KR20120038794A - Ｘ선 피폭을 감소시킨 복합디지털ｘ선 촬영장치 및 그 촬영방법 - Google Patents

Ｘ선 피폭을 감소시킨 복합디지털ｘ선 촬영장치 및 그 촬영방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 의료영상으로서 진단에 불필요한 산란 X선을 차단하기 위한 그리드(grid)를 제거하여 촬영 X선 조사 조건을 낮추어 환자의 피폭선량을 감소시키며, X선 촬영기의 X선관구와 복수의 디텍터를 구비하여 수평을 이루어 수직 이동하면서 환자를 촬영함에 따라 환자의 반신을 한번에 촬영할 수 있음과 한 개의 디텍터에서는 디지털 의료영상을 획득하고 또 다른 디텍터에서는 환자의 골밀도를 측정하게 되는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치 및 그 촬영방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 X선 촬영을 위한 고전압 발생장치(300)와 X선관구(30)에서 조사되는 X선을 가느다란 팬빔(Fan Beam)으로 조절할 수 있도록 극소 간극(8~13mm)의 조정이 가능한 콜리메이터(31,32)가 구비되어지는 디지털X선 촬영기(1)가 구비되어지며, 조사된 X선이 피사체를 통하여 획득하고 이중의 영상 데이터를 검출할 수 있도록 다중이온전리검출기(Multichannel Ionization Chamber:MIC)인 복수의 디텍터(50,51)를 수평으로 대략 1300mm 거리에 배치하고, X선관구(30)와 복수의 디텍터(50,51)를 동시에 상하 이동하게 하며, 상기 디지털X선 촬영기(1)에 골밀도를 측정하기 위한 골밀도 측정부(200)가 형성되어짐을 특징으로 한다.

Description

Ｘ선 피폭을 감소시킨 복합디지털Ｘ선 촬영장치 및 그 촬영방법{Dual-purpose digital X-ray system with reduced low radiation dose and the radiographic application methods}
본 발명은 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치 및 그 촬영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 의료영상으로서 진단에 불필요한 산란 X선을 차단하기 위한 그리드(grid)를 제거하여 촬영 X선 조사 조건을 낮추어 환자의 피폭선량을 감소시키며, X선 촬영기의 X선관구와 복수의 디텍터(detector)를 구비하여 수평을 이루어 수직, 수평 이동하면서 환자를 촬영함에 따라 환자의 반신을 한번에 촬영할 수 있음과 한 개의 디텍터에서는 디지털 의료영상을 획득하고 또 다른 디텍터에서는 환자의 골밀도를 측정하게 되는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치 및 그 촬영방법에 관한 것이다.
통상적으로 디지털 엑스레이(X-ray) 촬영장치는 인체 또는 동물과 같은 피사체의 내부 구조를 촬영하기 위한 의료기기로 널리 사용되고 있다.
종래의 디지털 엑스레이의 촬영장치는 간접방식의 피사체를 통과한 X선이 감광판(scintillator)에 부딪혀 가시광선을 만들어내고 이를 CCD(Charge Coupled Devise)나 Photodiode가 설치된 TFT(Thin Film Transistor) 등을 통해 화상신호로 바꾸어지는 방식의 촬영장비와 직접적인 방식의 피사체를 통과한 X선이 Photoconductor(혹은 Photoresistor)가 설치된 TFT에 직접적으로 조사되어 화상 신호화하여 영상을 획득하는 촬영장비의 방식이 이용되고 있다.
이러한 엑스레이 촬영장치는 도 1에 도시된 바와 같이 X선관으로부터 방사되는 X선의 원뿔 형태로 일시에 넓은 면적에 조사되어 X선의 산란, 영상의 왜곡을 가져오며, X선의 산란을 줄이기 위한 그리드(Grid)를 사용하여 조사선량을 증가시키고, 획득한 영상의 왜곡을 줄이기 위한 소프트웨어에서 보정이 되어야 하는 단점을 가지고 있다.
그리고, 종래의 디지털X선 촬영장비는 일정크기(최대 430mm × 430mm)의 고정된 검출기(CCD 혹은 FPD)를 사용하여 일정크기 영상(최대 430mm × 430mm)만을 획득할 수 있어서 환자의 반신의 진단을 위한 촬영 시 2회 내지 3회의 촬영영상을 소프트웨어에 의한 이음작업(Stiching)으로 영상을 획득할 수 있다.
