Control de la radiación dispersa y la proyección radiográfica.
Principios Geométricos. Sistemas de registro de la imagen.
ESTUDIANTE: Enma luz Sosa Pucar.
CARRERA: Tecnología Medica.
ESPECIALIDAD: Radiología.
CICLO: IV
TEMA: Control de la radiación dispersa.
EVIDENCIA: Clases teóricos y practicas
CARRERA: Tecnología Medica.
ESPECIALIDAD: Radiología.
CICLO: IV
TEMA: Control de la radiación dispersa.
EVIDENCIA: Clases teóricos y practicas
REFLEXIÓN META COGNITIVA EN TORNO A LO QUE APRENDÍ, COMO LO APRENDÍ Y PARA QUE ME SERVIRÁ.
En la clase de Instrumentación y Equipos en Diagnostico por Imágenes aprendí que un colimador es, un instrumento de precisión para hacer que el eje óptico de cada lente coincida con el rayo central del sistema, existen tres clases de dispositivos de restricción del haz, en los equipos de Radiología Convencional como son:
-El Diafragma de apertura,forrado en plomo, que esta conectado al cabezal del tubo de RX, cuyo orificio está diseñado para un tamaño de película y una DFI (distancia fuente-imagen) determinadas. DFD es la distancia fuente diafragma. Un diafragma bien diseñado proyecta en la radiografía una imagen 1 cm menor por todos los lados que el tamaño de la placa.
Los conos y cilindros, modificaciones del diafragma en los que una estructura metálica extendida limita el haz útil al tamaño necesario. Este haz producido por un cono o cilindro es circular, a diferencia del producido por el diafragma, que es rectangular. Si el tubo, el cono y la película no están alineados en el mismo eje, resulta una mala exposición ya que el borde del cono interfiere con el haz RX ocasionando un área de penumbra y dejando parte de la película sin exponer. Sus aberturas son fijas, al igual que los diafragmas y sólo sirven para exámenes específicos.
Colimador de apertura variable y luz localizadora:
No todos los rayos X son emitidos desde el punto focal del tubo, algunos se producen cuando los electrones proyectiles se dispersan e interactúan en lugares del ánodo que no son el punto focal. Esta radiación se conoce como desenfocada y tiende a disminuir la nitidez de la imagen.
Para controlar esta radiación el colimador consta en una fase primaria con un dispositivo obturador de múltiples hojas colimadoras que sobresalen en la parte superior y se introducen en la carcasa. La segunda fase del obturador colimador está compuesta de hojas de plomo de 3 mm de espesor y de control independiente. La localización luminosa se obtiene por medio de un juego de lámpara y espejo que proyecta una mancha de luz sobre el objeto.
La lámpara, el espejo y el colimador deben estar dispuestos de forma tal que el campo de luz proyectado coincida con el haz RX. Existen también dispositivos de tipo automático y se conocen como PBL (Positive Beam Limiting) o limitadores positivos del haz y se activan al introducir un chasis con película en la bandeja porta chasis
Para poder reconocer los diferentes tipos de dispositivos de restricción del haz de los equipos de Rayos X, en las clases practicas, el profesor a atrevas de vídeos, fotos y materiales de cartón nos dio a conocer las partes que conforman un colimador de abertura variable y su principio funcionamiento.
Así mismo nos dio a conocer la importancia del uso del colimador y su función en la toma de radiografías.
El conocimiento que ahora poseo me ayudara a obtener Imágenes de calidad, evitando la radiación dispersa con una buena colimación o haciendo uso de las laminas de cobre, las aplicaciones de la modificación de factores de exposición en la toma de radiografías según sea el caso y manejar los manuales de usuario de los diferentes equipos.
-El Diafragma de apertura,forrado en plomo, que esta conectado al cabezal del tubo de RX, cuyo orificio está diseñado para un tamaño de película y una DFI (distancia fuente-imagen) determinadas. DFD es la distancia fuente diafragma. Un diafragma bien diseñado proyecta en la radiografía una imagen 1 cm menor por todos los lados que el tamaño de la placa.
