(57)【要約】【課題】照明部を含む生体内撮像装置である。【解決手段】照明部は、たとえば、ＯＬＥＤ等の照明源を含み得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子、ＯＬＥＤ、および光学システムを含む生体内撮像のための装置。
【請求項２】
ハウジングを含み、撮像素子、ＯＬＥＤ、および光学システムがハウジング内に含まれる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
レンズがＯＬＥＤ上に装着された、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ＯＬＥＤは、基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、バッファ層および陰極からなるグループから選択される構成要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ＯＬＥＤは、金属接触層、ポリマー層、ＳｉＯ2層、インジウム錫酸化物層およびガラス基板層からなるグループから選択される構成要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
電源を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
ＯＬＥＤのリングを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
ＯＬＥＤがＰＣＢ上に位置付けられた、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
装置はカプセルである、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
送信機を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
生体内撮像装置の照明部の製造方法であって、
電気的線を基板上にプリントするステップと、
ＯＬＥＤを前記電気的線上に配置するステップと、
基板を生体内撮像装置のハウジングに挿入するステップとを含む、方法。
【請求項１２】
前記ＯＬＥＤの上に光学樹脂を設置するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＯＬＥＤの上にレンズを設置するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
複数のＯＬＥＤの上にレンズを設置するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気的線上に抵抗器を設置するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、生体内撮像に有用な装置に関し、より特定的には、生体内での照明を供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
公知の装置は、生体内撮像を提供するのに有用であり得る。飲込み可能カプセルまたは他の装置等の自律型生体内撮像装置は、体の管腔を通って動き、それに沿って動く間に撮像し得る。生体内撮像は、たとえば、生体内撮像装置内部に位置付けられた１つ以上の光源を用いた、生体内照明を必要とし得る。
【特許文献１】米国特許第５，６０４，５３１号
【特許文献２】米国特許第６，５７９，６２９号
【特許文献３】米国特許第４，７２０，４３２号
【特許文献４】米国特許第６，５７９，６２９号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
発明の概要
本発明のいくつかの実施例に従って、照明部を有する生体内撮像装置が提供される。本発明の一実施例に従うと、照明部は、たとえば、生体内照明を可能にし得る、１つ以上の光源、たとえば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）または他の好適な照明源を保持するための基部または支持体を含み得る。
【０００４】
本発明に従うシステム、装置、方法の原理および動作は、図面および以下の説明を参照するとさらによく理解され得、これらの図面は、例示のためのみに示されるものであって、限定することを意味するものではないことが理解される。
【０００５】
なお、例示を簡単かつ明確にするために、図示された要素は必ずしも同じ割合で描かれていない。たとえば、明確にするために、要素のいくつかの寸法は、他の要素に対して誇張され得る。さらに、適切と考えられる場合に、連続する図面を通して対応するまたは類似の要素を示すために、図面間で参照番号が繰返されるかもしれない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
発明の詳細な説明
