KR20080073717A - 고차 수차 교정을 통합한 노안 교정에 유용한 안과 렌즈 - Google Patents

고차 수차 교정을 통합한 노안 교정에 유용한 안과 렌즈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안과 렌즈들의 설계 방법 및 이 방법으로 제조된 렌즈들을 제공하며, 상기 렌즈는 렌즈 착용자의 저차 및 고차 파면 수차를 모두 교정한다.
고정 타겟, 기본 굴절 처방값, 파면 수차, 안과 렌즈

Description

고차 수차 교정을 통합한 노안 교정에 유용한 안과 렌즈{Ophthalmic lenses useful for the correction of presbyopia which incorporate high order aberration correction}
본 발명은 노안 교정용 안과 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 착용자의 광학 고차 수차(high order aberration) 뿐 아니라 착용자의 기본 굴절 에러를 교정하는 노안 교정 렌즈들을 제공한다.
개개인이 노화되면서, 눈은 상대적으로 관찰자 근거리의 사물에 촛점을 맞추기 위하여 자연 수정체를 휘어지게 하거나 또는 조절할 수 없다. 이러한 상태는 노안으로 알려져 있다. 유사하게, 자연 수정체가 제거되고 대체물로서 인공 수정체가 삽입된 사람에 대해서는, 조절 능력이 없다.
임의의 수의 렌즈 디자인들이 착용자의 노안을 교정하는 시도에서 사용되었다. 공지된 디자인들중에는 이중 촛점 및 진보한 안경 렌즈들이 있다. 또한, 다중촛점 콘택트 렌즈, 인공수정체 및 단안시 콘택트 렌즈(monovision contact lense)들이 공지되어 있다.
단안시 콘택트 렌즈들은 개개인의 거리 시안을 좌우하는 눈 또는 원시 눈 (dominant eye)에 착용되고 착용자의 원견 시력(distance vision acuity)을 교정하 는 렌즈를 제공한다. 추가로, 착용자의 근시 눈 시력을 교정하고 근시 눈(non-dominant eye)에 착용하는 제 2 렌즈가 제공된다. 이들 렌즈들은 촛점 흐림 및 난시와 같은 눈의 저차 수차(low order optical aberration)만을 교정하므로, 렌즈 착용자의 고차 수차를 교정되지 않은 상태로 남겨두기 때문에 단점이 있다.
본 발명은 안과 렌즈들의 설계 방법 및 이 방법으로 제조된 렌즈들을 제공하며, 상기 렌즈는 렌즈 착용자의 저차 및 고차 파면 수차를 모두 교정한다. 본 발명에 따라 제조된 렌즈들은 노안 교정을 위해서 사용된 종래의 콘택트 렌즈들과 비교할 때, 양 눈의 시력을 개선하고 촛점 깊이가 증가하며 착용자의 선명성이 개선된다는 점에서 유리하다.
일 실시예에서, 본 발명은 한쌍의 개인용 안과 렌즈의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은 필수적으로, 가) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인의 원시 눈의 제 1 기본 굴절 처방값(refractive prescription)을 측정하는 단계와; 나) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인 근시 눈의 제 2 기본 굴절 처방값을 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 근거리 굴절 처방값을 측정하는 단계와; 다) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 원시 눈의 제 1 세트의 고차 파면 수차(wavefront aberration)를 측정하는 단계와; 라) 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 제 2 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와; 마) 제 1 및 제 2 세트의 고차 파면 수차의 측정값을 높이 편차값으로 각각 변환시키는 단계와; 바) 제 1 안과 렌즈들을 제공하기 위하여 제 1 기본 굴절 처방값 및 원시 눈에 대한 높이 편차값을 이용하고 제 2 안과 렌즈들을 제공하기 위하여, 제 2 기본 굴절 처방값, 근거리 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 높이 편차값을 이용하는 단계들로 구성된다.
"렌즈"는 안경 렌즈, 콘택트 렌즈, 인공 수정체, 각막 삽입렌즈(corneal implant lens), 온레이 렌즈(onlay lens) 등 및 그 조합물을 의미한다. 양호하게는, 본 발명의 렌즈들은 콘택트 렌즈이다.
