基于无线通信的心电监护系统设计
无线心电监护系统的设计与实现的开题报告
无线心电监护系统的设计与实现的开题报告
一、课题背景
心电监护系统是指通过贴在患者胸部的电极，采集心脏的电信号，并将信号传输到监测设备上进行分析和诊断的一种医疗设备。
随着科技的不断发展，无线心电监护系统逐渐成为医疗领域的趋势。
这种系统相比传统的有线心电监护系统，不仅方便了医生的操作，减轻了患者的痛苦，还可以实现远程监控，提高了医疗设备的实用性和可靠性。
二、课题研究内容
本课题旨在设计和实现一个简单的无线心电监护系统，主要包括以下研究内容：
1. 硬件设计：包括心电信号采集电路和无线传输模块的设计，通过贴在患者胸部的电极采集心电信号，再通过无线传输模块将数据传输到监测设备上。
2. 软件设计：包括心电信号处理算法的设计和实现，通过对采集到的心电信号进行分析，实现心电图的绘制、诊断等功能。
3. 系统集成测试：将硬件和软件进行集成测试，验证系统的稳定性和可靠性。
三、预期成果
本课题的预期成果包括：
1. 设计和实现一个无线心电监护系统的原型，能够准确采集心电信号，并实现心电图的绘制和诊断功能。
2. 检验系统的性能和可靠性，验证数据传输的稳定性和精确性。
3. 研究和总结无线心电监护系统的设计和实现方法，为类似研究提供参考。
四、研究意义
设计和实现无线心电监护系统，不仅可以方便医生的操作，为患者提供更好的医疗服务，也能够提高医学研究的精度和效率。
此外，无线心电监护系统的研究和应用也有着重要的医学意义，能够有效地帮助医生诊断心脏疾病，对于预防和治疗心脏疾病具有重要的意义。
心电监护系统中WIFI传输的设计与实现
电 子 器 件
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ Ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ
Ｖｏ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｗ Ｉ ＦＩ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ
（ 东南大学电子科学与工程学院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ）
摘 要 ： 提 出了心 电监护系统中 ＷＩ Ｆ Ｉ 传输的设计与实现。考虑 ＷＩ Ｆ Ｉ 模块 的体积、 功耗、 差错率等问题选用 Ｒ Ｅ Ｄ Ｐ Ｉ Ｎ Ｅ
Ｓ Ｉ Ｇ Ｎ Ａ Ｌ Ｓ公司的 Ｒ Ｓ ９ １ １ ０ 一 Ｎ一 １ １ — ２ ２ 模块 ， 为提高 ＷＩ Ｆ Ｉ 传输速度选用 Ｓ Ｐ Ｉ 接 口的 ＷＩ Ｆ Ｉ 模块与 Ｍ Ｃ Ｕ进行通 讯 ， Ｓ Ｐ Ｉ 接 口的通讯
ｉ ｎ ＥＣＧ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｆ ａ ｎ ， Ｚ Ｈ Ｕ Ｗ ｅ ｉ ， Ｄ Ｕ Ｇ ｕ ｏ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｎ ａ 彬ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
速率 可达 ２ ５ Ｍ Ｈｚ 。ＭＣ Ｕ按照一定的数据格式把数据传给 ＷＩ Ｆ Ｉ 模块 ， ＷＩ Ｆ Ｉ 模 块通过 Ｔ Ｃ Ｐ协议 将数 据传输 到服务 器 ， 最终 在
服务器上解析出心电波形 ， 实现不丢帧 的实 时传输 。
基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计的开题报告
基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计的开题报告1. 研究背景和意义心电信号监测系统是一种非常重要的医疗设备，供医生和专业人士用于监测心率和心电信号，以分析和评估患者的心脏健康状况。
然而，传统的心电监测仪器通常需要连接到患者身体上的导电粘贴电极，这不仅不方便，也会导致使用过程中的不适。
因此，一种无线传输功能的心电信号监测系统就非常有必要了。
此外，在当前信息化大环境下，各种传感器设备正在得到广泛应用。
无线传感器网络是一种非常常见的传感器网络（WSN）类型，它主要用于传感器的数据共享和传输，从而增强传感器网络的整体实用性。
因此，基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计，不仅可以提高心电监测系统的实用性和用户体验，还有助于将该系统与其他传感器设备和数据处理系统进行对接，从而进一步提高医疗机构的信息化水平。
2. 现有技术评述目前市场上已经有很多基于无线传输功能的心电信号监测系统。
