されて、測定開始水位形成時にはボウル２への給水路にもなっている。
【００２９】
排泄情報測定便器１０１では、溜水の排出が一旦完了した後に、このリム給水部７１とゼット給水部８１からの給水の供給量を制御することによって、測定開始の初期水位である測定開始水位を概略形成する。そして、その後、補水部９１からの給水に切り替えて少量の水をボウル２内に供給することによって、溜水４の水位を測定の際に必要な測定開始水位に正確にセットしている。
【００３０】
下水配管（図示省略）との接続部分となる排水ソケット９には、下水配管連絡口１０を介して下水圧変動量計測部１６が接続されている。水位設定部６、水位計測部１４、操作・表示部２２、および下水圧変動量計測部１６は共通の制御部１５に接続されており、それぞれ給水動作の制御、溜水水位の測定、被験者の操作受付処理や下水圧測定等の各種動作の制御が行われる。
【００３１】
制御部１５は、測定値補正部１７と排泄情報算出部１８を有している。測定値補正部１７は水位計測部１４の水位測定値を、下水圧変動量計測部１６の下水圧測定値によって、下水圧変動のない状態に補正する。補正された溜水水位に関する情報は、水位−溜水量の検量関係式に基づいて溜水量の変化情報に換算され、さらに排泄情報算出部１８によってこの溜水量変化情報から尿量や尿流率、大便量等の排泄情報が演算される。これら演算の基礎となる情報は、格納部１９に格納されている。
【００３２】
排泄情報測定便器１０１はさらに、排泄情報算出部１８が算出した種々の測定結果や、個人認証結果・測定時刻などの測定環境情報を、被験者だけでなく、測定データを利用する医師・看護師などの医療関係者や、排泄情報測定便器の動作を管理する設備管理者との間で伝達する外部出力手段（図示省略）を備えている。
【００３３】
なお、本実施形態では水位計測部１４の水位検出手段として、ボウル内の溜水４と管路で流体的に連通する測定管３１と測定管３１に設置され溜水の水位変化に比例する出力がとれる後述する圧力センサＳ１とを使用している。この構成の場合、ボウル２から離間した場所において溜水４の水位に比例する水位を測定できることから装置の全体構成が簡単になる。水位検出手段のその他の事例としては、非接触の超音波変位センサなどによって溜水４の表面位置を計測するものがあり、汚水となるボウル内の溜水と接しないことから高信頼性の動作を期待できることになる。
【００３４】
また、水位計測部１４には、溜水４の波立ちなどの微小振動の水位測定への影響を取り除く除振部１４ａや、圧力センサＳ１の出力の校正動作を実施する校正部１４ｂが内蔵されている。
【００３５】
下水圧変動量計測部１６は、下水配管内の圧力変動が溜水水位に及ぼす影響量を測定するものであり、本実施例では圧力センサを採用して下水配管内の圧力変動を直接計測しているが、その他の例として水位センサを用いて下水配管内の圧力変動によって引き起こされる溜水水位の変化量を計測する構成としてもよい。
【００３６】
図３において、補水タンク６０は、給水源（図示せず）から供給される水を排泄情報測定便器１０１の動作に応じて各部に給水するために一時的に貯留するタンクで、配管３２，３３により測定管３１に連通し、また、別の配管３６，３７により、ゼット吐水ノズル８に接続されて、溜水４と連通した状態となっている。配管３６には、ドレンタンク６１に連通した配管３４が分岐接続され、途中に排水ポンプＰ２が配設されている。なお、各配管には各動作に応じた所定の管路を形成するための開閉バルブＶ１〜Ｖ５が適宜配置されている。
【００３７】
測定管３１は、配管（導圧路）３６，３７およびゼット吐水ノズル８を通じてボウル２内の溜水４と同じ水位を形成するためのものであり、測定管３１内の水に接している圧力センサＳ１は、水位に比例する信号を出力する。本実施形態では、圧力センサＳ１を利用して測定管３１内の水位を測定することによって溜水４の水位を推定しており、測定管３１は圧力センサＳ１とともに水位計測部１４として機能する。なお、符号Ｓ２は、下水配管連絡口１０に接続された配管３５を介してドレンタンク６１内の圧力を測定することによって、下水圧変動量計測部１６として機能する圧力センサである。
【００３８】
続いて、図４から図７を参照しながら、制御部１５の排泄情報処理について説明する。この排泄情報処理は、図８に示すような正常な排尿状態に対して、図９に示すような排尿障害がある排尿状態を把握するためのものである。実測データの状況は図１０に示すようなものとなり、排尿障害特有の異常値を検出しにくいものであるが、下記のような情報処理によりそれを検出するものである。
【００３９】
図４から図７は、一連の排泄情報処理について説明するためのフローチャートである。ステップＳ５０１では、制御部１５は検知スタート処理を行う。具体的には、制御部１５内の、静止水位カウンターＰを０、誤差計算カウンターＮを０、波立ち推定カウンターを０、低尿流率カウンターを０とする。
【００４０】
ステップＳ５０１に続くステップＳ５０２では、水位計測部１４が計測した水位データをメモリである格納部１９に記憶する。ステップＳ５０２に続くステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で記憶した水位データに基づいて、推定値１を算出する。
【００４１】
ステップＳ５０３に続くステップＳ５０４では、波立ち推定カウンターが０か否かを判断する。波立ち推定カウンターが０でなければステップＳ５１０の処理に進み、波立ち推定カウンターが０であればステップＳ５０５の処理に進む。
【００４２】