"기본 굴절 처방값(refractive prescription)"은 난시를 교정하는데 필요한 임의의 난시 도수(cylinder power)와 원견 시력을 교정하는데 필요한 거리 굴절력(distance power)를 의미한다.
"근거리 굴절 처방값(near refractive prescription)"은 근거리 시력을 교정하는데 필요한 근거리 또는 부가 도수(add power)를 의미한다.
"원시 눈(dominat eye)"는 원거리 시야를 주도하는 눈을 의미합니다.
"원거리 고정 타겟(far fixation target)"은 개인 눈으로부터 약 15 피트 이상 제공된 시야 타겟(vision target)을 의미한다. "근거리 고정 타겟(near fixation target)"은 개인 눈에서 약 30 내지 50cm의 시야 타겟을 의미한다.
본 발명의 제 1 단계에서, 렌즈 착용자의 제 1 및 제 2 기본 굴절 처방값은 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 사용하여 개인의 원시 눈 및 근시 눈에 대해서 각각 측정된다. 임의의 종래 방법은 포롭터(phoropter), 자동굴절기(autorefractor), 시험용 렌즈(trial case lens) 등의 사용을 포함하는 제한없는 측정을 위해서 사용된다. 다른 방안으로, 측정은 눈 파면 분석으로 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 단계에서, 근거리 굴절 처방값은 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 사용하여 개인의 근시 눈에 대해서 측정된다. 임의의 종래 방법은 포롭터(phoropter), 자동굴절기(autorefractor), 시험용 렌즈(trial case lens) 등의 사용을 포함하는, 제한없는 측정을 위해서 사용될 수 있다. 다른 방안으로, 측정은 근거리 고정 타겟을 제공할 수 있는 수정 파면 수차를 사용하여 실행될 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 단계에서, 각 개인의 원시 눈 및 근시 눈의 고차 파면 수차는 원거리 고정 타겟에서 측정된다. "고차 파면 수차(high order wavefront aberration)"은 저차 구면 및 원통형과 다른 파면 수차를 의미한다. "파면 수차"는 구면 수차용 파면과 난시, 콤마 및 눈에서 나오는 평면의 파면과 비교할 때 눈에서 나오는 다른 비틀림 또는 망막에 수렴하는 완전한 구형 파면 사이의 차이를 의미한다. 본 발명의 방법에서, 원시 눈에 대한 고차의 파면 측정은 렌즈 착용자에게 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 실행된다. 개인의 근시 눈에 대한 고차의 파면 수차는 적어도 하나의 근거리 고정 타겟에서 측정된다.
수차 측정을 실행하는 장치는 제한없이, 수차경(aberroscope), 점 확산 또는 라인 확산에 의해서 눈 조절 전달 기능을 측정하는 장치 또는 눈의 광학 파면을 측정, 평가, 보간(interpolate) 또는 계산하는 임의의 유사 장치를 포함한다. 시야 타겟 거리(distance vision target)를 측정할 수 있는 수차경은 미국 뉴 멕시코 알부쿼크 소재의 웨이브프런트 사이언스 인코포레이티드(Wavefront Sciences, Inc)에서 구입할 수 있다. 근거리 타겟을 측정하기 위하여, 수차 측정을 위해서 사용할 수 있는 기타 장치 뿐 아니라 상술한 수차경을 사용하는 방법이 당기술에서 공지되어 있다.
일단, 획득하면, 각 수차 측정은 그때 높이 편차값으로 수학적으로 변환되어서 그에 따라서 광학 경로 차이로 공지된 지성된 중간 구면 값의 위와 아래에 엘리베이션 맵(elevation map)을 제공한다. 광학 경로 차이 또는 눈 수차로 인한 왜곡을 편향시키는 수차 역 필터(aberration inverse filter)의 렌즈 설계로 도입함으로써 수차 교정이 제공된다.
