(57)【要約】  本発明は、体側上に配置される電極（３）と体側上に存在する管理ユニット（４）とを含む、ヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置及び方法に関する。本発明によれば、電極（３）と管理ユニット（４）との間の伝導性経路（１９）は、少なくとも特定の領域に導電性液体（１７）を含む。経路（１９）は、流体が充填されているパッドセグメント（１６）として設計されることが好ましい。また、本発明は、体側上に配置される電極（３）と、好ましくは体側上に存在する管理ユニット（４）及び／又は好ましくは体側から離れて存在する処理ユニット（１０）とを含む前述の種類の装置及び方法であって、少なくとも１つの送信機（７）及び少なくとも１つの受信機（９）を用いて無線伝送（８）により互いに通信する装置及び方法に関する。無線伝送（８）は、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉｂｒｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、又はＵＬＰ規格に従って送信機（７）及び受信機（９）を含むことが好ましいと考えられる。本発明は、また、前記装置用の衣類形支持手段に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体側上に配置される電極（３）と体側上に存在する管理ユニット（４）とを含むヒト又は動物の身体の電位を検出するための装置であって、電極（３）と管理ユニット（４）との間の経路（１９）が少なくとも特定の領域に導電性液体（１７）を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
管理ユニット（４）が、送信機（７）を含み、前記送信機（７）が、好ましくは体側から離れて存在する処理ユニット（１０）の受信機（９）とワイヤレス通信する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つの、好ましくは幾つかの電極（３）が、体側上に存在するユニット（２）内に管理ユニット（４）と共に配置される請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
ユニット（２）が、好ましくは平坦なパッドの形態で、電極（３）及び管理ユニット（４）から形成される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
ユニット（２）が、各脚部末端（２２）と好ましくは前記脚部間の移行領域とに電極（３）が配置される角のある形状として形成される請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
ユニット（２）が、接着性外表面（２１）を備える請求項３から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
伝導性経路（１７）が、液体の充填されているパッドセグメント（１６）として形成される請求項４から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
パッドカバー（１４）が、電気絶縁体、特に熱可塑性合成材料から製造される請求項４から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
液体（１７）が、水性電解質からなる請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
液体（１７）が、ゲル状稠度を有する請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
液体（１７）が、０．６５重量％〜０．７５重量％、好ましくは約０．７１重量％の脱塩水又は蒸留水と、０．１０重量％〜０．２０重量％、好ましくは約０．１４重量％の塩化ナトリウムと、０．０３重量％〜０．０７重量％、好ましくは約０．０５重量％のヒドロキシエチルセルロースと、０．０７重量％〜０．１３重量％、好ましくは約０．１０重量％のプロピレングリコールとを含有する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
特に請求項１から１１のいずれかに記載の、互いに通信する体側上に配置される電極（３）と好ましくは体側上に存在する管理ユニット（４）及び／又は好ましくは体側から離れて存在する処理ユニット（１０）とを含む、ヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置であって、通信手段が、特にＺｉｇＢｅｅワイヤレスネットワーク規格に基づく送信機（７）及び受信機（９）とのワイヤレス無線伝送（８）を使用する装置。
【請求項１３】
電極（３）が、体側上のコンバータ（５）と機能的に接続され、前記体側上のコンバータ（５）が、体側上に存在する送信機（７）と通信する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
送信機（７）及び／又は測定値トランスデューサー（５）が、単回使用チップとして形成される請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
特に請求項１から１４のいずれかに記載の、ヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置用の衣類形支持手段（２５）であって、体のサイズに適合する手段を備える衣類形支持手段。
