JP3373090B2 - Ｍｒｉ用磁気回路の調整方法 - Google Patents
Ｍｒｉ用磁気回路の調整方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石型ＭＲＩ装
置に関するものであり、特に永久磁石型ＭＲＩ用磁気回
路の調整方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路は、希土類
磁石を用いた磁石対向型が主流となっているが、この磁
石対向型では均一な磁界を発生させるために、磁石表面
に整磁板という軟鉄など軟質磁性体からなる磁極片が設
けてある。ＭＲＩでは像を得るために傾斜磁場を発生さ
せるが、その際に整磁板に磁界がかかり整磁板に残留磁
化が発生し、その残留磁化により均一な磁界が乱され、
ＭＲＩ画像のボケや歪みを生じるという問題点があっ
た。整磁板に残留磁化が発生する原因は、整磁板に用い
る軟質磁性体のヒステリシス現象によるものであり、磁
性体を用いるかぎり不可避なものである。ヒステリシス
現象は磁性体が以前にどのような磁界を受けたか、すな
わち履歴に依存するものであるが、永久磁石型ＭＲＩ用
磁気回路の整磁板においてはその履歴はかなり複雑なも
のとなる。 【０００３】永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路においては、
一般に図１のように整磁板１は着磁した磁石２を組み込
んだ磁気回路３に最後に組み込まれる形となる。そのた
め、組み込まれる際に整磁板は磁気回路の中を移動する
形となり、整磁板の各部が異なった磁界を受けることに
なる。整磁板は一般に円盤状など対称性のある形状では
あるが、対称な位置の部分が必ずしも同じ履歴を持って
いないことがあり得る。例えば、図１における整磁板の
組み込み方法では、整磁板１の端部１１は磁気回路中を
通過し、複雑な履歴を受ける。反面、端部１２は磁気回
路中を殆ど通過しない。 【０００４】また、ＭＲＩでは像を得るために傾斜磁場
を発生させるが、その際に整磁板に磁界がかかる。この
磁界によって残留磁化が発生することになるが、その残
留磁化も整磁板の各々の位置が受けた履歴によって異な
り、残留磁化の発生の仕方も各々の位置によって異な
る。この傾斜磁場を受けることによりさらに履歴が積み
重ねられていく形になるが、その傾斜磁場もイメージン
グの手法によりさまざまな強度と角度（ｘ，ｙ，ｚまた
は複合された方向）で与えられることになり、その積み
重ねられた履歴は大変複雑なものになる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】一般に、永久磁石型Ｍ
ＲＩ用磁気回路の磁場調整は、整磁板を組み込んだ後に
行われるが、前述したように、整磁板の各部の履歴が異
なるため、この状態で高い均一度を実現したとしても、
その後実際にイメージングに使用され傾斜磁場がかけら
れることによりそれぞれ異なった残留磁化が発生するこ
とになってしまう。そのため、単に残留磁化によって均
一度が乱されるだけでなく、整磁板の位置によって異な
る履歴を持つことによっても均一度が乱されることにな
ってしまう。これは、可能な限り高い均一度を要求され
るＭＲＩ用磁気回路としては重大な問題である。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記欠点を解
決し、整磁板の各部の履歴の違いによる磁場均一度の乱
れが発生しにくい永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路の調整方
法を提供するものである。 【０００７】すなわち、本発明は、一対の円板状または
リング状の永久磁石を磁化方向が円板またはリングの厚
み方向になるように作製し、上記一対の永久磁石が対向
するように対向する継鉄の内側に設け、上記一対の永久
磁石の夫々の磁極表面に整磁板を設け、上記一対の永久
磁石間の空間に磁場を発生させるＭＲＩ用磁気回路の調
整方法において、イメージングに用いる傾斜磁場の最大
値以上の磁場強度を持ち、かつ１００Ｈｚ以下の周波数
の減衰交流磁界を、傾斜磁場コイルを用いて印加した
後、磁場調整をするＭＲＩ用磁気回路の調整方法を要旨
とするものである。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下にこれをさらに詳述する。整
磁板の各部が異なる履歴を受けたことによる各部残留磁
化発生の違いによる磁場均一度の乱れを解消するために
は、以下のような方法が考えられる。まず、整磁板の各
部の履歴を全て同じにすることであるが、一般に整磁板
の寸法がφ１０００ｍｍを超えることから実際に行うこ
とは不可能である。次に考えられる方法としては、傾斜
磁場印加により残留磁化が発生しても、それらを解消
し、磁場調整を行った直後の高い均一度に戻すことであ
る。本発明者等は、この点に着目し、永久磁石型ＭＲＩ
の残留磁化による均一度の乱れを元に戻す本発明のＭＲ