Los conos y cilindros, modificaciones del diafragma en los que una estructura metálica extendida limita el haz útil al tamaño necesario. Este haz producido por un cono o cilindro es circular, a diferencia del producido por el diafragma, que es rectangular. Si el tubo, el cono y la película no están alineados en el mismo eje, resulta una mala exposición ya que el borde del cono interfiere con el haz RX ocasionando un área de penumbra y dejando parte de la película sin exponer. Sus aberturas son fijas, al igual que los diafragmas y sólo sirven para exámenes específicos.
Colimador de apertura variable y luz localizadora:
No todos los rayos X son emitidos desde el punto focal del tubo, algunos se producen cuando los electrones proyectiles se dispersan e interactúan en lugares del ánodo que no son el punto focal. Esta radiación se conoce como desenfocada y tiende a disminuir la nitidez de la imagen.
Para controlar esta radiación el colimador consta en una fase primaria con un dispositivo obturador de múltiples hojas colimadoras que sobresalen en la parte superior y se introducen en la carcasa. La segunda fase del obturador colimador está compuesta de hojas de plomo de 3 mm de espesor y de control independiente. La localización luminosa se obtiene por medio de un juego de lámpara y espejo que proyecta una mancha de luz sobre el objeto.
La lámpara, el espejo y el colimador deben estar dispuestos de forma tal que el campo de luz proyectado coincida con el haz RX. Existen también dispositivos de tipo automático y se conocen como PBL (Positive Beam Limiting) o limitadores positivos del haz y se activan al introducir un chasis con película en la bandeja porta chasis
Para poder reconocer los diferentes tipos de dispositivos de restricción del haz de los equipos de Rayos X, en las clases practicas, el profesor a atrevas de vídeos, fotos y materiales de cartón nos dio a conocer las partes que conforman un colimador de abertura variable y su principio funcionamiento.
Así mismo nos dio a conocer la importancia del uso del colimador y su función en la toma de radiografías.
El conocimiento que ahora poseo me ayudara a obtener Imágenes de calidad, evitando la radiación dispersa con una buena colimación o haciendo uso de las laminas de cobre, las aplicaciones de la modificación de factores de exposición en la toma de radiografías según sea el caso y manejar los manuales de usuario de los diferentes equipos.
CONTROL DE LA RADIACIÓN DISPERSA
Efecto de la radiación dispersa en el contraste de
la imagen
Una de las características más importantes de la calidad
de la imagen es el contraste, que mide las diferencias entre las áreas
claras y oscuras de una radiografía. El contraste es el grado de diferencia en
la DO entre dos regiones de la imagen. La resolución de contraste es la
capacidad para poder reproducir y distinguir tejidos blandos.
RESTRICTORES DEL HAZ
Básicamente hay tres tipos de aparatos restrictores del haz:
los diafragmas de apertura, los conos o cilindros y el colimador de abertura
variable.
Diafragma de apertura
Una abertura es el aparato restrictor del haz más sencillo
de los que existen. Básicamente, es un diafragma metálico de plomo o recubierto
de plomo adjuntado a la cabecera del tubo de rayos X. La abertura del diafragma
se diseña normalmente para que cubra menos que el tamaño del receptor de imagen
usado.
Conos y cilindros
Los conos y cilindros de extensión se consideran modificaciones
de los diafragmas de abertura. En ambos, una estructura metálica restringe el
haz útil al tamaño requerido.
La posición y el tamaño de la parte final actúan como un
diafragma de abertura y determinan el tamaño del campo.
A diferencia del haz producido por un diafragma de apertura,
el haz útil producido por los conos y cilindros de extensión normalmente es
circular. Los dos se llaman conos de forma habitual, incluso aunque el más
usado actualmente sea el cilindro.
Colimador de abertura variable
El colimador de abertura variable es el componente más común
en radiología de diagnóstico para restringir el paso del haz de rayos X. No
todos los rayos X se emiten de forma precisa desde el punto focal del tubo de
rayos X. Algunos rayos X se producen con electrones que se desvían e
interactúan en puntos del ánodo diferentes del punto focal. Es la radiación de
fuera del foco, que incrementa el emborronamiento de la imagen.
El conocimiento de los espectros de emisión de los equipos
de rayos X es un dato clave para comprender cómo afectan los cambios de la
tensión de kilovoltaje, la intensidad de corriente, el tiempo y la filtración
en las características de la imagen radiológica.