ステップＳ５０５では、静止水位カウンターＰを、Ｐ＝Ｐ＋１ とする。ステップＳ５０５に続くステップＳ５０６では、静止水位カウンターＰが所定値となっているか否かを判断する。静止水位カウンターＰが所定値となっていなければステップＳ５０２の処理に戻り、静止水位カウンターＰが所定値となっていればステップＳ５０７の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ５０７では、波立ちノイズ及び検知前の静止水位を推定し、波立ち推定カウンターを１にする。
【００４４】
ステップＳ５０７に続くステップＳ５１０では、放尿無しで波立ちのみの継続と仮定した場合の水位データを、推定値２として算出する。ステップＳ５１０に続くステップＳ５１１では、ステップＳ５０３で算出した推定値１と、ステップＳ５１０で算出した推定値２との差が、設定値１以上となる区間が一定区間続くか否かを判断する。その差分値が設定値１以上となる区間が一定区間続かなければステップＳ５０２の処理に戻り、その差分値が設定値１位上となる区間が一定区間続けばステップＳ５１２の処理に進む。
【００４５】
ステップＳ５１２では、ステップＳ５１１の判断の結果放尿開始と判断し、その時刻をＴ０として格納部１９に記憶する。
【００４６】
ステップＳ５１２に続くステップＳ５１３では、予め設定した尿流率区分ごとのデータの推定を実行する。図１１に示すように、尿流率は尿量の時間傾きとして把握できるので、尿流率の候補を複数用意する。予め設定した尿流率区分とは、図１１に示す破線によって区分される尿流率である。
【００４７】
ステップＳ５１３に続くステップＳ５１４では、尿流率区分ごとの推定値と実測値との差の自乗値である自乗誤差を算出する。ステップＳ５１５では、尿流率区分ごとの累積自乗誤差を算出する。ステップＳ５１６では、誤差計算カウンターＮをＮ＋１にカウントアップする。なお、本実施形態においては、差の自乗値である自乗誤差を使用しているが、差の絶対値を用いてもよい。
【００４８】
ステップＳ５１６に続くステップＳ５１７では、誤差計算カウンターＮが所定数（Ｎ２）となっているか否かを判断する。誤差計算カウンターＮの値が所定数を上回っていなければステップＳ５０２の処理に戻り、誤差計算カウンターＮの値が所定数を上回っていればステップＳ５１８の処理に進む。
【００４９】
ステップＳ５１８では、誤差が最小の尿流率区分が示す尿流率をこの時間区間の平均尿流率として格納部１９に記憶する。
【００５０】
ステップＳ５１８に続くステップＳ５１９では、時間区間が前の平均尿流率に対して、次の時間区間の平均尿流率が設定以下に低下したか否かを判断する。設定以下に低下していればステップＳ５２０の処理に進み、設定以下に低下していなければステップＳ５２１の処理に進む。
【００５１】
ステップＳ５２０では、排尿障害１（図９参照、尿道狭窄）の可能性があると判断し、ステップＳ５２１の処理に進む。
【００５２】
ステップＳ５２１では、平均尿流率が設定値以下であるか否かを判断する。平均尿流率が設定値以下でなければステップＳ５２２の処理に進み、平均尿流率が設定値以下であればステップＳ５２３の処理に進む。
【００５３】
ステップＳ５２２では、低尿流率カウンターＰを０とし、ステップＳ５２３の処理に進む。ステップＳ５２３では、低尿流率カウンターＰをＰ＋１としてカウントアップする。
【００５４】
ステップＳ５２３に続くステップＳ５２４では、時刻Ｔ０から一定時間以内に、閾値となる尿流率区分以上に平均尿流率が上昇しないか、又は低尿流率カウンターＰが設定値以上となったかを判断する。この条件を満たせばステップＳ５２５の処理に進み、この条件を満たさなければステップＳ５２６の処理に進む。
【００５５】
ステップＳ５２５では、排尿障害２（図９及び図１２参照、前立腺肥大）の可能性があると判断し、ステップＳ５２６の処理に進む。
【００５６】
ステップＳ５２５に続くステップＳ５２６では、センサデータの推定値１の増加が一定時間区間以上続き、設定値２以下であるか否かを判断する。否の判断であれば、ステップＳ５２７の処理に進み、否の判断でなければ、ステップＳ５２８の処理に進む。ステップＳ５２７では、Ｎ＝０としてステップＳ５０２の処理に戻る。
【００５７】
ステップＳ５２８では、使用後の静止水位を推定する。ステップＳ５２８に続くステップＳ５２９では、尿量の総量を推定する。
【００５８】
ステップＳ５２９に続くステップＳ５３０では、障害判断ありか否かを判断する。障害判断ありであればステップＳ５３１の処理に進み、障害判断ありでなければリターンする。ステップＳ５３１では、障害内容を表示し、リターンする。
【符号の説明】
【００５９】
２：ボウル
４：溜水
５：トラップ部
６：水位設定部
７：リム吐水ノズル
８：ゼット吐水ノズル
９：排水ソケット
１０：下水配管連絡口
１４：水位計測部
１４ａ：除振部
１４ｂ：校正部
１５：制御部
１６：下水圧変動量計測部
１７：測定値補正部
１８：排泄情報算出部
１９：格納部
２２：操作・表示部
３１：測定管
６０：補水タンク
６１：ドレンタンク
７１：リム給水部
８１：ゼット給水部
８２：分岐部
８３：導圧水路
９１：補水部
１０１：排泄情報測定便器
１０２：洋式大便器
１０４：キャビネット
１１０：便座
１２０：制御部
１２２：操作・表示部
１３２：衛生洗浄装置リモコン
１３４ ：排泄情報測定部リモコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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