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JP3403809B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP3403809B2
JP3403809B2 JP13006994A JP13006994A JP3403809B2 JP 3403809 B2 JP3403809 B2 JP 3403809B2 JP 13006994 A JP13006994 A JP 13006994A JP 13006994 A JP13006994 A JP 13006994A JP 3403809 B2 JP3403809 B2 JP 3403809B2
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image
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ultrasonic diagnostic
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波造影剤に関する
諸情報を簡便に入力あるいは表示することのできる超音
波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波の医学的な応用としては種々の装
置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生
体の軟部組織の断層像を得る超音波診断装置である。こ
の超音波診断装置は無侵襲検査法で、あまり造影剤など
を使用せずに組織の断層像を表示するものであり、X線
診断装置、X線CT装置、MRIおよび核医学診断装置
などの他の診断装置に比べて、リアルタイム表示が可
能、装置が小型で安価、X線などの被爆がなく安全性が
高い、および超音波ドプラ法により血流イメージングが
可能などの特徴を有している。このため心臓、腹部、乳
腺、泌尿器、および産婦人科などで広く超音波診断が行
われている。特に、超音波プローブを体表から当てるだ
けの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きのようすがリ
アルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返
して検査が行えるほか、ベットサイドへ移動していって
の検査も容易に行えるなど簡便である。
【0003】このような超音波診断装置において、例え
ば、心臓などの検査で静脈から造影剤を注入して血流動
態の評価が行われるようになっている。静脈からの造影
剤注入は侵襲性が小さいので、この血流動態の評価法に
よる診断が普及しつつある。診断は、造影剤の空間分布
の時間変化の様子や、造影剤注入からROIにそれが到
達するまでの時間およびROI内での造影剤によるエコ
ー輝度の時間変化TDC(Time Density Curve)などを
求めることにより行われている。そして、診断に際し、
使用された造影剤の1種類、2濃度(mg/ml)、3注入
量(ml)、4注入速度(ml/sec )、5注入部位などは
必須の情報であり、これらは所定の用紙に記録されるこ
とが多い。
【0004】本来、これらの造影剤に関する情報は、断
層画像とともに画面上に表示され、記録されることが望
ましい。即ち、医師などが断層画像の写真やビデオの再
生像を見て診断する際に、必要な情報をすべて画面から
得られると便利である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の超音波診断装置では、造影剤に関する情報は、
断層画像とともに画面上に表示されておらず別途用紙に
記録していて、利用しづらいという欠点があった。ま
た、現状でこれら諸情報を画面上に表示しようとすると
時間を要し煩雑であるという不具合があった。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、超音波造影剤を用いた診断において
必須である造影剤に関する諸情報が簡便に入力でき、さ
らにこれら諸情報を画面上に表示できる超音波診断装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願発明は、超音波を送信し、反射したエコー信号を受
信する送受信手段と、前記エコー信号に基づいて画像を
作成する画像作成手段と、造影剤に関する情報を入力す