이는 환자의 촬영 횟수에 의한 환자의 X선 피폭의 증가와 촬영 작업 시간의 증가, 영상의 이음으로 발생되는 실제 골격 길이의 실측이 불가능한 문제점이 있다.
이와 함께, 골밀도 측정기는 별개의 장비로 이중에너지흡수법(DEXA:Dual Energy X-ray Abdorptiometry)을 이용하여 골밀도를 분석하고 측정하는 DEXA 방식의 골밀도측정기가 널리 보급되고 있다.
현재, 상기의 디지털X선 촬영장비와 골밀도측정기는 각각 개별적으로 구성되며, 각각 복잡한 구조를 가지고 있으며, 각 진단 기능에 따라 별개로 사용되어진다.
즉, 상기의 종래 기술은 디지털X선 촬영장비와 골밀도측정기가 별개의 장비로 각각의 사용이 허가된 X선 차폐공간에서 사용되고 있다.
따라서, 종래에는 디지털X선 촬영장비와 골밀도측정기를 별도로 구비하게 되어 바쁜 현대인들은 골격을 진단받기 위해서는 디지털X선 촬영장비를 거치고 골밀도를 측정하기 위해서는 골밀도측정기를 거쳐야 함으로써 환자의 촬영을 여러 번 하게 되어 환자의 X선 피폭량을 증대시키며, 촬영비용이 과다하게 소요되어지는 문제점과 함께 진단을 위한 시간이 많이 소요되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 첫째 X선 발생부에서 발생된 X선이 피사체를 통하여 획득하는 복수의 디텍터를 형성함으로써 한 개의 디텍터는 X선 촬영 영상을 또 다른 디텍터는 골밀도를 측정할 수 있는 복합 목적의 디지털X선 촬영장치이다.
둘째, X선의 촬영 시 산란선을 방지하기 위한 그리드(grid)를 제거하여 X선의 조사량을 감소시켜서 환자의 피폭을 줄일 수 있게 된다.
셋째, X선관구와 디텍터를 수직, 수평으로 이동하면서 촬영하게 됨으로써 영상의 왜곡(Distortion)을 줄여서 소프트웨어에서 영상 왜곡의 보정을 줄일 수 있게 되어 진단의 정확성을 극대화할 수 있게 된다.
넷째, 신체의 촬영범위를 한 번의 작동으로 반신 또는 전신을 1회에 촬영할 수 있도록 함으로써 환자의 방사선 피폭을 최소화할 수 있음은 물론 촬영시간을 단축시킬 수 있게 된다.
다섯째, 한 번의 촬영으로 촬영부위가 서로 끊어짐 없이 연결되도록 촬영되어지게 됨으로써 진단 및 촬영의 정확성을 극대화할 수 있어 검진자는 물론 환자의 진단의 정확도를 높여줄 수 있게 된다.
여섯째, 디지털X선 촬영과 골밀도 측정을 하나의 기기로 복합시켜 동시에 촬영할 수 있게 되어 검사시간 및 촬영비용을 최소화할 수 있도록 한 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치 및 그 촬영방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 X선 촬영을 위한 고전압발생장치와 X선관구에서 조사되는 X선을 가느다란 팬빔(Fan Beam)으로 조절할 수 있도록 극소 간극(8~13mm)의 조정이 가능한 콜리메이터가 구비되어지는 디지털X선 촬영기가 구비되어지며, 조사된 X선이 피사체를 통하여 획득하고 이중의 영상 데이터를 검출할 수 있도록 다중이온전리검출기(Multichannel Ionization Chamber:MIC)인 복수의 디텍터를 수평으로 1300mm 거리에 배치하고, X선관구와 복수의 디텍터를 동시에 상하 이동하게 하며, 상기 디지털X선 촬영기에 골밀도를 측정하기 위한 골밀도 측정부가 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치 및 그 촬영방법을 제공함에 있다.
