KR102665912B1 - 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치 - Google Patents

수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치에 관한 것으로서, 구 관절에 의해 엔드 이펙트의 2자유도 움직임 위치를 제어하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치에 관한 것이다. 이를 위해 리지드 또는 가요성 튜브부, 튜브부의 원위 단부 영역에 구동 와어이의 견인에 따라 회전 가능하도록 배치되는 구체 관절부, 구체 관절부를 견인하는 복수의 구체 구동 와이어, 구체 관절부에 직간접적으로 결합되어 구동 와이어의 견인에 따라 동작하며, 구체 관절부의 회전에 의해 위치가 제어되는 엔드 이펙트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치가 개시된다.

Description

수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치{Spherical articulation device for control of surgical instruments}
본 발명은 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구 관절에 의해 엔드 이펙트의 2자유도 움직임 위치를 제어하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치에 관한 것이다.
종래의 오버튜브 또는 유연한 수술도구에 사용되는 1자유도 또는 2자유도 움직임을 위한 관절은 구름 관절로 이루어질 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 l1의 관절 길이를 갖는다. 관절의 길이가 긴 경우에는 관절의 길이가 짧은 경우에 비해 동일한 조작량 대비 변위가 더 크다(l=rθ). 조작 변위가 큰 경우에는 필수적으로 관절의 길이가 길어지며, 더 나아가 회전축 간의 오프셋이 발생할 수 밖에 없다.
따라서 관절의 길이를 짧게 하고, 회전축 간 오프셋이 발생하지 않는 2자유도 움직임 제어가 가능한 관절 장치의 개발이 필요하다.
KR 10-1413152
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 관절의 길이를 짧게 하고, 회전축 간의 오프셋이 없는 2자유도 움직임 제어가 가능한 관절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 리지드 또는 가요성 튜브부, 튜브부의 원위 단부 영역에 구동 와어이의 견인에 따라 회전 가능하도록 배치되는 구체 관절부, 구체 관절부를 견인하는 복수의 구체 구동 와이어, 구체 관절부에 직간접적으로 결합되어 구동 와이어의 견인에 따라 동작하며, 구체 관절부의 회전에 의해 위치가 제어되는 엔드 이펙트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 복수의 구체 구동 와이어의 일단은 구체 관절부의 표면에 형성된 각각의 고정점에 결합 고정되며, 복수의 고정점 중 적어도 한개의 고정점은 나머지 고정점에 대해 가상의 기준선을 기준으로 서로 다른 평면상에 위치한다.
또한, 복수의 구체 구동 와이어는 구체 관절부에 형성된 제1 고정점에 일단이 고정 결합되어 튜브부의 내측을 따라 근위 단부 영역으로 연장 배치되는 제1 구체 구동 와이어, 제1 고정점에서 일정거리 떨어진 제2 고정점에 일단이 고정 결합되어 튜브부의 내측을 따라 근위 단부 영역으로 연장 배치되는 제2 구체 구동 와이어, 제1,2 고정점에 대해 가상의 기준면을 기준으로 서로 다른 평면상에 위치하는 제3 고정점에 일단이 고정 결합되어 튜브부의 내측을 따라 근위 단부 영역으로 연장 배치되는 제3 구체 구동 와이어를 포함한다.
또한, 튜브부의 내측에는 복수의 구체 구동 와이어가 튜브부의 길이방향을 따라 배치 고정되도록 와이어 삽입 홈 또는 와이어 삽입 루멘이 각각 형성된다.
또한, 구체 관절부의 표면에는 고정점으로부터 와이어 삽입 홈 또는 와이어 삽입 루멘의 원위 단부까지의 와이어 배치 경로를 따라 구체 구동 와이어가 배치 고정되는 와이어 가이드 홈이 각각 형성된다.
또한, 고정점으로부터 구체 관절부의 표면을 따라 배치된 구체 구동 와이어가 와이어 삽입 홈을 통해 튜브부의 내측으로 삽입 배치된다.
