CN101118574A - 基于规则的体绘制和导航的系统和方法 - Google Patents

基于规则的体绘制和导航的系统和方法 Download PDF

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CN101118574A CNA200710146479XA CN200710146479A CN101118574A CN 101118574 A CN101118574 A CN 101118574A CN A200710146479X A CNA200710146479X A CN A200710146479XA CN 200710146479 A CN200710146479 A CN 200710146479A CN 101118574 A CN101118574 A CN 101118574A
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Abstract

本发明某些实施例提供了一种用于临床展现放射研究的方法(200)，包括：将可定制的规则组(302，304，306，400)与对应于放射研究的至少一部分的图像数据相关联；自动绘制该图像数据以形成体数据；并用可定制的规则组(302，304，306，400)自动导航该体数据以便给用户展现被导航的所述放射研究的至少一部分。在一个实施例中，系统(100)进一步包括根据用户从交互停止体数据的自动导航。在一个实施例中，自动绘制图像数据根据用户的交互启动。在一个实施例中，自动导航体数据根据用户的交互启动。在一个实施例中，自动绘制图像数据和自动导航体数据都根据用户的交互启动。在一个实施例中，可定制的规则组(302，304，306，400)包括绘制规则和导航规则中的至少一个。

Description

基于规则的体绘制和导航的系统和方法
技术领域
本申请的实施例通常涉及基于规则的体生成和导航。特别的，某些实施例涉及用于图片归档和通信系统(“PACS”)的自动的基于规则的体生成和导航。
背景技术
诊断工作站，诸如PACS工作站和Advantage Worksatation经变成处理放射图像的放射学家和其他临床医生日益有帮助的工具。例如，放射学家能够使用计算机工作站运行一个或多个临床应用软件(PACS工作站，AdvantageWorksatation等)以读取患者的病情研究。工作站可允许临床医生(例如，放射学家、心脏病专家、技师等)以多个维度、方向、色彩、色调、阴影、大小、和/或旋转等观看放射图像数据。
计算机工作站可允许用户，诸如临床医生与应用软件进行交互。应用软件可包括用于观看放射图像和/或研究的特征。例如，应用软件具有一个观看端口，通过它可看见一个或多个放射图像。临床医生，诸如放射学家通常需要多次用户交互，来观察将用于临床目的的患者研究和/或图像。例如，一旦加载CT研究，用户可通过采用重建算法的应用软件，引导体积图像的绘制。这类用户引导可包含多次鼠标点击，或搜寻(mousing)设备的多次使用。此外，一旦图像已经绘制，用户可利用多次搜寻交互，诸如鼠标点击、鼠标拖动等来导航(navigate)图像。
放射成像设备，诸如计算机断层摄影(“CT”)或磁共振(“MR”)可产生并采集一个或多个放射图像。所采集的图像可包括一系列二维图像。可重建或绘制这些二维图像以形成更高维数的图像，诸如三维图像或四维图像(例如，随时间显示的三维图像)。
某些应用软件能够使用户以下面的方式进行交互和引导体绘制。首先用户可通过一动作，诸如选择、点击、启动等启动体绘制应用软件。接着用户可选择用于体绘制的研究。在这些步骤之后，接着该应用软件利用例如默认的体绘制协议来绘制体积。
在具有PACS的集成环境中，体绘制可包括下列步骤。首先，用户使用例如PACS工作站选择用于读取的研究。如果该研究含有多个系列，会需要用户进一步选择他想加载到体绘制应用软件中的系列。其次，用户必须启动体绘制应用软件。这例如可通过选择体绘制协议来实现。接着，用户必须启动该应用软件中的体绘制。这之后，在该体绘制应用软件中可构建体积。
