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JP2012515024A - 操向可能なスタイレット - Google Patents

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JP2012515024A JP2011545594A JP2011545594A JP2012515024A JP 2012515024 A JP2012515024 A JP 2012515024A JP 2011545594 A JP2011545594 A JP 2011545594A JP 2011545594 A JP2011545594 A JP 2011545594A JP 2012515024 A JP2012515024 A JP 2012515024A
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Abstract

操向可能なスタイレット(10)は、基端および先端を有するとともに通路(14)を形成する細長い管状部材(12)であって、曲げ促進領域(18)が基端と先端との中間に配置される管状部材(12)を含む。曲げ促進領域(18)は、長手方向に間隔をあけて配置されるスロット(20)の配列により構成される。スロット(20)の少なくとも幾つかのそれぞれは、ほぼL形状を成すとともに、管状部材(12)の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分(22)と、第1の部分(22)に対して角度を成して配置される第2の部分(24)とを備える。アクチュエータ(16)は、管状部材(12)と協働して、管状部材(12)の曲げ促進領域(18)にわたって管状部材(12)の曲げをもたらす。
【選択図】 図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2009年1月15日に出願された米国仮特許出願第61/145,036号明細書による優先権を主張するものであり、その内容の全てが参照により本明細書に組み入れられる。
分野
この開示は、カテーテルに関し、より詳細には、カテーテル用の操向可能なスタイレット、操向可能なスタイレット用の構成要素、および、操向可能なスタイレットを含むカテーテルに関する。
背景
電気生理学カテーテルは、心臓内の電気信号を測定するために使用される医療装置であり、様々な不整脈の診断でしばしば使用される。特定のタイプのこれらのカテーテルは、切除技術によって不整脈を治療するために使用することができる。
一般に、処置されるべき心臓の部位にアクセスするため、カテーテルが患者の大腿部の静脈を通じて挿入される。カテーテルの先端は、患者の脈管系を介して所望の場所へ操向される。同様に、カテーテル先端は、心臓の心室を通じて操向されて所望の場所に位置決めされる。
操向可能なカテーテルは、従来、一般に長手方向軸線を横切るように配置されたスロットを有するチューブを含む操向装置の一部として、カテーテルの先端内に収容される金属ストリップまたはシムを使用してきた。1つ以上の牽引ワイヤがその金属ストリップに接続される。これらの牽引ワイヤの操作により、金属ストリップが曲がって、カテーテルの先端を偏向させる。スロットとチューブの残りの部分との間の境界は、破断し易い小さいヒンジ領域をもたらす。破断が生じると、操向可能性または形状形成能力が失われる。
また、曲げは一般に一方向でのみ生じることができ、他方向で曲げを達成するためには、他方向での曲げをもたらす前に、カテーテルアセンブリ全体を所要の角度にわたって回転させなければならない。
概要
第1の態様によれば、
基端および先端を有するとともに通路を形成する細長い管状部材であって、曲げ促進領域が基端と先端との中間に配置され、曲げ促進領域が長手方向に間隔をあけて配置されるスロットの配列により構成され、スロットの少なくとも幾つかのそれぞれが、ほぼL形状を成すとともに、管状部材の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分と、第1の部分に対して角度を成して配置される第2の部分とを備える、管状部材と、
管状部材と協働して、管状部材の曲げ促進領域にわたって管状部材の曲げをもたらすアクチュエータと、
を含む操向可能なスタイレットが提供される。
スロットの少なくとも幾つかのそれぞれの第1の部分の対向壁は、第2の部分との境界から管状部材の表面へ向けて分岐してもよい。