る手段と、入力された前記情報を記憶する手段と、前記
画像と前記情報とを同一画面上に表示する表示手段と、
前記送受信手段、画像作成手段、表示手段の作動条件を
制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、入力され
た前記情報に基づいて、前記送受信手段、画像作成手
段、表示手段のうち少なくとも一つについて、その作動
条件を制御することが特徴である。
【0008】
【0009】
【作用】上述の如く構成された本願発明によれば、造影
剤の名前、濃度、注入量、注入速度、注入部位等の造影
剤に関する情報が入力されて記憶され、表示手段には超
音波画像と前記造影剤に関する情報とが共に表示され
る。そして、造影剤に関する情報に基づいてシステムの
作動条件が制御されるので、使用する造影剤に関する情
報に応じた良好な超音波画像を得ることができる。
【0010】
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の超音波診断装置の全体の外観を
示す斜視図である。同図に示す超音波診断装置10は、
メインユニット12、キャスタ13、および表示モニタ
14を備えている。メインユニット12は、超音波画像
作成等の処理を行うコンピュータと、キーボード16,
トラックボール17,その他操作者により操作されるボ
タンを有する操作パネル15を備えている。例えばCR
Tからなり、超音波画像を表示する表示モニタ14は、
メインユニット12の上に設けられる。さらに、プロー
ブ20がメインユニット12に着脱可能に接続される。
本実施例におけるプローブ20は電子式セクタ型である
が、コンベックス,リニア,オブリーク,機械式等、様
々なタイプのプローブが接続可能である。
【0012】図2は、本発明の第1実施例の構成を示す
ブロック図である。同図において、複数のトランスデュ
ーサを有するセクタ型プローブ20は被検体内に超音波
を照射する。送受信ユニット21はプローブ20に接続
される。送信回路21Aは、送信アンプ21Bを介して
各トランスデューサに駆動パルスを供給し、また各駆動
信号の遅延時間を、超音波ビームが任意の角度で照射さ
れるように調節する。
【0013】照射された超音波は被検体内で反射し、反
射したエコーはプローブ20によって受信される。受信
されたエコー信号は送受信ユニット21に入力される。
受信回路21Cは受信プリアンプ21Dを介して入力さ
れる受信信号の遅延時間を調節する。受信信号は、Bモ
ード処理回路22A、CFM処理回路22BまたはPW
処理回路22Cに入力され、それぞれのモードによる画
像が作成され、フレームメモリ23に記憶される。作成
された画像はフレームメモリ23から読み出され、ダイ
ナミックレンジ制御器25を介して表示モニタ14に入
力され、スクリーン上に表示される。また、ダイナミッ
クレンジは、送受信ユニット21、処理回路22A〜2
2Cでも制御可能である。
【0014】モード選択ボタン25A〜25Dが操作パ
ネル15上に設けられている。モード選択ボタンは、造
影剤モードボタン25A、Bモードボタン25B、カラ
ードプラ(CFM)モードボタン25C及びパルスドプ
ラ(PW)モードボタン25Dを含んでいる。操作者は
これらのボタン25A〜25Dのうちの一つを押すこと
により、モードを選択することができる。造影剤モード
ボタン25A以外のモード選択ボタン25B〜25Dは
従来の超音波診断装置にも備えられているものであり、
これらのボタンが押されるとそれぞれのモードに従った
撮影が可能な状態となる。操作者が造影剤を使用した超
音波撮影を行おうとするとき、あるいは造影剤を使用し
て得た超音波画像に対して造影剤情報の入力等の処理を
行おうとするときは、造影剤モードボタン25Aを押す
ことにより造影剤モードが選択される。造影剤モード選
択後、操作者は操作パネルに設けられたサブモード選択
ボタン26A〜26Cの一つを選択するこにより、サブ
モードを選択することができる。サブモード選択ボタン
26A〜26Cは、情報入力モードボタン26A、タイ
ムデンシティカーブ(TDC)モードボタン26B及び
ハーモニクス撮影モードボタン26Cを含んでいる。
【0015】情報入力モードボタン26Aを押すと、造
影剤に関する情報を入力または選択するモードが情報入
力モード処理器27Aが作動し、情報入力モードがスタ
ートする。情報入力モードがスタートすると、条件制御
器29は、情報入力処理器27Aの出力に基づいて、送