또한, 구체 관절부의 전단에 배치되어 엔드 이펙트부의 1 자유도 또는 2 자유도 움직임이 가능하도록 배치되는 구름 관절부를 더 포함하며, 구체 관절부의 길이보다 구체 관절부의 길이가 상대적으로 더 짧다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 관절의 길이를 짧게 하고, 회전축 간의 오프셋이 없는 2자유도 움직임 제어가 가능한 관절 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 오버튜브 또는 가요성 튜브를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구 관절이 포함된 가요성 튜브를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구 관절 및 구름 관절이 포함된 가요성 튜브를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구 관절이 가요성 튜브에 조인트 결합된 것을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 와이어 고정점의 위치에 따른 관절의 회전각도를 도시한 도면이고,
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 적어도 어느 하나의 고정점이 다른 고정점에 비해 가상의 기준선을 중심으로 다른 평면상에 있는 것을 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 와이어 고정점이 4개이면서 적어도 어느 하나의 고정점이 다른 고정점에 비해 가상의 기준선을 중심으로 다른 평면상에 있는 것을 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 적어도 어느 하나의 고정점이 다른 고정점에 비해 가상의 기준선을 중심으로 다른 평면상에 있는 것을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 튜브(100)와 튜브(100)의 원위 단부에 회전 가능하도록 결합되는 구체 관절부(120)를 포함한다. 튜브는 도 2와 같이 가요성 튜브일 수도 있고, 리지드(rigid)한 튜브일 수 있다. 가요성 튜브(100)의 원위 단부에는 구체 관절부(120)가 회전 가능하도록 결합되며, 구체 관절부(120)의 관절 표면에는 엔드 이펙트인 그래스퍼(11)가 직접 또는 간접적으로 결합된다.
가요성 튜브(100)의 경우에는 그래스퍼(11)의 위치를 제어하기 위해 제1,….,4 구동 와이어(111,….,114)가 가요성 튜브(100)의 내측에 마련된 와이어 가이드 홈을 따라 배치된다. 즉, 제1 구동 와이어(111)는 가요성 튜브(100)의 원위 단부에 일단이 고정되며, 타단은 제1 캡스탄(131)에 고정된다. 마찬가지로, 제2,3,4 구동 와이어(112,113,114)는 가요성 튜브(100)의 원위 단부에 일단이 고정되며, 타단은 제2,3,4 캡스탄(132,133,134)에 고정된다. 또한, 그래스퍼(11)의 동작 제어를 위해 제 5 구동 와이어(115)의 일단이 그래스퍼(11)에 고정되며, 타단은 제5 캡스탄(135)에 고정된다. 따라서 제어부(도면 미도시)는 모터(M)를 통해 각각의 캡스탄을 직간접적으로 구동시킴으로써 구동 와이어(111,….,115)를 당기거나 풀 수 있다. 이와 같이 가요성 튜브(100)의 경우에는 그래스퍼(11)의 1 자유도 또는 2 자유도 움직임 제어가 가능하고, 더 나아가 구체 관절부(120)를 통해 위치 제어가 가능하다.
리지드 튜브의 경우에는 튜브가 리지드한 바디이기 때문에 구동 와이어가 배치되지 않으며, 리지드 튜브의 원위 단부에 마련된 구체 관절부(120)를 통해서 그래스퍼(11)의 위치를 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치는 튜브(200), 튜브(200)의 일 영역에 배치된 구름 관절부(210) 및 튜브(200)의 원위 단부에 회전 가능하도록 결합되는 구체 관절부(220)를 포함한다. 이때, 튜브는 도 2에 설명한 바와 같이 가요성 튜브이거나 리지드 튜브일 수 있다.
튜브(200)의 원위 단부에는 구체 관절부(220)가 회전 가능하도록 결합되며, 구체 관절부(220)의 전단에는 구름 관절부(210)가 배치된다. 구름 관절부(210)의 길이(l2)는 적절한 범위내에서 선택할 수 있으며, 구름 관절부(210)는 도 3과 같이 1 자유도의 움직임이 가능한 관절이거나 또는 도면에는 도시되어 있지 않으나 2 자유도의 움직임이 가능한 관절이 배치될 수 있다. 2 자유도의 구름 관절은 1 자유도의 구름 관절의 각 관절 사이의 방향을 90도 바꿈으로써 구현할 수 있다.
제1,….,5 구동 와이어(211,….,215)에 대한 설명은 상술한 제1,….,5 구동 와이어(111,….,115)의 설명에 갈음하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 구체 관절부(320)는 튜브(310)의 원위 단부 영역에서 와이어의 구동에 따라 회전 가능하도록 결합된다. 이때, 튜브(310)와 구체 관절부(320)의 접촉면에는 회전을 용이하게 하기 위한 베어링 등의 마찰 저감부가 삽입될 수 있다.