在绘制或重建后，进一步导航或进一步处理绘制或重建的图像是有帮助的。每个所需的导航结果可能需要多个用户交互。例如，为了旋转该体积，用户可选择“旋转”工具。工具的选择可例如如下实现：右击并选择该工具或从工具面板中选择该工具，并在显示器上在希望旋转的方向上拖动搜寻设备。作为另一示例，为了缩放图像，例如用户可选择“缩放”工具并拖动鼠标以缩小或放大显示的图像。作为另一示例，为了改变窗口级别参数(例如，对比度和亮度)，例如用户可选择“窗口/级别”工具并在显示器上拖动该搜寻设备。执行这些功能(例如，旋转，窗口/级别等)的组合包含若干交互。然而，重复使用搜寻设备或其他接口设备并非是更优的。
此外，很多临床医生在读取放射研究时的行为，在某种程度上是重复的和/或可预测的。例如，放射学家具有他/她自己的特有方式来导航体积。例如放射学家在图像分析期间还可具有他/她所采用的很多不同技术。
这样，需要在绘制和/或导航体积时减少用户交互数量的方法和系统。另外，需要允许用户轻松地脱离任何自动程序以减少交互的方法和系统。需要在绘制和导航放射研究时有利于得到一致性结果的方法和系统。
发明内容
本发明某些实施例提供了一种临床展现放射研究的方法，包括：将定制的规则组与对应于放射研究的至少一部分的图像数据相关联；自动绘制该图像数据以形成体数据；并用可定制的规则组自动导航该体数据以便给用户展现被导航的该放射研究的至少一部分。在一个实施例中，该系统进一步包括：根据用户交互停止自动导航体数据。在一个实施例中，根据用户交互启动自动绘制图像数据。在一个实施例中，自动导航体数据根据用户交互启动。在一个实施例中，自动绘制图像数据和自动导航体数据都根据用户交互启动。在一个实施例中，该可定制的规则组包括绘制规则和导航规则中的至少一个。在一个实施例中，可定制的规则组可基于至少下列之一进行定制：产生该放射研究的至少一部分的形态(modality)；在该放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；用户身份；用户偏好；和在该放射研究的至少一部分中对患者执行的过程。在一个实施例中，由PACS工作站进行绘制和导航。在一个实施例中，多个可定制的规则组与该放射研究的至少一部分关联。在一个实施例中，部分基于至少以下之一从所述多个可定制的规则组中选择可定制的规则组：产生该放射研究的至少一部分的形态；在该放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；用户身份；用户偏好；该多个规则组之一的默认状态；该多个规则组之一的先前状态；和在该放射研究的至少一部分中对患者执行的过程。
本发明某些实施例为放射研究的临床展现提供了一种系统，包括：用于接收用户交互的用户界面；用于接收与放射研究的至少一部分对应的图像数据的通信链路；和能够进行图像数据绘制以形成体数据和导航该体数据的处理器，其中该处理器在利用可定制的规则组进行用户交互时自动执行体数据的导航。在一个实施例中，该处理器在后继的用户交互时停止该导航。在一个实施例中，该处理器在用户交互时自动执行所述绘制。在一个实施例中，该处理器形成PACS工作站的一部分。在一个实施例中，可定制的规则组包括绘制规则和导航规则中的至少一个。在一个实施例中，可定制的规则组可基于至少以下之一进行定制：产生放射研究的至少一部分的形态；在放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；用户身份；用户偏好；和在放射研究的至少一部分中对患者执行的过程。在一个实施例中，多个可定制的规则组与放射研究的至少一部分相关联。在一个实施例中，部分基于至少下面之一从该多个可定制的规则组中选择可定制的规则组：产生放射研究的至少一部分的形态；在放射研究的至少一部分中患者的解剖体；用户身份；用户偏好；该多个规则组之一的默认状态；该多个规则组之一的先前状态；和在放射研究的至少一部分中对患者执行的过程。