受信ユニット21またはダイナミックレンジ制御器25
を制御する。このモードの詳細については後述する。T
DCモードボタン26Bを押すと、TDC処理器27B
が作動し、得られた画像についてのTDCを求めるモー
ドがスタートする。ハーモニクス撮影モードボタン26
Cを押すと、ハーモニクス撮影処理器27Cが作動し、
ハーモニクス撮影モードがスタートする。ここで、TD
Cは超音波の散乱強度あるいはエコー輝度の時間変化を
表示するものであり、ハーモニクス撮影は造影剤の主成
分である気泡の非線形散乱特性を利用し、造影剤のみを
他の臓器実質と区別して表示する手法である。尚、TD
C計算とハーモニクス撮影は公知の技術なので、説明を
省略する。なお、本発明は、上記モードやサブモードの
種類に限定されるものではない。
【0016】次に、造影剤に関する情報を入力または選
択するための情報入力モードの動作を図2乃至図5を参
照して説明する。
【0017】初めに、造影剤モードボタン25Dを押す
ことにより造影剤モードがスタートする(図3のステッ
プ301)。造影剤モードのスタート後、情報入力モー
ドボタン26Aを押すことにより情報入力モードが開始
する(ステップ302)。このモード情報入力モードの
使用は、これから撮影しようとする画像に関する情報を
入力する場合と、既に撮影された画像に対して情報を入
力する場合とがある。そのため、情報入力モードが開始
すると、表示モニタ14に新たな画像を撮影するか既存
の画像を読み出すか、いずれかを選択せよとの指示が表
示される(ステップ303)。ここでは、まず新たな画
像を撮影する場合(ステップ303でYES)について
説明する。
【0018】操作者が新規画像撮影を選択すると、図4
に示すような造影剤に関する情報のテーブル30がメモ
リ28から読み出され、表示モニタ14に表示される。
テーブル30は、造影剤の名前(NAME)、濃度(D
ENSITY)、注入量(VOLUME)、注入速度
(SPEED)、注入部位(PORTION)のデータ
を入力するための欄を有している。テーブル30の一つ
の入力欄に関連して、複数の副入力欄も表示される。図
4では、メモリ28に予め記憶されている超音波撮影に
用いられる造影剤の名前が副入力欄31に名前欄に関連
して複数表示されている。操作者は表示された名前のう
ちの一つをトラックボール17を用いてカーソル32を
動かして選択する(ステップ304)。名前の選択が終
了すると、選択された造影剤の濃度に関する複数組のデ
ータが次の副入力欄31に表示される。他の入力欄に関
する複数組のデータも同様にメモリ28に記憶されてお
り、次々に表示される。全ての項目の入力が終了するま
で同様の処理が繰り返される(ステップ305)。
【0019】なお、本実施例では入力する情報は5種類
としたが、本発明はこれに限定されない。また、メモリ
28に記憶されている、副入力欄に表示される項目は、
操作者によって削除または追加できるようにしてもよ
い。また、入力欄はキーボード16の操作により手動入
力できるようにしてもよい。また、サブモードの選択
は、表示モニタ14に表示される指示に従って、キーボ
ード16から入力するようにしてもよい。
【0020】全ての入力欄が上述のようにして埋められ
ると、選択または入力された一組の情報はメモリ28に
保存されて情報入力モードは終了し(ステップ30
6)、装置は撮影可能な状態となる。ここで、表示モニ
タ14に表示されたテーブル30は、汎用の外部記録装
置、例えばプリンタや写真等で記録することができる。
その後、モード選択ボタン25A〜25Cの一つを選択
し、(ステップ307)造影剤を用いた超音波撮影を所
望の撮影モードで行なう(ステップ308)。
【0021】ここで得られた画像はフレームメモリ23
に記憶され、2次元マトリクスに展開される。フレーム
メモリ23内では、表示画面の予め定められた位置に相
当するアドレスに情報入力モードで作成されたテーブル
30のデータがオーバレイされる。ここで、テーブル3
0がオーバレイされる位置は、超音波画像が存在しない
位置が望ましい。オーバレイされた画像は、所定の順序
で読み出され、図5のように表示モニタ14に表示され
る。造影剤モードを終了するときは、表示モニタ14に
表示される指示に従って、オーバレイ画像を保存するか
否かを選択する(ステップ309)。保存する場合は、
フレームメモリ23から画像がオーバレイされたテーブ
ル30とともに再び読出され、イメージメモリ24内に
