JP2013146300A - X-ray imaging apparatus - Google Patents

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隆 小倉
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淳 村田
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray imaging apparatus in which portability is high, and an X-ray source and an X-ray detection sensor can be held in substantially parallel.SOLUTION: An X-ray imaging apparatus includes: a first frame support; a second frame support disposed to oppose to the first frame support; a first connecting plate turnably connected with each of the one ends of the first and second frame supports; a second connecting plate turnably connected with each of the other ends of the first and second frame supports and disposed to oppose to the first connecting plate; an X-ray source turnably connected with the first connecting plate; and an X-ray detection sensor turnably connected with the second connecting plate.

Description

本発明は、X線撮影装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus.

近年、医療診断を目的とするX線撮影装置には、X線源およびX線検出センサを小型化・軽量化して可搬性を高め、救急や災害現場等で利用されるものがある。 Recently, the X-ray imaging apparatus for medical diagnosis and X-ray source and the X-ray detection sensor is smaller and lighter enhance portability, there is utilized in emergency and disaster sites, and the like.

特許文献1では、バッテリで駆動することによって自由に移動して撮影できる可搬型のX線撮影装置が開示されている。 In Patent Document 1, X-ray imaging apparatus of a portable that can be taken to move freely by driving battery is disclosed.

特開2011−5049号公報 JP 2011-5049 JP

しかしながら、特許文献1に開示されるような可搬型のX線撮影装置では、X線源とX線検出センサとの位置関係が固定されないため、X線撮影を行う際、X線源とX線検出センサとが略平行とならない可能性がある。 However, in portable X-ray imaging apparatus as disclosed in Patent Document 1, since the positional relationship between the X-ray source and the X-ray detection sensor is not fixed, when performing X-ray imaging, X-ray source and X-ray there is a possibility that a detection sensor is not substantially parallel. X線源とX線検出センサとが略平行でないと、X線検出センサにX線が一様に照射されず、像が歪んだりぼけたりすることとなり、正確な医療診断が妨げられる。 When X-ray source and the X-ray detection sensor is not substantially parallel, not X-ray is uniformly irradiated to the X-ray detection sensor, it will be blurred distorted image, prevents accurate medical diagnosis.

X線源とX線検出センサをフレーム支柱に固定すれば、常にこれらを略平行とすることが可能となる。 Be fixed X-ray source and the X-ray detection sensor frame struts, can always be substantially parallel to them. しかし、こうした場合にはX線撮影装置全体がかさ張って可搬性や収納性が損なわれることとなる。 However, so that the portability and storability is impaired bulky entire X-ray imaging apparatus in this case. また設置場所の状況、被写体(患者)の体格や患部の位置等に応じて支柱の角度を変更することが出来ず、かえって取り扱いに支障をきたす可能性がある。 The location of the situation, it is impossible to change the angle of the strut in accordance with the position of the physique and the affected area of ​​the subject (patient), rather it may interfere with handling.

上記の課題に鑑み、本発明は、可搬性が高く、使用時にX線源とX線検出センサとが略平行に保持可能なX線撮影装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention has an object of portability is high, to provide a substantially parallel holdable X-ray imaging apparatus and X-ray source and the X-ray detection sensor at the time of use.

上記の目的を達成する本発明に係るX線撮影装置は、 The X-ray imaging apparatus according to the present invention for achieving the above object,

本発明によれば、可搬性が高く、使用時にX線源とX線検出センサとが略平行に保持可能なX線撮影装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, portability is high, it is possible to provide a substantially parallel holdable X-ray imaging apparatus and X-ray source and the X-ray detection sensor at the time of use.

