ITTO20090814A1 - SENSOR FOR THE ACQUISITION OF BIOELECTRIC SIGNALS FROM AN ANULAR MUSCLE, IN PARTICULAR FOR MULTI-CHANNEL SURFACE ELECTROMYOGRAPHY - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
“SENSORE PER L'ACQUISIZIONE DI SEGNALI BIOELETTRICI DA UN MUSCOLO ANULARE, IN PARTICOLARE PER ELETTROMIOGRAFIA DI SUPERFICIE MULTICANALE†⠀ œSENSOR FOR THE ACQUISITION OF BIOELECTRIC SIGNALS FROM AN RING MUSCLE, IN PARTICULAR FOR MULTICHANNEL SURFACE ELECTROMYOGRAPHYâ €
La presente invenzione à ̈ relativa ad un sensore per elettromiografia di superficie multicanale per l’acquisizione di segnali bioelettrici derivanti dall’attività di un muscolo anulare, quale ad esempio il muscolo sfintere anale esterno (EAS – External Anal Sphincter), il muscolo sfintere uretrale o il complesso muscolare del pavimento pelvico attraverso il canale vaginale. The present invention relates to a sensor for multi-channel surface electromyography for the acquisition of bioelectrical signals deriving from the activity of an annular muscle, such as the external anal sphincter muscle (EAS - External Anal Sphincter), the urethral sphincter muscle or the pelvic floor muscle complex via the vaginal canal.
Come noto, i muscoli del corpo, durante la loro contrazione, generano segnali bioelettrici (noti come segnali mioelettrici) che si propagano lungo le fibre muscolari verso le estremità tendinee. In dettaglio, i muscoli sono costituiti da un insieme di fibre muscolari raggruppate in una pluralità di unità funzionali, dette unità motorie (UM); una singola unità motoria comprende un motoneurone, il relativo assone e la relativa giunzione neuromuscolare, e l’insieme delle fibre muscolari da esso innervate. Il motoneurone propaga l’impulso nervoso lungo l’assone, dal midollo spinale verso la giunzione neuromuscolare (anche nota come zona di innervazione), e genera un potenziale d’azione elettrico che propaga successivamente lungo le fibre muscolari verso i tendini. As known, the muscles of the body, during their contraction, generate bioelectric signals (known as myoelectric signals) which propagate along the muscle fibers towards the tendon ends. In detail, muscles are made up of a set of muscle fibers grouped into a plurality of functional units, called motor units (UM); a single motor unit includes a motor neuron, its axon and its neuromuscular junction, and the set of muscle fibers it innervates. The motor neuron propagates the nerve impulse along the axon, from the spinal cord towards the neuromuscular junction (also known as the innervation zone), and generates an electrical action potential which subsequently propagates along the muscle fibers towards the tendons.
L’attività elettrica risultante generata dalla contrazione muscolare (data dalla combinazione dei potenziali d’azione che si propagano lungo le fibre muscolari delle diverse unità motorie) può essere acquisita sulla cute, o mucosa, in corrispondenza del muscolo con la tecnica dell’elettromiografia di superficie (sEMG – Surface Electromyography). Tale tecnica prevede il prelievo dei segnali elettrici (segnali elettromiografici di superficie) tramite la disposizione sulla porzione di cute, o mucosa, sovrastante il muscolo o i muscoli di interesse, di sensori di prelievo comprendenti elettrodi di materiale conduttivo (ad esempio argento); tale tecnica si differenzia in maniera evidente dalla tradizionale tecnica dell’elettromiografia ad aghi, che prevede invece l’inserimento nel muscolo di aghi di materiale conduttivo. The resulting electrical activity generated by muscle contraction (given by the combination of action potentials that propagate along the muscle fibers of the different motor units) can be acquired on the skin, or mucosa, in correspondence with the muscle with the technique of ™ surface electromyography (sEMG - Surface Electromyography). This technique provides for the sampling of electrical signals (surface electromyographic signals) through the arrangement on the portion of skin, or mucosa, overlying the muscle or muscles of interest, of sampling sensors comprising electrodes of conductive material (for example silver); this technique clearly differs from the traditional needle electromyography technique, which instead involves inserting needles of conductive material into the muscle.
In particolare, à ̈ noto acquisire segnali elettromiografici risultanti dalla contrazione di uno sfintere (in particolare lo sfintere anale), mediante l’impiego di una sonda avente un corpo di forma allungata destinato ad essere introdotto all’interno dell’orifizio circondato dalla struttura muscolare anulare sfinterica, ed avente una pluralità di elettrodi disposti opportunamente lungo la sua superficie esterna ed atti ad essere posti in corrispondenza di rispettive porzioni del muscolo. In particular, it is known to acquire electromyographic signals resulting from the contraction of a sphincter (in particular the anal sphincter), through the use of a probe having an elongated body intended to be introduced inside the orifice surrounded from the annular sphincter muscle structure, and having a plurality of electrodes suitably arranged along its external surface and adapted to be placed in correspondence with respective portions of the muscle.
Gli elettrodi, considerati in configurazione monopolare o singolo differenziale (o in altre configurazioni di interesse), forniscono a rispettivi canali di elaborazione dell’elettronica di condizionamento i rispettivi segnali elettromiografici, che possono essere amplificati, filtrati ed opportunamente elaborati al fine di identificare la disposizione delle fibre lungo l’anello sfinterico (e le porzioni di muscolo maggiormente interessate dalla contrazione) e la localizzazione delle zone di innervazione delle varie unità motorie. The electrodes, considered in a monopolar or single differential configuration (or in other configurations of interest), supply the respective electromyographic signals to the respective processing channels of the conditioning electronics, which can be amplified, filtered and suitably processed in order to identify the arrangement of the fibers along the sphincter ring (and the portions of muscle most affected by the contraction) and the location of the innervation zones of the various motor units.
Tali informazioni rivestono una grande importanza in ambito clinico, ad esempio per diagnosticare o monitorare patologie quali l’incontinenza fecale o urinaria, e chirurgico, ad esempio per evitare che vengano danneggiate le zone di innervazione del muscolo durante interventi chirurgici di episiotomia, di fistole o emorroidi. This information is of great importance in the clinical setting, for example to diagnose or monitor pathologies such as faecal or urinary incontinence, and surgical, for example to avoid damage to the innervation areas of the muscle during episiotomy, fistula surgery or hemorrhoids.