구체 관절부(320)는 구 형상으로 이루어진 관절로서 그 단면이 일예로서 "원 또는 타원" 형상일 수 있다. 구 형상의 관절의 경우에는 도 1에 도시된 종래의 관절에 비해 관절의 길이를 짧게 할 수 있으며, 회전축 간의 오프셋이 없는 2자유도 움직임이 가능하다. 특히, 구 형상의 관절의 경우에는 관절의 길이를 짧게하면서 2 자유도 위치 제어가 가능한 장점이 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치는 구체 관절부(320)를 위치 제어하기 위해 복수의 구체 구동 와이어(321,….,323)를 포함한다. 이때, 복수의 구체 구동 와이어(321,….,323)의 개수는 최소 3개 이상인 것이 바람직하다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 제1,….,3 구체 구동 와이어(321,….,323)의 일단이 구체 관절부(320)의 표면에 각각 고정되고, 타단이 각각 캡스탄(330)에 고정된다. 이에 따라 제어부(도면 미도시)의 구동에 의해 모터가 동작하면 제1,….,3 구체 구동 와이어(321,….,323)가 당겨지거나 풀림으로써 그래스퍼(11)의 2 자유도 움직임을 제어할 수 있다. 제1,….,3 구체 구동 와이어(321,….,323)는 동시에 동일한 견인력으로 당겨질 수도 있고, 어느 하나의 와이어에 작용하는 견인력과 다른 두개의 와이어에 작용하는 견인력이 모두 다르게 제어될 수도 있다. 또한, 각 구체 구동 와이어에 작용하는 견인력이 모두 다르게 제어될 수도 있다.
최소 3개의 구체 구동 와이어(321,….,323)로 구체 관절부(320)를 위치 제어하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 제1,….,3 와이어 고정점(321a,….,323a)이 구체 관절부(320)의 표면에 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일예로서 와이어 고정점의 위치는 제2 지점에 고정되었을 때의 회전각도(θ2) 보다 제1 지점에 고정되었을 때의 회전각도(θ1)가 더 크다. 이에 따라 구체 구동 와이어의 견인시에 제1 지점의 고정점에서의 구체 관절부의 움직임이 제2 지점의 고정점에서의 구체 관절부의 움직임보다 더 클 수 있다. 따라서, 적어도 3개소의 고정점의 위치를 선정할 때에는 구체 관절부(320)의 움직임 정도를 고려하여 선정하는 것이 바람직할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 일예로서 제1 구체 구동 와이어(321)는 튜브(310)의 내측에 길이방향으로 마련된 와이어 삽입 홈(310a) 또는 와이어 삽입 루멘(도면 미도시)에 삽입된다. 제2,3 구체 구동 와이어(322,323)도 동일하게 각각의 와이어 삽입 홈(도면 미도시)에 삽입된다. 또한, 튜브(310)의 원위 단부에는 일예로서 구체 관절부(320)의 표면에 형성된 와이어 가이드 홈(320a)을 따라 배치된 제1 구체 구동 와이어(321)가 튜브(310)의 내측으로 삽입되기 위한 와이어 통과 홈(320b)이 형성된다. 와이어 통과 홈(320b)은 구체 구동 와이어의 배치 위치 및 배치 개수에 부합하도록 튜브(310)의 원위 단부에는 마련된다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 와이어 고정점은 적어도 어느 하나의 고정점이 서로 다른 평면상에 배치되는 것이 바람직하다. 일예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 구체 관절부(410)의 제1,2 와이어 고정점(411,412)과 제3 와이어 고정점(413)은 가상의 기준선을 기준으로 서로 다른 평면상에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 구체 관절부(510)의 제1,2 와이어 고정점(511,512)과 제3 와이어 고정점(513)은 가상의 기준선을 기준으로 서로 다른 평면상에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 구체 관절부(610)의 제2 와이어 고정점(612)과 제4 와이어 고정점(614)은 가상의 기준선을 기준으로 서로 다른 평면상에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 구체 관절부(710)의 제1,2 와이어 고정점(711,712)과 제3 와이어 고정점(713)은 가상의 기준선을 기준으로 서로 다른 평면상에 형성(즉, 일예로서 구체를 1/2 등분하여 서로 다른 평면에 위치)되는 것이 바람직하다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
10 : 가요성 튜브
11 : 그래스퍼
12 : 관절부
100 : 튜브
111,….,115 : 제1,….,5 구동 와이어
120 : 구체 관절부
130 : 캡스탄 바디
131,….,135 : 제1,….,제5 캡스탄
200 : 튜브
210 : 구름 관절부
211,….,215 : 제1,….,5 구동 와이어
220 : 구 관절부
230 : 캡스탄 바디
310 : 튜브
310a : 와이어 삽입 홈
320 : 구체 관절부
320a : 와이어 가이드 홈
320b : 와이어 통과 홈
321,….,323 : 제1,….,3 구체 구동 와이어
321a,….,323a : 제1,….,3 와이어 고정점
330 : 캡스탄 바디
410 : 구체 관절부
411,….,413 : 제1,….,3 와이어 고정점
510 : 구체 관절부
511,….,513 : 제1,….,3 와이어 고정점
610 : 구체 관절부
611,….,614 : 제1,….,4 와이어 고정점
710 : 구체 관절부
711,….,713 : 제1,….,3 와이어 고정점

Claims (7)

  1. 가요성 튜브부,