这些系统主要采用Wi-Fi、蓝牙、NFC等无线传输技术，可以将监测到的心电信号实时传输到计算机或移动设备上。
此外，一些系统还可以通过云端存储等方式，将数据传输到多个设备上，方便用户查看和管理。
然而，这些现有的基于无线传输功能的心电信号监测系统存在一些局限性，包括：1）在信号传输的速度和距离上存在一定的限制。
2）不同系统之间的兼容性存在较大的问题。
3）传输过程中的数据保护和隐私问题，可能会对用户造成潜在的安全问题。
因此，设计一种高效、可靠、安全的基于无线传输功能的心电信号监测系统，是一个具有挑战性的工程问题。
3. 研究目标和内容本次设计的目标是开发出一种基于无线传输功能的心电信号监测系统，以解决传统心电监测仪器的局限性，提高心电监测的安全、实用性和用户体验。
设计的具体内容包括：1）系统整体架构设计：确定系统的基本架构，包括硬件和软件。
2）系统硬件设计：设计并制作空气静电传感器、触控屏幕和存储器等硬件设备。
3）系统软件设计：开发上层应用程序和操作系统，并完成核心算法和界面相关设计。
基于ZigBee无线网络的心电监测系统的设计与实现
ｎｅ ｔ ｎ－Ｏ ｏｖ ｒ ｏｍｅ ｔ ｏｓ ｐｒ ｂｌ ｃｉ ｌ ｅｃ ｏ ｈ ｅ ｏ ｅｍｓ， ｓ ａｐ ｐｒ ｏｓ ｓ ｔ ｐ ｅｒ ｏｐ ｅ ａｎ ＣＧ ｍｏｎｔｒｎ ｓ ｓｅ ｈｉ Ｅ ｉ ｉｇ ｙ ｔｍ ｂ ｅｄ ｏ ａｓ ｏｎ ｇＢ ｗｉ ｅｓ ｎｅｗ ｏ ｋＴ Ｚｉ ｅｅ ｒ ｅｌ ｓ ｔ ｒ ｏ
．
Ｚｉ ｅ ｇＢｅ ｗｉ ｌｓ ｎ ｔ ｋ ｒ ｅ ｓ ｅｗｏｒ ｗａ ｇｉｅ Ｍｅ ｗｈｌ ｔ ｄ ｉ ａｎ ａ ｈｉｖ ｅ ｓ ｖ ｎ． ａｎ ｉ ｈｅ ｅｓｇｎ ｅ， ｄ ｃ ｅ ｅｍｅｎ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉｇ ｏｔ ｅ ｔ ｆ ｎｉ ｎ ｓ ｆ ｏｒ ｗａｒ ｏｎ ｏｍｐｕｅｒ ｓ ｃ ｔ ｉ ａｃ ｏｍ ｃ
王 青 吴 小培
（ 安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室， 安徽 合肥 ２０ ３ ） ３０ ９
摘 要
传 统 的 有 线 心 电监 测 系统 导线 连 接 复 杂 、 可移 动 和 扩 展 性 差 的 缺 点 。 为 了 克服 这 些 问题 提 出 了一 种 基 于 ＺｉＢｅ 不 ｇ ｅ 无 线 网络 的 心 电监 测 系统 。为 实现 这 个 目标 ， 首先 完成 了心 电信 号 的采 集和 处 理 电路 的设 计 详 细介 绍 了具有 模 数 转 换 功
关 键 词 ： 电 ， ｉＢ ｅ 模／ 转 换 ， 换 时 间 ， 线 网络 心 Ｚｇ ｅ ， 数 转 无
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒｃ
Ｔｒ ｔ ｎａ ｂｌ Ｅ ａｄｉｏ ｌｃａ ｅ ＣＧ ｍ ｏ ｔ ｉｇ ｙ ｔｍ ｈ ｈ ｓ ｉ ｎｉ ｎ ｓ ｓｅ ｏｒ ａｓ ｔ ｅ ｄｉａｄｖ ｎａｇｅ ｏ ｄ ｌｘｉ ｌｙｐ ｒ ｃ ｌｂｉｔ ｎｄ ｏ ｐｌｘ ｗｉ ｎ ａｔ ｓ ｆｂａ ｆ ｂｉ ｅ ｉ ｏｏ ｓ ａａ ｌｙ ａ ｃ ｍ ｅ ｒ ｃｏ — ｔ ｉ ｅ
基于无线局域网的心电实时监护系统的设计与实现的开题报告
基于无线局域网的心电实时监护系统的设计与实现的开题报告一、研究背景及意义心脏疾病是目前世界上最常见的疾病之一，也是导致人们死亡的主要原因之一。
心电图（Electrocardiogram, ECG）的监测与分析，是诊断心脏疾病的常用方法之一。
传统的心电监测系统需要将病人连接到有线心电仪上，并需要医护人员在现场监测，这种方法存在不便的问题。
随着无线通信技术的发展和网络的普及，基于无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）的心电实时监护系统得到了广泛的关注。
该系统能够实现无线传输、实时监测和远程访问等功能，为医护人员提供了更加便捷和高效的工作方式，同时可以提高病人的舒适度和自由度。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是设计和实现基于无线局域网的心电实时监护系统。
具体来说，需要完成以下几项工作：1. 针对无线传输的特点，选择适合的无线通信技术和网络协议，确保传输的稳定性和可靠性。
2. 设计和实现心电信号采集装置，包括硬件和软件，能够实现对心电信号的实时采集、处理和压缩。
3. 研发数据传输和解析软件，即能够将采集到的心电信号通过无线局域网传输到远程服务器，并将数据进行解析和存储。
4. 搭建远程监测平台，使医护人员能够通过网络实时访问病人的心电监测数据，并进行分析和处理。
同时，还需要实现告警功能，能够在出现异常情况时进行及时提示。
五、研究方法和步骤1. 调研和分析目前常用的心电监测系统及其特点，包括有线和无线系统。