La figura 1 mostra una sonda intra-anale per elettromiografia di superficie di tipo noto, indicata nel suo insieme con 1. Tale sonda à ̈ descritta nella domanda di brevetto TO2004A00395, a nome della presente richiedente. Figure 1 shows an intra-anal probe for surface electromyography of a known type, indicated as a whole with 1. This probe is described in patent application TO2004A00395, in the name of the present applicant.
La sonda intra-anale 1, di tipo riutilizzabile, comprende un corpo 3, di forma allungata cilindrica, e provvisto di una prima porzione di estremità 3a con forma arrotondata a calotta emisferica, destinata a facilitarne l’introduzione nell’orifizio anale. Il corpo 3 à ̈ realizzato in materiale isolante, atossico, inalterabile ed à ̈ sterilizzabile (ad esempio in autoclave e/o con sostanze chimiche attualmente utilizzate in ambito clinico, come l’acido peracetico) al fine del suo riutilizzo. The reusable intra-anal probe 1 comprises a body 3, with an elongated cylindrical shape, and provided with a first end portion 3a with a rounded hemispherical cap shape, intended to facilitate its introduction into the anal orifice. The body 3 is made of insulating, non-toxic, unalterable material and can be sterilized (for example in an autoclave and / or with chemical substances currently used in the clinical field, such as peracetic acid) for the purpose of its reuse.
La sonda intra-anale 1 à ̈ provvista di una pluralità di elettrodi di prelievo 4, disposti sulla superficie cilindrica esterna del corpo 3, aventi una forma rettilinea, e disposti paralleli tra loro. The intra-anal probe 1 is provided with a plurality of pickup electrodes 4, arranged on the external cylindrical surface of the body 3, having a rectilinear shape, and arranged parallel to each other.
Gli elettrodi di prelievo 4 sono raggruppati secondo un certo numero di strutture ad anello lungo rispettive circonferenze disposte intorno alla superficie cilindrica esterna del corpo 3 (ad esempio in numero pari a tre), assialmente spaziate tra di loro ad una distanza fissa; gli elettrodi di prelievo 4 di ciascun gruppo (ad esempio in numero pari a sedici) formano una schiera, e sono angolarmente equispaziati tra di loro lungo una rispettiva circonferenza, così da essere allineati alla direzione delle fibre del muscolo sfinterico e quindi alla direzione di propagazione del segnale mioelettrico. The pick-up electrodes 4 are grouped according to a certain number of ring structures along respective circumferences arranged around the external cylindrical surface of the body 3 (for example in a number equal to three), axially spaced between them at a fixed distance; the sampling electrodes 4 of each group (for example in a number equal to sixteen) form an array, and are angularly equidistant from each other along a respective circumference, so as to be aligned with the direction of the sphincter muscle fibers and therefore with the direction of propagation of the myoelectric signal.
In particolare, gli elettrodi di prelievo 4 sono vincolati rigidamente al corpo 3, in modo inamovibile, essendo costituiti da barrette di materiale conduttivo (ad esempio argento) che, in fase di fabbricazione, vengono inserite nel corpo stesso agganciandosi ad esso; ciascun elettrodo di prelievo 4 à ̈ collegato ad un rispettivo cavo elettrico (non illustrato) che si estende all’interno del corpo 3 fino ad una sua seconda porzione di estremità 3b, che ne costituisce la base. I cavi elettrici associati agli elettrodi di prelievo 4 fuoriescono dalla seconda porzione di estremità 3b del corpo 3 all’interno di un cavo elettrico multipolare 6, che termina in uno o più connettori (qui non illustrati, ad esempio uno per ogni schiera di elettrodi) destinati ad essere collegati ad uno o più ingressi di segnale della relativa elettronica di condizionamento. In particular, the pick-up electrodes 4 are rigidly fixed to the body 3, in an immovable way, being constituted by bars of conductive material (for example silver) which, during the manufacturing phase, are inserted into the body itself by hooking to it; each pickup electrode 4 is connected to a respective electric cable (not shown) which extends inside the body 3 up to its second end portion 3b, which forms its base. The electric cables associated with the pickup electrodes 4 protrude from the second end portion 3b of the body 3 inside a multipolar electric cable 6, which ends in one or more connectors (not shown here, for example one for each array of electrodes ) intended to be connected to one or more signal inputs of the relative conditioning electronics.
Ad esempio, nel caso in cui le schiere siano costituite da sedici elettrodi, da ciascuna di esse risulta possibile ricavare sedici segnali singolo differenziali da inviare a rispettivi sedici canali di elaborazione dell’elettronica di condizionamento (ciascun canale eseguendo cioà ̈ la differenza dei segnali prelevati da due elettrodi adiacenti). Dall’analisi di tali segnali risulta possibile valutare la propagazione dei segnali mioelettrici lungo le fibre muscolari, contemporaneamente a diverse profondità del muscolo (in corrispondenza delle posizioni assunte dalle varie schiere di elettrodi), senza che sia richiesto il riposizionamento della sonda e la ripetizione delle contrazioni muscolari. For example, if the arrays are made up of sixteen electrodes, it is possible to obtain sixteen single differential signals from each of them to be sent to the respective sixteen processing channels of the conditioning electronics (each channel performing the difference of the signals taken from two adjacent electrodes). From the analysis of these signals it is possible to evaluate the propagation of myoelectric signals along the muscle fibers, simultaneously at different depths of the muscle (in correspondence with the positions assumed by the various electrode arrays), without requiring repositioning of the probe and repetition muscle contractions.
