JP2023009257A - 眼科情報処理装置、眼科撮影装置、眼科情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態に係る眼科撮影装置は、OCT装置と眼底カメラとを含む。また、以下の実施形態に係る構成を、単体のOCT装置に組み込むことも可能である。
〔光学系〕
図1に示すように、眼科撮影装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及び演算制御ユニット200を含む。眼底カメラユニット2には、被検眼Eの正面画像を取得するための光学系や機構が設けられている。OCTユニット100には、OCTを実行するための光学系や機構の一部が設けられている。OCTを実行するための光学系や機構の他の一部は、眼底カメラユニット2に設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算や制御を実行する1以上のプロセッサを含む。これらに加え、被検者の顔を支持するための部材(顎受け、額当て等)や、OCTの対象部位を切り替えるためのレンズユニット(例えば、前眼部OCT用アタッチメント)等の任意の要素やユニットが眼科撮影装置1に設けられてもよい。いくつかの実施形態では、レンズユニットが手動で被検眼Eと後述の対物レンズ22との間に挿脱されるように構成される。いくつかの実施形態では、後述の制御部210からの制御を受け、レンズユニットが被検眼Eと後述の対物レンズ22との間に自動で挿脱されるように構成される。
眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efを撮影するための光学系が設けられている。取得される眼底Efの画像(眼底像、眼底写真等と呼ばれる)は、観察画像、キャプチャ画像等の正面画像である。観察画像は、近赤外光を用いた動画撮影により得られる。キャプチャ画像は、フラッシュ光を用いた静止画像である。更に、眼底カメラユニット2は、被検眼Eの前眼部Eaを撮影して正面画像(前眼部像)を取得することができる。
OCTユニット100の構成の一例を図2に示す。OCTユニット100には、被検眼EのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、波長掃引型(波長走査型)光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する干渉光学系である。干渉光学系による干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す干渉信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
演算制御ユニット200は、DAQ130から入力される検出信号を解析して被検眼EのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様である。
図3に、眼科撮影装置1の制御系の構成例を示す。図3において、眼科撮影装置1に含まれる構成要素の一部が省略されている。
制御部210は、各種の制御を実行する。制御部210は、主制御部211と記憶部212とを含む。
主制御部211は、プロセッサを含み、眼科撮影装置1の各部を制御する。例えば、主制御部211は、眼底カメラユニット2の合焦駆動部31A及び43A、イメージセンサ35及び38、LCD39、光路長変更部41、光スキャナー42、及び光学系の移動(移動機構150)などを制御する。さらに、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、光路長変更部114、アッテネータ120、偏波コントローラ103及び118、検出器125、DAQ130などを制御する。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、前眼部像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。
画像形成部230は、検出器125からの検出信号をDAQ130でサンプリングすることにより得られたサンプリングデータに基づいて、被検眼EのOCT画像(画像データ)を形成する。画像形成部230により形成されるOCT画像には、Aスキャン画像、Bスキャン画像(断層像)、Cスキャン画像などがある。この処理には、従来のスウェプトソースタイプのOCTと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、分散補償、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。他のタイプのOCT装置の場合、画像形成部230は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
データ処理部300は、被検眼Eの撮影やOCT計測により取得されたデータを処理する。例えば、データ処理部300は、画像形成部230により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。具体的には、データ処理部300は、画像の輝度補正等の各種補正処理を実行する。また、データ処理部300は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施すことが可能である。
プロジェクション画像形成部310は、公知の手法で被検眼Eの眼底Ef(又は前眼部Ea)のプロジェクション画像を形成する。例えば、プロジェクション画像形成部310は、被検眼Eの眼底Ef(又は前眼部Ea)のボリュームデータをz方向に投影することにより眼底Ef(又は前眼部Ea)のプロジェクション画像を形成する。
分類部320は、分類対象の画像が所定の解析エラー要因だけでなくその他の解析エラー要因を含むか否かを判定するための判定基準(分類基準)に従って、プロジェクション画像形成部310により形成されたプロジェクション画像を分類する。このような分類部320は、2以上の判定基準のそれぞれに基づいて順次にプロジェクション画像に対する判定処理を行うことが可能である。