2. 根据无线传输的要求，选择合适的无线通信技术和网络协议，比如Wi-Fi或者蓝牙等。
3. 设计和实现心电信号采集装置，包括硬件和软件方面。
4. 研发数据传输和解析软件，确保数据在传输和存储过程中的稳定性和可靠性。
5. 搭建远程监测平台，使医护人员可以实时访问和处理病人的心电监测数据。
6. 对系统进行全面测试和验证，确保系统的稳定性和可用性。
六、预期成果本研究预期实现基于无线局域网的心电实时监护系统，具有以下特点：1. 无线传输，能够实现病人的自由活动和远程监测。
基于无线传感器网络的社区心电监护系统设计
基于无线传感器网络的社区心电监护系统设计李红利;刘元建;张荣华;柳干;王舒欢;修春波【摘要】Wireless sensor networks and traditional ECG monitoring system were combined with ZigBee and Bluetooth wireless communication technology as the core, a wireless community ECG system with an automatic switching mode and auto diagnostic functions was designed with the capabilities of ECG data automatic collection, processing, online diagnostics, error alarm and wireless transmision. The system can automatically switch the indoor and outdoor working conditions to ensure 24-hour care. The self ECG analysis algorithm embedded in the system can realive the real-time analysis of ECG data acquisition, and automatic extraction of ECG characteristics and comparing disease experts with the signal library achieve, automatic diagnosis of heart disease-related and alarm. Results show the designed community ECG monitoring system can accurately capture ECG and diagnosis. The applications of wireless sensor network in the community ECG monitoring system is beneficial for unified community care for patients with heart disease.%将无线传感器网络与传统心电监护系统相结合，以ZigBee和蓝牙无线通信技术为核心，提出了一种具有自动切换工作模式和自动诊断功能的无线社区心电监护系统，可以完成心电数据的自动采集、处理、在线诊断、异常报警与无线传输等功能。
新型zigbee无线传感网络的心电监护系统的研究与设计(1)
新型Zigbee无线传感器网络的心电监护系统的研究与设计摘要传统的有线心电监测系统导线连接复杂、不可移动和扩展性差的缺点。
为了克服这些问题，提出了一种基于Zigbee无线网络的心电监测系统。
为实现这个目标，首先完成了心电信号的采集和处理电路的设计。
详细介绍了具有模数转换功能的终端节点、网络协调器节点的设计。
给出了整个Zigbee无线网络的结构，并完成了监测软件的设计和实现。
结果说明，系统有较好的灵活性和扩展性，为心电监测提供了一个方便、有效的无线解决方案。
关键词：心电、Zigbee、A/D转换、无线网络0、前言心电信号中包含着人体最基本、最重要的生理参数,对这些生理参数进行监护与检测对患者的健康以及心血管疾病的预防和治疗有着极其重要的意义。
近年来,心脏病的发病率和致死率呈现出上升势头,心血管疾病己成为世界上最为普遍的也最危害健康的疾病。
由于这类病症都具有偶然性和突发性的特点,因此要防治心脏病就必须对患者进行长时间的跟踪治疗。
同时,心脏病的发病特点使得心脏病的治疗时机显得尤为重要,如急性心肌梗塞最正确治疗时间为发病后的一小时之内,但研究结果说明:只有不到1/5的病人在心肌梗塞发作后一小时内被送往医院接受治疗。
针对这种情况,需要寻求一种有效的解决方法,使得医生在患者病发后能够及时获得有效的心电数据,从而减少患者从病发到接受治疗的延误时间。
因此,心电监护便成为了一种很可行的有效解决方法。