第1実施形態に係るX線撮影装置の概略構成図。 Schematic block diagram of X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. 第1実施形態に係るX線撮影装置の使用状態(撮影状態)を示す斜視図。 Perspective view showing the use state (imaging state) of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. 第1実施形態に係るX線撮影装置の使用状態(撮影状態)を示す側面図であり、図2の矢印Y方向から観察した場合を示す図。 Is a side view showing the use state (imaging state) of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment, shows a case of observing the arrow Y direction in FIG. 第1実施形態に係るX線撮影装置の非使用状態(収納状態)を示す斜視図。 Perspective view of a non-use state (storage state) of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. 第2実施形態に係るX線撮影装置の概略構成図。 Schematic block diagram of X-ray imaging apparatus according to the second embodiment. 第2実施形態に係るX線撮影装置のX線源とX線検出センサとの位置関係の説明図。 Illustration of the positional relationship between the X-ray source and the X-ray detection sensor of the X-ray imaging apparatus according to the second embodiment.

(第1実施形態) (First Embodiment)
図1を参照して、第1実施形態に係るX線撮影装置の概略構成を説明する。 Referring to FIG. 1, a schematic arrangement of an X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. X線撮影装置101は、X線源102と、X線検出センサ103と、フレーム支柱104aと(第1のフレーム支柱)、フレーム支柱104b((第2のフレーム支柱))と、連結プレートPt105(第1の連結プレート)と、連結プレートPr106(第2の連結プレート)とを備える。 X-ray imaging apparatus 101 includes an X-ray source 102, the X-ray detection sensor 103, and the frame struts 104a (the first frame struts), frame struts 104b ((second frame struts)), the connecting plate PT105 ( comprises a first connecting plate), the coupling plate Pr106 (second connection plate).

X線源102は、医用診断のためのX線を生成し、被写体に向け放出する。 X-ray source 102 generates X-rays for medical diagnosis, emits toward an object. X線源102には、一般的に、高温度に加熱したフィラメントから放出される熱電子をバルクの金属から成るX線ターゲットに照射することによって電子線の入射側にX線を発生させるX線管球等が用いられる。 The X-ray source 102, typically, X-rays for generating X-rays on the incident side of the electron beam by irradiating heat electrons emitted from the filament heated to a high temperature X-ray target made of a bulk metal tube or the like is used.

X線検出センサ103は、被写体を透過したX線を光電変換素子によって検出し、電気信号として出力する。 X-ray detection sensor 103 detects the photoelectric conversion element X-rays transmitted through the subject, and outputs as an electric signal. この電気信号を画像処理することにより、いわゆるX線画像を取得することができる。 By image processing the electrical signal, it is possible to obtain a so-called X-ray image.

フレーム支柱104a、104bは、相互に対向して設けられ、使用時(X線撮影時)には、X線が遮られることなく被写体に照射されるようにX線源102を支持し、収納時には、X線源102と、X線検出センサ103とを収納する。 Frame struts 104a, 104b are provided opposite to each other, in use (when X-ray imaging), to support the X-ray source 102 is irradiated to the subject without the X-ray is shielded, when accommodated an X-ray source 102, which houses the X-ray detection sensor 103. さらに搬送時には、ユーザ(医師、X線技師、等)が持ち手としてフレーム支柱104a、104bを掴むことができる。 More during transportation, can grab the user (physician, X-rays technician, etc) frame struts 104a as is a handle, a 104b. また、必要に応じ、電力・各種制御信号・各種出力信号の伝送線をフレーム支柱104a、104bに沿って配設し、またはフレーム支柱104a、104bを中空にしてフレーム支柱104a、104bの内部に配設してもよい。 Further, if necessary, frame struts 104a the transmission line of the power-various control signals, various output signals, arranged along 104b or frame struts 104a, frame struts 104a and the 104b to hollow, distribution inside the 104b it may be set. またフレーム支柱104a、104bは、それぞれ各フレーム支柱に沿って伸縮可能に構成されてもよい。 The frame struts 104a, 104b may be telescopically configured along each frame struts respectively.

連結プレートPt105には、フレーム支柱104a、104bと、X線源102とが回動可能に連結されている。 The connecting plate PT105, frame struts 104a, and 104b, and the X-ray source 102 are pivotably coupled. 連結プレートPr106には、フレーム支柱104a、104bと、X線検出センサ103とが回動可能に連結されている。 The connecting plate Pr106, frame struts 104a, and 104b, and the X-ray detection sensor 103 are pivotally connected.