図4に示すように、前処理部330は、瞬き判定部331と、乳頭判定部332と、中心窩判定部333と、解析領域判定部334と、判定画像生成部335とを含む。
瞬き判定部331は、プロジェクション画像が被検眼の瞬きに起因する解析エラー要因を含むか否かを判定する。
乳頭判定部332は、プロジェクション画像における乳頭(視神経乳頭)に相当する領域を特定する処理を行い、乳頭に相当する領域が特定されたか否かを判定する。
中心窩判定部333は、プロジェクション画像における中心窩に相当する領域を特定する処理を行い、中心窩に相当する領域が特定されたか否かを判定する。
解析領域判定部334は、後述の解析部360による解析処理の対象となる解析領域の位置が適正であるか否かを判定する。解析領域は、注目部位を基準に自動又は手動で設定可能である。注目部位として、乳頭判定部332により特定された乳頭位置、中心窩判定部333により特定された中心窩位置などがある。解析領域は、注目部位を中心とする所定サイズの領域である。いくつかの実施形態では、解析領域の形状は、矩形、円形、又はユーザ等により指定された領域が除外された任意の形状である。いくつかの実施形態では、解析領域は、互いに分離した2以上の領域である。
判定画像生成部335は、プロジェクション画像形成部310により形成されたプロジェクション画像に解析情報を付加した判定画像を生成する。解析情報の付加の例として、画像データに解析情報をタグとして付与する態様、解析情報を画像に重畳する態様などがある。本明細書において、判定画像は、プロジェクション画像の一種である。
判定器340は、判定画像生成部335により生成された判定画像(プロジェクション画像)が撮影部位の折り返しや統計的又は経験的に解析に適さないと判断された解析エラー要因を含む解析エラー画像であるか否かを判定する。
図4に示すように、後処理部350は、固視ずれ判定部351を含む。
固視ずれ判定部351は、プロジェクション画像が被検眼の固視ずれに起因する解析エラー要因を含むか否かを判定する。
解析部360は、固視ずれ判定部351により固視ずれに起因する解析エラー要因を含まないと判定されたプロジェクション画像に対して、所定の解析処理を行うことができる。所定の解析処理には、被検眼Eにおける所定の部位(組織、病変部)の特定;指定された部位間の距離(層間距離)、面積、角度、比率、密度の算出;指定された計算式による演算;所定の部位の形状の特定;これらの統計値の算出;計測値、統計値の分布の算出;これら解析処理結果に基づく画像処理などがある。所定の組織には、血管、視神経乳頭、中心窩、黄斑などがある。所定の病変部には、白斑、出血などがある。
図3に示すように、ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科撮影装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。例えば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
第1実施形態に係る眼科撮影装置1の動作について説明する。
主制御部211は、アライメントを実行する。
主制御部211は、LCD39の所定位置にOCT計測用の固視標を表示させる。主制御部211は、眼底Efにおける光学系の光軸の位置に対応するLCD39の表示位置に固視標を表示させることが可能である。
続いて、主制御部211は、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
次に、主制御部211は、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT撮影を実行させる。ステップS5の詳細については後述する。
ステップS5に続いて、主制御部211は、OCT撮影を継続するか否かを判定する。主制御部211は、操作部240Bに対するユーザの操作内容又はあらかじめ設定された動作モードの内容に応じてOCT撮影を継続するか否かを判定する。
ステップS6においてOCT撮影を継続すると判定されたとき(S6:Y)、主制御部211は、OCT撮影の前にアライメントを再実行するか否かを判定する。主制御部211は、操作部240Bに対するユーザの操作内容、あらかじめ設定された動作モードの内容、又は図示しない検出手段により検出された被検眼Eと光学系との位置関係に応じて再アライメントを実行するか否かを判定する。
ステップS5では、まず、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。当該OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、DAQ130においてサンプリングされ、干渉信号として記憶部212等に保存される。
続いて、主制御部211は、瞬き判定部331を制御することにより、ステップS11において形成されたプロジェクション画像に対する瞬き判定処理を実行させる。
ステップS11において形成されたプロジェクション画像がステップS12における瞬き判定処理により瞬きに起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S13:Y)、眼科撮影装置1の動作はステップS14に移行する。
ステップS13においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S13:Y)、主制御部211は、表示部240Aを制御することにより解析に適さないことを示す情報と、再撮影を行うことを示す情報とを表示させる。その後、眼科撮影装置1の動作はステップS5に移行する。
ステップS13においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S13:N)、主制御部211は、乳頭判定部332を制御することにより、ステップS13において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に対する乳頭判定処理を実行させる。