Es preciso resaltar que, en radiología convencional con
película radiográfica, la forma del espectro de rayos X está fuertemente
relacionada con las características de la imagen, especialmente por el hecho de
que la interacción de los fotones con la materia es muy sensible a la energía
de éstos y una variación en su energía afecta de manera apreciable al
contraste.
En radiología digital debido a su amplia latitud, la
formación de la imagen tiene lugar a casi cualquier grado de exposición y la
imagen puede ser luego procesada en el ordenador variando su brillo y
contraste. El límite para no poder disminuir más la dosis está determinado por
el máximo nivel de ruido admisible en la imagen.
Filtración
La filtración reduce más la parte del espectro de baja
energía que la de alta, por ello es preciso un mínimo de filtración que atenúe
los fotones que no van a influir en la imagen radiográfica por ser totalmente
absorbidos por el paciente.
Su eliminación disminuye la irradiación del paciente sin
afectar a la calidad de imagen. El espectro de emisión de rayos X se reduce más
a la izquierda que a la derecha, y el resultado es un aumento de la energía
efectiva del haz de rayos X (mayor capacidad de penetración), con una reducción
asociada de la intensidad del haz.
Potencial de aceleración
El potencial de aceleración (kV) del tubo contribuye al
espectro de radiación variando el extremo de alta energía del espectro hasta el
valor en keV equivalente al potencial (en kV) del tubo y aumentando la
intensidad total del haz. Al aumentar el kV del tubo, el extremo de alta
tensión se desplaza hacia la derecha hasta un valor equivalente al potencial
(kV) aplicado. También aumenta la intensidad del haz (altura de la curva) y su
valor medio se desplaza a la derecha (mayor energía). Los picos de radiación
característica aumentan pero no se desplazan ya que dependen del material
constituyente del ánodo.
Rectificación de alta tensión
Todos los tubos de rayos X se alimentan a partir de la red
convencional de energía eléctrica (110 0 220 voltios de corriente alterna) y a
través de un transformador incrementan esta tensión hasta el valor deseado,
pero conservando obviamente la misma variación en función del tiempo. Dado que
el tubo de rayos X precisa para acelerar los electrones un potencial continuo,
se procede a una "rectificación" de la corriente (eliminación de la
parte negativa del potencial). Existen distintas posibilidades de rectificación
y, por tanto, distintos espectros de fotones ya que la energía de los
electrones que llegan al ánodo variará según el potencial instantáneo aplicado.
Número atómico efectivo
Los materiales con los que interaccionan los fotones están
formados por varios elementos químicos y se utiliza el "número atómico
efectivo" para tratar el material a efectos comparativos con otros
materiales puros. La cantidad de radiación de frenado es proporcional al Z del
ánodo. También depende de la posición de los picos de radiación característica.
En radiodiagnóstico se utilizan ánodos de W o Mb. Cuanto más alto sea el número
atómico del material que constituye el ánodo, mayor será la producción de
radiación de frenado, pues aumenta con más facilidad el número de fotones de
alta energía que el de baja energía, desviándose el espectro discreto hacia la
derecha. Este fenómeno aparece como resultado de la mayor energía de unión de
los electrones con número atómico alto.
Filtración y capa hemirreductora
La filtración produce, por una parte, un endurecimiento del
haz, es decir un aumento de la energía media del mismo al eliminar o disminuir
los fotones de baja energía. Este endurecimiento da lugar a disminuciones
apreciables en la dosis en piel del paciente, ya que esos fotones no
intervienen en la formación de la imagen, pero incrementan la dosis en piel. Sin
embargo al filtrar el haz se produce también un efecto no deseado: la
atenuación (aunque en menor proporción) de los fotones de altas energías del
espectro. Ello quiere decir que si se filtra en exceso el haz de radiación,
será necesario incrementar el número de fotones que salen del tubo, y dicho
incremento será a costa de un mayor calentamiento del mismo, que en
determinadas circunstancias puede no ser aceptable para su potencia y vida
media.
La capa hemirreductora de un haz de rayos X (CHR) es el
espesor de un determinado material absorbente que habría que interponer en el
haz para reducir la exposición a la mitad. Como el aluminio es el material
empleado habitualmente como filtro para el rango de energías utilizado en
radiodiagnóstico, es normal dar el valor de la CHR de un haz de rayos X en
milímetros de aluminio.