【請求項１６】
支持手段が、ベスト形であり、幅、長さ、頸部の長さ、腕部の長さ、及び肩幅の少なくともいずれかに関して可変的である調整手段（２７、２７’）によるものである請求項１５に記載の支持手段。
【請求項１７】
ヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置の電極（３）と管理ユニット（４）との間で信号を伝送するための方法であって、電極（３）からの信号が、導電性液体（１７）によって管理ユニット（４）に伝送されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
特に請求項１７に記載の、ヒト又は動物の身体における電位を検出し、好ましくは体側から離れて存在する処理ユニット（１０）にデータをワイヤレス伝送する方法であって、データの転送がＺｉｇＢｅｅ規格に従って通信される方法。
【請求項１９】
電極（３）からのアナログ信号がデジタル化され、次いで、処理ユニット（１０）に転送される請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体側上に配置される電極と、体側上に存在する管理ユニットとを備える、ヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置に関する。また、本発明は、互いに通信する、体側上に配置される電極と好ましくは体側上に存在する管理ユニット及び／又は好ましくは体側から離れて存在する処理ユニットとを備えるヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置、並びにヒト又は動物の身体における電位を検出するための衣類形支持手段及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前述の種類の装置及び方法は、特許文献１より知られている。特許文献１には、テレメータ送信機が開示されており、その送信電子装置は、プラスチック層の間に配置され、構成部品として電極を有するよう設計され、伝導性プラスチック層を介してこれらと通信する。電池を含む構成部品は、胸部の周りに装着することができるベルトに防水のために挿入される。ユーザのＥＣＧ又は心拍数等の電極から検出されるデータは、近接磁場を用いて受信機にワイヤレスで送信される。前記受信機は、例えば、ブレスレットとして装着することができる。
【０００３】
心機能を監視するための別の一般的な移動式装置は、特許文献２に記載されている。前記装置は、胸部に接続され、且つ体側上に配置される管理ユニットにワイヤレスで接続されている幾つかの電極を有する。前記電極は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信装置及び電源に装備されて、電気信号の伝送を管理ユニットに伝導することができる。
【０００４】
管理ユニット自体が、信号処理装置、具体的にはＡ／Ｄコンバータと、記憶装置とを有する。また、重要な心機能を識別するための分析ソフトウェアも備える。ＵＳＢ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェースを介して、記憶装置に記録されたデータを、別の媒体に送信することもできる。
【０００５】
この刊行物に開示されている別の実施形態は、衣類に配置される導電体を介した、電極と管理ユニットとの間のデータ転送に関する。この衣類は、通常の洋服ではなく、試験中患者に装着される衣類である。したがって、患者の運動の自由は、制限されない。更に、余分な重量による負担は、かなり少ない。
【０００６】
電位のワイヤレス記録及び遠隔モニタリングのための別の装置は、特許文献３に開示されている。患者、具体的には動物に装着される装置としては、小さな電池式装置の形態をとる小型データ取得手段が挙げられ、これは、可能な限り最も短いケーブルと接続されている電極からのアナログ信号を検出する。前記電池式装置は、信号のデジタル化、エラー訂正、及びデータ処理を行う。この目的のために、適切なアルゴリズム及びデジタル信号フィルタを通して、任意の干渉及び雑音成分を除去し、その結果、送信機は、完全なＥＭＧ又はＥＣＧトレースを有する。好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術を用いて、デジタルワイヤレス接続経路を介して、患者から十分な距離に配置されたコンピュータに接続されている受信機に、患者のデータが送信される。次いで、この患者のデータをマージし、可視化する。
【０００７】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に従う送信は、エネルギー消費量が多く、且つ電極と管理ユニットとの間をワイヤレスで接続するために、比較的長い時間が必要とされるという問題点を有する。
【０００８】
特許文献４には、電位を伝導し、それを身体から離れているモニタリングステーションにワイヤレス送信するための装置を備えるペースメーカーが記載されている。螺旋形電極を皮下に配置し、身体組織及び移動している体液との直接接触しないようにする。前記電極は、ケーブルにより体側上の管理ユニットと通じており、該管理ユニットは、密閉された筐体内に配置され且つ信号処理装置を有する。モニタリングステーションと管理ユニットとの間を無線リンクによって接続することにより、体側と装置の遠隔構成部品との間の双方向通信が可能となる。