기본 굴절 처방값에 따른 높이 편차 및 광학적 각막 형태 데이터가 착용자에게 렌즈를 제공하기 위하여 그때 사용된다. 데이터는 렌즈의 표면 또는 렌즈 몰드를 컴퓨터 수치 제어("CNC") 선반, 직접적인 폴리머 버튼 가공, 밀링, 레이저 절제, 사출 성형 삽입 등 또는 그 조합을 사용하여 가공하는 메카니즘에 대응하는 나선형 포맷(format), 직선형 격자 패턴, 극형 동심형으로 변형될 수 있다. 수차 교정을 달성하기 위하여, 렌즈 표면 상승 또는 구배에서의 필요한 변화는 렌즈 전면, 후면 또는 그 조합면으로 통합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 렌즈의 전면 또는 볼록면 또는 후면 또는 오목면 은 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방값을 포괄하며, 근시 눈 렌즈의 경우에도 역시 근거리 굴절 규정을 포괄한다. 렌즈의 대향면은 렌즈 착용자의 고차 파면 수차를 교정하는 광학 영역을 수용한다. 다른 실시예에서, 양호하게는 기본 굴절 처방값 또는 수차 교정값 또는 양자 모두는 원시 눈 렌즈의 전면 및 후면 사이에서 분할되고 기본 굴절 처방값, 근거리 굴절 처방값 및 수차 교정값도 유사하게 근시 눈 렌즈의 표면들 사이에서 분할될 수 있다. 다른 실시예로서, 굴절 처방값 및 수차 교정값 전체는 렌즈의 전면 또는 후면에 있을 수 있다. 각막 형태 데이터가 렌즈 디자인에 통합된다면, 양호하게는 굴절 처방값 및 수차 교정값 모두는 전면 상에 있고 형태 데이터는 후면의 디자인에서 사용된다.
본 발명의 콘택트 렌즈에 대해서, 기본 굴절 및 근거리 굴절력이 환형 영역 형태로 제공되는 실시예에서, 기본 굴절력 환형 영역은 양호하게는 근거리 굴절력 환형 영역과 번갈아 사용된다. 추가로, 난시 도수, 프리즘 배율 또는 양자 모두는 기본 굴절력 또는 근거리 굴절력중 하나 또는 양자 모두와 조합될 수 있다.
근거리 굴절력 및 기본 굴절력 환형 영역들 모두가 원시 눈용 콘택트 렌즈에 사용되는 경우에 있어서, 기본 굴절력 또는 근거리 굴절력에 기여된 광학 영역 면적의 비율은 더욱 많은 면적이 거리 굴절력에 기여되도록 구성되어야 한다. 근시 눈의 렌즈에 대해서, 더욱 많은 렌즈 면적이 근거리 굴절력에 기여된다. 미국 특허 제 5,835,192호, 제 5,485,228호 및 제 5,448,312호에는 원시 눈 및 근시 눈 렌즈 모두에 대해서 퍼센트에 기초하는 양호한 면적들이 기재되어 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 한쌍의 개인용 안과 렌즈의 제조 방법을 제 공하며, 이 방법은 필수적으로 가) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인의 원시 눈의 제 1 기본 굴절 처방값을 측정하는 단계와; 나) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인 근시 눈의 제 2 기본 굴절 처방값을 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 근거리 굴절 처방값을 측정하는 단계와; 다) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 원시 눈의 제 1 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와; 라) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 제 2 세트의 고차 파면 수차를 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 제 3 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와; 마) 제 1 세트의 고차 파면 수차의 측정값들을 제 1 높이 편차값으로 각각 변환시키는 단계와; 바) 제 2 및 제 3 세트의 측정 고차 파면 수차의 평균 측정값을 계산하고 상기 평균 측정값을 제 2 높이 편차값으로 변환시키는 단계와; 사) 제 1 안과 렌즈들을 제공하기 위하여 제 1 기본 굴절 처방값 및 원시 눈에 대한 제 1 높이 편차값을 이용하고 제 2 안과 렌즈들을 제공하기 위하여, 제 2 기본 굴절 처방값, 근거리 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 제 2 높이 편차값을 이용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 또다른 실시예에서, 고차 파면 수차들은 원시 눈 및 근시 눈 모두에 대해서 근거리 및 원거리 고정 타겟에서 측정될 수 있으며 각 눈에 대해서, 상기 파면들의 평균값이 계산된다. 여전히 또다른 실시예에서, 고차 파면 수차들은 원시 눈 및 근시 눈 모두에 대해서 근거리 및 원거리 고정 타겟에서 측정될 수 있으며 각 눈에 대해서, 상기 파면들의 평균값이 계산될 수 있지만, 근거리 굴절 처방값은 근시 눈에 대해서 측정되지 않는다.