一実施形態において、スロットの少なくとも幾つかのそれぞれの第1の部分を二等分する中間面は、管状部材の長手方向軸線に対して垂直に延びる面に対して鋭角を成して配置されてもよい。第1の部分は、その関連する第2の部分に対して鈍角を成して配置され、第2の部分は、管状部材の基端へ向けて延びるとともに、管状部材の長手方向軸線と平行な面に対して鋭角を成して配置される。
他の実施形態において、スロットの少なくとも幾つかのそれぞれの第1の部分は、管状部材の長手方向軸線と平行な面に対してほぼ垂直に配置されてもよい。この実施形態では、第1の部分の対向壁が互いにほぼ平行であってもよい。また、この実施形態において、第1の部分は、その関連する第2の部分に対して鋭角を成して配置されてもよい。
前述した実施形態のいずれかのケースでは、第2の部分の近位端が応力を解放する形状とされてもよい。したがって、第2の部分の近位端は、応力解放を行なって第2の部分の近位端と管状部材との間の境界で破断を抑制するために、拡げられた丸みを帯びた形状を有してもよい。しかしながら、たとえ破断が生じても、スロットの形状に起因して、また、アクチュエータが管状部材のルーメンに緊密に取り付けられているため、破断によって生じるセグメントは互いに対して回転することが抑制される。
一実施形態では、スロットがグループを成して配置されてもよい。1つのグループのスロット間の間隔は、少なくとも1つの他のグループのスロット間の間隔と異なっていてもよい。
この実施形態において、スタイレットは、管状部材に対して変位可能に配置され、かつ、管状部材の先端部の偏向度合いを制御するために管状部材の曲げ促進領域と相互に作用する制御部材を含んでもよい。
「管状部材の先端部の偏向度合い」とは、一般に、管状部材の偏向された先端部の曲率半径の大きさを意味する。しかしながら、管状部材は、湾曲形状へ偏向される以外の方法で偏向できてもよく、例えば螺旋形状へ偏向されてもよい。また、制御部材は、そのような螺旋偏向の形状を制御するようになっていてもよい。また、用語「管状部材の先端部の偏向度合い」は、すべてのそのような用途を網羅することが意図される。
制御部材は、管状部材の曲げ促進領域を妨げて、管状部材の先端部の偏向度合いを制御するように構成されてもよい。したがって、例えば、制御部材は、管状部材内にあるいは管状部材に被せて収容され、かつ、管状部材に対して軸線方向に変位できるスリーブであってもよい。
スロットは細長い管状部材を複数のセグメントに分割してもよく、その場合、隣り合うセグメントは、使用時に管状部材の回転中にわたってトルク伝達を支援するよう協働するトルク伝達要素を有する。協働するトルク伝達要素は相補的に係合する部位を備えてもよい。第1の係合部位は、中心に配置されて一方のセグメントから長手方向に突出するタブを備えてもよい。第2の係合部位は、タブの形状に対して相補的な形状を有しかつ隣接するセグメントに形成されるスロットを備えてもよく、その場合、タブは、あるとしても限られたクリアランスをもってスロット内に収容される。
すべての実施形態において、スロットの配列における各スロットは、管状部材の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分と、第1の部分に対して角度を成して配置される第2の部分とを備えてもよい。
アクチュエータは、管状部材の通路内に収容され、管状部材とアクチュエータとの間の相対的な長手方向操作によって曲げ促進領域にわたって管状部材の曲げをもたらすために曲げ促進領域の先端側で管状部材に固定されてもよい。管状部材およびアクチュエータの一方は、管状部材およびアクチュエータが互いに固定されるポイントを超えて先端側に延びてもよい。管状部材および/またはアクチュエータの先端側に延びる部分は、場合によっては、所望の形状へ曲げられてもよく、あるいは、ループ形状などの所望の形状へ曲げることができるように成されてもよい。
アクチュエータは、管状部材の通路内に収容されるワイヤであってもよい。代わりに、アクチュエータはそれ自体が管状であってもよい。
第2の態様によれば、
基端および先端を有するとともに通路を形成し、曲げ促進領域が基端と先端との中間に配置される細長い管状部材と、
曲げ促進領域を構成する長手方向に間隔をあけて配置されるスロットの配列であって、スロットの少なくとも幾つかのそれぞれが、ほぼL形状を成すとともに、管状部材の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分と、第1の部分に対して角度を成して配置される第2の部分とを備える、スロットの配列と、