記憶される(ステップ310)。本実施例によれば、こ
のように記憶された画像は、イメージメモリ24から読
み出して表示モニタ14に表示するときは常に造影剤情
報が一緒に表示される。
【0022】また、既に得られた画像に対して後から造
影剤情報を付加する場合を選択することも可能である
(ステップ303でNO)。まず、イメージメモリ24
に保存されている画像を選択し、フレームメモリ23を
経由して読み出す(ステップ320)。すると、フレー
ムメモリ23内で予め定められた位置にブランクのテー
ブル30がオーバレイされ、オーバレイされた超音波画
像が表示モニタ14に表示される。そして、上述と同様
にして造影剤に関する情報を入力する(ステップ321
〜323)。入力が終了すると、イメージメモリ24内
の各フレームの予め定められた位置に相当するアドレス
にテーブル30のデータを書込むことができる(ステッ
プ324,325)。
【0023】上述した処理シーケンスは、情報入力モー
ド処理器27Aにプログラムされている。本発明は、こ
の手順の詳細に限定されるものではなく、様々な処理手
順が可能である。
【0024】次に、条件制御操作手順について説明す
る。情報入力モードで入力された情報は、システムの条
件を制御するのに用いることが可能である。例えば、表
示される超音波画像のコントラストを制御することがで
きる。
【0025】造影剤を用いた超音波撮影では、造影剤成
分の反射波は強度が強いため、表示された画面内に造影
剤が写るとその部分の輝度が大幅に上昇する。しかし、
通常超音波診断装置で表示できる輝度のダイナミックレ
ンジは、画像のコントラストを高めるため、生体組織で
反射されるエコー信号について予想される信号強度幅に
設定されている。このため、エコー信号中の造影剤成分
はこのシステムのダイナミックレンジから突出し、画像
が飽和することがあり、画像の観察に支障を来す恐れが
ある。これを防ぐため、本実施例では、情報入力モード
にて入力された情報に基づいて送受信条件を制御するこ
とができる。
【0026】造影剤注入により増加する信号強度は、注
入される造影剤の種類・濃度・量によってほぼ決まって
いる。例えば、200mg/ml注入したときは10dB信号
強度が増大するとする。条件制御器29内のメモリ29
Mは、このような造影剤濃度に対応する、予測される増
加信号強度および最適ダイナミックレンジの対照表を記
憶している。造影剤情報入力後に撮影を行なう場合、条
件制御器29は情報入力処理器27Aから選択された造
影剤濃度のデータを入力し、入力値に応じて受信アンプ
21Cのゲインを制御する。例えば上述のように200
mg/lの濃度の造影剤を用いるときは、受信アンプ21
Cのゲインを10dB低下させる。ここで、より十分なコ
ントラスト制御のために送信アンプ21Bのパワーも制
御するようにしてもよい。さらにダイナミックレンジ制
御器25、処理回路22A〜22Cを制御してもよい。
また、既に撮影された画像に対して造影剤情報を入力し
た場合は、情報入力処理器27Aからの入力値に応じて
ダイナミックレンジ制御器25等を制御し、最適なダイ
ナミックレンジを得ることができる。
【0027】また、本発明は、上記実施例に限定されな
い。例えば、送受信ユニット21やダイナミックレンジ
制御器25を手動で微調整できるようにしてもよい。さ
らに、深さごとのゲインを調節するSTC(Sensitivit
y-Time Control)を調節するようにしてもよい。
【0028】このようにして、本実施例では、造影剤の
名前、濃度、注入量、注入速度、注入部位等の造影剤に
関する情報が超音波画像と共に同一の表示モニタ上に表
示されるので、操作者は造影剤に関する情報を容易かつ
確実に認識することができ、操作性が著しく向上する。
【0029】また、超音波画像のコントラスト制御等、
画像処理の条件を制御することができるので、撮影の環
境、条件に応じた良好な超音波画像を得ることができる
ようになる。
【0030】次に、時間表示に係る本発明の第2の実施
例を図6乃至図8を参照して説明する。造影剤を使用し
ての診断は、造影剤の空間分布の時間変化の様子や、造
影剤注入からROIにそれが到達するまでの時間、RO
I内での造影剤によるエコー輝度の時間変化TDC(Ti
me Density Curve)などを求めることにより行われてい
る。これらを知るためにはある基準点(造影剤注入開
始、あるいは注入終了時点など)からの経過時間を測る
必要がある。
【0031】図6は本発明の第2の実施例の構成を示す