임의의 상기 실시예에서, 평균 측정값의 계산은 임의의 종래 방법으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제니케 항, 제니케 항의 가중 평균 또는 제니케 항들의 지수 가중 평균(exponentially weighted average of Zernike term)을 계산함으로써 제공될 수 있다. 다른 방안으로, 평균값은 이미지 품질 미터법의 최적화, 전체 파면 RMS의 최소화, 선택 파면 항들의 선택적 최소화, PSF 1/2 밴드폭(one-half bandwidth)의 최적화 또는 시각 스트렐 비(Visual strehl ratio), MTFs 또는 OTFs중 임의의 최적화에 의해서 계산될 수 있다.
여전히 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 한 렌즈 또는 양 렌즈들의 후면은 착용자 각막 형태에 매칭된다. 렌즈 착용자의 각막의 역전 형태의 엘리베이션 맵을 통합한 렌즈들에 대해서, 각막 형태는 각막 토포그래퍼(corneal topographer)의 사용을 포함하는, 제한 없는 임의의 공지된 방법에 의해서 결정될 수 있다. 소프트 콘택트 렌즈에 대해서, 엘리베이션 데이터는 초기에 비굴곡 상태의 렌즈 모델에 적용된다. 다음, 데이터는 소프트 렌즈 굴곡 또는 렌즈가 눈에 착용될 때의 감싼는 정도를 고려하여 변형된다. 따라서, 각막의 상승 및 감싸는 정도 모두의 영향은 각막 형태 데이터를 사용할 때 고려된다. 굴곡 변형된 데이터는 그때 CNC 격자 패턴 상으로 맵핑(map)되어서 렌즈 또는 몰드 공구 표면 제조에 사용된다.
본 발명에서 사용되는 콘택트 렌즈들은 하드 또는 소프트 렌즈들일 수 있다. 상기 렌즈들을 제조하는데 적당한 임의의 재료로 제조된 소프트 콘택트 렌즈들이 사용된다. 본 발명의 렌즈들은 예를 들어 난시 도수와 같은 거리 굴절력 및 근거리 광학 굴절력 및 수차 교정 이외에도 표면 상에 통합된 임의의 여러 교정 광학 특성들을 가질 수 있다.
본 발명의 콘택트 렌즈들은 임의의 종래 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 안에 형성된 환형 영역들은 교대 반경(alternating radii)을 사용하는 다이아몬드에 의해서 제조될 수 있다. 영역들은 본 발명의 렌즈들을 형성하기 위하여 사용되는 몰드들 안으로 다아이몬드 선회(diamond turn)될 수 있다. 차후에, 압축 후에 몰드들 사이에 적당한 액체 수지가 배치되고 상기 수지를 경화시켜서 본 발명의 렌즈들을 형성한다. 다른 방안으로, 영역들은 렌즈 버튼 안으로 다이아몬드 선회될 수 있다.
다른 실시예에서, 안경 렌즈 쌍의 각 렌즈 상에 상기 교정이 제공된다. 안경 렌즈들은 제한 없이, 렌즈 블랭크의 연마, 주조, 몰딩 또는 그 조합을 포함하는 임의의 공지된 방법으로 형성될 수 있다. 양호한 실시예에서, 원시 눈에 대해서 일부 또는 모든 기본 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 근거리 굴절 처방값을 가지는 광학 예비형성체가 사용되고 하나 이상의 표면들이 광학 예비형성체 상에 주조되어서 수차 교정 및 광학적 추가 기본 굴절력 처방값을 제공한다.

Claims (8)

  1. 가) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인의 원시 눈의 제 1 기본 굴절 처방값(refractive prescription)을 측정하는 단계와;
    나) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인 근시 눈의 제 2 기본 굴절 처방값을 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 근거리 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    다) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 원시 눈의 제 1 세트의 고차 파면 수차(wavefront aberration)를 측정하는 단계와;
    라) 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 제 2 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    마) 제 1 및 제 2 세트의 고차 파면 수차의 측정값을 높이 편차값으로 각각 변환시키는 단계와;
    바) 제 1 안과 렌즈들을 제공하기 위하여 제 1 기본 굴절 처방값 및 원시 눈에 대한 높이 편차값을 이용하고 제 2 안과 렌즈들을 제공하기 위하여, 제 2 기본 굴절 처방값, 근거리 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 높이 편차값을 이용하는 단계를 포함하는, 한쌍의 개인용 안과 렌즈의 제조 방법.