En muchos casos en vez de utilizar el valor de la tensión o
kilovoltaje y la CHR para especificar la calidad del haz, se emplea en lugar de
esta última, el valor de filtración total del tubo de rayos X. Para cada
material de ánodo y para cada kilovoltaje existen tablas que dan la
equivalencia entre la CHR y la filtración total, por lo que no existe ningún
problema en utilizar uno u otro parámetro.
RADIACIÓN DISPERSA
Se denomina radiación directa al haz que sale por la ventana
del tubo de rayos X. En su utilización habitual al interaccionar con el
paciente, una parte del haz directo es absorbido, otra lo atraviesa (haz
primario transmitido) y otra es dispersada en direcciones múltiples. Una
fracción apreciable de los fotones dispersados atraviesa el espesor total del
paciente (haz disperso transmitido). La radiación total que llega al detector
de imagen es la suma del haz primario transmitido y el haz disperso
transmitido.
Se denomina radiación de fuga a la radiación que sale a
través de la coraza de plomo en la que está encapsulado el tubo, y que no forma
parte del haz útil. Esta radiación, como es lógico, debe ser mínima (inferior a
1 mGy a un metro de distancia del tubo y en una hora de utilización continua
del equipo al máximo kilovoltaje y amperaje al que éste pueda operar).
En condiciones normales, la radiación dispersa, justamente
por el carácter que tiene de multidireccionalidad, es la causa principal de
irradiación de los profesionales, trabajadores y público en general. Además es
una de las causas más importantes de la pérdida de contraste en la imagen. Este
tipo de radiación llega al sistema de imagen de manera no correlacionada con
las estructuras atravesadas y tiende a emborronar la imagen, esto es, a reducir
el contraste. La radiación dispersa aumenta claramente cuanto mayor es el
volumen irradiado.
PROYECCION RADIOLOGICA. PRINCIPIOS GEOMETRICOS SITEMA DE REGISTRO DE IMAGEN
PROYECCIÓN RADIOGRÁFICA -
PRINCIPIOS GEOMÉTRICOS
Hacer una radiografía es similar en muchos aspectos a tomar
una fotografía. Un tiempo de exposición y una intensidad adecuados son
imprescindibles para los dos procesos. Las imágenes se registran en los dos
casos porque tanto los rayos X como la luz visible viajan en línea recta.
En este sentido, una imagen de rayos X puede considerarse
análoga a una sombragrafía. La sombragrafía que se puede formar en una pared si
la luz se enfoca hacia una mano que adopta determinada posición. La nitidez de
una sombra en una pared es función de cierto número de factores geométricos.
Por ejemplo, cuanto más cerca de la pared se coloca la mano, más nítida será la
sombra.
Igualmente, a medida que la fuente de luz se aleja de la
mano, la sombra se vuelve más nítida. Estos factores geométricos también pueden
aplicarse para producir radiografías de alta calidad. Los tres principales
factores geométricos que afectan a la calidad de la radiografía son: la
magnificación, la distorsión y el desenfoque del punto focal.
Magnificación
Todas las imágenes en una radiografía aparecen más grandes
que el objeto que representan. Esta característica se conoce como
magnificación. Para la mayoría de imágenes médicas, se debe mantener la menor
magnificación posible.
Durante algunos exámenes es deseable la magnificación y ésta
se planifica cuidadosamente en el examen radiográfico. Este tipo de examen se
llama radiografía de magnificación.
La magnificación se expresa con el factor de magnificación
(MF, magnification factor), que se
formula como:
Distorsión
La distorsión puede interferir en el diagnóstico. Hay tres
condiciones que contribuyen a la distorsión de imagen: el grosor del objeto, su
posición y su forma.
Grosor del objeto
Con un objeto grueso la OID cambia de manera apreciable a lo
largo del objeto. Por ejemplo, dos estructuras rectangulares con diferentes
grosores. Debido al cambio en la OID a lo largo de la estructura más gruesa, la
imagen de esta estructura estará más distorsionada que la imagen de la
estructura más fina.
Posición del objeto
Si el plano del objeto y el plano de la imagen son
paralelos, la imagen no estará distorsionada. Sin
embargo, la distorsión puede aparecer en cada examen
radiográfico si no se mantiene la posición apropiada del paciente.