以下の説明は、当業者が、本発明を、特定の応用例とその要件との関係において提供されるように、製造および使用するのを可能にするために提示されている。記載された実施例へのさまざまな変形が当業者には明らかであり、本明細書で規定された一般原則を他の実施例にも適用してもよい。したがって、本発明は、示されかつ記載された特定の実施例に限定されることは意図されず、本発明には、ここに開示された原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲が認められるべきである。以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解を与えるために、複数の特定の細部が述べられる。しかしながら、本発明は、これらの特定の細部なしでも実施し得ることを当業者は理解するであろう。他の例においては、本発明を不明瞭にしないために、周知の方法、手順および構成要素は詳細には記載されていない。
【０００７】
本発明の実施例で用いられる照明源は、たとえば、高い発光効率で生体内照明を可能に
し得るＯＬＥＤまたは他の好適な光源を含み得る。ＯＬＥＤは、２つの荷電電極、たとえば、金属陰極と、通常ガラスである透明陽極との間で炭素ベースの膜を挟む電子デバイスである。他の実施例は、他の構成および機能を有し得る。ＯＬＥＤ光源は、従来の照明および／または発光ダイオード（ＬＥＤ）よりも明るく、薄く、より丈夫であり、より効率的であり得る。
【０００８】
ここで、本発明の一実施例に従った生体内撮像装置を概略的に示す図１Ａを参照する。一実施例に従うと、装置４０は、典型的に、光学窓２１と、消化管等の体の管腔内部からの画像を得るための撮像システムとを含む。この撮像システムは、白色ＬＥＤおよび／またはＯＬＥＤ等の１つ以上の照明源１０、画像センサ、たとえば、ＣＭＯＳ撮像カメラ等の撮像素子８、および画像の焦点を撮像素子８へ合わせる光学システム２２を含み得る。照明源１０は、光学窓２１を通って体の管腔の内部を照明する。装置４０は、制御部１４、送信機１２、および撮像素子８からの画像信号を送信するためのアンテナ１３、および装置１０の電気装置に電力を提供するための酸化銀電池等の電源２をさらに含み得る。好適な撮像素子８は、たとえば、イスラエル、ヨニーム（Yokneam）のギブン・イメージングリミテッド（Given Imaging Ltd.）によって仕様が出され、米国、カリフォルニア州のフォトビットコーポレイション（Photobit Corporation）によって設計された「チップ上のカメラ」タイプのＣＭＯＳ撮像素子である。他の好適な種類の撮像素子、たとえばＣＣＤ撮像素子を用いてもよい。単一チップカメラは、白黒またはカラーのいずれかの信号を提供することができる。好適な送信機は、ＣＭＯＳ撮像カメラからの（デジタルまたはアナログのいずれかの）画像信号を受信する変調器、高周波（ＲＦ）増幅器、インピーダンス整合器およびアンテナを含み得る。たとえば、画像データを処理するためのプロセッサが装置に含まれてもよい。プロセッサまたは処理回路は、センサまたは送信機内で集積化されてもよい。
【０００９】
いくつかの実施例に従うと、装置４０は、カプセル形状であってもよく、また消化管を撮像するための自律型内視鏡として動作することができる。しかしながら、本発明の実施例に従って、内視鏡、カテーテル、ステント、針等に組込まれるように設計された装置等の他の装置を用いてもよい。さらに、装置４０は、上述のすべての要素を含む必要はない。たとえば、装置４０は、内部光源または内部電源を含む必要はなく、照明および／または電力は、当該技術で既知の外部供給源から供給されてもよい。
【００１０】
本発明の一実施例に従うと、装置４０のさまざまな構成要素は、剛性部分と柔軟部分とを含む回路基板５上に配置され、好ましくは、構成要素は、積層縦型の態様で配置される。たとえば、回路基板５の１つの剛性部分１１は、送信機１２とおそらくアンテナ１３とを保持し得、好ましくは、アンテナは、装置における金属または他の構成要素による信号の遮蔽を回避するために、装置の一方端にある。回路基板の他の剛性部分９は、たとえば、一方側に１つ以上のＬＥＤ、および／もしくはＯＬＥＤ、または他の照明源等の照明源１０と撮像素子８とを含んでもよく、この剛性部分９の他方側に、たとえば、電池または電源２のための接点を含んでもよい。一実施例に従うと、電池接点は、好ましくは、以下に記載されるようなばねである。回路基板５の他の剛性部分７は、たとえば、他の電池接点を含んでもよい。回路基板の各々の剛性部分は、回路基板の柔軟なコネクタ部分（たとえば１７および１７′）によって回路基板の他の剛性部分に接続され得る。好ましくは、回路基板の各々の剛性部分は、２つの剛性区分を含み得る。すなわち、剛性の基板を接続するための回路基板の柔軟なコネクタ部分が剛性区分の間に挟まれている。代替の実施例においては、柔軟な部分によって接続された剛性部分を有する回路基板上に他の構成要素が置かれてもよい。代替の実施例においては、ｐＨ、温度または圧力を測定する飲込み可能カプセル等の他の生体内検出装置における構成要素、または上述のもの以外の構成要素を有する飲み込み可能なイメージングカプセルにおける構成要素を、剛性部分と柔軟な部分とを有する回路基板を用いて配置および保持し得る。
【００１１】