Ｉ用磁気回路の調整方法を発明するに至った。 【０００９】整磁板中のそれぞれの位置においては、傾
斜磁場を受けることによりその履歴に応じて残留磁化が
発生する。その概念を図２に沿って以下に述べる。整磁
板が図１によって組み込まれる過程において、磁界０か
ら、端部１１は、磁界は０〜Ｈ１〜Ｈ２〜Ｈ１〜Ｈ３、
また磁化は０〜Ａ〜Ｂ〜Ｃ〜Ｅと変化する。また端部１
２は、磁界は０〜Ｈ１〜Ｈ３、磁化は０〜Ａ〜Ｄと変化
する。ここで、磁界をＨ１とＨ３の間で変化させた場
合、端部１１、１２の位置は整磁板として対称な位置に
あるにもかかわらず、残留磁化の値が異なることにな
る。 【００１０】この発生する残留磁化の値は整磁板のそれ
ぞれの場所が受ける磁界強度に依存し、その値は図３
（ａ）に示されるように、傾斜磁場を印加した場合は、
傾斜磁場により受ける磁界強度の最大値以下の範囲内で
変化し、その最大値のマイナーループ内に更に小さなマ
イナーループを形成する。 【００１１】一方、整磁板に用いられている軟鉄などの
軟磁性体の消磁方法として交流消磁法という方法があ
る。これは、軟質磁性体を減衰する交流磁界中に置くこ
とにより消磁できるというものである。もちろん、永久
磁石型ＭＲＩ用磁気回路を交流磁界中に置くことなど不
可能である。しかし、不均一を生じさせる残留磁化は、
前述したように与えられる傾斜磁場に依存し、その最大
値以下の範囲内で変化する。これにより、傾斜磁場を与
えることと同じ方法を用いて減衰する交流磁界を与えて
やれば、整磁板中の磁化は図３（ｂ）のヒステリシスル
ープ中のマイナーループのある一点に落ち着くことにな
る。すなわち、減衰交流磁界の最大強度を、イメージン
グで使用する傾斜磁場の最大値以上の値とすれば、ＭＲ
Ｉ装置でイメージングしたときの傾斜磁場により整磁板
に残留磁化が発生しても、減衰交流磁界を与えること
（以下、減磁操作という）により整磁板中の磁化の分布
をある一定値に戻すことが可能になる。 【００１２】ただし、ある整磁板のイメージング後の磁
化分布を一定値に戻すことができても、それにより磁場
均一度が乱されることもあり得る。すなわち、減磁操作
で得られる磁化分布の一定値が、設置当初に磁場調整を
行った際の整磁板磁化分布と異なる場合である。よっ
て、設置当初の磁場調整を行う前に減磁操作を行うこと
により、整磁板中の磁化分布が初期化され修復可能な状
態になる。その後イメージングを行って残留磁化が発生
しても、再度の減磁操作により磁場調整直後の均一度に
戻すことが可能となる。 【００１３】なお、減衰交流磁界の周波数としては 100
Hz以下が望ましい。これは表皮効果により周波数が低い
方が整磁板の深い位置まで減衰交流磁界が侵入するため
減磁効果が高くなるためである。また、減衰の仕方につ
いては特に指定するものではないが、減衰して磁界強度
が０になるまでは１０周期程度の十分な周期があった方
が良い。 【００１４】上述したように、本発明によれば、傾斜磁
場印加により残留磁化が発生しても、減磁操作によって
磁場均一度の乱れを解消し、磁場調整を行った直後の高
い磁場均一度に戻すことができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、実施例、比較例を挙げて説明する。 実施例 永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路を組み立て、減磁操作を行
った後、磁場調整を行った直後に磁場均一度を測定し
た。次に、この磁気回路に傾斜磁場コイルに９０Ａの電
流を流して傾斜磁場をかけた後、磁場均一度を再度測定
し、更に傾斜磁場コイルで９０Ａで減磁操作を行った後
に磁場均一度を測定した。なお、ここで用いた磁気回路
の仕様は、磁場強度は 0.1Ｔであり、均一空間はφ 350
×250 楕円球である。これら磁場均一度の測定結果を表
１に示す。 【００１６】 【表１】 【００１７】また、減磁操作に用いた電流波形を図４に
示す。このＭＲＩ装置の仕様として最大９０Ａの電流を
傾斜磁場コイルに流すことになっているため、最大電流
値が９０Ａである減衰交流電流により減衰交流磁界を印
加して減磁した。減衰交流電流を式に表すと、下式
（１）のようになる。ただし、ｔは時間単位で10msecで
ある。 Ｉ（ｔ）＝９（11−ｔ／60 ) sin {２π（ｔ／60−10 )｝‥‥‥（１） 【００１８】比較例 比較のために、１回目の減磁操作を行わなかった以外
は、実施例１と同じ条件で行った。結果を表１に示す。 【００１９】 【発明の効果】本発明により、永久磁石型ＭＲＩ装置に
おいて整磁板に残留磁化が発生し均一度が悪化しても、
再度磁性材を用いる磁場調整をすることなく減磁操作を
することにより、傾斜磁場の磁場強度範囲内で与えられ
た履歴を消去し元に戻し、均一度を磁場調整直後の状態
に戻すことが可能となった。この減磁操作はすなわち磁
場調整と同じ効果を持ち、従来サービス員が派遣されて
行っていた磁場調整をシステムに組み込まれた機器のみ