【０００９】
その上、前記電極と前記管理ユニットとの間の複雑な配線を、本明細書において提供しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第４２１５５４９Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０６０９８５Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００４０２０５１５Ａ１号明細書
【特許文献４】欧州特許第１３３１８７８Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、応用性が高く、且つ着心地がよく、エネルギー消費量が低く、そして電極、管理ユニット及び／又は処理ユニット間で確実に応答性の高いデータ交換ができるように、この種の装置及び手順を開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、前記電極と前記管理ユニットとの間の経路が、少なくとも特定の領域において導電性液体を含むことにより、前述の種類の装置に関する本発明の第１の実施形態において解決される。先行技術と異なる点は、取扱が面倒であり、且つ（装着性に関して）問題となる有線通信を行わないが、必要な数の経路によって互いに電気的に分離されている任意の液体貯蔵所を通じて通信を行うことができる点にある。
【００１３】
本発明の装置は、例えば、心電図（ＥＣＧ）信号の伝導に用いることができるだけでなく、より一般的に、脳波（ＥＥＧ）又は他の電位（例えば、筋電図ＥＭＧ）の取得にも用いることができる。
【００１４】
前記管理ユニットは、送信機が、処理ユニットの受信機とワイヤレスで通信するという利点を有する。これにより、身体から離れた場所に、データ格納装置、ディスプレイ、及び典型的な印刷装置を有する比較的大きな処理装置を設置することができるので、患者は、実質的に自由に運動できる。
【００１５】
本発明の実施形態として、少なくとも１つ、好ましくは幾つかの電極が、体側上のユニット内に管理ユニットと共に配置される形態が特に好ましい。このユニットは、患者の体全体に適用されるので、構成部品を正確に配置するための煩雑さ及びそれに伴う失敗がなくなる。
【００１６】
前記電極及び管理ユニットのユニットとしては、平坦なパッドの形態で形成されることが好ましい。ソフトパッドカバー及びパッド充填材からなるパッドは、患者の体表面に適合する能力が高く、非常に着心地がよい。
【００１７】
前記ユニットの単純な用途としては、角のある形状として形成され、曲線状であるか又は丸みを帯びた角部を有することが好ましいが、各脚部末端と、脚部末端間の移行領域にも電極が１つずつ配置されることが好ましい。
【００１８】
また、前記ユニットが接着性外表面を有し、それを用いて前記ユニットを体表面に取付け得ることにより、前記ユニットの取扱を容易にすることが好ましい。前記ユニットの使用前は、シリコーンコーティングされた紙等により不所望の接触から前記接着性表面を保護していてもよい。
【００１９】
本発明の特に有益な実施形態によれば、前記経路は、パッド充填材の少なくとも一部を形成する流体充填パッドセグメントとして形成される。前記パッドセグメントは、例えば、蜂の巣状であってもよいが、実質的に細長い伸長部を有するように形成されてもよい。
【００２０】
前記パッドのカバーとしては、電気絶縁体、特に熱可塑性合成材料から作製されることが好ましい。したがって、それ以上、手を加えることなしに、経路を形成する液体沈着物（ｄｅｐｏｓｉｔｓ）の間がパッドカバーにより電気的に分離される（必要に応じて、パッドカバーに仕切りを設けてもよい）。
【００２１】
信号伝送に用いられる液体としては、安価に生産でき、且つ十分な伝導性を有する水性電解質が有利である。
【００２２】
また、液体としては、ゲル状稠度を示すことが好ましく、それによって触覚的に着心地がよくなり、且つ雑音発生も改善される。
【００２３】
本発明を実施するために特に好適な液体としては、０．６５重量％〜０．７５重量％、好ましくは約０．７１重量％の脱塩水又は蒸留水と、０．１０重量％〜０．２０重量％、好ましくは約０．１４重量％の塩化ナトリウムと、０．０３重量％〜０．０７重量％、好ましくは約０．０５重量％のヒドロキシエチルセルロースと、０．０７重量％〜０．１３重量％、好ましくは約０．１０重量％のプロピレングリコールとを含有する。これらにより得られるゲル状液体に、更に色素を添加してもよい。前記ゲルは、粉末化塩化ナトリウムと、同様に粉末化されているヒドロキシエチレンセルロースとを混合し、次いで液体プロピレングリコールを添加し、撹拌しながら混合物に水を加えることにより調製されることが好ましい。
【００２４】
本発明の基本的な目的は、送信機及び受信機との無線伝送手段を用いてワイヤレス通信を行うことにより更に達成される。前記無線伝送には、Ｗ−ＬＡＮ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の規格を用いることができる。しかし、患者のデータの前記無線伝送手段としては、ＺｉｇＢｅｅ無線ネットワーク規格に従った送信機及び受信機を含むことが好ましい。前記ＺｉｇＢｅｅは、ワイヤレス無線規格であり、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に基づき、１０ｍ〜１００ｍという短距離のデータ伝送に特に適している。前記ＺｉｇＢｅｅのワイヤレス無線ネットワーク規格の周波数範囲が８６３．３ＭＨｚ／２．４６ＧＨｚ（欧州）及び９１５ＭＨｚ／２．４６ＧＨｚ（米国）の場合は、ターミナルのエネルギー消費量が非常に少なく、２０ｋｂｉｔ／ｓ〜２５０ｋｂｉｔ／ｓの伝送速度でのワイヤレス通信が安定、且つ、安全であることを特徴とする。反応時間が非常に短いため、リアルタイム適用が可能である。前記ＺｉｇＢｅｅワイヤレス伝送は、電極から管理ユニットへの伝送であってもよく、体側上に存在する管理ユニットと典型的には、体側から離れて存在する制御ユニットとの間の伝送であることが好ましい。