  2. 가) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인의 원시 눈의 제 1 기본 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    나) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인 근시 눈의 제 2 기본 굴절 처방값을 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 근거리 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    다) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 원시 눈의 제 1 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    라) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 제 2 세트의 고차 파면 수차를 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 제 3 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    마) 제 1 세트의 고차 파면 수차의 측정값들을 제 1 높이 편차값으로 각각 변환시키는 단계와;
    바) 제 2 및 제 3 세트의 측정 고차 파면 수차의 평균 측정값을 계산하고 상기 평균 측정값을 제 2 높이 편차값으로 변환시키는 단계와;
    사) 제 1 안과 렌즈들을 제공하기 위하여 제 1 기본 굴절 처방값 및 원시 눈에 대한 제 1 높이 편차값을 이용하고 제 2 안과 렌즈들을 제공하기 위하여, 제 2 기본 굴절 처방값, 근거리 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 제 2 높이 편차값을 이용하는 단계를 포함하는, 한쌍의 개인용 안과 렌즈의 제조 방법.
  3. 가) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인의 원시 눈의 제 1 기본 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    나) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써, 개인 근시 눈의 제 2 기본 굴절 처방값을 측정하고 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써, 근시 눈의 근거리 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    다) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 원시 눈의 제 1 세트의 고차 파면 수차와 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써 제 2 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    라) 제 1 및 제 2 세트의 파면 수차 측정값의 평균값을 계산하는 단계와;
    마) 상기 라) 단계에서 계산된 평균 파면 수차를 제 1 높이 편차값으로 변환시키는 단계와;
    바) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 근시 눈의 제 3 세트의 고차 파면 수차를 측정하고, 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써 근시 눈의 제 4 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    사) 제 3 및 제 4 세트의 파면 수차 측정값의 평균값을 계산하는 단계와;
    아) 상기 사) 단계에서 계산된 평균 파면 수차를 제 2 높이 편차값으로 변환시키는 단계와;
    자) 제 1 안과 렌즈들을 제공하기 위하여 제 1 기본 굴절 처방값 및 원시 눈에 대한 제 1 높이 편차값을 이용하고 제 2 안과 렌즈들을 제공하기 위하여, 제 2 기본 굴절 처방값, 근거리 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 제 2 높이 편차값을 이용하는 단계를 포함하는, 한쌍의 개인용 안과 렌즈의 제조 방법.
  4. 가) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 개인의 원시 눈의 제 1 기본 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    나) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 개인 근시 눈의 제 2 기본 굴절 처방값을 측정하는 단계와;
    다) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 원시 눈의 제 1 세트의 고차 파면 수차와 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써 제 2 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    라) 제 1 및 제 2 세트의 파면 수차 측정값의 평균값을 계산하는 단계와;
    마) 상기 라) 단계에서 계산된 평균 파면 수차를 제 1 높이 편차값으로 변환시키는 단계와;
    바) 적어도 하나의 원거리 고정 타겟을 제공함으로써 근시 눈의 제 3 세트의 고차 파면 수차를 측정하고, 적어도 하나의 근거리 고정 타겟을 제공함으로써 근시 눈의 제 4 세트의 고차 파면 수차를 측정하는 단계와;
    사) 제 3 및 제 4 세트의 파면 수차 측정값의 평균값을 계산하는 단계와;
    아) 상기 사) 단계에서 계산된 평균 파면 수차를 제 2 높이 편차값으로 변환시키는 단계와;
    자) 제 1 안과 렌즈들을 제공하기 위하여 제 1 기본 굴절 처방값 및 원시 눈에 대한 제 1 높이 편차값을 이용하고 제 2 안과 렌즈들을 제공하기 위하여, 제 2 기본 굴절 처방값 및 근시 눈에 대한 제 2 높이 편차값을 이용하는 단계를 포함하는, 한쌍의 개인용 안과 렌즈의 제조 방법.
  5. 제 1 항의 방법에 따라 제조된 렌즈.
  6. 제 2 항의 방법에 따라 제조된 렌즈.
  7. 제 3 항의 방법에 따라 제조된 렌즈.
  8. 제 4 항의 방법에 따라 제조된 렌즈.
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