連結プレートPt105、Pr106が、フレーム支柱104a、104bの一端、他端とそれぞれ回動可能に連結されることにより、使用時(X線撮影時)に支柱角度が変更されても連結プレートPt105と、連結プレートPr106とが略平行に保たれる。 Connecting plate PT105, Pr106 is, frame struts 104a, one end of the 104b, by respectively and the other end is rotatably connected to a connecting plate PT105 be changed strut angle in use (when X-ray imaging), a connecting plate Pr106 are kept substantially parallel.

これにより連結プレートPt105とX線源102、連結プレートPr106とX線検出センサ103の角度をそれぞれ平行に固定すると、支柱角度にかかわらずX線源102とX線検出センサ103とを略平行にすることができる。 Thus the coupling plate Pt105 and the X-ray source 102, the coupling plate when Pr106 and the angle of the X-ray detection sensor 103 is fixed parallel to respectively substantially parallel to the X-ray source 102 and X-ray detection sensor 103 regardless strut angle be able to.

次に図2および図3を参照して、第1実施形態に係るX線撮影装置の使用状態(撮影状態)を説明する。 Referring now to FIG. 2 and FIG. 3, illustrating the use state of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment (photographing state). 図2は、使用状態(撮影状態)の斜視図であり、図3は、図2の矢印Yの方向から観察した図である。 Figure 2 is a perspective view of a use state (imaging state), FIG. 3 is a view observed from the direction of arrow Y in FIG. 2.

図2に示されるように、臥している被写体H(患者)の下にX線検出センサ103が挿入されており、X線検出センサ103と連結プレートPr106とが基台を構成する。 As shown in FIG. 2, knots X-ray detection sensor 103 under it are subject H (patient) is inserted, and a connecting plate Pr106 and X-ray detection sensor 103 constitute a base. 当該基台に対してフレーム支柱104a、104bが立設しており、フレーム支柱104a、104bの上端に連結されている連結プレートPt105を介して、X線源102が連結プレートPt105と略平行になるように調節され、被写体Hに向けられる。 Frame struts 104a with respect to the base, 104b are erected, via a connecting plate Pt105 that is connected to the upper end of frame struts 104a, 104b, X-ray source 102 is substantially parallel to the connection plate Pt105 It is adjusted to be directed to the subject H.

図3に示されるように、被写体H(患者)の下に挿入されたX線検出センサ103は、必要に応じて、患者の体格や検査部位により、スライドして位置変更することが可能となっている。 As shown in FIG. 3, X-ray detection sensor 103 which is inserted under the subject H (patient) is, if necessary, by the patient's physique and inspection site, it is possible to reposition slides ing. これに対してX線源102は、支柱角度を変更することにより、被写体Hに対する位置を調整可能である。 X-ray source with respect to which 102 by changing the strut angle is adjustable position relative to the subject H. この調整可能長lは支柱高さL、傾き角度θに対して、 The adjustable length l, a post height L, a relative inclination angle theta,
l=Lcos(90°−θ) l = Lcos (90 ° -θ)
により求められ、例えばL=120cm、θ=10°のとき、l=約20cmとなる。 Obtained by, for example, L = 120 cm, when θ = 10 °, l = approximately 20 cm. このとき、フレーム支柱104a、104bと連結プレートPt105、Pr106とはフレーム支柱角度に関わらず常に平行四辺形となるため、連結プレートPt105とX線源102とを略平行に、さらに連結プレートPr106とX線検出センサ103とを略平行に固定すれば、X線源102とX線検出センサ103とは常に略平行となる。 At this time, because it is always a parallelogram irrespective of the frame struts angle frame struts 104a, and 104b and the connecting plate PT105, Pr106, substantially parallel to the connecting plate PT105 and the X-ray source 102, further connecting plate Pr106 and X if substantially fixed parallel to the line sensor 103 is always substantially parallel to the X-ray source 102 and X-ray detection sensor 103.