现今,人们对自身健康问题的关注程度越来越高。
而随着传感器技术、无线通信技术和信息技术的发展,远程医疗和健康监护得到了更为广阔的发展空间。
健康监护中最常使用的就是心电监护。
心电监护系统的设计,己成为现代医学仪器发展的一个必然趋势。
建立功能强大的心电监护系统,可以到达对患者进行实时心电监护的目的,同时能够对患者的心电数据进行自动分析与诊断。
医生可通过监护系统实时查看患者的心电图,如假设发生心电异常,系统将及时发送报警信息,以减少患者病发的危险;同时能够将发病时的心电波形通过传输线路输送到医生那里,以便于医生进行诊断分析,并制定有效的治疗方案。
基于CDMA无线网络的心电监护系统的研究
基于CDMA无线网络的心电监护系统的研究【摘要】介绍了基于CDMA无线网络的心电监护系统的总体设计结构，并阐明了实现该系统的各功能模块的关键技术。
实验表明，该系统具有实时采集、处理、存储和远程心电数据传输等特点，极大提高了医院对心血管病人的监护水平。
【关键词】 Internet; CDMA; 心电监护1引言鉴于心血管疾病防预和治疗的重要性，世界各国、各大企业纷纷开展了心脏病监测设备的开发与生产。
然而早期的心电监护设备，多采用有线方式，导致其应用受到空间的限制，后来逐渐发展到基于GSM网等的无线方式的监护［1］，但由于受到无线传输频率的制约，一直未能形成可靠的远程在线实时监护产品。
随着通信技术及计算机网络技术的日益完善，数据传输率、数据传输可靠性的大幅度提高，完全能满足心电数据传输的要求。
CDMA（Code Divison Multiple Access）技术是基于扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
它可将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原始数据的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原始信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信，这样大大提高了数据传输的可靠性。
我们提出的远程心电监护方案能在患者不影响正常生活、工作的前提下，实时接受医护人员的监护、指导。
其监护的有效率要高出现有设备几十倍，甚至上百倍。
能够随时随地的将心电信号发给指定医院接受医护人员的监护是人们一直以来梦寐以求的技术。
而且该心电监护系统还可以缓存最近几十分钟心电图数据，当患者感到不适时，它可以把最近几十分钟和当前最新心电数据同时传送给监护中心，有利于医护人员的诊断。
本文主要介绍系统的组成以及主要模块的关键技术。
图1 监护系统总体结构框图（略）2系统总统结构如图1所示，移动终端即心电数据采集与发送系统，负责将心电模拟信号转换成数字信号，利用CDMA 1X专用芯片把信号通过CDMA无线网和Internet网络传送到设在医疗服务中心的心电数据专用服务器上，医生通过工作站可随时调出病人的心电数据，经过对心电数据的分析和处理，通过网络将处理意见及建议反馈给患者，可远程指导患者的就医、用药及采取必要的抢救措施。
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基于无线通信的心电监护系统设计
摘要：设计了基于无线网络的远程心电监护系统，该系统方便医生实时了解病人的身体状况，患者可以得到及时、准确的医疗救护。
系统中应用了性能优化的CC2530芯片，通过无线通信的方式，完成心电信号的监护。
最后经过通过仿真测试，证明了所设计系统的有效性。
关键词：心电信号无线通信监护系统CC2530
The Design of ECG Monitoring System Based on Wireless Network Abstract : The design of the remote ECG monitoring system based on wireless network, the system is convenient for the doctor real-time checking the patient´s physical condition, the patients can obtain timely medical accurate treatment .The CC2530 chip is applied in the system for its optimization performance through wireless communication. Finally, through the simulation test, which proves that it is effective for the designed system.