이와 같이 본 발명은 한 개의 디지털X선 촬영기에 복수의 디텍터(detector)를 구비하여 1회의 X선 촬영으로 장골 X선 촬영 영상과 골밀도를 측정할 수 있으며, 환자의 X선 촬영 횟수를 줄이고, X선 산란을 차단하기 위한 그리드(grid)를 제거하여 조사선량을 낮추어 촬영하므로 환자의 피폭을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 촬영범위를 이동 스캔 촬영하여 장골의 촬영 영상을 끊어지지 않고 획득할 수 있으며, 왜곡되지 않은 실제 길이의 영상을 획득하게 하여 진단의 정확성을 높여 궁극적으로 환자의 X선 피폭 보호, 정확한 진단, 장비의 비용 절감, 촬영시간의 단축과 함께 병변의 진단비용을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래에 따른 엑스레이 촬영장치의 촬영 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치의 전체 구성을 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치의 개략적인 흐름 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 인체 반신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 평면예시도.
도 5는 본 발며에 따른 인체 반신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 정면예시도.
도 6은 본 발명에 따른 인체 전신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 인체 전신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치의 전체 구성을 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치의 개략적인 흐름 예시도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 인체 반신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 평면예시도, 도 5는 본 발며에 따른 인체 반신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 정면예시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 인체 전신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 정면도, 도 7은 본 발명에 따른 인체 전신 촬영이 가능한 디지털X선 촬영기를 도시한 측면도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 디지털X선을 이용하여 환자의 신체 내부를 촬영하여 병변을 진단하게 되는 복합디지털X선 촬영장치로서, 상기 복합디지털X선 촬영장치는 환자의 신체 내부를 촬영하게 되는 디지털X선 촬영기(1)와, 상기 디지털X선 촬영기(1)에 X선을 발생시킬 수 있도록 하는 고전압 발생장치(300)와, 상기 디지털X선 촬영기(1)에서 발생되는 X선을 제어하게 되는 X선 제어장치(400)를 포함하여 구성되어진다.
상기 디지털X선 촬영기(1)는 바닥면에 형성되어지는 베이스 플레이트(10)와, 상기 베이스 플레이트(10) 상부에 형성되어지는 촬영기 본체(20)와, 상기 촬영기 본체(20)에 연결되어 상,하로 가이드되어지게 되는 X선관구(30)와, 상기 촬영기 본체(20)에 연결되어지는 검출기 암(40)과, 상기 검출기 암(40)에 X선관구(30)에서 조사된 X선을 스캔하여 입력하게 되는 복수의 디텍터(50,51)가 장착되어진다.
상기 촬영기 본체(20)는 내부에 기구 스탠드(21)가 형성되어지며, 상기 기구 스탠드(21)에 상기 검출기 암(40)과 X선관구(30)를 상,하로 가이드시킬 수 있도록 작동수단(22)이 형성되어진다.
상기 작동수단(22)은 기구 스탠드(21)에 구동모터(221)가 형성되어지고, 상기 기구 스탠드(21)의 상,하단에 검출기 암(40)을 이동시킬 수 있도록 가이드레일(222)이 형성되어지며, 상기 가이드레일(222)에 구동모터(221)와 연결되어 구동모터(221)의 구동으로 회전되면서 검출기 암(40)과 X선관구(30) 및 디텍터(50,51)를 바닥면과 수평되도록 상,하 또는 좌,우 이동시키게 되는 벨트(223)가 형성되어진다.
상기 X선관구(30)에는 스캔 촬영을 위하여 X선관구(30)에서 조사되는 X선을 가느다란 Fan X선 Beam으로 조절이 가능한 복수의 1,2차 팬빔 콜리메이터(31,32)가 형성되어진다.
상기 디텍터(50,51)는 검출기 암(40)의 상,하부에 복수로 형성되어지며, 한 쪽의 디텍터(51)에는 X선량을 감소시켜 골밀도를 측정할 수 있도록 필터(60)가 형성되어진다.
이와 같이, 상기 한 쪽의 디텍터(50)는 X선관구(30)에서 조사된 X선을 스캔하여 디지털X선 촬영을 하게 되며, 다른 쪽의 디텍터(51)는 X선관구(30)에서 조사된 X선을 스캔하여 골밀도를 측정할 수 있게 된다.
또한, 상기 디텍터(50,51)는 다중이온전리검출기(Multichannel Ionization Chamber:MIC)로 형성되어지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 다른 일 예의 디지털X선 촬영기(1)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 1,2차 팬빔 콜리메이터(31,32)가 형성된 X선관구(30)가 형성되어지고, 베이스 플레이트(10)에 C암 구동부(70)가 형성되어지며, 상기 C암 구동부(70)에 가이드레일(222)로 연결되어 C암 구동부(70)의 구동으로 가이드레일(222)을 따라 가이드되어지는 C암(90)이 형성되어진다.