さらに、図4を参照して、第1実施形態に係るX線撮影装置の非使用状態(収納状態)を説明する。 Furthermore, with reference to FIG. 4, a non-use state of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment (storage state). 図4において、X線源102、X線検出センサ103はそれぞれ連結プレートPt105、Pr106との間に設けたヒンジにより略90°回動してフレーム支柱104a、104b側に収納される。 In FIG. 4, X-ray source 102, connected X-ray detection sensor 103 are each plate PT105, frame struts 104a rotates approximately 90 ° by a hinge provided between the Pr106, are housed in 104b side. このときフレーム支柱104a、104bの長さが、X線源102の長さとX線検出センサ103の長さとの合計よりも十分に長い場合は、ユーザ(医師、X線技師、等)はその長い部分を持ち手として掴み、運搬や設置に使用することができる。 The time frame struts 104a, the length of 104b is, when sufficiently longer than the sum of the length of the length and the X-ray detection sensor 103 of the X-ray source 102, the user (physician, X-ray technician, etc.) that long gripping the hand has a part, it can be used for transportation and installation.

本実施形態によれば、X線源とX線検出センサとをそれぞれ連結プレート対して略平行に固定するだけで、フレーム支柱を傾斜させた場合でも、X線源とX線検出センサとを略平行に保持することができる。 According to this embodiment, the X-ray source and an X-ray detection sensor only substantially parallel to the fixed for each coupling plate, even when tilting the frame struts, the X-ray source and an X-ray detection sensor substantially it can be held in parallel. 従って、設置場所の状況や被写体(患者)の体格、患部の位置等に応じてフレーム支柱の角度を変更させながら、好適なX線撮影画像を得ることが可能となる。 Therefore, size of the situation and the subject location (the patient), while changing the angle of the frame struts in accordance with the position of the affected part, it is possible to obtain a suitable X-ray image. さらに、X線源とX線検出センサを折り畳んでフレーム支柱に収納することができるので、可搬性の高いX線撮影装置を提供することができる。 Furthermore, it is possible to house the frame struts fold the X-ray detecting sensor and the X-ray source, it is possible to provide a highly portable X-ray imaging apparatus.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
近年、第1実施形態で説明したようなX線管球によるX線源の他に、電子源として冷陰極型マルチ電子源を使用するX線源が登場している。 Recently, in addition to the X-ray source according to X-ray tube as described in the first embodiment, the X-ray source used a cold cathode multi electron source as an electron source have appeared. このようなマルチ電子源を使用するX線源は、一つ一つの電子源を小さく構成して平面状に配列するため、X線源全体としてフラットにすることが可能となる。 X-ray source using such a multi-electron source, in order to arranged in a plane by reducing constitute one single electron source, it is possible to flat as a whole X-ray source.

一方、マルチX線源は複数の焦点を持つため、被写体に照射されるX線の強度分布が一様となりにくく、X線検出センサで検出したX線を光電変換した電気信号に対して、複数のX線焦点の位置に応じた強度補正を含む信号処理が必要となる。 On the other hand, the multi X-ray source with multiple focal points, the intensity distribution of X-rays is unlikely to become a uniform irradiated on the object, the electric signal obtained by photoelectrically converting X-rays detected by the X-ray detection sensor, a plurality signal processing is necessary to include the intensity correction depending on the position of the X-ray focal point of the. このため、マルチ電子源とX線検出センサとが平行に対向すること、及び、両者の位置関係が検出できることが必要となる。 Therefore, the multi-electron source and the X-ray detection sensor is opposed in parallel, and, both positional relationship is required to be able to detect.

第2実施形態では、X線源としてマルチX線源を使用する点、上述した両者の位置関係を検出するために、支柱角度を検出する構成および連結プレートPrのスライド量を検出する構成を有する点が第1実施形態と異なる。 In the second embodiment, the point of using a multi X-ray source as X-ray source, in order to detect the positional relationship between the above has a configuration for detecting the amount of sliding of the structure and the coupling plate Pr detects the strut angle point is different from the first embodiment.