Desenfoque del punto focal
La exposición de los factores geométricos que afectan a la
calidad radiográfica ha asumido que los rayos X se emiten desde una fuente
puntual. En la práctica real no existe una fuente puntual de radiación X, sino
más bien una fuente aproximadamente rectangular con un tamaño que varía entre
0,1 y 1,5 mm de lado, según el tipo de tubo de rayos X utilizado.
Una región desenfocada en una radiografía de la que se tiene
poco control aparece porque el punto focal efectivo tiene cierto tamaño. Este
fenómeno se llama desenfoque del punto focal y es más grande en la parte de la
imagen donde se encuentra situado el cátodo. El desenfoque del punto focal se
debe evitar.
LAS PANTALLAS INTENSIFICADORAS RADIOGRÁFICAS
Las pantallas intensificadoras son una parte del receptor de
imagen convencional. El receptor de imagen incluye: casete (que es un elemento
protector), las pantallas intensificadoras radiográficas y la película
radiográfica.
Aunque algunos rayos X alcanzan la emulsión de la película,
es realmente la luz visible procedente de las pantallas intensificadoras
radiográficas la que expone la película radiográfica. La luz visible se
emite desde el fósforo de las pantallas intensificadoras
radiográficas, que es activado por los rayos X formadores de la imagen y que
salen del paciente.
Aproximadamente el 30% de los rayos X que pasan por la
pantalla intensificadora radiográfica interactúan con la pantalla. Para cada
una de estas interacciones se emite un alto número de fotones de luz visible.
Capas principales
Capa protectora
La capa de la pantalla intensificadora más próxima a la
película radiográfica es la capa protectora. Tiene un espesor de 10 a 20 mm y
se aplica a la cara de la pantalla para hacerla resistente a la abrasión y al
daño producido por el uso. Esta capa también ayuda a eliminar la acumulación de
la electricidad estática y proporciona una superficie para el lavado habitual
sin afectar al fósforo activo. Esta capa protectora es transparente.
Fósforo
La capa activa de las pantallas intensificadoras es el fósforo.
El fósforo emite luz durante la estimulación de los rayos X. Las capas de
fósforo se presentan en espesores de 50 a 300 mm, según el tipo de pantalla. La
sustancia activa de la mayor parte de los fósforos antes era tungstato de
calcio, colocado en una matriz de polímeros. Los tierras raras, como el
gadolinio, el lantano y el itrio son los materiales de fósforo en las pantallas
más nuevas y más rápidas.
La acción del fósforo puede demostrarse viendo un casete
abierta en una habitación oscura a través de la ventana protectora de la cabina
de control. La pantalla intensificadora radiográfica brilla intensamente cuando
se expone a los rayos X.
Capa reflexiva
Entre el fósforo y la base hay una capa reflexiva, de
aproximadamente 25 mm de espesor, hecha de una sustancia brillante como el
óxido de magnesio o el dióxido de titanio. Cuando los rayos X interactúan con
el fósforo, la luz se emite de forma isótropa.
Menos de la mitad de la luz se emite en la dirección de la
película. La capa reflexiva intercepta la luz dirigida en otras direcciones y
la redirige hacia la película. La capa reflexiva incrementa la eficiencia
de las pantallas intensificadoras, acercando al doble el número de fotones de
luz que alcanza la película.
Base
La capa más alejada de la película es la base. La base tiene
aproximadamente 1 mm de espesor y sirve principalmente como un soporte mecánico
a la capa de fósforo activa. El poliéster es el material de la base más popular
en las pantallas intensificadoras radiográficas, ya que también lo es para
películas radiográficas.
Características de la Pantalla
Los profesionales se preocupan por tres características
principales de las pantallas intensificadoras radiográficas: la velocidad de la
pantalla, el ruido de la imagen y la resolución espacial.
Velocidad de la pantalla
La velocidad de la pantalla es un número relativo que
describe con qué eficiencia se produce la conversión de rayos X en luz útil. La
velocidad de las pantallas de tungstato de calcio se asigna a un valor de 100 y
es la base para la comparación de todas las otras pantallas. Las pantallas de
tungstato de calcio rara vez se usan para algo más. Las pantallas de alta
velocidad de tierras raras tienen velocidades superiores a 1.200; las pantallas
detalladas tienen velocidades de aproximadamente 50 a 80.
Ruido de la imagen
El ruido aparece en la imagen como un picoteado de fondo.