本发明某些实施例提供了包括一组计算机指令的计算机可读存储介质，该组指令包括：用于将与放射研究相关的图像数据绘制成体数据的绘制程序；和基于与放射研究相关的可定制规则组来自动导航该体数据的导航程序。在一个实施例中，该导航程序在用户交互时自动执行。在一个实施例中，可定制的规则组包括绘制规则和导航规则中的至少一种。在一个实施例中，可定制的规则组可基于以下至少一种进行定制：产生放射研究的至少一部分的形态；在放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；用户身份；用户偏好；和在放射研究的至少一部分中对患者执行的过程。在一个实施例中，多个可定制的规则组与放射研究的至少一部分相关联。在一个实施例中，部分基于至少下面之一从多个可定制规则组中选择可定制规则组：产生放射研究的至少一部分的形态；在放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；用户身份；用户偏好；多个规则组之一的默认状态；多个规则组之一的先前状态；和在放射研究的至少一部分中对患者执行的过程。在一个实施例中，导航程序能在用户交互时停止。在一个实施例中，该组指令进一步包括用于将规则组与图像数据相关联的关联程序。
附图说明
图1显示了根据本发明实施例的一种放射研究的临床展现的系统。
图2显示了根据本发明实施例的放射研究的临床展现方法的流程图。
图3显示了根据本发明实施例的可定制的规则组。
图4显示了根据本发明实施例的一组规则，其为XML中的示例性规则。
当结合附图进行阅读时，将更好地理解上述概述以及下面本申请某些实施例的详细描述。为了阐述本发明的目的，在附图中显示了某些实施例。然而，应当理解的是本发明并不限于在附图中所示的安排和手段。此外，根据一个或多个实施例，一些图表可以成为与本发明方法和系统相关的显示和/或输出类型的代表。
具体实施方式
图1显示了根据本发明实施例的一种用于放射研究的临床展现的系统100。系统100可包括通过一个或多个通信链路114与处理子系统116、跟踪子系统118和/或存储设备104通信链接的成像子系统102。
成像子系统102可以是能够产生对应于患者的感兴趣体积的二维、三维和/或四维数据的任何放射系统，该感兴趣体积可能在其中包括异物。一些类型的图像处理子系统102例如包括计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、X线、正电子发射断层摄影(PET)、层析X射线照相组合、超声等。成像子系统102例如可包括荧光和/或血管造影系统。成像子系统102例如能够基本上实时产生感兴趣体积至少一部分的图像。成像子系统102可产生一个或多个包括图像数据的数据集，该图像数据可经由通信链接114与存储设备104和/或处理子系统116进行通信。
存储设备104例如能够保存由成像子系统102和/或跟踪子系统118所产生的数据组。存储设备104例如可以是诸如PACS存储设备的数字存储设备，光介质存储设备，磁介质存储设备，固态存储设备，长期存储设备，短期存储设备等。例如可将存储设备104集成到成像子系统102和/工或处理子系统116中。存储设备104例如可以位于本地或远处。存储设备104例如可以是持久或短暂的。
处理子系统116可进一步包括存储器106、处理器108、用户界面110和/或显示器112。处理子系统116的各个组件可通信链接。可将一些组件，诸如像处理器108和存储器106集成在一起。该处理子系统116例如可从成像子系统102和/或存储设备104接收对应于研究的感兴趣体积的数据。处理子系统116例如可通过一个或多个通信链路114通信链接到成像子系统102和/或存储设备104。系统100的各个组件间的通信例如可以是连续的、间歇的、按照请求的等。由处理子系统116所接收的数据例如可保存在存储器106中。处理子系统116例如可以是PACS工作站，或其一部分。
存储器106例如可以是计算机可读存储器，诸如硬盘，软盘，CD，CD-ROM，DVD，紧凑型存储设备，闪存，随机存取存储器，只读存储器，电可擦除可编程只读存储器和/或其他存储器。存储器106例如可包括多于一种存储器类型。存储器106例如可能够临时或永久地保存数据。存储器106例如可能够保存一组可由处理器108读取的指令。存储器106例如还可能够保存由图像产生子系统102所产生的数据。存储器106例如还可能够保存由处理器108所产生的数据。
处理器108可以是中央处理单元，微处理器，微控制器等。处理器108例如可包括多于一个处理器/处理单元。处理器108例如可以是集成组件，或可以分散在多个位置处。处理器108例如可能够执行应用程序。处理器108例如可能够执行根据本发明的任一种方法。处理器108例如能够接收来自用户界面110的输入信息，并产生可通过显示器112显示的输出。