【００２５】
規格ＩＥＥ８０２．１５．４は、非常に基本的、且つコスト効率のよいＲＦＤ（機能限定デバイス）及びＦＦＤ（フル機能デバイス）という複雑性の異なる２つの分類のデバイスを提供する。前記ＦＦＤは、他のＦＦＤ及びＲＦＤと通信することができるが、前記ＲＦＤは、前記ＦＦＤとしか接続できない。ソフトウェア実装は、８ｂｉｔのマイクロコントローラで行うことができる。２つのＺｉｇＢｅｅデバイス分類では、例えば、ＰＡＮコーディネータとして機能するＦＦＤにＲＦＤ又はＦＦＤが接続されるスター型トポロジ等の異なるネットワークトポロジが構築され得る。或いは、無線範囲内に位置するデバイス間のポイントツーポイント通信を提供するピアツーピアトポロジが考えられる。
【００２６】
医学的目的のために電位を伝導するためのデバイスにワイヤレスネットワークをセットアップするとき、データを受信して中心ノードに送信するセンサノードと、中心ノードによりアドレス指定されるアクチュエータノードとの区別が必要となる。
【００２７】
前記電極は、好ましくは、体側上に存在する測定値トランスデューサ（Ａ／Ｄコンバータ）に機能的に接続され、次に、前記体側上に存在する測定値トランスデューサは、体側上に存在する送信機と通信する。このとき、送信機及び／又はトランスデューサは、単回使用チップセットとして設計されることが好ましい。
【００２８】
しかし、前記管理ユニットは、原則として、単回使用及び複数回使用の両方で提供され得る。後者の場合、前記管理ユニットは、パッドケースのコネクタを通してセットアップされて、伝導性液体と電気的に接続することが好ましい。
【００２９】
送信されるデータの受信は、ＰＣＭＣＩＡカード又はビューアーを備える受信機によって行うことができ、これは、ＺｉｇＢｅｅ受信チップに加えて、ペアリングを可能にするために組み込まれているバーコード又はＲＦＩＤリーダであってもよい。
【００３０】
更に、前記Ｗｉｂｒｅｅ規格に従った伝送又は上位層プロトコル（ＵＬＰ）も可能である。前記Ｗｉｂｒｅｅ規格は、業界標準であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈの競合相手であり、２．４ＧＨｚの範囲で伝送を行うが、電力入力及び出力領域が非常に低い。伝送速度は、１Ｍｂｉｔ／ｓである。前記ＵＬＰは、ソケットダイレクトプロトコル（ＳＤＰ）のアプリケーションである。
【００３１】
ヒト又は動物の身体における電位を検出するための装置の衣類形支持手段に関して、特に、既に記載した実施形態の１つによれば、前記支持手段が身体サイズに適合するための手段を備えることにより目的が達成される。前記身体サイズという概念は、ヒト又は動物の身体の全ての寸法、例えば、腹部、腕部、又は頸部の周囲長、肩幅、及び上半身の高さを網羅する。したがって、前記身体サイズが大きく異なる患者でも前記支持手段を装着することができ、測定品質又は着心地に悪影響を与えることはない。前記支持手段は、ベスト形に作製され、幅、長さ、頸部の長さ、腕の長さ、及び／又は肩幅の可変調整手段を有することが特に好ましい。
【００３２】
更に、前記目的を達成するために、方法に関する請求項に言及される手段が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
図面は、本発明の例及び異なる実施形態を概略的に表す。
【図１】図１は、心電図（ＥＣＧ）の例を用いた本発明の装置の基本構造を示す。
【図２】図２は、前記装置の平面図を示す。
【図３】図３は、図２の装置の長手方向断面を示す。
【図４】図４は、本発明の別の装置の平面図を示す。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に係る液体が充填されている経路を示す。
【図６】図６は、無線リンクを通じて供給ユニットと通信している電極を示す。
【図７】図７は、電極アレイの携行装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に示すように、患者１は、胸部領域にパッド形ユニット２を装着しており、パッド形ユニット２は、管理ユニット４に接続されている体表面上に存在する多数の電極３を収容している。管理ユニット４は、測定値トランスデューサ（Ａ／Ｄコンバータ）５、電源ユニット６、及び送信機７を含み、送信機７は、前記ＺｉｇＢｅｅワイヤレス無線ネットワーク規格で機能する。
【００３５】
体側上のユニット２は、無線伝送８により、体側から離れて配置されている処理ユニット１０の受信機９と通信し、処理ユニット１０は、データメモリ１１、及び測定された曲線をグラフ表示するためのディスプレイ１２も含む。更に、処理ユニット１０は、測定された曲線を印刷するための印刷装置１３を備えている。
【００３６】