La sonda intra-anale 1 à ̈ dunque sicuramente vantaggiosa per eseguire l’analisi elettromiografica di superficie di un muscolo sfinterico; in particolare, prove sperimentali svolte dalla stessa richiedente hanno evidenziato come essa consenta di valutare, oltre alla localizzazione delle zone di innervazione delle unità motorie, anche la localizzazione dei tendini e delle interruzioni delle fibre muscolari conseguenti ad interventi chirurgici. The intra-anal probe 1 is therefore certainly advantageous for performing surface electromyographic analysis of a sphincter muscle; in particular, experimental tests carried out by the same applicant have shown how it allows to evaluate, in addition to the localization of the innervation zones of the motor units, also the localization of the tendons and interruptions of the muscle fibers following surgery.
Tuttavia, la sonda intra-anale 1 soffre di alcune problematiche che non consentono di sfruttarne appieno i vantaggi. However, the intra-anal probe 1 suffers from some problems that do not allow to take full advantage of its advantages.
In particolare, il costo di realizzazione di tale sonda intra-anale 1 risulta elevato, a causa, tra l’altro, delle oggettive difficoltà nell’accoppiamento degli elettrodi di prelievo 4 al corpo 3, e della realizzazione dei relativi cavi di collegamento elettrico all’interno dello stesso corpo 3. I costi di assemblaggio aumentano inoltre con il numero di schiere e di elettrodi di prelievo, e la sonda intra-anale 1 offre pertanto, a causa della sua stessa struttura, una limitata possibilità di configurabilità , ad esempio al fine dell’adattamento a differenti strutture muscolari o dell’esecuzione di prove sperimentali in differenti condizioni di prelievo (in termini ad esempio di una diversa spaziatura tra gli elettrodi o tra le schiere di elettrodi, o di un differente numero di schiere). In particular, the manufacturing cost of this intra-anal probe 1 is high, due, among other things, to the objective difficulties in coupling the pick-up electrodes 4 to the body 3, and the construction of the relative connection cables electric inside the same body 3. Assembly costs also increase with the number of arrays and sampling electrodes, and the intra-anal probe 1 therefore offers, due to its very structure, a limited possibility of configurability, for example in order to adapt to different muscle structures or to carry out experimental tests in different sampling conditions (in terms, for example, of a different spacing between the electrodes or between the arrays of electrodes, or of a different number of ranks).
La presente invenzione si prefigge pertanto lo scopo di fornire un sensore per elettromiografia di superficie che consenta di superare gli inconvenienti evidenziati. The present invention therefore has the aim of providing a surface electromyography sensor which allows to overcome the drawbacks highlighted.
Secondo la presente invenzione viene pertanto fornito un sensore per l’acquisizione di segnali bioelettrici da un muscolo anulare, come definito nella rivendicazione 1. According to the present invention there is therefore provided a sensor for the acquisition of bioelectrical signals from an annular muscle, as defined in claim 1.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, preferred embodiments are now described, purely by way of non-limiting example and with reference to the attached drawings, in which:
- la figura 1 mostra, in modo schematico, una sonda intra-anale per elettromiografia di superficie, di tipo noto; Figure 1 schematically shows an intra-anal probe for surface electromyography of a known type;
- la figura 2 mostra, in vista prospettica e schematica, un sensore per l’acquisizione di segnali bioelettrici, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; - figure 2 shows, in perspective and schematic view, a sensor for the acquisition of bioelectric signals, according to an embodiment of the present invention;
- la figura 3 mostra un elemento di supporto del sensore di figura 2; figure 3 shows a support element of the sensor of figure 2;
- le figure 4a e 4b mostrano un circuito stampato flessibile del sensore di figura 3, rispettivamente in posizione aperta, e chiusa in seguito all’avvolgimento intorno ad un relativo asse di simmetria longitudinale; - figures 4a and 4b show a flexible printed circuit of the sensor of figure 3, respectively in the open and closed position following the winding around a relative axis of longitudinal symmetry;
- la figura 5 à ̈ un’immagine fotografica di una porzione del sensore per l’acquisizione di segnali bioelettrici, secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione; - figure 5 is a photographic image of a portion of the sensor for the acquisition of bioelectrical signals, according to a further embodiment of the present invention;
- la figura 6 mostra tracciati di segnali elettromiografici acquisiti tramite il sensore di figura 2; e - figure 6 shows electromyographic signal plots acquired by means of the sensor of figure 2; And
- le figure 7 e 8 mostrano il risultato di elaborazioni dei segnali elettromiografici acquisiti dal sensore di figura 2. - Figures 7 and 8 show the result of processing the electromyographic signals acquired by the sensor of Figure 2.
Nella figura 2 Ã ̈ indicato nel suo insieme con 10 un sensore per il prelievo di segnali bioelettrici generati dalla contrazione di un muscolo anulare, quale uno sfintere anale, uno sfintere uretrale o il complesso muscolare del pavimento pelvico attraverso il canale vaginale, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 2 indicates as a whole with 10 a sensor for picking up bioelectrical signals generated by the contraction of an annular muscle, such as an anal sphincter, a urethral sphincter or the muscle complex of the pelvic floor through the vaginal canal, according to a shape embodiment of the present invention.
In particolare, il sensore 10 comprende: un elemento di supporto 12, di materiale plastico, preferibilmente isolante, atossico, inalterabile ed eventualmente sterilizzabile ed autoclavabile; ed una pluralità di circuiti stampati flessibili 14, su ciascuno dei quali à ̈ realizzata una rispettiva pluralità di elettrodi di prelievo 15 (formante una rispettiva schiera), e configurati (come sarà descritto in dettaglio in seguito) per essere accoppiati, impilati l’uno sopra ed all’interno dell’altro, all’elemento di supporto 12 in modo tale che le rispettive schiere di elettrodi di prelievo 15 si dispongano su anelli aventi lo stesso diametro ed equispaziati assialmente lungo la superficie laterale dello stesso elemento di supporto 12. Quando accoppiati, l’elemento di supporto 12 ed i circuiti stampati flessibili 14, tra loro impilati, presentano uno stesso asse di simmetria longitudinale A. In particular, the sensor 10 comprises: a support element 12, of plastic material, preferably insulating, non-toxic, unalterable and possibly sterilizable and autoclavable; and a plurality of flexible printed circuits 14, on each of which a respective plurality of pick-up electrodes 15 is formed (forming a respective array), and configured (as will be described in detail below) to be coupled, stacked the one above and inside the other, on the support element 12 in such a way that the respective arrays of pickup electrodes 15 are arranged on rings having the same diameter and equally spaced axially along the lateral surface of the same element support 12. When coupled, the support element 12 and the flexible printed circuits 14, stacked together, have the same longitudinal axis of symmetry A.