用户界面110例如可包括能将来自用户的信息传达给处理子系统116的任何(多个)装置。用户界面110可包括搜寻设备(例如鼠标)、键盘，和/或任何其他能接收用户指示的设备。例如用户界面110可包括声音识别、运动跟踪和/或眼睛跟踪特征。用户界面110例如可以集成到其他组件中，诸如显示器112。作为示例，用户界面110例如可包括触摸响应显示器112。用户界面110例如可将诸如鼠标点击、鼠标拖动、搜寻设备激励和按键敲击的用户交互传递给处理子系统116的其他组件。
显示器112可以是能够给用户传达视觉信息的任何设备。例如，显示器112可包括阴极射线管、液晶二极管显示器、发光二极管显示器、投影仪等。显示器112例如可能够显示由处理子系统116产生的数据和放射图像。显示可以是二维的，但也能够通过阴影、和/或着色等指示三维信息。
图2显示了根据本发明实施例的用于临床展现放射研究的方法200的流程图。例如，至少一部分方法200的步骤能以交替顺序和/或基本/部分同步地来执行。方法200的一些步骤还可以省略，例如步骤208。方法200例如可部分地由一个或多个处理器来执行。
在步骤202中，将可定制的规则组与对应于放射研究的图像数据关联。放射研究可具有多种相关的信息。例如，放射研究可由一种或多个过程来产生，并可具有关于(多个)产生过程的对应信息。例如放射研究可含有对应于患者、(多个)成像形式、所成像的(多个)解剖结构、和/或执行该过程的临床医生等的信息。
还有可能将一个或多个可配置的规则组与该放射研究相关联。回到图3片刻，显示了根据本发明实施例的各种定制的规则组302、304和306。规则组302、304和306的每一个例如可单独定制。可从一组规则中增加和/或去除规则。可根据临床医生的偏好、临床应用、和/或显示器/处理器的能力/限制等来定制规则。例如可通过与导航软件交互来定制(例如，通过用鼠标贯穿一研究导航来开发一组规则)，或通过诸如在电子数据表类型的界面中键入文本的其他方法来定制规则。基于各种参数(例如，形态，临床医生身份，临床医生的偏好，解剖，患者，过程等)，在绘制/导航时产生规则。另外，例如可增加/去除另外的组。
规则可指导处理子系统(例如，处理子系统116)如何执行自动导航(下面讨论)。规则还可指示处理子系统(例如，处理子程序116)如何执行自动绘制(下面讨论)。这样，规则可用于绘制和/或用于导航或用于它们的组合。
例如，一些类型的导航规则的非排他性列表可包括下列：窗口/级别；旋转；放大/缩小；同步视图(例如，在特定体积内的2D视图，或跨过多个体积的2D视图)；应用查找表(LUT)；扫视；调整亮度级别；调整对比度级别；和选择和观看特定的二维平面(例如，倾斜的，矢状的(saggital)等)。查找表(LUT)对于将像素信息转换成灰度值，或转换成其他类型的信息(例如，对比度，角度，亮度，颜色等)是有用的。每个规则例如可具有相关的各种参数(例如旋转45度或3秒，放大150％，应用对应于肺部组织的LUT)。例如参数可以是常量或变量。可变参数的示例是对应被成像的解剖结构的参数。这样，如果研究是针对肺部组织，则参数对应肺部组织。或者，如果研究是针对手臂，则该参数对应手臂。例如，可基于被成像的解剖体来选择各个LUT，并且可变参数可有助于该目的。
例如一些类型的绘制规则的非排他性列表可包括下列：执行最大强度的投影；执行最小强度的投影；应用先进的算法诸，如管分析、颜色分析、心脏算法等。
转到图4片刻，显示了根据本发明实施例的样本规则400。虽然例如多种其他类型的编码(例如纹理，图表)也是可能的，该特定规则以XML 进行编码。样本规则400大致对应图3所示的规则组306。该规则组含有实际规则并可同样含有一些附加信息(例如，元数据)。这种附加信息可包括例如规则的名称，规则的默认状态，规则的先前状态，规则与过程的关联，规则与临床医生的关联，和/或规则与处理子系统类型的关联等。