Key Words: ECG Signals;Wireless Communication;Monitoring System；CC2530
心血管疾病的死亡数字令人心惊，如果得心血管疾病的人都住院，在很大程度上浪费资源。
因为很多人一两年都不会突发疾病，而
且医院没那么多资源去应对，所以就很有必要实现一种个人心血管疾病监护的仪器，可以随身携带，基于无线传输，和医院系统或者监护人相连。
现在的电子设备越做越小，功能越来越强大，无线通信方面也越发成熟，就为实现这种应用提供了技术条件。
临床医学中，用于对各种心律失常、心室心房肥大、心肌梗死和心肌缺血等病症检查的最主要手段就是心电图检测。
心电医疗监护系统能够对心脏生理和病理状态进行实时的检测和监视,当病人的生理机能参数超出设定数值时发出警报,提醒医护人员或家属进行抢救。
然而,传统的医疗监护系统是建立在有线连接基础上的,体积大,不便携带,要求在病人身边使用,限制了病人和医护人员的行动,增加了他们的负担和风险。
动态心电图监护系统则成本昂贵，不便推广应用。
因此，开发和研制一种体积小，成本低、功耗小的心电监护系统具有重要的现实意义，将无线通信网络与便携医疗设备结合起来，是低成本医疗的发展与与个人健康管理的先进理念[1]-[2]。
1 系统总体设计
设计的硬件总体框图1如下所示，由心电采集模块、信号发送模块、信号接收模块组成。
通过导联系统获得微弱的心电信号经心电采集模块进行多次放大、过滤，再通过信号发送与接收模块实现信号的
传递，最后由接收模块通过RS-232串口传给电脑,实现信号的观测与存储。
1.1 信号采集模块
心电信号属于低频、微弱和强噪声背景下的自然信号，为了提取有用的心电信号，使得前置放大电路应具有高共模拟制比、高输入阻抗、低噪声和低温漂等特点。
为了更进一步提高前置放大电路的共模拟制效果，采用了右腿驱动电路。
心电信号的频带范围主要分布在0.05～100 Hz，为了在复杂的信号中提取出有用的心电信号，采用了四阶低通滤波器和二阶高通滤波器。
虽然前置放大电路对共模干扰有很强的抑制作用，但是仍有小部分50 Hz的干扰信号没有被滤除，再加上外界干扰和不可避免的因素存在，使得提取的有用信号中仍然有较强的50 Hz工频干扰，因此设计了50 Hz陷波器。
此时为了后期对提取的有用心电信号进一步处理，符合A/D转换器的输入电压，需要进一步对信号进行放大，采用了二级放大电路。
其整体结构如图2所示。
1.2 信号的控制与传输
信号的接受与发送采用的是TI公司经过几次优化的CC2530，该芯片适应于2.4GHz IEEE 802.15.4的RF收发器，具有极高的接受灵敏度和抗干扰能力，可编程的输出功率高达4.5 dBm，且连接简单，外电路只需接少量器件即可。
微控制器选用的是MSP430F149用来实
现对收发状态信息的读写。
1.3 电源供电模块
电源是各个模块必不可少的部分，各个模块所使用的电压也有所不同，本次设计包括信号采集模块电源设计、信号发送模块电源设计、信号接收模块设计和串口的电平转换模块。
其中信号采集模块使用的运放有AD627、OPA333和OPA2333，其所需电压为-3.3 V，信号发射与接收模块采用芯片MSP430F149、CC2530F64，所需电压为+3.3 V。
可以用三节干电池（4.5 V）来供电，对其进行电平转换。
（1）对运放AD627、OPA333和OPA2333而言，需要将4.5 V 转换为-3.3 V，所采用的是ADM660芯片，可外加少量的器件即可实现电平的转换，简单易行。
对MSP430F149、CC2530F64需要将4.5 V 转换为+3.3 V，可用电荷泵MAX1759实现。
具体电路图如图3所示：（2）信号接收模块需要与电脑连接，从电脑端口的USB接口获取+5 V的电压，需要将5V电压转化为+3.3 V电压，才能使单片机正常工作，本次设计采用芯片LM1117实现。
（3）接收器接收的信号要通过RS-232串口传给电脑，但串口的TXD和RXD的电平为正负3伏到正负15伏之间，而单片机的输出电平为0～＋3V之间。
必须要进行电平转换，可用芯片MAX3232PCE 来实现，该芯片所需电压为5伏，可直接由电脑USB接口供电且只需接少量器件即可实现[3]-[4]。
2 软件设计
(1)选用CC2530芯片具有低功耗的特点，采集到的心电信号通过串口通信，用Labview进行分析。
由于Labview具有的高效率的信号处理模块和友好的可操作界面。
如下图的心电信号采集登录系统界面。
(2)Labview具有众多图形化的通信模块和信号的采集、分析、处理等方便简洁[7]。
可以减少电路的外围器件，提高电路的稳定性和可靠性，另外labview还具有对采集到的信号进行有效的保存和回放功能，可以方便医疗人员随时对心电信号进行查看比对。
3 结论
本文主要设计了基于无线网络的心电监测系统。
其中硬件部分包括信号采集、滤波、放大、处理、发设、接收等。
通过实验对系统进行了多次仿真测试、结果表明该心电监护系统能够正确采集、存诸、处理心电信号。
使得医生能够实时、准确地了解患者心脏的活动状况，能够在突发时刻采取相应的措施，以减少死亡率。
参考文献
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