でかつユーザーの手で行えるためサービス性の向上及び
コストダウンにつながり、その利用価値は極めて大き
い。
置に関するものであり、特に永久磁石型ＭＲＩ用磁気回
路の調整方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路は、希土類
磁石を用いた磁石対向型が主流となっているが、この磁
石対向型では均一な磁界を発生させるために、磁石表面
に整磁板という軟鉄など軟質磁性体からなる磁極片が設
けてある。ＭＲＩでは像を得るために傾斜磁場を発生さ
せるが、その際に整磁板に磁界がかかり整磁板に残留磁
化が発生し、その残留磁化により均一な磁界が乱され、
ＭＲＩ画像のボケや歪みを生じるという問題点があっ
た。整磁板に残留磁化が発生する原因は、整磁板に用い
る軟質磁性体のヒステリシス現象によるものであり、磁
性体を用いるかぎり不可避なものである。ヒステリシス
現象は磁性体が以前にどのような磁界を受けたか、すな
わち履歴に依存するものであるが、永久磁石型ＭＲＩ用
磁気回路の整磁板においてはその履歴はかなり複雑なも
のとなる。 【０００３】永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路においては、
一般に図１のように整磁板１は着磁した磁石２を組み込
んだ磁気回路３に最後に組み込まれる形となる。そのた
め、組み込まれる際に整磁板は磁気回路の中を移動する
形となり、整磁板の各部が異なった磁界を受けることに
なる。整磁板は一般に円盤状など対称性のある形状では
あるが、対称な位置の部分が必ずしも同じ履歴を持って
いないことがあり得る。例えば、図１における整磁板の
組み込み方法では、整磁板１の端部１１は磁気回路中を
通過し、複雑な履歴を受ける。反面、端部１２は磁気回
路中を殆ど通過しない。 【０００４】また、ＭＲＩでは像を得るために傾斜磁場
を発生させるが、その際に整磁板に磁界がかかる。この
磁界によって残留磁化が発生することになるが、その残
留磁化も整磁板の各々の位置が受けた履歴によって異な
り、残留磁化の発生の仕方も各々の位置によって異な
る。この傾斜磁場を受けることによりさらに履歴が積み
重ねられていく形になるが、その傾斜磁場もイメージン
グの手法によりさまざまな強度と角度（ｘ，ｙ，ｚまた
は複合された方向）で与えられることになり、その積み
重ねられた履歴は大変複雑なものになる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】一般に、永久磁石型Ｍ
ＲＩ用磁気回路の磁場調整は、整磁板を組み込んだ後に
行われるが、前述したように、整磁板の各部の履歴が異
なるため、この状態で高い均一度を実現したとしても、
その後実際にイメージングに使用され傾斜磁場がかけら
れることによりそれぞれ異なった残留磁化が発生するこ
とになってしまう。そのため、単に残留磁化によって均
一度が乱されるだけでなく、整磁板の位置によって異な
る履歴を持つことによっても均一度が乱されることにな
ってしまう。これは、可能な限り高い均一度を要求され
るＭＲＩ用磁気回路としては重大な問題である。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記欠点を解
決し、整磁板の各部の履歴の違いによる磁場均一度の乱
れが発生しにくい永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路の調整方
法を提供するものである。 【０００７】すなわち、本発明は、一対の円板状または
リング状の永久磁石を磁化方向が円板またはリングの厚
み方向になるように作製し、上記一対の永久磁石が対向
するように対向する継鉄の内側に設け、上記一対の永久
磁石の夫々の磁極表面に整磁板を設け、上記一対の永久
磁石間の空間に磁場を発生させるＭＲＩ用磁気回路の調
整方法において、イメージングに用いる傾斜磁場の最大
値以上の磁場強度を持ち、かつ１００Ｈｚ以下の周波数
の減衰交流磁界を、傾斜磁場コイルを用いて印加した
後、磁場調整をするＭＲＩ用磁気回路の調整方法を要旨
とするものである。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下にこれをさらに詳述する。整
磁板の各部が異なる履歴を受けたことによる各部残留磁
化発生の違いによる磁場均一度の乱れを解消するために
は、以下のような方法が考えられる。まず、整磁板の各
部の履歴を全て同じにすることであるが、一般に整磁板
の寸法がφ１０００ｍｍを超えることから実際に行うこ
とは不可能である。次に考えられる方法としては、傾斜
磁場印加により残留磁化が発生しても、それらを解消
し、磁場調整を行った直後の高い均一度に戻すことであ
る。本発明者等は、この点に着目し、永久磁石型ＭＲＩ
の残留磁化による均一度の乱れを元に戻す本発明のＭＲ
Ｉ用磁気回路の調整方法を発明するに至った。 【０００９】整磁板中のそれぞれの位置においては、傾
斜磁場を受けることによりその履歴に応じて残留磁化が