プロジェクション画像がステップS15における乳頭判定処理により乳頭の未検出に起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S16:N)、眼科撮影装置1の動作はステップS17に移行する。
ステップS16においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S16:N)、主制御部211は、表示部240Aを制御することにより解析に適さないことを示す情報と、再撮影を行うことを示す情報とを表示させる。その後、眼科撮影装置1の動作はステップS5に移行する。
ステップS16においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S16:Y)、主制御部211は、中心窩判定部333を制御することにより、ステップS16において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に対する中心窩判定処理を実行させる。
プロジェクション画像がステップS18における中心窩判定処理により中心窩の未検出に起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S19:N)、眼科撮影装置1の動作はステップS20に移行する。
ステップS19においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S19:N)、主制御部211は、表示部240Aを制御することにより解析に適さないことを示す情報と、再撮影を行うことを示す情報とを表示させる。その後、眼科撮影装置1の動作はステップS5に移行する。
ステップS19においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S19:Y)、主制御部211は、解析領域判定部334を制御することにより、ステップS19において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に対する解析領域判定処理を実行させる。
プロジェクション画像がステップS21における解析領域判定処理により解析領域の位置に起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S22:N)、眼科撮影装置1の動作はステップS23に移行する。
ステップS22においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S22:N)、主制御部211は、表示部240Aを制御することにより解析に適さないことを示す情報と、再撮影を行うことを示す情報とを表示させる。その後、眼科撮影装置1の動作はステップS5に移行する。
ステップS22においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S22:Y)、主制御部211は、判定画像生成部335を制御することにより、ステップS22において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に基づいて判定画像を生成させる。例えば、判定画像生成部335は、図9に示すように、プロジェクション画像に、当該プロジェクション画像を解析することにより得られた解析情報を重畳した判定画像を生成する。
続いて、主制御部211は、判定器340を制御することによりステップS24において生成された判定画像が解析エラー画像であるか否かを判定する判定処理を実行させる。
判定器340からの出力情報に基づいて判定画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S26:N)、眼科撮影装置1の動作はステップS27に移行する。
ステップS26において判定画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S26:N)、主制御部211は、表示部240Aを制御することにより解析に適さないことを示す情報と、再撮影を行うことを示す情報とを表示させる。その後、眼科撮影装置1の動作はステップS5に移行する。
ステップS26において判定画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S26:Y)、主制御部211は、固視ずれ判定部351を制御することにより、ステップS26において解析エラー画像ではないと判定された判定画像に対する固視ずれ判定処理を実行させる。
判定画像がステップS28における固視ずれ判定処理により固視ずれに起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S29:Y)、眼科撮影装置1の動作はステップS30に移行する。
ステップS29において判定画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S29:Y)、主制御部211は、表示部240Aを制御することにより解析に適さないことを示す情報と、再撮影を行うことを示す情報とを表示させる。その後、眼科撮影装置1の動作はステップS5に移行する。
第1実施形態では、実施形態に係る眼科情報処理装置が適用された眼科撮影装置による撮影画像の取得の直後に、解析に適した画像であるか否か(解析結果の有用性)を判定(推定、予測)する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。
第2実施形態に係る眼科情報処理装置420の動作について説明する。
制御部422は、取得部421を制御することにより、眼科撮影装置4101~410Nのいずれか又は眼科撮影装置410からOCT画像の画像データを含む通信データを受信させる。例えば、制御部422は、取得部421による通信インターフェイス処理によって、眼科撮影装置4101~410Nのいずれか又は眼科撮影装置410から送信された通信データを受信し、受信された通信データからOCT画像(プロジェクション画像)の画像データを抽出する。