In maggiore dettaglio (si veda anche la figura 3, non in scala), l’elemento di supporto 12 (che può essere pieno o cavo) si estende lungo l’asse di simmetria longitudinale A, ed in particolare comprende: una porzione di impugnatura 12a di forma cilindrica allungata lungo l’asse di simmetria longitudinale A, avente un primo diametro d1preferibilmente compreso tra 6 mm e 18 mm, ad esempio pari a 8,9 mm, ed una altezza h1(parallelamente all’asse di simmetria longitudinale A) preferibilmente compresa tra 80 mm e 160 mm, ad esempio pari a 100 mm; una porzione di accoppiamento 12b, di forma a tronco di cono capovolta, avente base minore a contatto, ed avente lo stesso primo diametro d1, della porzione di impugnatura 12a e base maggiore avente un secondo diametro d2preferibilmente compreso tra 10 mm e 20 mm, ad esempio pari a 12,7 mm, ed un’altezza h2(lungo l’asse di simmetria longitudinale A) preferibilmente compresa tra 60 mm e 120 mm, ad esempio pari a 90 mm; ed una porzione di testa 12c, costituita da una base cilindrica, avente il secondo diametro d2ed un’altezza h3(lungo l’asse di simmetria longitudinale A) preferibilmente compresa tra 2 mm e 20 mm, ad esempio pari a 10 mm, sormontata da una calotta emisferica. In greater detail (see also Figure 3, not to scale), the support element 12 (which can be solid or hollow) extends along the longitudinal axis of symmetry A, and in particular includes: a portion of handle 12a of cylindrical shape elongated along the longitudinal axis of symmetry A, having a first diameter d1 preferably between 6 mm and 18 mm, for example equal to 8.9 mm, and a height h1 (parallel to the axis of longitudinal symmetry A) preferably between 80 mm and 160 mm, for example equal to 100 mm; a coupling portion 12b, with an inverted truncated cone shape, having a minor base in contact, and having the same first diameter d1, as the handle portion 12a and a larger base having a second diameter d2 preferably between 10 mm and 20 mm, to for example equal to 12.7 mm, and a height h2 (along the longitudinal axis of symmetry A) preferably between 60 mm and 120 mm, for example equal to 90 mm; and a head portion 12c, consisting of a cylindrical base, having the second diameter d2 and a height h3 (along the longitudinal axis of symmetry A) preferably between 2 mm and 20 mm, for example equal to 10 mm, surmounted by a hemispherical cap.
In particolare, la porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12 presenta un angolo di conicità , o di apertura, α (inteso come inclinazione tra una retta generatrice della sua superficie laterale e la sua altezza), il cui valore à ̈ preferibilmente compreso tra 0,2° e 3°, ad esempio pari a 0,89°. In particular, the coupling portion 12b of the support element 12 has an angle of conicity, or opening, Î ± (intended as an inclination between a straight line generating its lateral surface and its height), whose value is ̈ preferably between 0.2 ° and 3 °, for example equal to 0.89 °.
Ciascun circuito stampato flessibile 14 (si vedano anche le figure 4a-4b, non disegnate in scala) à ̈ costituito da un foglio di materiale plastico flessibile, ad esempio realizzato in Mylarâ„¢, di spessore t preferibilmente compreso tra 0,05 mm e 0,20 mm, ad esempio pari a 0,12 mm, e comprende: una porzione di collegamento 14a avente in pianta forma allungata rettangolare con lunghezza l1preferibilmente compresa tra 100 mm e 200 mm, ad esempio pari a 150 mm; ed una rispettiva porzione di accoppiamento 14b avente in pianta, quando non avvolta (come descritto in seguito) intorno all’elemento di supporto 12 del sensore 10, una forma di settore di anello circolare delimitato da un arco minore, a contatto con la porzione di collegamento 14a, e da un arco maggiore, disposto da parte diametralmente opposta alla stessa porzione di collegamento 14a, ed avente lati obliqui L1, L2(che raccordano gli archi maggiore e minore) di lunghezza l2preferibilmente compresa tra 40 mm e 80 mm, ad esempio pari a 55 mm. In particolare, i lati obliqui L1, L2sono inclinati rispetto all’asse di simmetria longitudinale A dello stesso angolo di conicità α della porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12. Each flexible printed circuit 14 (see also figures 4a-4b, not drawn to scale) is made up of a sheet of flexible plastic material, for example made of Mylarâ „¢, with a thickness t preferably between 0.05 mm and 0.20 mm, for example equal to 0.12 mm, and comprises: a connecting portion 14a having an elongated rectangular shape in plan with a length l1 preferably between 100 mm and 200 mm, for example equal to 150 mm; and a respective coupling portion 14b having in plan, when not wrapped (as described below) around the support element 12 of the sensor 10, a shape of a circular ring sector delimited by a smaller arc, in contact with the portion connection 14a, and by a larger arch, arranged diametrically opposite to the same connecting portion 14a, and having oblique sides L1, L2 (which connect the major and minor arches) with a length l2 preferably between 40 mm and 80 mm, to example equal to 55 mm. In particular, the oblique sides L1, L2 are inclined with respect to the longitudinal axis of symmetry A by the same taper angle Î ± of the coupling portion 12b of the support element 12.