を含む操向可能なスタイレットのための構成要素が提供される。
第3の態様によれば、
ルーメンを形成する電極シースと、
電極シースのルーメン内に収容される前述した操向可能なスタイレットと、
を含むカテーテルが提供される。
操向可能なスタイレットの第1の実施形態の先端部の三次元図である。 図1の操向可能なスタイレットの先端部の側面図である。 操向可能なスタイレットの第2の実施形態の先端部の側面図である。 図3の操向可能なスタイレットの平面図である。 スタイレットの構成要素に破断を伴う図1および図2の操向可能なスタイレットの先端部の側面図である。 構成要素が破断部で2つの部分に分離された状態を示す、図1および図2の操向可能なスタイレットの先端部の三次元図である。 図1および図2のスタイレットを含むカテーテルの三次元図である。 図3および図4のスタイレットを含むカテーテルの三次元図である。 操向可能なスタイレットの第3の実施形態の先端部の三次元図である。 操向可能なスタイレットの第4の実施形態の先端部の側面図である。 図10のスタイレットの‘X’が付された部分の拡大側面図である。 平らに横たえられた図10のスタイレットの管状部材の一部の概略平面図である。 図12の管状部材の‘Y’が付された部分を拡大した図である。
例示的な実施形態の詳細な説明
図中、参照符号10は、操向可能なスタイレットの一実施形態を全体的に示している。スタイレット10は、通路14を形成する細長い管状部材12を備える。管状部材12は基端(近位端、図示せず)および先端(遠位端)12.1を有する。スタイレットは、図示の実施形態では管状部材12の通路14内に収容されるアクチュエータ(作動装置)16をさらに備える。
管状部材12は、管状部材12の先端12.1に近い位置に配置される曲げ促進領域18を形成する。曲げ促進領域18は、長手方向に間隔をあけて配置される複数のスロット20により構成される。図示の実施形態では、曲げ促進領域18の各スロット20がクランク状に曲げられた状態、すなわちほぼL形状である。したがって、各スロット20は、管状部材12の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分22と、第1の部分22に対してある一定の角度を成して配置される第2の部分24とを含む。第2の部分24は管状部材12の基端へ向けて延びる。
各スロット20の第1の部分22は、第2の部分24との境界点28から管状部材12の表面30へ向けて分岐する一対の対向する壁26を備える。図面の図2に32で概略的に示されて、スロット20の第1の部分22を二等分する中間面は、管状部材12の長手方向軸線に対して垂直に配置される面34に対して所定の角度‘A’で配置される。一般に、角度‘A’は、約0°〜45°、より具体的には約5°〜35°、好ましくは約10°〜30°程度である。
第1の部分22と第2の部分24との間の内包角‘B’は鈍角である。この実施形態では、第2の部分24は、管状部材12の長手方向軸線とほぼ平行に延びており、あるいは、その代わりに、第2の部分24の近位端へ向けて僅かに上方に傾けられており、鈍角‘B’が90°〜135°、より具体的には約100°〜125°好ましくは約110°〜120°程度となっている。
アクチュエータ16の先端16.1は管状部材12の先端12.1に固定されている。そのため、管状部材12とアクチュエータ16との間の相対的な長手方向の変位は、曲げ促進領域18でスタイレット10の曲げをもたらして、スタイレット10の先端部分の反り(偏向)または方向操作(操向)を可能にする。
図面の図1および図2に示される実施形態において、金属ワイヤの形態を成すアクチュエータ16は装着部材36(図7)に固定され、装着部材36はカテーテル42のハンドル40の基端にバヨネット取付具38を介して取り付けられる。管状部材12は装着要素(図示せず)に取り付けられ、該装着要素は、装着部材36に対して摺動可能に配置されるとともに、カテーテル42のハンドル40の先端部に摺動可能に配置される操向制御部材44に取り付けられる。管状部材12とアクチュエータ16との間の相対的な動きにより、スタイレット10の曲げ、したがってスタイレット10を収容する電極シース46の曲げがもたらされ、それにより、図7に実線で示される位置から点線で示される位置へかつその逆へ電極シース46の先端領域の変位が引き起こされる。なお、電極シース46の先端は複数の電極48を有する。