平面状のパッド形ユニット２は、ユニット２を完全に取り囲み、そうでなければ、バー１５により電気的に分離されている複数のパッドセグメント１６にユニット２を構造化する電気絶縁パッドカバー１４からなる。パッドカバー１４及びバー１５は、可撓性熱可塑性合成材料、具体的には、ポリエチレン又はポリエチレン／ポリプロピレンコポリマーのフィルムを切断し、次いで溶接したものであってもよい。各パッドセグメント１６には、導電性ゲル状流体１７が充填されている。単回使用用品として、１回使用した後に廃棄される電極３及び完全管理ユニット４を含むユニット２が提供される。
【００３７】
電極３及び管理ユニット４は、両方、液体１７中に突出している電気接点１８を備える。この場合において、電極３の電気接点１８は、管理ユニット４の関連する電気接点１８との導電性接続において、液体１７が充填されているパッドセグメント１６を介する。例えば、電極３．１の接点１８．１は、パッドセグメント１６．１により形成される経路１９．１を介して、管理ユニット４の接点１８．１’と通信する。
【００３８】
電極３は、局所的にパッドカバー１４を貫き、患者１の体表面と直接接触するための領域２０が設けられる。開口部が密封され、パッドセグメント１６内に存在する液体１７の漏出が遮断されていることを理解されたい。パッドカバー１４の隣接する外表面２１は、自己接着性であり、患者１の身体にユニット２を配置するために用いられる。
【００３９】
図４の実施形態では、所望の電極配置に従って、ユニット４は、各脚部末端２２及び電極アレイの角部に電極が１つずつ配置される角のある形状として形成される。中央の電極３は、管理ユニット４の下面に配置される。この実施形態でも、電極３と管理ユニット４との間の電気的接続は、液体１７を介して行われる。また、電極３．１の接点１８．１は、液体１７が充填されているパッドセグメント１６．１を用いて形成される電気経路１９．１を介して、管理ユニット４の接点１８．１’と接続される。他の接点１８は、適宜通信する。
【００４０】
図５は、電極３及び管理ユニット４がユニットを形成しないが、伝導性液体１７が充填されている管２３を通して別々の構成部品として電気的に通信する本発明の装置を示す。この場合、電位差を測定するために、任意の数の電極３を、関連する管２３を介して管理ユニット４に接続することができる。
【００４１】
図６に示すように、本発明は、具体的には、前記ＺｉｇＢｅｅワイヤレス無線ネットワーク規格に基づく無線伝送８による、電極クラスタ３．３、及び３．４の少なくとも２つの電極３及び送信機７．１から、管理ユニット４の受信機９．１へのワイヤレス通信を含む。この場合、各電極３は、ボタン電池の形態の電源ユニット６を備える。また、電極クラスタ３．３、及び３．４の外表面２４は、ネットワークをセットアップする目的のために、個々の電極クラスタ３．３、及び３．４の接続を確立するＲＦＩＤタグを有する。
【００４２】
図７に示すように、支持手段２５は、図４の実施形態に係るユニット２が胸部領域に装備されているベスト形衣類２６からなる。衣類２６は、患者の身体サイズに適合するために、衣類２６の前面の様々な位置に面ファスナー２９で固定される、背中から肩部を超えて身体を把握するクロスストラップ２８を含む調整手段２７を、例えば、肩領域に備えている。長さ、幅、並びに頸部及び腕部の幅を調整するための類似の調整手段２７’も設けられる。
【符号の説明】
【００４３】
１          患者
２          ユニット
３          電極
３．１      電極
３．２      電極
３．３      電極クラスタ
３．４      電極クラスタ
４          管理ユニット
５          測定値トランスデューサ
６          電源ユニット
７          送信機
７．１      送信機
８          無線伝送
９          受信機
９．１      受信機
１０        処理ユニット
１１        データメモリ
１２        ディスプレイ
１３        印刷装置
１４        パッドカバー
１５        バー
１６        パッドセグメント
１６．１    パッドセグメント
１７        液体
１８        接点
１８．１    接点
１８．１’  接点
１９        経路
１９．１    経路
２０        （直接接触する）領域
２１        外表面（自己接着性のパッドカバー）
２２        脚部末端
２３        管
２４        外表面（電極）
２５        支持手段
２６        衣類
２７        調整手段
２７’      調整手段
２８        肩部
２９        面ファスナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012511342.tif 000005
【図４】
2012511342.tif 000006
【図５】
2012511342.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012511342.tif 000009
【国際調査報告】
2012511342.tif 000010
2012511342.tif 000011
2012511342.tif 000012
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2012511342.tif 000014
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