Sulla porzione di accoppiamento 14b di ciascun circuito stampato flessibile 14, in particolare in corrispondenza del, e lungo il, relativo arco maggiore, sono realizzati gli elettrodi di prelievo 15, ad esempio per deposizione serigrafica o fotolitografica di un materiale conduttivo, quale l’argento. Gli elettrodi di prelievo 15 sono costituiti da piazzole rettangolari che si estendono in direzione radiale, angolarmente equispaziati, con una lunghezza l3preferibilmente compresa tra 1 mm e 10 mm, ad esempio pari a 5 mm. Il numero degli elettrodi di prelievo 15 à ̈ preferibilmente compreso tra 2 e 32, ad esempio à ̈ pari a 16 (in figura 4a ne sono illustrati 13, a titolo puramente esemplificativo). The pick-up electrodes 15 are formed on the coupling portion 14b of each flexible printed circuit 14, in particular in correspondence with and along the relative major arc, for example by serigraphic or photolithographic deposition of a conductive material, such as silver. The pick-up electrodes 15 consist of rectangular pads extending in a radial direction, angularly equally spaced, with a length 13 preferably comprised between 1 mm and 10 mm, for example equal to 5 mm. The number of pickup electrodes 15 is preferably between 2 and 32, for example it is equal to 16 (13 are illustrated in figure 4a, purely by way of example).
Piste di connessione elettrica 16 sono inoltre realizzate su ciascun circuito stampato flessibile 14, per collegare elettricamente ciascun elettrodo di prelievo 15 ad un connettore 18, posto all’estremità della porzione di collegamento 14a longitudinalmente opposta alla porzione di accoppiamento 14b, e destinato ad essere accoppiato all’elettronica di condizionamento (direttamente, o mediante un cavo elettrico multipolare). In particolare, ciascuna pista di connessione elettrica 16 presenta: una prima porzione, realizzata sulla porzione di accoppiamento 14b, che si collega ad un rispettivo elettrodo di prelievo 15 ed ha estensione radiale; una seconda porzione, realizzata sulla porzione di collegamento 14a, che si collega al connettore 18 ed ha estensione rettilinea lungo l’asse di simmetria longitudinale A; ed una porzione di raccordo, realizzata anch’essa sulla porzione di accoppiamento 14b, che raccorda la prima porzione con la seconda porzione, in prossimità dell’arco minore della stessa porzione di accoppiamento 14b. Electrical connection tracks 16 are also made on each flexible printed circuit 14, to electrically connect each pick-up electrode 15 to a connector 18, placed at the end of the connection portion 14a longitudinally opposite the coupling portion 14b, and intended to be coupled to the air conditioning electronics (directly, or by means of a multipolar electric cable). In particular, each electrical connection track 16 has: a first portion, made on the coupling portion 14b, which connects to a respective pick-up electrode 15 and has a radial extension; a second portion, made on the connection portion 14a, which connects to the connector 18 and has a straight extension along the longitudinal axis of symmetry A; and a connecting portion, also made on the coupling portion 14b, which connects the first portion with the second portion, in proximity to the smaller arc of the coupling portion 14b.
Come mostrato nella figura 4b, la porzione di accoppiamento 14b del circuito stampato flessibile 14 à ̈ configurata in modo tale da poter essere chiusa ed avvolta su se stessa intorno all’asse di simmetria longitudinale A, a formare un tronco di cono cavo (aperto superiormente ed inferiormente in corrispondenza delle basi), accostando e facendo combaciare (o comunque disponendo in prossimità tra loro) i lati obliqui L1, L2; quando la porzione di accoppiamento 14b à ̈ chiusa a tronco di cono, la porzione di collegamento 14a dello stesso circuito flessibile 14 fuoriesce anteriormente dalla base minore del tronco di cono (definita dalla richiusura su se stesso dell’arco minore della porzione di accoppiamento 14b intorno all’asse di simmetria longitudinale A). In particolare, il diametro interno della base maggiore di tale tronco di cono (definita dalla richiusura su se stesso dell’arco maggiore della porzione di accoppiamento 14b intorno all’asse di simmetria longitudinale A) corrisponde al secondo diametro d2della base maggiore della porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12. As shown in Figure 4b, the coupling portion 14b of the flexible printed circuit 14 is configured in such a way that it can be closed and wrapped around itself around the longitudinal axis of symmetry A, to form a hollow truncated cone (open above and below in correspondence of the bases), bringing the oblique sides L1, L2 close and matching (or in any case arranging them in proximity to each other); when the coupling portion 14b is closed as a truncated cone, the connecting portion 14a of the same flexible circuit 14 protrudes at the front from the minor base of the truncated cone (defined by the closing on itself of the minor arch of the coupling portion 14b around the longitudinal axis of symmetry A). In particular, the internal diameter of the major base of this truncated cone (defined by the reclosing on itself of the major arc of the coupling portion 14b around the longitudinal axis of symmetry A) corresponds to the second diameter d2 of the major base of the portion coupling 12b of the support element 12.
In fase di assemblaggio del sensore 10, un primo circuito stampato flessibile 14 à ̈ avvolto intorno alla porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12 in corrispondenza, ed a filo, della sua base maggiore, così che i relativi elettrodi di prelievo 15 si dispongono angolarmente equispaziati tra loro, su un anello avente sostanzialmente il secondo diametro d2. During the assembly phase of the sensor 10, a first flexible printed circuit 14 is wrapped around the coupling portion 12b of the support element 12 in correspondence with, and flush with, its major base, so that the relative pick-up electrodes 15 are arranged angularly equally spaced, on a ring substantially having the second diameter d2.
L’accoppiamento tra il primo circuito flessibile 14 e la porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12 à ̈ realizzato mediante un opportuno materiale adesivo interposto tra la superficie interna dello stesso circuito flessibile 14 (cioà ̈ la faccia su cui non sono disposti gli elettrodi di prelievo 15 e le piste di connessione elettrica 16) e la superficie esterna dell’elemento di supporto 12; dato che tali superfici sono inclinate dello stesso angolo di conicità α, il primo circuito flessibile 14 si posiziona interamente a contatto della superficie laterale della porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12. The coupling between the first flexible circuit 14 and the coupling portion 12b of the support element 12 is made by means of a suitable adhesive material interposed between the internal surface of the same flexible circuit 14 (i.e. the face on which there are no arranged the pick-up electrodes 15 and the electric connection tracks 16) and the external surface of the support element 12; since these surfaces are inclined by the same taper angle Î ±, the first flexible circuit 14 is positioned entirely in contact with the lateral surface of the coupling portion 12b of the support element 12.