또한, 테이블(T) 하단부에는 X선관구(30)에서 조사된 X선을 스캔하여 X선 촬영 영상 및 골밀도를 측정할 수 있도록 데이터를 입력하게 되는 복수의 디텍터(50,51)가 형성되어진다.
본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치를 이용하여 신체 내부를 촬영하게 되는 촬영방법에 있어서,
먼저, X선 제어장치(400)를 작동하게 되면 고전압 발생장치(300)에서 발생된 고압이 반신의 디지털X선 촬영기(1) 또는 전신의 디지털X선 촬영기(1)의 작동수단(22)의 작동에 따라 상,하,좌,우로 이동되어지는 X선관구(30)를 통하여 X선이 발생되어지게 되며,
상기 X선관구(30)에서 발생되어진 X선은 X선관구(30)에 구비된 1차 팬빔 콜리메이터(31)를 거쳐서 팬빔(Fan Beam)으로 조절이 가능한 2차 팬빔 콜리메이터(32)를 통하여 조사되고,
상기 1,2차 팬빔 콜리메이터(31,32)를 거쳐 조사된 X선은 환자의 반신 또는 전신을 스캔하여 X선 촬영과 골밀도를 측정할 수 있도록 복수의 디텍터(50,51)로 입력되어지며,
상기 디텍터(50,51)에 입력된 촬영 영상 데이터는 영상신호처리장치에서 영상처리되어 디지털X선 영상처리부(100)와 골밀도 측정부(200)로 전달되어지게 된다.
또한, 상기 X선관구(30)가 환자의 반신 또는 전신을 1회의 촬영과 함께 영상의 왜곡 및 영상 왜곡의 보정을 최소화할 수 있도록 작동수단(22)의 작동에 따라 복수의 디텍터(50,51)와 동시에 상,하,좌,우로 수평 이동되어지게 된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치의 작동상태를 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 상기 고전압 발생장치(300)에서 발생된 고압으로 X선관구(30)로부터 생성된 X선이 1,2차 팬빔 콜리메이터(31,32)를 통하여 조사되어지며, 상기 1,2차 팬빔 콜리메이터(31,32)를 통해 조사된 X선은 환자의 신체를 스캔 촬영하여 디텍터(50,51)로 입력되어지게 된다.
그리고, 상기 디텍터(50,51)에 검사자의 촬영 영상 데이터가 입력되어지면 하나의 디텍터(50)에 입력된 데이터는 디지털X선 영상처리부(100)로 전달되어 X선 촬영 영상을 획득하게 되며, 다른 디텍터(51)에 입력된 데이터는 골밀도 측정부(200)로 전달되어 검사자의 골밀도를 측정할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 X선관구(30)를 통해 발생된 X선이 검사자의 신체를 스캔 촬영하면서 X선 촬영 영상과 골밀도를 측정할 수 있게 디텍터(50,51)에 입력되어 각각의 디텍터(50,51)에서 입력된 데이터를 디지털X선 영상처리부(100)와 골밀도 측정부(200)로 전달되어지게 됨으로써 하나의 디지털X선 촬영기(1)로 검사자의 X선 촬영과 골밀도를 동시에 검사할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 복합디지털X선 촬영장치는 상기 작동수단(22)의 작동에 따라 상기 검출기 암(40)이 상,하 가이드되어지면서 상기 X선관구(30) 및 디텍터(50,51)가 바닥면과 수평되게 상,하로 이동하게 됨으로써 검사자의 촬영 영상의 왜곡(Distortion) 및 보정 작업을 줄일 수 있게 된다.