続いて、制御部422は、ステップS12と同様に、瞬き判定部331を制御することにより、ステップS41において形成されたプロジェクション画像に対する瞬き判定処理を実行させる。
ステップS41において取得されたプロジェクション画像がステップS42における瞬き判定処理により瞬きに起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S43:Y)、眼科情報処理装置420の動作はステップS44に移行する。
ステップS43においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S43:Y)、制御部422は、表示部440を制御することにより解析に適さないことを示す情報を表示させる。いくつかの実施形態では、ステップS43において解析エラー画像であると判定されたプロジェクション画像に、解析に適さないことを示す情報を付加する。
ステップS43においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S43:N)、制御部422は、ステップS15と同様に、乳頭判定部332を制御することにより、ステップS43において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に対する乳頭判定処理を実行させる。
プロジェクション画像がステップS45における乳頭判定処理により乳頭の未検出に起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S46:N)、眼科情報処理装置420の動作はステップS47に移行する。
ステップS46においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S46:N)、制御部422は、表示部440を制御することにより解析に適さないことを示す情報を表示させる。いくつかの実施形態では、ステップS43において解析エラー画像であると判定されたプロジェクション画像に、解析に適さないことを示す情報を付加する。
ステップS46においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S46:Y)、制御部422は、ステップS18と同様に、中心窩判定部333を制御することにより、ステップS46において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に対する中心窩判定処理を実行させる。
プロジェクション画像がステップS48における中心窩判定処理により中心窩の未検出に起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S49:N)、眼科情報処理装置420の動作はステップS50に移行する。
ステップS49においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S49:N)、制御部422は、表示部440を制御することにより解析に適さないことを示す情報を表示させる。いくつかの実施形態では、ステップS49において解析エラー画像であると判定されたプロジェクション画像に、解析に適さないことを示す情報を付加する。
ステップS49においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S49:Y)、制御部422は、ステップS21と同様に、解析領域判定部334を制御することにより、ステップS49において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に対する解析領域判定処理を実行させる。
プロジェクション画像がステップS51における解析領域判定処理により解析領域の位置に起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S52:N)、眼科情報処理装置420の動作はステップS53に移行する。
ステップS52においてプロジェクション画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S52:N)、制御部422は、表示部440を制御することにより解析に適さないことを示す情報を表示させる。いくつかの実施形態では、ステップS52において解析エラー画像であると判定されたプロジェクション画像に、解析に適さないことを示す情報を付加する。
ステップS52においてプロジェクション画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S52:Y)、制御部422は、ステップS24と同様に、判定画像生成部335を制御することにより、ステップS52において解析エラー画像ではないと判定されたプロジェクション画像に基づいて判定画像を生成させる。例えば、判定画像生成部335は、図9に示すように、プロジェクション画像に、当該プロジェクション画像を解析することにより得られた解析情報を重畳した判定画像を生成する。
続いて、制御部422は、ステップS25と同様に、判定器340を制御することによりステップS54において生成された判定画像が解析エラー画像であるか否かを判定する判定処理を実行させる。
判定器340からの出力情報に基づいて判定画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S56:N)、眼科情報処理装置420の動作はステップS57に移行する。
ステップS56において判定画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S56:N)、制御部422は、表示部440を制御することにより解析に適さないことを示す情報を表示させる。いくつかの実施形態では、ステップS56において解析エラー画像であると判定されたプロジェクション画像に、解析に適さないことを示す情報を付加する。