Ocurre con más frecuencia cuando se usan pantallas rápidas y técnicas de altos
kVp. El ruido reduce el contraste de la imagen.
El porcentaje de rayos X absorbido por la pantalla es más
alto. Esto se llama eficiencia de detección (DQE, detective quantum
efficiency). La cantidad de luz emitida por cada rayo X absorbido es también
más alta. Esto se llama eficiencia de conversión (CE, conversion efficiency).
Un incremento en CE aumenta el ruido de la imagen, y sin
embargo, un incremento en DQE no. Una pantalla de tungstato de calcio tiene una
DQE del 20% y una CE del 5%. Una técnica radiográfica de 10 mAs resulta en
1.000 rayos X incidentes en la pantalla, 200 de los cuales son absorbidos,
resultando en fotones de luz equivalentes a 10 rayos X. Se puede decir que este
sistema tiene una velocidad de 100.
Si el espesor de fósforo se duplica, la DQE se incrementa al
40%, así que el valor de mAs se puede reducir a 5 mAs. La velocidad es ahora de
200, pero no hay incremento de ruido porque se absorbe el mismo número de rayos
X.
Si el fósforo se cambia por uno con un valor de CE del 10%,
la velocidad se duplica a expensas del aumento de ruido. Se consigue una
velocidad de pantalla de 200 porque se emite el doble de luz por absorción de
rayos X. Como mucho sólo se requiere la mitad de rayos X y esto produce en un
incremento del abigarramiento del cuanto, que es un componente principal del
ruido de la imagen.
Resolución espacial
La resolución espacial se refiere a lo pequeños que pueden
ser los objetos para poder ser detectados en la imagen. La resolución de
contraste se refiere a la capacidad de la técnica para detectar en la imagen
tejidos similares, como hígado y páncreas o materia gris y materia blanca.
Estas pantallas intensificadoras tienen la desventaja de
presentar una resolución espacial más baja que la resolución de las
radiografías de exposición directa.
La resolución espacial se mide de varias formas y se puede
dar como un valor numérico. La resolución espacial está limitada principalmente
por el tamaño del punto focal efectivo.
Una radiografía en el foco muestra buena resolución
espacial; fuera del foco, la resolución espacial es pobre y, por tanto, la
imagen es menos nítida.
Pantallas de tierras raras
Los materiales de fósforo más actuales se han convertido en
el material elegido para la mayoría de las aplicaciones radiográficas. Excepto
para fósforos basados en bario y zinc, los demás fósforos nuevos se identifican
como tierras raras y por ello todas estas pantallas se conocen como pantallas
de tierras raras.
El término tierra rara describe los elementos del grupo IIIa
en la tabla periódica que tienen números atómicos desde el 57 hasta el 71.
Estos elementos son metales de transición escasos en la naturaleza.
Los que se usan en las pantallas de tierras raras son
principalmente el gadolinio, el lantano y el itrio.
Los componentes de los cuatro fósforos principales de
tierras raras son el oxisulfuro de gadolinio
activado con terbio (Gd2O2S: Tb), el oxisulfuro de lantano
activado con terbio (La2O2S: Tb), el oxisulfuro de itrio activado con terbio
(Y2O2S: Tb) y el oxibromuro de lantano (LaOBr).
Cuidado de las pantallas
Las radiografías de alta calidad requieren que las pantallas
intensificadoras reciban un cuidado especial.
El uso de las pantallas requiere el máximo esfuerzo en su
cuidado porque incluso un pequeño arañazo con la uña puede producir artefactos
y degradar la imagen radiográfica. Las pantallas sólo se deberían tocar cuando
son nuevas y se están instalando en casetes o bien cuando se lavan.
Cuando las pantallas se montan en una casete se deben seguir
cuidadosamente las instrucciones del fabricante. Cuando se cargan las cintas,
no se debe deslizar la película. Una esquina afilada o un borde pueden arañar
la pantalla.
La película se coloca en el casete. Se elimina la película
moviendo el casete sobre el borde y dejándola caer sobre los dedos. No extraer
la película hacia fuera de la casete con las uñas. Procurar no dejar las
casetes abiertas porque las pantallas se pueden dañar por cualquier cosa que
pueda caer sobre ellas, sea polvo o productos químicos.
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