이와 함께, 상기 X선관구(30)의 상,하 수평 이동으로 인해 검사자의 반신은 물론 전신을 스캔하여 한 번의 작동으로 넓은 영상을 1회에 촬영할 수 있게 되어 환자의 방사선 피폭을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1 : 디지털X선 촬영기 10 : 베이스 플레이트
20 : 촬영기 본체 21 : 기구 스탠드
22 : 작동수단 30 : X선관구
31 : 1차 팬빔 콜리메이터 32 : 2차 팬빔 콜리메이터
40 : 검출기 암 50,51 : 디텍터
60 : 필터 70 : C암 구동부
90 : C암 100 : 디지털X선 영상처리부
200 : 골밀도 측정부 221 : 구동모터
222 : 가이드레일 223 : 벨트
300 : 고전압 발생장치 400 : X선 제어장치
T : 테이블

Claims (8)

  1. 바닥면에 형성되어지는 베이스 플레이트와;
    상기 베이스 플레이트 상부에 형성되어지는 촬영기 본체와;
    상기 촬영기 본체에 연결되어 바닥면과 수평으로 상,하 가이드되어지게 되는 X선관구와;
    상기 촬영기 본체에 연결되어지는 검출기 암과;
    상기 검출기 암에 X선관구에서 조사된 X선이 피사체를 스캔하여 X선 촬영 영상 및 골밀도를 측정할 수 있도록 데이터를 입력하게 되는 복수의 디텍터를 포함하여 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬영기 본체는,
    내부에 기구 스탠드가 형성되어지며,
    상기 기구 스탠드에 상기 검출기 암과 X선관구 및 디텍터를 바닥면과 수평되게 상,하로 가이드시켜 촬영 영상의 왜곡 및 영상 왜곡의 보정을 최소화할 수 있도록 작동수단이 형성되어지되,
    상기 작동수단은 기구 스탠드에 구동모터가 형성되어지고, 상기 기구 스탠드의 상,하단에 검출기 암을 이동시킬 수 있도록 가이드레일이 형성되어지며, 상기 가이드레일에 구동모터와 연결되어 구동모터의 구동으로 회전되면서 검출기 암과 X선관구 및 디텍터를 바닥면과 수평으로 상,하 또는 좌,우 이동시키게 되는 벨트가 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 X선관구의 후방에는 스캔 촬영을 위하여 X선관구에서 조사되는 X선을 가느다란 Fan X선 Beam으로 조절이 가능한 복수의 1,2차 팬빔 콜리메이터가 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디텍터는 검출기 암의 상,하부에 복수로 형성되어지며, 한 쪽의 디텍터에는 X선량을 감소시켜 골밀도를 측정할 수 있도록 필터가 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디텍터는 다중이온전리검출기(Multichannel Ionization Chamber:MIC)로 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치.
  6. 바닥면에 형성되어지는 베이스 플레이트와;
    상기 베이스 플레이트에 형성되어지는 C암 구동부와;
    상기 C암 구동부에 가이드레일로 연결되어 C암 구동부의 구동으로 가이드레일을 따라 가이드되어지게 되는 C암과;
    상기 C암에 연결되어 조사되는 X선을 가느다란 Fan X선 Beam으로 조절할 수 있도록 1,2차 팬빔 콜리메이터가 형성되어지는 X선관구와;
    상기 X선관구와 동일선상에 테이블이 형성되어지며, 상기 테이블 하부에 X선관구에서 조사된 X선이 피사체를 스캔하여 X선 촬영 영상 및 골밀도를 측정할 수 있도록 데이터를 입력하게 되는 복수의 디텍터를 포함하여 형성되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영장치.
  7. 복합디지털X선 촬영장치를 이용하여 신체 내부를 촬영하게 되는 촬영방법에 있어서,
    X선 제어장치를 작동하게 되면 고전압 발생장치에서 발생된 고압이 반신의 디지털X선 촬영기 또는 전신의 디지털X선 촬영기의 작동수단의 작동에 따라 바닥면과 수평으로 상,하 이동되어지는 X선관구를 통하여 X선이 발생되어지게 되며,
    상기 X선관구에서 발생되어진 X선은 X선관구에 구비된 1차 팬빔 콜리메이터를 거쳐서 팬빔(Fan Beam)으로 조절이 가능한 2차 팬빔 콜리메이터를 통하여 조사되고,
    상기 1,2차 팬빔 콜리메이터를 거쳐 조사된 X선은 환자의 반신 또는 전신을 스캔하여 X선 촬영과 골밀도를 측정할 수 있도록 각각의 디텍터로 입력되어지며,
    상기 각각의 디텍터에 입력된 촬영 영상 데이터는 디지털X선 영상처리부와 골밀도 측정부로 전달되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 디지털X선 촬영기의 X선관구와 디텍터는 환자의 반신 또는 전신을 1회의 촬영과 함께 영상의 왜곡 및 영상 왜곡의 보정을 최소화할 수 있도록 작동수단의 작동에 따라 바닥면과 상,하로 수평 이동되어짐을 특징으로 하는 X선 피폭을 감소시킨 복합디지털X선 촬영방법.
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