Gli altri circuiti stampati flessibili 14 (in numero desiderato, pari al numero delle schiere di elettrodi di cui sarà dotato il sensore 10), anch’essi configurati in modo da avvolgersi intorno all’asse di simmetria longitudinale A e richiudersi su se stessi in modo da formare una figura troncoconica cava, sono disposti, ciascuno, intorno ad un altro dei circuiti stampati flessibili 14 (in particolare, un secondo circuito stampato flessibile à ̈ destinato ad avvolgersi intorno al primo, un terzo circuito stampato flessibile à ̈ destinato ad avvolgersi intorno al secondo, e così via, scendendo lungo l’elemento di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12 verso l’elemento di collegamento 12a), in modo da formare una struttura impilata. L’altezza h2della porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12 à ̈ quindi dimensionata in modo da consentire l’accoppiamento e l’impilamento del numero desiderato di circuiti stampati flessibili 14. The other flexible printed circuits 14 (in desired number, equal to the number of electrode arrays with which the sensor 10 will be equipped), also configured in such a way as to wrap around the longitudinal axis of symmetry A and close on themselves so as to form a hollow truncated cone shape, flexible printed circuits 14 are each arranged around another (in particular, a second flexible printed circuit is intended to wrap around the first, a third flexible printed circuit is intended to wrap around the second, and so on, descending along the coupling element 12b of the support element 12 towards the connecting element 12a), so as to form a stacked structure. The height h2 of the coupling portion 12b of the support element 12 is therefore dimensioned in such a way as to allow the coupling and stacking of the desired number of flexible printed circuits 14.
In particolare, la configurazione dei circuiti stampati flessibili 14 à ̈ tale per cui le relative schiere di elettrodi di prelievo 15 si dispongono lungo circonferenze, che sono equispaziate lungo l’asse longitudinale di simmetria A ed hanno tutte uno stesso diametro (sostanzialmente pari al secondo diametro d2), in modo da consentire il rilevamento dei segnali elettromiografici nelle stesse condizioni alle varie profondità muscolari. Inoltre, gli elettrodi di prelievo 15 delle varie schiere sovrapposte risultano allineati tra loro nelle rispettive direzioni radiali. In particular, the configuration of the flexible printed circuits 14 is such that the relative arrays of pickup electrodes 15 are arranged along circumferences, which are equally spaced along the longitudinal axis of symmetry A and all have the same diameter (substantially equal to second diameter d2), so as to allow the detection of electromyographic signals under the same conditions at various muscle depths. Furthermore, the pick-up electrodes 15 of the various superimposed arrays are aligned with each other in their respective radial directions.
A questo riguardo, si noti come la corrispondente forma troncoconica della porzione di accoppiamento 12b dell’elemento di supporto 12 e delle rispettive porzioni di accoppiamento 14b dei circuiti stampati flessibili 14 (quando avvolte su se stesse), consente, in maniera evidente, di compensare lo spessore t dei circuiti stampati flessibili sovrapposti, e di mantenere costante il diametro dell’anello lungo la quale si dispongono gli elettrodi di prelievo 15. Inoltre, la distanza D lungo l’asse longitudinale di simmetria A tra le schiere di elettrodi di prelievo 15 (intesa come distanza tra i centri delle circonferenze lungo le quali si estendono le schiere stesse, o, in maniera equivalente tra i centri di elettrodi di prelievo 15 impilati), che à ̈ costante lungo l’elemento di accoppiamento 12, risulta determinata dallo spessore t dei circuiti stampati flessibili 14 e dall’angolo di conicità α, parametri su cui à ̈ pertanto possibile agire, in fase di progetto, per determinare le caratteristiche del sensore 10; tale distanza D tra le schiere à ̈ ad esempio pari a 6 mm. In this regard, it should be noted how the corresponding frusto-conical shape of the coupling portion 12b of the support element 12 and of the respective coupling portions 14b of the flexible printed circuits 14 (when wound around themselves), clearly allows for compensate for the thickness t of the superimposed flexible printed circuits, and to maintain constant the diameter of the ring along which the pick-up electrodes 15 are arranged. Furthermore, the distance D along the longitudinal axis of symmetry A between the electrode arrays pickup 15 (understood as the distance between the centers of the circumferences along which the arrays themselves extend, or, in an equivalent manner, between the centers of stacked pickup electrodes 15), which is constant along the coupling element 12, is determined by the thickness t of the flexible printed circuits 14 and by the taper angle Î ±, parameters on which it is therefore possible to act, in the design phase, to determine re the characteristics of the sensor 10; such distance D between the arrays is for example equal to 6 mm.
La figura 5 mostra un’immagine fotografica di una porzione di un sensore 10 dotato di sette schiere di elettrodi di prelievo 15 (e di un corrispondente numero di circuiti stampati flessibili 14 accoppiati all’elemento di supporto 12). Si noti in particolare come il ridotto spessore t dei circuiti flessibili 14 ed il ridotto valore dell’angolo di conicità α fanno sì che i vari circuiti stampati flessibili 14 non sporgano in modo rilevante dal corpo dell’elemento di supporto 12, non comportando dunque disagio per il paziente. Figure 5 shows a photographic image of a portion of a sensor 10 equipped with seven arrays of pickup electrodes 15 (and a corresponding number of flexible printed circuits 14 coupled to the support element 12). It should be noted in particular how the reduced thickness t of the flexible circuits 14 and the reduced value of the taper angle Î ± mean that the various flexible printed circuits 14 do not protrude significantly from the body of the support element 12, therefore not causing discomfort for the patient.
La figura 6 mostra un esempio di tracciato dei segnali elettromiografici di superficie prelevati dal sensore 10 di figura 5 (comprendente sette schiere, ciascuna formata da sedici elettrodi di prelievo 15), così come possono essere visualizzati in seguito ad opportune elaborazioni da parte dell’elettronica di condizionamento. Il tracciato à ̈ relativo all’attività muscolare di un muscolo sfintere anale, durante una fase di riposo, intervallo di tempo da 0 s a 10 s, seguita da una fase di massima contrazione muscolare volontaria (MVC – Maximum Voluntary Contraction), intervallo di tempo da 10 s a 30 s, e nuovamente da una fase di riposo, intervallo di tempo da 30 s a 35 s. Figure 6 shows an example of a plot of the surface electromyographic signals taken from the sensor 10 of figure 5 (comprising seven arrays, each formed by sixteen sampling electrodes 15), as they can be displayed following suitable processing by the ™ electronic conditioning. The trace is related to the muscular activity of an anal sphincter muscle, during a rest phase, time interval from 0 s to 10 s, followed by a phase of maximum voluntary muscle contraction (MVC - Maximum Voluntary Contraction), time interval from 10 s to 30 s, and again from a rest phase, time interval from 30 s to 35 s.