一実施例に従うと、各々の柔軟なコネクタ部分１７および１７′は、厚さが４／１０００インチ（４ミル）に等しいか、またはそれ未満である。一実施例に従うと、（構成要素が装着される）基板の剛性部分の外側部分から剛性部分の内側へ、および内方に含まれる柔軟な部分へと、外側部分から柔軟な部分へと通じる（直径が４ミルに等しいか、またはそれ未満の）小さな孔、たとえばマイクロビアによって、電気的接続が行なわれる。マイクロビアは、レーザを用いて生成することができる。このような柔軟なコネクタおよびマイクロビア技術等を提供する会社は、イスラエル、ペターティクヴァのエルテック（Eltech）社およびドイツのイルファ（Iｌfa）社である。代替の実施例においては、回路基板を作成するのに他の種類の剛性区分および柔軟な区分を用いてもよい。
【００１２】
回路基板は、たとえば、図１Ａに示されるように、折り重ねられてもよい。折り重ねられるときに、電池接点は、１つ以上の電池の組、たとえば、２つの剛性である基板の部分の間で挟まれ得る電源２と接触し得る。回路基板は、さまざまな態様で折り重ねられてもよい。たとえば、図１Ａは、本発明の一実施例に従って、剛性部分９，７および１１と交互の柔軟な部分１７および１７′とによって“Ｓ”のように配置された回路基盤を概略的に示している。
【００１３】
ここで、本発明のいくつかの実施例に従った生体内検出装置、たとえば撮像装置４０の構成要素を示す図１Ｂを参照する。装置４０は、典型的に、自律型飲込み可能カプセルであってもよく、またはそれを含み得るが、装置４０は、他の形状を有してもよく、また飲込み可能または自律型である必要はない。装置４０の実施例は、典型的に、自律型であり、典型的に内蔵型である。たとえば、装置４０は、カプセルまたは他のユニットであってもよいが、すべての構成要素は、実質的に、容器または殻内に含まれ、かつ装置４０は、たとえば、外部供給源からの電力を受信するかまたは情報を送信するためのいかなるワイヤまたはケーブルも必要としない。装置４０は、データの表示、制御または他の機能を提供するために外部の受信および表示システムと通信してもよい。たとえば、電力は、内蔵電池またはワイヤレス受信システムによって供給されてもよい。他の実施例は、他の構成および機能を有し得る。たとえば、構成要素は、多数の位置またはユニット上に分散されてもよい。制御情報は外部供給源から受信されてもよい。
【００１４】
本発明の実施例で用いるのに好適な、撮像部、受信部、処理部、記憶部、および／または表示部を含む本発明の実施例に従った装置は、イダン（Iddan）等に付与された米国特許第５，６０４，５３１号および／または「生体内撮像のための装置およびシステム（“A DEVICE AND SYSTEM FOR IN VIVO IMAGING”）」と題された米国特許出願公開番号第２００１／００３５９０２号に記載された実施例と類似し得、それらの両方とも本発明の共通の譲受人に譲渡されており、ここに引用により援用される。もちろん、本明細書に記載された装置およびシステムは、他の構成および他の構成要素の組を有してもよい。
【００１５】
一実施例においては、構成要素のすべてが、装置本体（本体または殻は、１つよりも多い部分を含み得る）内で密封されてもよく、たとえば、制御部１４、撮像素子８、照明部２０、電源２、および送信部１２および制御部１４は、すべて装置本体内で密封されてもよい。
【００１６】
迷光等を回避する等の、特定の撮像要件に従って、単一のまたは複数の光源または特定の集積された光源、たとえばＯＬＥＤを用いてもよく、これを照明部２０内に位置付けてもよい。
【００１７】
一実施例に従うと、装置４０は、カプセル形状であってもよく、消化管を撮像するための自律型内視鏡として動作することができる。しかしながら、内視鏡、カテーテル、ステ
ート、針等に組込まれるように設計された装置等の他の装置を本発明の実施例に従って用いてもよい。
【００１８】
本発明の一実施例に従うと、装置４０のさまざまな構成要素は、回路基板５、たとえば、柔軟な回路基板または剛性区分と柔軟区分とを有する回路基板の上に配置される。このような回路基板は、「柔軟な回路基板を有する生体内装置およびその組立方法（“IN VIVO DEVICE WITH FLEXIBLE CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR ASSEMBLY THEREOF”）」と題された米国出願番号第１０／８７９，０５４号、および、「剛性区分と柔軟な区分と有する回路基板を備えた生体内検出装置（“IN VIVO SENSING DEVICE WITH A CIRCUIT BOARD HAVING RIGID SECTIONS AND FLEXIBLE SECTIONS”）」と題された米国出願番号第１０／４８１，１２６号に記載された実施例と類似し得、各々、その全体がここに引用により援用される。好ましくは、一実施例に従うと、これらの構成要素は、積層縦型の態様で配置され得る。たとえば、回路基板の１つの部分１１は、送信機１２およびアンテナ１３を保持し得る。回路基板の他の部分９は、照明源、たとえば丸い照明部２０を含み得る。
【００１９】