    상기 가요성 튜브부에 고정되는 구동 와이어,
    상기 튜브부의 원위 단부 영역에 회전 가능하도록 배치되는 구체 관절부,
    상기 구체 관절부를 견인하고 상기 구체 관절부에 형성된 복수의 고정점에 각각 연결되는 복수의 구체 구동 와이어,
    상기 구체 관절부에 직간접적으로 결합되어 구동 와이어의 견인에 따라 동작하며, 상기 구체 관절부의 회전에 의해 위치가 제어되는 엔드 이펙트부, 및
    상기 가요성 튜브부에 고정되는 구동 와이어와, 상기 복수의 구체 구동 와이어와, 상기 엔드 이펙트부를 견인하는 구동 와이어의 일 단부 각각이 고정되는 복수 개의 캡스탄을 포함하고,
    상기 튜브부의 내측에는, 상기 복수의 구체 구동 와이어가 상기 튜브부의 길이방향을 따라 배치 고정되도록 와이어 삽입 홈 또는 와이어 삽입 루멘이 각각 형성되고,
    상기 구체 관절부의 표면에는, 상기 고정점으로부터 상기 와이어 삽입 홈 또는 와이어 삽입 루멘의 원위 단부까지의 와이어 배치 경로를 따라 상기 구체 구동 와이어가 배치 고정되는 와이어 가이드 홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구체 구동 와이어의 일단은,
    상기 구체 관절부의 표면에 형성된 각각의 고정점에 결합 고정되며,
    복수의 고정점 중 적어도 한개의 고정점은 나머지 고정점에 대해 가상의 기준선을 기준으로 서로 다른 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구체 구동 와이어는,
    상기 구체 관절부에 형성된 제1 고정점에 일단이 고정 결합되어 상기 튜브부의 내측을 따라 근위 단부 영역으로 연장 배치되는 제1 구체 구동 와이어,
    상기 제1 고정점에서 일정거리 떨어진 제2 고정점에 일단이 고정 결합되어 상기 튜브부의 내측을 따라 근위 단부 영역으로 연장 배치되는 제2 구체 구동 와이어,
    상기 제1,2 고정점에 대해 가상의 기준면을 기준으로 서로 다른 평면상에 위치하는 제3 고정점에 일단이 고정 결합되어 상기 튜브부의 내측을 따라 근위 단부 영역으로 연장 배치되는 제3 구체 구동 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정점으로부터 상기 구체 관절부의 표면을 따라 배치된 구체 구동 와이어가 상기 와이어 삽입 홈을 통해 상기 튜브부의 내측으로 삽입 배치되는 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구체 관절부의 전단에 배치되어 상기 엔드 이펙트부의 1 자유도 또는 2 자유도 움직임이 가능하도록 배치되는 구름 관절부를 더 포함하며,
    상기 구름 관절부의 길이보다 상기 구체 관절부의 길이가 상대적으로 더 짧은 것을 특징으로 하는 수술 도구의 위치 제어용 구체 관절 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012501758A (ja) * 2008-09-05 2012-01-26 カーネギー メロン ユニバーシティ 球形遠位アセンブリを伴う多関節内視鏡装置
KR102239114B1 (ko) 2019-05-03 2021-04-09 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 와이어를 이용한 관절 구동 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0538325A (ja) * 1991-08-07 1993-02-19 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
US9259274B2 (en) * 2008-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Passive preload and capstan drive for surgical instruments
US8644988B2 (en) * 2010-05-14 2014-02-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Drive force control in medical instrument providing position measurements
KR101413152B1 (ko) 2013-02-27 2014-07-01 부산대학교 산학협력단 마찰감소용 볼을 구비한 구 관절 및 델타로봇
JP5838381B2 (ja) * 2013-12-12 2016-01-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 内視鏡
JP6616498B2 (ja) * 2016-04-28 2019-12-04 オリンパス株式会社 軟性マニピュレータ用シースおよびマニピュレータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012501758A (ja) * 2008-09-05 2012-01-26 カーネギー メロン ユニバーシティ 球形遠位アセンブリを伴う多関節内視鏡装置
KR102239114B1 (ko) 2019-05-03 2021-04-09 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 와이어를 이용한 관절 구동 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHANG, Dingzhi 등. "Design of a novel tendon-driven manipulator structure based on monolithic compliant rolling-contact joint for minimally invasive surgery", IJCARS, 16: 1615-1625. (2021.07.07.)*

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