Le tracce si riferiscono ad una configurazione singolo differenziale (SD) degli elettrodi di prelievo 15, essendo cioà ̈ il risultato della differenza (eseguita dall’elettronica di condizionamento) dei segnali prelevati da coppie di elettrodi adiacenti. Gli elettrodi di prelievo 15 della schiera posizionata più internamente rispetto al muscolo sfinterico sono indicati dai numeri da 1 a 16, quelli della schiera più esterna dai numeri da 97 a 112; per ogni schiera, i rispettivi sedici elettrodi di prelievo 15 devono essere immaginati disposti intorno a una circonferenza, con il primo canale che risulta adiacente al sedicesimo. The traces refer to a single differential configuration (SD) of the pick-up electrodes 15, being the result of the difference (performed by the conditioning electronics) of the signals picked up by pairs of adjacent electrodes. The sampling electrodes 15 of the array positioned more internally with respect to the sphincter muscle are indicated by the numbers from 1 to 16, those of the outermost array by the numbers from 97 to 112; for each array, the respective sixteen pickup electrodes 15 must be imagined arranged around a circumference, with the first channel being adjacent to the sixteenth.
In figura 7 viene invece mostrata l’“impronta†(template) di una singola unità motoria, come può essere identificata all’interno dei segnali elettromiografici mediante opportune elaborazioni, ad esempio di decomposizione degli stessi segnali elettromiografici. Nuovamente, vengono illustrati i segnali prelevati in configurazione singolo differenziale dai vari elettrodi di prelievo 15 delle schiere che si trovano alle diverse profondità rispetto al muscolo sfinterico. Figure 7 instead shows the â € œprintâ € (template) of a single motor unit, as it can be identified within the electromyographic signals by means of suitable processing, for example by decomposition of the same electromyographic signals. Again, the signals collected in a single differential configuration by the various sampling electrodes 15 of the arrays located at different depths with respect to the sphincter muscle are illustrated.
Si può notare come l’ampiezza dei segnali elettromiografici prelevati vari in funzione della profondità di prelievo. In particolare, l’effetto di generazione dei potenziali di azione delle unità motorie può essere osservato simultaneamente nelle varie schiere di elettrodi di prelievo 15, mentre i componenti propaganti del segnale risultano più attenuati per le schiere più lontane dalla posizione in cui si trova l’unità motoria. In tal modo, dall’esame dei tracciati risulta ad esempio possibile risalire alla profondità delle unità motorie identificate all’interno del muscolo sfinterico. È inoltre evidente la posizione della zona di innervazione dell’unità motoria illustrata, che corrisponde alla zona in cui due tracce diverse adiacenti presentano impulsi con polarità opposte. It can be noted that the amplitude of the electromyographic signals collected varies according to the sampling depth. In particular, the generation effect of the action potentials of the motor units can be observed simultaneously in the various arrays of sampling electrodes 15, while the propagating components of the signal are more attenuated for the arrays farthest from the position in which the € ™ motor unit. In this way, from the examination of the traces it is possible, for example, to trace the depth of the motor units identified within the sphincter muscle. The position of the innervation zone of the motor unit illustrated is also evident, which corresponds to the zone in which two different adjacent traces present impulses with opposite polarity.
In figura 8 viene inoltre mostrato il risultato di una ulteriore elaborazione dei segnali elettromiografici prelevati dal sensore 10, da parte dell’elettronica di condizionamento, che prevede la generazione di una mappa dell’attività muscolare che consente una visualizzazione semplice ed immediata dell’attività muscolare. Figure 8 also shows the result of a further processing of the electromyographic signals taken from the sensor 10 by the conditioning electronics, which provides for the generation of a map of muscle activity that allows a simple and immediate visualization of the muscle activity. ™ muscle activity.
I segnali elettromiografici vengono divisi in epoche (ad esempio di 0,5 s); per ogni canale e per ogni epoca viene calcolato il valore rettificato medio (ARV – Average Rectified Value) del segnale acquisito; ed i valori ARV così calcolati vengono mediati sulle varie epoche in modo da ottenere un singolo valore numerico (indicativo dell’entità dell’attività muscolare) per ogni canale di ogni schiera. I valori numerici così ottenuti vengono riportati graficamente nella mappa mostrata in figura 8, con un’intensità di colore crescente al crescere dell’attività muscolare. La mappa nuovamente deve essere immaginata avvolta intorno ad un cilindro, in modo tale che il primo ed il sedicesimo canale di ogni schiera risultino adiacenti; inoltre, vengono qui indicate con “D†la posizione dorsale, con “V†la posizione ventrale, con “R†la posizione laterale destra e con “L†la posizione laterale sinistra del muscolo sfinterico rispetto al canale anale. The electromyographic signals are divided into epochs (for example of 0.5 s); for each channel and for each epoch, the average rectified value (ARV - Average Rectified Value) of the acquired signal is calculated; and the ARV values thus calculated are averaged over the various epochs in order to obtain a single numerical value (indicative of the amount of muscle activity) for each channel of each array. The numerical values thus obtained are graphically reported in the map shown in figure 8, with an intensity of color increasing as muscle activity increases. The map must again be imagined wrapped around a cylinder, in such a way that the first and sixteenth channels of each row are adjacent; furthermore, the dorsal position is indicated here with â € œDâ €, with â € œVâ € the ventral position, with â € œRâ € the right lateral position and with â € œLâ € the left lateral position of the sphincter muscle with respect to the anal canal.
I vantaggi del sensore per il prelievo di segnali bioelettrici realizzato secondo gli insegnamenti della presente invenzione emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente. The advantages of the sensor for picking up bioelectric signals made according to the teachings of the present invention emerge clearly from the previous description.