管状部材12は、任意の適した弾性のある柔軟材料から形成されるが、ステンレススチールなどの適した金属、ニッケル−チタン合金などの形状記憶合金、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの適したプラスチック材料等から形成されてもよい。
使用時、スタイレット10を矢印50(図2)の方向に曲げることが望まれる場合には、カテーテル42の操向制御部材44が操作され、管状部材12とアクチュエータ16との間で相対的な変位を引き起こされる。管状部材12のこの方向での曲げは、各スロット20の部分22の楔形状の閉塞を引き起こす。
この実施形態の利点は、カテーテル40の操向制御部材44の適切な操作により矢印52の方向に曲げをたらすこともできるという点である。管状部材12が矢印52の方向に曲げられると、長いヒンジ領域を形成するようにスロット20の部分24が開き、したがって、低い応力で矢印52の方向に曲げることができる。
この場合、各スロット20の部分24の基端部分54が応力を解放するように形成されている点に留意すべきである。より具体的には、各部分24の基端は、応力を解放するように、丸みを帯びた、拡げられた、球形状である。これにより、各スロット20のヒンジ領域での破断の可能性が低減する。
しかしながら、そのような破断が例えば図面の図5および図6に56で示されるように生じる場合、スロット20の形状は、破断によってもたらされる管状部材12の2つのセグメント58がかみ合ったままであることを意味する。したがって、2つのセグメント58は互いに対して回転することが妨げられ、スタイレット10を依然として通常の方法で使用して、カテーテル42の電極シース46を操向させることができる。なお、この場合、アクチュエータ16は管状部材12の通路14を貫通して延びるため、アクチュエータ16は、2つのセグメント58を互いに対して適切な位置に保持して、セグメント58の分離を抑制するのに役立つ。また、言うまでもなく、カテーテル42のカテーテルシース46のルーメンは、セグメント58が分離しないように抑制する。
スタイレット10の通常の動作状態下で、すなわち、破断を伴わない状態で、スロット20の部分24によって設けられる長いヒンジ領域は、低い応力を有しており、管状部材12が破断の可能性を最小限に抑えつつねじれることを可能にする。また、隣接するスロット20間に形成される管状部材のセグメント(区画、部分)の形状はかみ合わせを効果的に引き起こすため、管状部材12に沿ってトルクが伝達しやすくなる。
図面の図3−4および図8には、スタイレットの他の実施形態が示されている。先の実施形態に関連して、他に何ら明記されなければ、同様の参照符号は同様の部分を示している。
この実施形態では、スロット20が2つの別個のグループ60、62を成して配置される。2つのそのようなグループが示されているが、要望通りにスロット20をさらに多い数または少ない数のグループを成して配置できることは言うまでもない。
グループ62は、グループ60のスロット20よりも近接して間隔があいたスロット20を有する。そのため、グループ62のスロット20を用いると、グループ60のスロット20よりも小さい半径をもたらすことができる。
この実施形態では、チューブ64(図4)の形態を成す制御部材が、管状部材12の通路14内でアクチュエータ16に被せて収容される。チューブ64は、カテーテル40の装着部材36によって支持されるスライド66(図8)に接続される。なお、この実施形態において、装着部材36は、スライド66が内部で移動可能なスロット68を形成する延長部材である。アクチュエータ16は、スロット68を通じて延びて、装着部材36の基端と固定される。したがって、チューブ64は、管状部材に対して摺動できるとともに、要望通りに所定数のスロット20をブロックして塞ぐことができる。そのため、この構成では、チューブ64の適切な操作により、小さい曲率半径が必要とされる場合にはグループ62のスロット20を使用でき、あるいは、大きい曲率半径が必要とされる場合にはグループ60のスロット20を使用できる。
したがって、管状部材12に対するチューブ64の位置を変えることにより、チューブ12の先端部の可変偏向させることができ、その結果として電極シース46の先端部の可変偏向を達成できる。これは、高い柔軟性および汎用性をもたらし、医師がカテーテル42のカテーテルシース46の先端部をより正確に位置決めできるようにする。
図面の図9を参照すると、操向可能なスタイレット10の第3の実施形態が示されている。この場合も、先の実施形態に関連して、他に何ら明記されなければ、同様の参照符号は同様の部分を示している。