ステップS56において判定画像が解析エラー画像ではないと判定されたとき(S56:Y)、制御部422は、ステップS28と同様に、固視ずれ判定部351を制御することにより、ステップS56において解析エラー画像ではないと判定された判定画像に対する固視ずれ判定処理を実行させる。
判定画像がステップS58における固視ずれ判定処理により固視ずれに起因する解析エラー要因を含む解析エラー画像であると判定されたとき(S59:Y)、眼科情報処理装置420の動作はステップS60に移行する。
ステップS59において判定画像が解析エラー画像であると判定されたとき(S59:Y)、制御部422は、表示部440を制御することにより解析に適さないことを示す情報を表示させる。いくつかの実施形態では、ステップS59において解析エラー画像であると判定されたプロジェクション画像に、解析に適さないことを示す情報を付加する。
続いて、制御部422は、次のOCT画像があるか否かを判定する。制御部422は、図示しない操作部に対するユーザの操作内容、又はあらかじめ設定された判定処理対象のOCT画像の数に応じて画像の判定処理を継続するか否かを判定する。
実施形態に係る眼科情報処理装置、眼科撮影装置、眼科情報処理方法、及びプログラムについて説明する。
上記の実施形態において、前処理部330における判定処理の順序に限定されるものではない。前処理部330における判定処理の順序は適宜変更してよい。
100 OCTユニット
210 制御部
230 画像形成部
240A、440 表示部
300 データ処理部
310 プロジェクション画像形成部
320 分類部
330 前処理部
331 瞬き判定部
332 乳頭判定部
333 中心窩判定部
334 解析領域判定部
335 判定画像生成部
340 判定器
350 後処理部
351 固視ずれ判定部
360 解析部
400 眼科システム
420 眼科情報処理装置
E 被検眼
Claims (14)
- 被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを実行することに得られた前記被検眼の撮影画像を取得する取得部と、
前記撮影画像におけるBスキャン方向の輝度プロファイルを前記Bスキャン方向に交差する方向に積算した積算プロファイルデータの勾配に基づいて、前記撮影画像が所定の解析エラー要因を含む解析エラー画像であるか否かを判定する判定部と、
を含む、眼科情報処理装置。 - 前記判定部は、所定の解析処理の実行前に、前記撮影画像が前記解析エラー画像であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科情報処理装置。 - 前記判定部は、瞬きの有無を判定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の眼科情報処理装置。 - 前記判定部は、固視ずれの有無を判定する
ことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。 - 前記判定部により前記解析エラー画像ではないと判定された撮影画像に対して所定の解析処理を実行する解析部を含む
ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。 - 前記被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを実行することにより前記撮影画像を取得する撮影部と、
請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置と、
を含む
眼科撮影装置。 - 前記判定部により前記取得部により取得された前記撮影画像が前記解析エラー画像ではないと判定されたとき、前記撮影部を制御して前記被検眼の再撮影を実行する制御部を含む
ことを特徴とする請求項6に記載の眼科撮影装置。 - 被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを実行することにより得られた前記被検眼の撮影画像を取得する取得ステップと、
前記撮影画像におけるBスキャン方向の輝度プロファイルを前記Bスキャン方向に交差する方向に積算した積算プロファイルデータの勾配に基づいて、前記撮影画像が所定の解析エラー要因を含む解析エラー画像であるか否かを判定する判定ステップと、
を含む、眼科情報処理方法。 - 前記判定ステップは、前記取得ステップにおいて取得された撮影画像が所定の判定基準を満たすか否かを判定し、前記所定の判定基準を満たすと判定された撮影画像が前記解析エラー画像であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項8に記載の眼科情報処理方法。 - 前記判定ステップは、瞬きの有無を判定する
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の眼科情報処理方法。 - 前記判定ステップは、固視ずれの有無を判定する
ことを特徴とする請求項8~請求項10のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。 - 前記判定ステップにおいて前記解析エラー画像ではないと判定された撮影画像に対して所定の解析処理を実行する解析ステップを含む
ことを特徴とする請求項8~請求項11のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。 - 前記判定ステップにおいて前記撮影画像が前記解析エラー画像ではないと判定されたとき、前記被検眼の再撮影を実行する制御ステップを含む
ことを特徴とする請求項8~請求項12のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。 - コンピュータに、請求項8~請求項13のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法の各ステップを実行させることを特徴とするプログラム。
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