(多个)规则组(302，304和/或306)能以多种方式与放射研究关联。该关联例如可以是物理或逻辑的。该关联可以先验地执行，或可在图像绘制/导航时发生。关联例如可以是自动或者手动地执行。规则例如可形成该研究的一部分，或其一个系列。作为另一示例，规则可以位于其他地方(例如，在存储器所保存的列表中)。例如当处理放射研究图像数据时，一个或多个应用软件可能够确定并关联一组待执行的规则。
例如，各种不同的规则组可用于关联。在这一情况下，例如，软件应用能够基于特定的标准/多个标准从一个或多个规则组中选择。可能的选择标准的非排他性列表可包括下列：产生放射研究的形态(或其系列)；放射研究中患者的解剖体；临床医生(例如用户)的身份；临床医生的偏好；规则组的默认状态；规则组的在前状态；和放射研究(或其系列)中对患者执行的过程。
在步骤204中，自动绘制图像数据以形成体数据。在研究(或其一系列)中所保存的图像数据可以是二维的。绘制例如可采用这种二维数据并以体数据的形式产生三(或四)维模型。例如，根据来自步骤202的关联的规则组绘制图像数据。或者，可例如根据前述的方法，将图像数据绘制成体数据。例如，根据临床有效性和/或临床医生的偏好来绘制体数据。例如，绘制可由处理子系统(例如，子系统116)，诸如PACS工作站来执行。例如，绘制可在一个或多个处理器上执行。例如，绘制可由在一个或多个处理器上运行的应用软件或多个应用软件来执行。例如自动绘制可由用户(例如，临床医生)鼠标点击和/或其他用户交互来启动。
例如，可以在显示器上将得到的体数据显示给用户，诸如临床医生。例如以二、三和/或四维的形式显示该数据。该数据例如可由具有观看端口的应用软件来显示。体数据例如可包括患者的一个或多个解剖图像。例如，当在放射研究中有多个系列时，可绘制多个三维图像。例如，也可显示给用户多个体积。
在步骤206中，用所述可定制的规则组自动导航(也被称为游历(traverse))该体数据。导航例如可在没有任何附加用户交互的情况下自动执行，或可由一附加用户交互(例如，第二次鼠标点击)来启动。例如可将实时导航结果显示给用户或仅显示最终的结果。导航例如可由处理子系统(例如子系统116)，诸如PACS工作站来执行。导航结果例如可通过一个或多个显示端口显示给用户(例如临床医生)。导航例如可在一个或多个处理器上执行。导航例如由在一个或多个处理器上运行的应用软件或多个应用软件来执行。导航例如可由执行绘制的同一个应用软件或由不同的应用软件来执行。自动导航例如可由用户(例如，临床医生，放射学家，心脏病专家等)的鼠标点击和/或其他用户交互来启动。
在步骤208中，自动导航可根据用户交互停止。观看导航的用户可能希望停止自动导航，以及希望用例如鼠标点击来停止自动导航。在停止自动导航后，用户能够执行手动导航(例如，非自动的)。用户例如还能够在运行自动导航时执行手动导航。用户也能够在随后的用户交互时(例如随后的鼠标点击)重新启动自动导航。
作为说明性示例，方法200能以下列方式执行。在执行方法200之前，临床医生执行对患者肺部的CT扫描。得到的研究含有多组二维图像数据切片。在步骤202，将可定制的规则组与患者肺部的研究关联。在这一特定示例中，图4的规则组与该研究关联。该关联以下列方式自动执行。临床医生希望观看患者肺部的研究。临床医生用PACS工作站运行用于读取图像的应用软件。该应用软件允许临床医生选择要观看的研究。临床医生从PACS工作站选择研究并点击鼠标打开用于阅读的研究(在该研究上双击，在“Display Images”按钮上点击鼠标等)。该应用软件知道临床医生的身份。该应用软件还知道研究的属性。临床医生更喜欢将图4所示的规则组与肺部组织的CT扫描相关联。接着该应用软件将规则组400与该研究中的图像数据相关联。
在步骤204中，自动绘制患者肺部研究中的图像数据以形成体数据。该图像数据在二维切片中，并绘制产生含有三维信息的体数据。在这一特定示例中，根据规则组400中的第一规则使用最大强度的投影绘制。这些规则由规则引擎运行，其构成在PACS工作站上运行应用软件的一部分。
在步骤206中，用可定制的规则组自动导航(也被称为游历)该体数据。在这一示例中不需要进一步的用户交互来启动自动导航。规则400中的规则以所示的顺序运行。首先，旋转体积一秒钟。接着，显示器将该体积放大到2.0倍。接着，将查找表应用到对应肺组织的数据。最后，设定窗口/级别数值使得窗口＝1000.0而级别＝500.0。