ブロック図である。なお、図2と同一の構成のついては
同一の符号を付してある。タイミング入力手段42は超
音波診断装置のパネル上に設けられスタートボタンとス
トップボタンを有しており、ストップウオッチのように
使用することができる。時間計側部34は計時機能を有
し、スタート時間・ラップ時間・終了時間がフレームメ
モリ23とメモリ36に入力される。特徴量演算部38
は種々の特徴量を計時結果に基づいて算出する。TDC
処理部40はROI内のTDCを、フレームメモリ23
内の複数フレームの画像に基づいて求め、求められたT
DCは画像にオーバレイされてモニタ14上のTDC表
示部A4に表示される。
【0032】まず、パネルの操作により時間計測のモー
ドに入る。このモードは第1の実施例で述べたようなサ
ブモードのひとつとしてもよい。このモードに入ると画
面上には、図7に示すように、断層画像に経過時間がオ
ーバレイされ、経過時間表示部A1に0.0sec のよう
に表示される。これは強調のために点滅するように表示
してもよい。このモードは基本的にはストップウオッチ
の機能を有している。例えば、パネル上に割り当てられ
たスタートスイッチを造影剤注入と同時に押すとその時
点からの経過時間の計測を時間計側部34で開始し、画
面上の経過時間表示部A1に表示する。経過時間は見易
いように、画面上に表示されている他の文字情報よりも
大きく表示する方がよい。これは画像劣化のあるビデオ
再生時において特に有効である。また、ROIは造影剤
注入前に、画像内の造影剤が現われそうな領域に設定す
ることができる。
【0033】つぎに、モニタ14に表示されたTDCを
みながら適当なタイミングで再度スタートボタンを押す
ことによりその時点までの経過時間t1がメモリ36に
記憶され、同時に、経過時間表示部A2に表示される。
経過時間の計測は継続されており、スタートボタンを押
すごとにその時点までの経過時間t2,t3が図7の経
過時間表示部A2に表示される。
【0034】いま、造影剤が注入され、図8のようなT
DCが得られつつあるとする。造影剤がROIに到達し
ROI内の輝度が上昇し始める時点t1と、造影剤が通
過し輝度がもとに戻った時点t2でスタートボタンを押
したとする。この場合、造影剤注入後の経過時間や到達
時間t1に加え、造影効果持続時間も臨床上有用な特徴
量であるので、(t2−t1)を特徴量演算部15にお
いて演算し、モニタ14の特徴量表示部A3に表示して
もよい。その他、図8に示すような特徴量、即ち、C
1:到達時間、C2:最大輝度レベルまでの時間、C
3:最大輝度レベルからバックグランドレベルにもどる
までの時間、C4:造影効果持続時間を求めて表示して
もよい。なお、図中の数値と参照番号は一致している。
【0035】上記の例では、t1およびt2の指定を手
動で行なったが、自動判定させても勿論よい。例えば、
輝度がある値を越えると経過時間が取り込まれるように
すればよい。また、輝度の最大レベルを求めるにはTD
Cの微分値が0になる時点を検出すればよい。さらに、
計測の開始あるいは終了は超音波診断装置本体外部から
の電気信号から指定してもよい。例えば、注射器を押し
たこと、あるいは押し終わったことを検出して計測を開
始してもよいし、フットスイッチからの信号を検出して
もよい。
【0036】このようにして、本実施例では、造影剤に
よるエコー輝度の時間変化(TDC)をモニタ画面上に
表示することができるので、操作者は現在の造影剤の状
況を的確に認識することができ、操作が容易となるばか
りでなく高精度な診断が可能となる。
【0037】尚、第1実施例及び第2実施例の構成を組
み合わせ、造影剤に関する情報を表示すると共に、造影
剤注入後の経過時間や特徴量を表示するようにしてもも
ちろん良い。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
造影剤を用いた超音波画像の撮影時に重要となる造影剤
に関する情報が超音波画像と共に同一のモニタ画面上に
表示され、さらに造影剤に関する情報に基づいてシステ
ムの作動条件が制御されるので、使用する造影剤に関す
る情報に応じた良好な超音波画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超音波診断装置の構成を示す斜視
図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図である。