図5を参照して、第2実施形態に係るX線撮影装置の概略構成を説明する。 Referring to FIG. 5, a schematic arrangement of an X-ray imaging apparatus according to the second embodiment. X線撮影装置501は、マルチX線源502と、X線検出センサ503と、フレーム支柱504aと、フレーム支柱504bと、連結プレートPt505と、連結プレートPr506と、支柱角度検出センサ507と、連結プレートスライド量検出センサ508とを備える。 X-ray imaging apparatus 501 includes a multi X-ray source 502, an X-ray detection sensor 503, and the frame struts 504a, and the frame struts 504b, and the connecting plate Pt505, the connecting plate Pr506, the strut angle detecting sensor 507, the connecting plate and a sliding amount detection sensor 508.

マルチX線源502は、冷陰極型マルチ電子源を使用するX線源であり、医用診断のためのX線を生成して被写体に向け放出する。 Multi X-ray source 502, an X-ray source used a cold cathode multi electron source emits toward an object to generate X-rays for medical diagnosis. X線検出センサ503、フレーム支柱504a、フレーム支柱504b、連結プレートPt505、および連結プレートPr506は、それぞれ第1実施形態で説明したX線検出センサ103、フレーム支柱104a、フレーム支柱104b、連結プレートPt105、および連結プレートPr106と同様である。 X-ray detection sensor 503, frame struts 504a, frame struts 504b, the coupling plate Pt505, and the connecting plate Pr506 is, X-ray detection sensor 103 described in the first embodiment, respectively, frame struts 104a, frame struts 104b, the connecting plate PT105, and it is similar to the connection plate Pr106.

支柱角度検出センサ507は、フレーム支柱504と連結プレートPr506との間に設けられ、フレーム支柱504が連結プレートPr506から直角に対しどれだけ傾斜しているかを計測する。 Strut angle detecting sensor 507 is provided between the coupling plate Pr506 and frame struts 504, to measure whether the frame struts 504 are inclined much to a right angle from the connecting plate Pr506. 支柱角度検出センサ507には、多極磁石の回転による磁界の変化を検出する磁気センサや、スリット円盤上のスリットを透過した光源の光パルスをカウントするセンサなど、種々多様なセンサを用いることができる。 The strut angle detecting sensor 507, and a magnetic sensor for detecting a change in magnetic field due to the rotation of the multi-pole magnet, a sensor for counting the light pulses of the light source transmitted through the slit on the slit disk, the use of a wide variety of sensors it can.

連結プレートスライド量検出センサ508は、連結プレートPr506の固定部分と可動部分との間に設けられ、連結プレートPr506の可動部分(および当該連結プレートPr506に連結しているX線検出センサ503)が、連結プレートPr506の固定部分に対してスライドした距離(スライド量)を計測することにより位置検出を行う。 Connection plate sliding amount detection sensor 508 is provided between the fixed part and the movable part of the connecting plate Pr506, movable part of the connecting plate Pr506 (and the connecting plate Pr506 X-ray detection sensor 503 which is connected to) is, It detects the position by measuring the slide distance (sliding amount) relative to the fixed portion of the connecting plate Pr506.

連結プレートPr506を固定部分と可動部分とにより構成することによって、連結プレートPr506は、対向する位置にある連結プレートPt505と平行な方向に沿って伸縮可能となる。 By configuring a fixed portion and a movable portion of the connection plate Pr506, connecting plate Pr506 is stretchable and made along a direction parallel to the connecting plate Pt505 in opposite positions. 連結プレートスライド量検出センサ508には、発信した超音波が対象物から反射してくるまでの時間を計測して音速を掛け合わせることにより距離換算する位置検出センサなど、種々多様なセンサを用いることができる。 The connecting plate sliding amount detection sensor 508, such as the position detection sensor transmitting ultrasonic waves to distance conversion by multiplying the sound velocity by measuring the time until reflected from the object, the use of a wide variety of sensors can.