発生する。その概念を図２に沿って以下に述べる。整磁
板が図１によって組み込まれる過程において、磁界０か
ら、端部１１は、磁界は０〜Ｈ１〜Ｈ２〜Ｈ１〜Ｈ３、
また磁化は０〜Ａ〜Ｂ〜Ｃ〜Ｅと変化する。また端部１
２は、磁界は０〜Ｈ１〜Ｈ３、磁化は０〜Ａ〜Ｄと変化
する。ここで、磁界をＨ１とＨ３の間で変化させた場
合、端部１１、１２の位置は整磁板として対称な位置に
あるにもかかわらず、残留磁化の値が異なることにな
る。 【００１０】この発生する残留磁化の値は整磁板のそれ
ぞれの場所が受ける磁界強度に依存し、その値は図３
（ａ）に示されるように、傾斜磁場を印加した場合は、
傾斜磁場により受ける磁界強度の最大値以下の範囲内で
変化し、その最大値のマイナーループ内に更に小さなマ
イナーループを形成する。 【００１１】一方、整磁板に用いられている軟鉄などの
軟磁性体の消磁方法として交流消磁法という方法があ
る。これは、軟質磁性体を減衰する交流磁界中に置くこ
とにより消磁できるというものである。もちろん、永久
磁石型ＭＲＩ用磁気回路を交流磁界中に置くことなど不
可能である。しかし、不均一を生じさせる残留磁化は、
前述したように与えられる傾斜磁場に依存し、その最大
値以下の範囲内で変化する。これにより、傾斜磁場を与
えることと同じ方法を用いて減衰する交流磁界を与えて
やれば、整磁板中の磁化は図３（ｂ）のヒステリシスル
ープ中のマイナーループのある一点に落ち着くことにな
る。すなわち、減衰交流磁界の最大強度を、イメージン
グで使用する傾斜磁場の最大値以上の値とすれば、ＭＲ
Ｉ装置でイメージングしたときの傾斜磁場により整磁板
に残留磁化が発生しても、減衰交流磁界を与えること
（以下、減磁操作という）により整磁板中の磁化の分布
をある一定値に戻すことが可能になる。 【００１２】ただし、ある整磁板のイメージング後の磁
化分布を一定値に戻すことができても、それにより磁場
均一度が乱されることもあり得る。すなわち、減磁操作
で得られる磁化分布の一定値が、設置当初に磁場調整を
行った際の整磁板磁化分布と異なる場合である。よっ
て、設置当初の磁場調整を行う前に減磁操作を行うこと
により、整磁板中の磁化分布が初期化され修復可能な状
態になる。その後イメージングを行って残留磁化が発生
しても、再度の減磁操作により磁場調整直後の均一度に
戻すことが可能となる。 【００１３】なお、減衰交流磁界の周波数としては 100
Hz以下が望ましい。これは表皮効果により周波数が低い
方が整磁板の深い位置まで減衰交流磁界が侵入するため
減磁効果が高くなるためである。また、減衰の仕方につ
いては特に指定するものではないが、減衰して磁界強度
が０になるまでは１０周期程度の十分な周期があった方
が良い。 【００１４】上述したように、本発明によれば、傾斜磁
場印加により残留磁化が発生しても、減磁操作によって
磁場均一度の乱れを解消し、磁場調整を行った直後の高
い磁場均一度に戻すことができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、実施例、比較例を挙げて説明する。 実施例 永久磁石型ＭＲＩ用磁気回路を組み立て、減磁操作を行
った後、磁場調整を行った直後に磁場均一度を測定し
た。次に、この磁気回路に傾斜磁場コイルに９０Ａの電
流を流して傾斜磁場をかけた後、磁場均一度を再度測定
し、更に傾斜磁場コイルで９０Ａで減磁操作を行った後
に磁場均一度を測定した。なお、ここで用いた磁気回路
の仕様は、磁場強度は 0.1Ｔであり、均一空間はφ 350
×250 楕円球である。これら磁場均一度の測定結果を表
１に示す。 【００１６】 【表１】 【００１７】また、減磁操作に用いた電流波形を図４に
示す。このＭＲＩ装置の仕様として最大９０Ａの電流を
傾斜磁場コイルに流すことになっているため、最大電流
値が９０Ａである減衰交流電流により減衰交流磁界を印
加して減磁した。減衰交流電流を式に表すと、下式
（１）のようになる。ただし、ｔは時間単位で10msecで
ある。 Ｉ（ｔ）＝９（11−ｔ／60 ) sin {２π（ｔ／60−10 )｝‥‥‥（１） 【００１８】比較例 比較のために、１回目の減磁操作を行わなかった以外
は、実施例１と同じ条件で行った。結果を表１に示す。 【００１９】 【発明の効果】本発明により、永久磁石型ＭＲＩ装置に
おいて整磁板に残留磁化が発生し均一度が悪化しても、
再度磁性材を用いる磁場調整をすることなく減磁操作を
することにより、傾斜磁場の磁場強度範囲内で与えられ
た履歴を消去し元に戻し、均一度を磁場調整直後の状態
に戻すことが可能となった。この減磁操作はすなわち磁
場調整と同じ効果を持ち、従来サービス員が派遣されて
行っていた磁場調整をシステムに組み込まれた機器のみ
でかつユーザーの手で行えるためサービス性の向上及び
コストダウンにつながり、その利用価値は極めて大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気回路に整磁板を組み込む方法の概念図。