ここで、本発明の一実施例に従った照明部２０の上部からの概略図を示す図２Ａを参照する。一実施例に従うと、照明部２０は、１つ以上の分離した光源１０Ａ，１０Ｂから１０Ｌ、たとえばＯＬＥＤを含んでもよい。このようなＯＬＥＤは、「有機発光ダイオード装置における陰極層（“CATHODE LAYER IN ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE DEVICES”）」と題された米国特許第６，５７９，６２９号、および、「有機発光媒体を有するエレクトロルミネッセンス装置（“ELECTROLUMINESCENT DEVICE WITH ORGANIC LUMINESCENT MEDIUM”）」と題された米国特許第４，７２０，４３２号に記載された実施例と類似し得、各々、その全体が引用により援用される。しかしながら、照明部２０の光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｌは、単色ＬＥＤ、白熱電球、フラッシュランプ、もしくはガス放電ランプ、またはいかなる他の好適な光源等も含むが、これらに限定されない当該技術で既知の他の好適な光源であってもよい。
【００２０】
いくつかの実施例に従うと、照明部２０は、たとえば、シリコーンまたはプラスチック製のプリント回路板（ＰＣＢ）を含んでもよい。他の好適な材料を用いてもよい。一実施例に従うと、照明部２０は、その中心に内部円、たとえば、丸い孔５７を有する輪状であってもよい。典型的に、照明部２０は、生体内装置４０、たとえば、生体内撮像装置に好適に組込むために適合できる寸法を有する。照明部２０は、輪状以外の異なる形状、たとえば、矩形のもしくは正方形、または生体内装置に組入れるのに適合できるいかなる他の形態であってもよい。
【００２１】
本発明の一実施例に従うと、２つのプリントされた線２４および３４が照明部２０上にプリントされる。プリント線２４および３４の各々は、電源２の正の端子に、または（図２Ｂに示された）プリント線５３を通して電源２の負の端子のいずれかに、接続され得る。本発明のいくつかの実施例に従うと、たとえば、プリント線２４および３４の間に位置し得る他のプリント線２６は、ワイヤボンディングのための複数のパッド５２、たとえば、複数の抵抗器３２を含んでもよい。
【００２２】
本発明の一実施例に従うと、複数の分離した光源１０Ａ−１０Ｌの、たとえば、複数のＯＬＥＤへの接続を提供するために、導電パッド４２、たとえば、チップボンディングのための金属パッドをプリント線３４上に置いてもよく、または成形してもよい。各々の光源１０Ａ−１０Ｌは、パッド２６に接続され得る１つ以上の抵抗器３２等の１つ以上の追加的な構成要素に関連付けられ得る。パッド２６は、たとえば、光源１０Ａ−１０Ｌによって生成される照明量の制御を可能にし得る。たとえば、装置４０に関連付けられたプロセッサは、小腸における２００ルックスの光および結腸における３００ルックス等の消化管の異なる部分における異なる光強度を生じるために、抵抗器３２を用いることができる
かもしれない。選択された照明機能のために照明を制御および個別調整してもよい。抵抗器３２は、可変であってもよく、永続的であってもよく、たとえば、永続的な抵抗器は、複数の光源からの正規化された光出力を可能にし得る。
【００２３】
本発明の一実施例に従うと、光学樹脂３０は、各々の光源１０Ａ−１０Ｌ、たとえば、各々のＯＬＥＤチップの上に配置されて、異なる照明スペクトル（たとえば、赤、緑または青のスペクトル、赤外線スペクトルまたはＵＶスペクトル）を提供し得る。さらに、或る実施例においては、さまざまな光源１０Ａ−１０Ｌは、異なる照明スペクトル（たとえば、赤、緑または青のスペクトル、赤外線スペクトルまたはＵＶスペクトル）を提供してもよい。このような実施例において、提供される照明は、照明方向が、異なるスペクトルを使用する各チャネルについて異なるように配置することができる。
【００２４】
いくつかの実施例に従うと、照明部の内部円に位置付けられた窪み５８は、生体内装置内での照明部２０の設置の際に方向マーカとして機能する。代替の実施例においては、窪み５８は、他の好適な形状であってもよい。
【００２５】
ここで、本発明の一実施例に従って、光源１０、たとえば、ＯＬＥＤのうち照明部２０に設置された側からの概略近接図を示す図２Ｂを参照する。いくつかの実施例に従うと、光源１０は、導電パッド４２、たとえば、チップボンディングパッドの上に配置されてもよく、ワイヤボンドのためにパッド等のパッド５２にワイヤ２５を通して接続されてもよい。いくつかの実施例に従うと、たとえば、光源１０の照明強度または振幅等の他のパラメータを制御するために、抵抗器３２をパッド５２の上部に配置してもよい。
【００２６】
ここで、本発明のいくつかの実施例に従った光源３００、たとえばＯＬＥＤの構成要素を示す図３を参照する。本発明のいくつかの実施例に従うと、ＯＬＥＤは、電気的刺激があると明るい光を発する有機膜の薄層から構成される固体装置である。本発明の一実施例に従うと、ＯＬＥＤは、基板３０１、陽極３０２、正孔注入層（ＨＩＬ）３０３、正孔輸送層（ＨＴＬ）３０４、発光層（ＥＭＬ）３０５、電子輸送層（ＥＴＬ）３０６、２つのバッファ層３０７および３０８、ならびに陰極３０９を含み得る。動作中は、陽極および陰極は、ワイヤ３３２を介して電圧源、たとえば電源２に接続され、電流は有機層を通過し、ＯＬＥＤ装置からの発光またはエレクトロルミネセンスをもたらす。陽極および陰極の光学的な透明性に依存して、エレクトロルミネセンスは、陽極側または陰極側のいずれかから見ることができる。エレクトロルミネセンスの強度は、ＯＬＥＤ装置を通過する電流の大きさに依存し、これは、その結果として、有機層のルミネッセント特性および電気的特性ならびに接触電極の電荷注入性質に依存する。ＯＬＥＤ装置を構成するさまざまな層の組成および機能は、「有機発光ダイオード装置における陰極層（“CATHODE LAYER IN
ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE DEVICES”）」と題された米国特許第６，５７９，６２９号に記載された実施例と類似し得、これは引用により援用される。本発明の他の実施例に従うと、ＯＬＥＤは、金属接触層、ポリマー層、ＳｉＯ2（二酸化ケイ素）層、インジウム錫酸化物層およびガラス基板層を含んでもよい。
【００２７】
本発明の異なる実施例に従った光源１０、たとえば、ＯＬＥＤを含む生体内撮像装置を製造する方法が図４に示されている。本発明のいくつかの実施例に従うと、ステップ４１０は、ＰＣＢ等の基板上に、たとえば、光源１０が接続され得るパッドに配線され得る第１の電気回路、および、複数の抵抗器がＰＣＢ上に装着され得るパッドに配線され得る第２の電気回路に、電気的線をプリントするステップを含む。ステップ４２０は、異なる照明強度を達成することができるように、光源、たとえば、複数のＯＬＥＤを抵抗器に接続するステップを含む。ステップ４３０は、体内に極めて広範な照明スペクトルを生成するために、光源上に光学樹脂を設置するステップを含む。ステップ４４０は、照明を方向付けかつ焦点を合わせるために、照明部の上に光学レンズを設置するステップを含む。
【００２８】
別の実施例に従った、生体内照明を提供するための方法が図５に示されている。一実施例に従うと、この方法は、照明部を準備するステップ（５１０）と、照明源、たとえば、ＯＬＥＤを、たとえば、柔軟なＰＣＢ上の照明部の上に位置付けるステップ（５２０）と、照明部を生体内装置のハウジングへと挿入するステップ（５３０）とを含み得る。
【００２９】
本発明のいくつかの実施例に従った生体内照明を提供するための方法が図６に示されている。生体内撮像のための方法は、以下のステップ、すなわち、たとえばＯＬＥＤを用いて生体内の場所を照明するステップ（６１０）と、送出された光を撮像素子８へと集束することによってアナログ信号を生成するステップ（６２０）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するステップ（６３０）と、デジタル信号をランダム化するステップ（６４０）と、デジタル信号を受信システムに送信するステップ（６５０）と、生体内の場所の画像を得るために、送信された信号を処理するステップ（６６０）とを含む。
【００３０】
本発明の実施例の前記の説明は、例示および説明のために提示されている。これは、網羅的であることを意図せず、または本発明を開示された厳密な形態へと限定することは意図していない。上述の教示の観点から、多くの変形、変化、代用、変更および均等物が可能であることが当業者によって認識されるべきである。したがって、別掲のクレームは、本発明の真の精神に含まれるようなすべてのこのような修正および変更を含むことを意図することを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明の一実施例に従った生体内撮像装置の概略図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例に従った生体内撮像装置の概略図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例に従った照明部の概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例に従った照明部の概略図である。
【図３】本発明の一実施例に従ったＯＬＥＤの構成要素を示す図である。
【図４】本発明の実施例に従った照明部を製造するための方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施例に従って、照明部を含む生体内装置を製造するための方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施例に従って、生体内撮像のための方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３２】
２  電源、５  回路基板、８  撮像素子、１２  送信機、１３  アンテナ、１４  制御部、２０  照明部、３２  抵抗器、４０  装置、３０２  陽極、３０３  正孔注入層、３０４  正孔輸送層、３０５  発光層、３０６  電子輸送層、３０７  バッファ層、３０９
陰極。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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