図6に示されるように、マルチX線源502とX線検出センサ503との相対移動距離dは、連結プレートスライド量検出センサ508により検出したスライド量lr、支柱高さL、支柱角度検出センサ507により検出した傾き角度θを用いて、スライド方向に対して、 As shown in FIG. 6, the relative moving distance d between the multi X-ray source 502 and X-ray detection sensor 503, the slide amount lr detected by the coupling plate sliding amount detection sensor 508, strut height L, a strut angle detecting sensor with inclination angle θ detected by 507, with respect to the sliding direction,
d=lr−Lcos(90°−θ) d = lr-Lcos (90 ° -θ)
により求められる。 The sought. したがって、X線検出センサ503で検出したX線を光電変換した電気信号に対して、上記の相対移動距離dに基づいて相対位置関係を算出し、複数のX線焦点の位置に応じた強度補正を行うことにより、X線焦点が複数あることによる強度分布のムラを打ち消したX線画像を得ることが可能となる。 Therefore, the electric signal obtained by photoelectrically converting X-rays detected by the X-ray detection sensor 503, and calculates the relative positional relationship based on the relative movement distance d, intensity correction in accordance with the positions of the plurality of X-ray focal point by performing, X-rays focus becomes possible to obtain an X-ray image cancel the unevenness of the intensity distribution due to the presence of multiple.

(その他の実施形態) (Other embodiments)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。 Further, the present invention can also be realized by a computer of a system or apparatus. 即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 That is, software (program) for realizing the functions of the above is supplied to a system or an apparatus via a network or various storage medium, a computer of the system or apparatus (or CPU or MPU) reads the program is a process to be executed.

Claims (6)

  1. 第1のフレーム支柱と、 A first frame struts,
    前記第1のフレーム支柱に対向して設けられた第2のフレーム支柱と、 A second frame struts disposed in opposition to the first frame struts,
    前記第1および第2のフレーム支柱の一端とそれぞれ回動可能に連結された第1の連結プレートと、 A first connection plate which is respectively pivotally connected with one end of said first and second frame struts,
    前記第1および第2のフレーム支柱の他端とそれぞれ回動可能に連結され、前記第1の連結プレートに対向して設けられた第2の連結プレートと、 Are each rotatably connected with the other end of said first and second frame struts, a second connecting plate which is provided to face the first connecting plate,
    前記第1の連結プレートと回動可能に連結されたX線源と、 Wherein the first connecting plate and pivotally connected X-ray source,
    前記第2の連結プレートと回動可能に連結されたX線検出センサと、 And wherein the 2 X-ray detection sensor connecting plate and pivotally coupled to,
    を備えることを特徴とするX線撮影装置。 X-ray imaging apparatus comprising: a.
  2. 前記第1および第2のフレーム支柱は、それぞれ各フレーム支柱に沿って伸縮可能であることを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。 It said first and second frame strut, X-rays imaging apparatus according to claim 1, characterized in that each is stretchable along each frame struts.
  3. 前記第2の連結プレートは、前記第1の連結プレートと平行な方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項1または2に記載のX線撮影装置。 The second connection plate is, X-rays imaging apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is retractable in the first connection plate in a direction parallel.
  4. 前記X線源は、複数のX線焦点を有するマルチX線源であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のX線撮影装置。 The X-ray source, X-rays imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a multi X-ray source having a plurality of X-ray focal point.
  5. 前記X線源と前記X線検出センサとの相対位置を検出する位置検出センサをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のX線撮影装置。 X-ray imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a position detecting sensor for detecting the relative position between the X-ray detecting sensor and the X-ray source.
  6. 前記位置検出センサにより検出された前記相対位置に基づいて、前記X線検出センサにより検出されたX線が光電変換された電気信号に対して、X線焦点の位置に応じた強度補正を行う強度補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のX線撮影装置。 Based on the relative position detected by the position detection sensor, the intensity of X-rays detected by the X-ray detection sensor is in the photo voltaic electrical signals, performs intensity correction in accordance with the position of the X-ray focal point X-ray imaging apparatus according to claim 5, further comprising a correction means.
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