【図２】履歴の違いによる残留磁化の違いの概念図。
【図３】傾斜磁界及び交流磁界を与えた場合のマイナー
ループ。 （ａ）傾斜磁界を与えた場合。 （ｂ）減衰交流磁界を与えた場合。 【図４】本発明における実施例で用いた減衰交流磁界の
波形。 【符号の説明】 １ ‥‥‥ 整磁板 １１‥‥‥ 整磁板の端部 １２‥‥‥ 整磁板の別の端部 ２ ‥‥‥ 磁石 ３ ‥‥‥ 磁気回路
ループ。 （ａ）傾斜磁界を与えた場合。 （ｂ）減衰交流磁界を与えた場合。 【図４】本発明における実施例で用いた減衰交流磁界の
波形。 【符号の説明】 １ ‥‥‥ 整磁板 １１‥‥‥ 整磁板の端部 １２‥‥‥ 整磁板の別の端部 ２ ‥‥‥ 磁石 ３ ‥‥‥ 磁気回路
フロントページの続き
(72)発明者 井上 勇二
東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127
ジーイー横河メディカルシステム株式
会社内
(56)参考文献 特開 平３−234238（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−232050（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−148704（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 5/055
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 磁化方向が円板またはリングの厚み方向
になるように一対の円板状またはリング状の永久磁石を
作製し、上記一対の永久磁石が対向するように対向する
継鉄の内側に設け、上記一対の永久磁石の夫々の磁極表
面に整磁板を設け、上記一対の永久磁石間の空間に磁場
を発生させるＭＲＩ用磁気回路の調整方法において、イ
メージングに用いる傾斜磁場の最大値以上の磁場強度を
持ち、かつ１００Ｈｚ以下の周波数の減衰交流磁界を、
傾斜磁場コイルを用いて印加した後、磁場調整をするＭ
ＲＩ用磁気回路の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21854895A JP3373090B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | Ｍｒｉ用磁気回路の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21854895A JP3373090B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | Ｍｒｉ用磁気回路の調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0956691A JPH0956691A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3373090B2 true JP3373090B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=16721668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21854895A Expired - Fee Related JP3373090B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | Ｍｒｉ用磁気回路の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373090B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050092395A1 (en) | 2002-02-15 | 2005-05-05 | Masaaki Aoki | Magnetic field generator and its manufacturing method |
| JP4586850B2 (ja) * | 2002-02-15 | 2010-11-24 | 日立金属株式会社 | 磁界発生装置の製造方法 |
| WO2005006979A1 (ja) * | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Hitachi Medical Corporation | 磁気共鳴イメージング方法及び装置 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21854895A patent/JP3373090B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0956691A (ja) | 1997-03-04 |
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