在步骤208中，自动导航可根据用户交互停止。在导航结束之前，放射学家希望停止自动导航。为了实现这一目的，放射学家再次点击鼠标。规则引擎停止规则组400的运行。在这一特定示例中，放射学家希望更加放大。在缩放规则(即缩放＝2.0)之后，放射学家再次点击鼠标。接着放射学家与应用软件交互以手动导航该体数据。放射学家缩放到4.0倍。满足上述缩放级别后，接着放射学家用另一用户交互(例如，鼠标右击和下拉菜单选择)来恢复自动导航。接着规则引擎根据规则组400继续自动导航。
回到图1，在一实施例中，系统100包括计算机可读介质，诸如硬盘，软盘，CD，CD-ROM，DVD，紧凑型存储设备，闪存和/或其他存储器。该介质可以在处理子系统116中和/或在分离的子系统内。该介质可包括一组能够由计算机或其他处理器运行的指令。上述的绘制、关联、导航和停止功能可实现为计算机可读介质上的指令。例如，该组指令可包括将一组规则与放射研究(或其一部分)关联的关联程序。另外，该组指令可包括将来自研究的图像数据绘制成体数据的绘制程序。另外，该组指令可包括为显示给用户而导航体数据的导航程序。在一个实施例中，该组指令可包括在用户交互时停止规则组运行的停止程序。
这样，本申请的实施例提供了在绘制和/和导航体积时，减少用户交互数量的方法和系统。另外，本申请的实施例提供了允许用户轻松地离开自动程序以减少交互的方法和系统。而且，本申请的实施例提供了在绘制和导航放射研究时促使获得一致性结果的方法和系统。
虽然参考某些实施例已经描述的本发明，但是本领域的技术人员将会理解在不脱离本发明范围下可进行各种改变及等同物代替。另外，在不脱离其范围下，可进行很多修改以使特定的条件或材料适合本发明的教导。例如，特征可用软件、硬件和它们的混合来执行。因此，本发明拟不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求范围内的所有实施例。
附图标记列表：
200方法
100系统
110用户界面
114通信链路
108处理器
300，400可定制的规则组

Claims (10)

1.一种用于临床展现放射研究的方法(200)，包含：
将可定制的规则组(400)与对应于该放射研究的至少一部分的图像数据关联；和
自动绘制所述图像数据以形成体数据；和
用所述可定制的规则组(400)自动导航所述体数据以给用户呈现被导航的所述放射研究的至少一部分。
2.如权利要求1的方法(200)，其中从所述用户的交互启动所述体数据的所述自动绘制。
3.如权利要求1的方法(200)，其中从所述用户的交互启动所述体数据的所述自动导航。
4.如权利要求1的方法(200)，其中所述可定制的规则组(400)可基于至少下列之一进行定制：产生该放射研究的至少一部分的形态；在该放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；所述用户身份；所述用户的偏好；和在该放射研究的至少一部分中对所述患者执行的过程。
5.如权利要求1的方法(200)，其中可由PACS工作站进行所述绘制和所述导航。
6.如权利要求1的方法(200)，其中将多个可定制的规则组与该放射研究的至少一部分相关联。
7.一种用于临床展现放射研究的系统(100)，包含：
用于接收用户交互的用户界面(110)；
用于接收与放射研究的至少一部分对应的图像数据的通信链路(114)；和
能够绘制所述图像数据以形成体数据和导航所述体数据的处理器(108)，
其中在利用可定制的规则组(400)进行所述用户交互时，所述处理器(108)自动执行所述体数据的所述导航。
8.如权利要求7的系统(100)，其中所述处理器(108)在所述用户交互时自动执行所述绘制。
9.如权利要求7的系统(100)，其中所述处理器(108)形成PACS工作站的一部分。
10.如权利要求7的系统(100)，其中所述可定制的规则组(400)可基于至少下列之一进行定制：产生放射研究的至少一部分的形态；在放射研究的至少一部分中的患者的解剖体；所述用户身份；所述用户的偏好；和在放射研究的至少一部分中对所述患者执行的过程。
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