この実施形態において、アクチュエータ16の先端部70は、スタイレット10の管状部材12の先端12.1に固定されるアクチュエータ16の部分16.1を超えて突出する。部分70は、この場合はループ形状72である所定の形状に曲げられる。部分70は74で示されるようにクランク状に曲げられており、それにより、ループ形状72が管状部材12の長手方向軸線を横切る面内に位置する。
アクチュエータ16は、ループ形状72を成して予備成形される形状記憶合金から成ることができ、あるいは、代わりに、アクチュエータ16は、使用前に所望の形状に曲げることができる材料から成ることができる。
アクチュエータ16が管状部材12を超えて延びる実施形態について説明してきたが、アクチュエータ16を超えて管状部材12を延ばすことにより同じ結果を達成することができる。また、管状部材12およびアクチュエータ16の両方が所望の形状へ形成される先端部を有することができる。
ここで、図面の図10〜図13を参照すると、操向可能なスタイレット10のさらなる実施形態が示されている。この場合も、先の実施形態に関連して、他に何ら明記されなければ、同様の参照符号は同様の部分を示している。
この実施形態においても、スロット20はグループを成して配置される。スロット20の4つのグループ60、62、76、78が存在しており、グループのスロット20間のピッチまたは間隔が異なっている。この場合、グループ62のスロット20間の間隔はグループ60のスロット20間の間隔よりも小さい。グループ76のスロット20間の間隔はグループ60のスロット20間の間隔よりも大きく、グループ78のスロット20間の間隔はグループ76のスロット20間の間隔よりも大きい。制御部材64を操作することにより、スロット20の適切な1または複数のグループを制御部材64によってブロックして、スタイレット10の管状部材12の先端部の偏向状態を変えることができる。
この実施形態において、各スロット20の第1の部分22は、図面の図11にさらに詳しく示されるように、管状部材12の長手方向軸線に対してほぼ垂直である。また、各スロットの第1の部分22の対向する2つの壁26が、互いにほぼ平行であり、異なる方向に分岐しないことに留意すべきである。
各スロット20の第2の部分24は、管状部材12の長手方向軸線と平行に延びる面に対して鋭角‘C’(図13)を成して突出する。角度‘C’は、一般に、1°〜10°、より具体的には約2°〜5°、好ましくは約3°程度を成す。各スロット20の第2の部分24をこのように角度を付けることにより、管状部材12の隣り合うセグメント58間のかみ合わせが向上する。このことは、管状部材12の隣り合うセグメント58間で破断が生じた場合にセグメント58間の相対的な回転が抑制されることを意味する。したがって、前述したように、スタイレット10を依然としてその通常の状態で動作させることができる。
また、トルク伝達を向上させるため、管状部材12の隣り合うセグメント58は、管状部材12のその長手方向軸線周りの回転中にトルク伝達を助けるための相補的なトルク伝達要素を有する。トルク伝達要素12は、舌部すなわちタブ76と、隣接するセグメント58に設けられる相補的な溝78とを備える。図面の図13にさらに明確に示されるように、一方のセグメント58に設けられるタブ76は、あるとしても僅かなクリアランスを伴って、隣接するセグメント58に形成されるその相補的な溝78内に収容される。なお、タブ76は管状部材12の基端へ向けて突出する。また、タブ76は、関連するスロット20の対向する第2の部分24間にほぼ等距離で配置される。さらに、相補的なタブ76およびスロット78は、管状部材の破断が隣接するセグメント58間で生じたとしても、これらの隣接するセグメント58を互いに対して位置決めする役目を果たす。
このように、前述した実施形態の利点は、スタイレット10の双方向の曲げを達成できるという点である。スロット20の形状およびその結果として生じる管状部材12のセグメント58のかみ合わせに起因して、トルク伝達が促進される。また、破断が生じたとしても、依然としてスタイレット10をほぼ通常通りに機能させることができる。
また、スタイレット10は、偏向状態を変えることができるように構成できる。また、スタイレット10を低コスト材料により形成することにより、スタイレットを1回限りの使い捨てできる低コスト物品として実施できる。
当業者であれば分かるように、広く記載される本開示の範囲から逸脱することなく、前述した実施形態に対して多数の変形および/または改良を行なってもよい。したがって、本実施形態は、すべての点において、例示的であると見なされるべきであり、限定的と見なされるべきではない。