La realizzazione del sensore 10 risulta infatti estremamente semplificata rispetto a quella delle sonde tradizionali, essendo infatti sufficiente, in fase di assemblaggio, accoppiare il numero desiderato di circuiti stampati flessibili 14 (ad ognuno dei quali corrisponde una schiera di elettrodi di prelievo 15) all’elemento di supporto 12. In particolare, non risulta necessario agganciare elettrodi di prelievo all’elemento di supporto, né realizzare i relativi collegamenti elettrici all’interno dello stesso elemento di supporto. Infatti, sia gli elettrodi di prelievo 15 che le piste di connessione elettrica 16 sono già realizzate sui circuiti stampati flessibili 14. I tempi ed i costi del procedimento di fabbricazione risultano dunque molto minori. The realization of the sensor 10 is in fact extremely simplified compared to that of the traditional probes, being in fact sufficient, during the assembly phase, to couple the desired number of flexible printed circuits 14 (each of which corresponds to an array of pick-up electrodes 15) to the Support element 12. In particular, it is not necessary to hook pick-up electrodes to the support element, nor to make the relative electrical connections inside the support element itself. In fact, both the pickup electrodes 15 and the electrical connection tracks 16 are already made on the flexible printed circuits 14. The times and costs of the manufacturing process are therefore much shorter.
In particolare, l’assemblaggio del sensore 10 à ̈ modulare, e la realizzazione di sensori con un numero differente di schiere o di elettrodi di prelievo 15 per ciascuna schiera, o con una differente distanza tra schiere o tra elettrodi di prelievo 15, non comporta variazioni sostanziali dei costi di assemblaggio. Risulta dunque vantaggioso aumentare il numero e la densità degli elettrodi di prelievo 15, ad esempio al fine di migliore la risoluzione della mappa dell’attività muscolare (si veda la figura 8), ed in generale l’accuratezza con la quale à ̈ possibile indagare l’attività muscolare. In particular, the assembly of the sensor 10 is modular, and the realization of sensors with a different number of arrays or sampling electrodes 15 for each array, or with a different distance between arrays or between sampling electrodes 15, does not involves substantial variations in assembly costs. It is therefore advantageous to increase the number and density of the sampling electrodes 15, for example in order to improve the resolution of the muscle activity map (see figure 8), and in general the accuracy with which it is It is possible to investigate muscle activity.
Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations may be made to what is described and illustrated herein without thereby departing from the scope of protection of the present invention, as defined in the attached claims.
In particolare, il sensore 10, in generale previsto come sensore mono-uso, può eventualmente essere riutilizzato, dopo aver opportunamente sterilizzato l’elemento di supporto 12. In particular, the sensor 10, generally provided as a single-use sensor, can possibly be reused, after having appropriately sterilized the support element 12.
Il materiale adesivo con cui si realizza l’accoppiamento tra l’elemento di supporto 12 ed i circuiti stampati flessibili 14 può essere costituito da un foglio di biadesivo applicato sulla faccia interna degli stessi circuiti stampati flessibili, in modo da consentire direttamente all’utilizzatore l’assemblaggio, a partire da un comune elemento di supporto 12, di sensori 10 aventi caratteristiche desiderate (in termini ad esempio di numero di schiere di elettrodi di prelievo 15). The adhesive material used to make the coupling between the support element 12 and the flexible printed circuits 14 can be constituted by a sheet of double-sided adhesive applied on the inner face of the same flexible printed circuits, so as to allow the User the assembly, starting from a common support element 12, of sensors 10 having desired characteristics (in terms for example of number of arrays of pick-up electrodes 15).
È inoltre evidente che tutte le dimensioni citate in precedenza non sono limitative, ma puramente esemplificative, e che le effettive dimensioni del sensore 10 e dei suoi elementi costitutivi dipenderanno in modo evidente dalle dimensioni del muscolo da investigare. It is also evident that all the dimensions mentioned above are not limiting, but purely illustrative, and that the actual dimensions of the sensor 10 and its constituent elements will obviously depend on the size of the muscle to be investigated.
Claims (14)
Priority Applications (2)
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5259388A (en) * | 1991-07-23 | 1993-11-09 | Eugene Eisman | Multiple electrode myographic probe |
WO1994021169A1 (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-29 | Ep Technologies, Inc. | Flexible interlaced multiple electrode assemblies |
WO2006002635A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Gregersen Enterprises Aps | Morphometry of a bodily hollow system |
US20070219551A1 (en) * | 2003-09-22 | 2007-09-20 | Honour Kirk S | Medical device with flexible printed circuit |
US20070276286A1 (en) * | 2006-05-27 | 2007-11-29 | Craig James Miller | Device for Tissue Diagnosis and Spatial Tissue Mapping |
WO2008017921A2 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Politecnico Di Torino | System and method for acquisition of bioelectric signals by means of surface electrodes |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5259388A (en) * | 1991-07-23 | 1993-11-09 | Eugene Eisman | Multiple electrode myographic probe |
WO1994021169A1 (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-29 | Ep Technologies, Inc. | Flexible interlaced multiple electrode assemblies |
US20070219551A1 (en) * | 2003-09-22 | 2007-09-20 | Honour Kirk S | Medical device with flexible printed circuit |
WO2006002635A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Gregersen Enterprises Aps | Morphometry of a bodily hollow system |
US20070276286A1 (en) * | 2006-05-27 | 2007-11-29 | Craig James Miller | Device for Tissue Diagnosis and Spatial Tissue Mapping |
WO2008017921A2 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Politecnico Di Torino | System and method for acquisition of bioelectric signals by means of surface electrodes |
US20090171274A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | Doron Harlev | Non contact mapping catheter |
Non-Patent Citations (1)
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PAUL ENCK ET AL.: "Repeatability of Innervation Zone Identification inthe External Anal Sphincter Muscle", NEUROUROLOGY AND URODYNAMICS, vol. 29, 24 July 2009 (2009-07-24), pages 449 - 457, XP002584381, DOI: 10.1002/nau.20749 * |
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