【図3】第1実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
【図4】造影剤に関する情報が記述されたテーブルを示
す説明図である。
【図5】造影剤に関する情報をモニタ上に表示した例を
示す説明図である。
【図6】本発明の第2実施例に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図である。
【図7】造影剤に関する時間情報をモニタ上に表示した
例を示す説明図である。
【図8】造影剤注入後の経過時間とエコー輝度の変化を
示す特性図である。
【符号の説明】
10 超音波診断装置 14 表示モニタ 20
プローブ 21 送受信ユニット 21A送信回路 21B
送信アンプ 21C 受信回路 21D受信プリアンプ 22A
Bモード処理回路 22B CFM処理回路 22C PW処理回路
23 フレームメモリ 24 イメージメモリ 25 ダイナミックレンジ制
御器 25A 造影剤モード 25B Bモード 25C
CFMモード 25D PWモード 26 サブモード選択ボタン 26A 情報入力モード 26B TDCモード 26C ハーモニクス撮影モード 27A 情報入力
処理器 27B TDC処理器 27C ハーモニクス撮影処
理器 29 条件制御器 29M メモリ 30 造影剤
情報テーブル 31 副入力欄 32 カーソル 34 時間計測
部 36 メモリ 38 特徴量演算部 40 TDC
処理部 42 タイミング入力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−102232(JP,A) 特開 平1−221144(JP,A) 特開 昭60−74399(JP,A) 実開 昭63−102410(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超音波を送信し、反射したエコー信号を受
    信する送受信手段と、 前記エコー信号に基づいて画像を作成する画像作成手段
    と、 造影剤に関する情報を入力する手段と、 入力された前記情報を記憶する手段と、 前記画像と前記情報とを同一画面上に表示する表示手段
    と、 前記送受信手段、画像作成手段、表示手段の作動条件を
    制御する制御手段とを有し、 前記制御手段は、入力された前記情報に基づいて、前記
    送受信手段、画像作成手段、表示手段のうち少なくとも
    一つについて、その作動条件を制御することを特徴とす
    る超音波診断装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段は、前記情報に基づいて前記
    エコー信号の信号特性を予測し、該予測に基づいて前記
    作動条件を制御することを特徴とする請求項1記載の超
    音波診断装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、前記画像のコントラスト
    に関する条件を制御することを特徴とする請求項1記載
    の超音波診断装置。
  4. 【請求項4】前記制御手段は、前記画像のコントラスト
    が最適となるようダイナミックレンジに関する条件を制
    御することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装
    置。
  5. 【請求項5】前記造影剤に関する情報を入力する場合
    に、造影剤情報入力用テーブルを前記表示手段に表示す
    ることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  6. 【請求項6】時間計測のタイミングを入力する手段と、
    このタイミングに基づき経過時間を計測する手段と、こ
    の計測された時間を前記表示手段に表示する手段とを備
    えたことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  7. 【請求項7】信号値の時間変化を表わす曲線を求める手
    段を有し、前記曲線は前記表示手段に表示されることを
    特徴とする請求項6記載の超音波診断装置。
  8. 【請求項8】前記曲線に関する特徴量を求める手段を備
    え、前記特徴量は前記表示手段に表示されることを特徴
    とする請求項7記載の超音波診断装置。
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