Claims (16)

  1. 基端および先端を有するとともに通路を形成する細長い管状部材であって、曲げ促進領域が前記基端と前記先端との中間に配置され、前記曲げ促進領域が長手方向に間隔をあけて配置されるスロットの配列により構成され、前記スロットの少なくとも幾つかのそれぞれが、ほぼL形状を成すとともに、前記管状部材の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分と、前記第1の部分に対して角度を成して配置される第2の部分とを備える、管状部材と、
    前記管状部材と協働して、前記管状部材の前記曲げ促進領域にわたって前記管状部材の曲げをもたらすアクチュエータと、
    を含む操向可能なスタイレット。
  2. 前記スロットの少なくとも幾つかのそれぞれの前記第1の部分の対向壁が、前記第2の部分との境界から前記管状部材の表面へ向けて分岐する請求項1に記載のスタイレット。
  3. 前記スロットの少なくとも幾つかのそれぞれの前記第1の部分を二等分する中間面が、前記管状部材の長手方向軸線に対して垂直に延びる面に対して鋭角を成して配置される請求項1または2に記載のスタイレット。
  4. 前記第1の部分が、その関連する前記第2の部分に対して鈍角を成して配置され、前記第2の部分が、前記管状部材の基端へ向けて延びるとともに、前記管状部材の長手方向軸線と平行な面に対して鋭角を成して配置される請求項3に記載のスタイレット。
  5. 前記スロットの少なくとも幾つかのそれぞれの前記第1の部分が、前記管状部材の長手方向軸線と平行な面に対してほぼ垂直に配置される請求項1に記載のスタイレット。
  6. 前記第1の部分が、その関連する前記第2の部分に対して鋭角を成して配置される請求項5に記載のスタイレット。
  7. 前記第2の部分のそれぞれの近位端が応力を解放する形状となっている請求項1〜6のいずれか一項に記載のスタイレット。
  8. 前記スロットがグループを成して配置される請求項1〜7のいずれか一項に記載のスタイレット。
  9. 1つのグループの前記スロット間の間隔が、少なくとも1つの他のグループのスロット間の間隔と異なっている請求項8に記載のスタイレット。
  10. 前記管状部材に対して変位可能に配置される制御部材を含み、該制御部材が、前記管状部材の先端部の偏向度合いを制御するために前記管状部材の前記曲げ促進領域と相互に作用する請求項9に記載のスタイレット。
  11. 前記スロットが細長い前記管状部材を複数のセグメントに分割し、隣り合うセグメントが、使用時に前記管状部材の回転中にわたってトルク伝達を支援するよう協働するトルク伝達要素を有する請求項1〜10のいずれか一項に記載のスタイレット。
  12. 前記スロットの配列における各スロットが、前記管状部材の長手方向軸線を横切るように配置される前記第1の部分と、前記第1の部分に対して角度を成して配置される前記第2の部分とを備える請求項1〜11のいずれか一項に記載のスタイレット。
  13. 前記アクチュエータが前記管状部材の前記通路内に収容されており、前記管状部材と前記アクチュエータとの間の相対的な長手方向操作によって前記曲げ促進領域にわたって前記管状部材の曲げをもたらすために、前記アクチュエータの先端が前記曲げ促進領域の先端側で前記管状部材に固定される請求項1〜12のいずれか一項に記載のスタイレット。
  14. 前記アクチュエータが前記管状部材の前記通路内に収容されるワイヤである請求項1〜13のいずれか一項に記載のスタイレット。
  15. 基端および先端を有するとともに通路を形成し、曲げ促進領域が前記基端と前記先端との中間に配置される細長い管状部材と、
    前記曲げ促進領域を構成する長手方向に間隔をあけて配置されるスロットの配列であって、前記スロットの少なくとも幾つかのそれぞれが、ほぼL形状を成すとともに、前記管状部材の長手方向軸線を横切るように配置される第1の部分と、前記第1の部分に対して角度を成して配置される第2の部分とを備える、スロットの配列と、
    を含む操向可能なスタイレットのための構成要素。
  16. ルーメンを形成する電極シースと、
    前記電極シースの前記ルーメン内に収容される請求項1〜14のいずれか一項に記載の操向可能なスタイレットと、
    を含むカテーテル。
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