(57)【要約】【課題】  挿入部を構成するアングル部から先端硬質部に至るまでの間において、超音波内視鏡の内部の密閉性をより高める。【解決手段】  アングル部２ｂの外皮層はアングル部２ｂから先端硬質部２ｃに至るほぼ全長をカバーする外装スリーブ４０の一部として構成され、基端部が軟性部２ａとアングル部２ｂとの間の移行部に糸巻き及び接着により固着され、この基端部からアングル部２ｂのほぼ全長を覆う部位が外皮層部４１として機能し、超音波振動子アレイ２３を構成する超音波振動子２１の配設部分を覆う部位は外面が超音波振動子アレイ２３の軸線方向の中間位置が最も厚肉となった凸円弧面形状になった音響レンズ部４２として機能し、外皮層部４１と音響レンズ部４２との間の移行部に糸巻き及び接着からなる張力伝達遮断部４３ｂとして機能する。【選択図】  図４
2006061340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部のアングル部に連結して設けた先端硬質部に、その先端面に少なくとも照明部と観察部とを設けた内視鏡観察手段を装着し、この内視鏡観察手段の装着部の外周部に電子走査式の超音波観測手段を装着した超音波内視鏡において、
前記超音波観測手段は、複数の超音波振動子を前記挿入部の軸線方向に配列して、全体が円弧状または円周状に設けた超音波振動子アレイと、その内面側に円筒形状となるように形成したバッキング層を設け、
前記超音波振動子アレイを囲繞するように装着される音響レンズと前記アングル部の外皮層とを一体の外装スリーブとして前記挿入部に装着する
構成としたことを特徴とする超音波内視鏡。
【請求項２】
前記外装スリーブを構成する前記外皮層と音響レンズとの境界部には張力伝達遮断部を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
【請求項３】
前記内視鏡観察手段を構成する各部材は、前記先端硬質部内に設けた金属材からなる内視鏡装着部に装着されており、前記外装スリーブを構成する前記音響レンズの先端にこの内視鏡装着部を覆う先端カバー部を一体に形成する構成としたことを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入部の先端硬質部に、この先端硬質部の前方に観察視野を有する内視鏡観察手段と、この先端硬質部の軸線と直交する円周状または円弧状の超音波走査面を有する電子走査式の超音波観測手段とを設けた超音波内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波内視鏡は、挿入部の先端硬質部に内視鏡観察手段と超音波観測手段とを装着する構成としたものであり、この超音波観測手段による走査態様として、多数の超音波振動子を所定の方向に配列して、これら超音波振動子を順次駆動する、所謂電子走査式としたものは、従来から広く用いられている。そして、内視鏡観察手段における観察視野としては、挿入部の先端硬質部の前方を視野とする直視内視鏡となし、また超音波観測手段による超音波走査面をラジアル方向、つまり円周状または所定の角度範囲とした円弧状としたものは、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１にある超音波内視鏡は、例えば食道，十二指腸等の上部消化管や、大腸等の下部消化管といった体腔管内に挿入されて、挿入方向の前方を内視鏡観察手段により観察し、その結果病変部等といった関心領域が検出されたときには、この関心領域と対面するように超音波観測手段を位置させて、その部位の体内組織に関する情報を取得することができる。
【特許文献１】特開２００１−３１４４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波振動子アレイは全体として概略円筒形状のユニットから構成され、超音波振動子の内側にバッキング層が配設され、また外側には音響レンズが装着される。音響レンズは、超音波振動子から送信される超音波ビームを収束させるものであり、この音響レンズを設けることによって、超音波ビームの送信面と直交する方向のビームが改善されることになる。超音波振動子アレイは前述した各部材等を一体化して、挿入部の先端硬質部に組み込まれ、内視鏡観察手段を構成する各部材はこのように円筒形状となった超音波振動子アレイの内部に挿通させる。
【０００５】
前述した従来技術によると、挿入部の先端硬質部において、超音波振動子アレイを固定的に保持するために、その内側に筒状の支持部材を設けて、この支持部材に超音波振動子アレイを嵌合させ、かつこの超音波振動子アレイの前後の両端部を挟持するようにして装着される。そして、前後の挟持部材の一方側には超音波振動子アレイの回り止め手段を設けている。そして、超音波振動子アレイは、その内側の支持部材と、前後に設けた挟持部材とに対して接着剤により固着することによって、接合部分の気密確保を図るようにしている。従って、超音波振動子アレイの両端の接着部は外部に露出しており、この露出部分の接着剤が挿入部の滅菌時における熱処理や消毒液への浸漬等により劣化して、接着部分のシール機能が低下する等といった問題点がある。
【０００６】
ここで、超音波振動子アレイの外周部を構成する部材は音響レンズであり、この音響レンズの材料としては、生体より音速より速い材料を使用する場合には凹レンズとし、また生体より音速が遅い材料を用いる場合には、凸レンズとして構成する。そして、体腔内壁への密着性を考慮すると、凸レンズから音響レンズを構成する方が望ましい。シリコンゴムの音速は約１０００ｍ／秒であり、生体における音速は１５３０ｍ／秒であるから、シリコンゴムが音響レンズの材料として使用することができる。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、超音波振動子アレイの装着部における外面に露出する接合部を少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明は、挿入部のアングル部に連結して設けた先端硬質部に、その先端面に少なくとも照明部と観察部とを設けた内視鏡観察手段を装着し、この内視鏡観察手段の装着部の外周部に電子走査式の超音波観測手段を装着した超音波内視鏡であって、前記超音波観測手段は、複数の超音波振動子を前記挿入部の軸線方向に配列して、全体が円弧状または円周状に設けた超音波振動子アレイと、その内面側に円筒形状となるように形成したバッキング層を設け、前記超音波振動子アレイを囲繞するように装着される音響レンズと前記アングル部の外皮層とを一体の外装スリーブとして前記挿入部に装着する構成としたことをその特徴とするものである
【０００９】
音響レンズは凹レンズであっても良いが、体腔内壁への密着性等の観点から凸レンズで構成することができ、生体内より遅い速度で伝播する材料としては、例えばシリコンゴムがある。一方、アングル部の外皮層は伸縮性が必要であり、かつ耐候性，耐薬品性等に優れていなければならない。そして、その材質の好適な一例として、シリコンゴムがある。そこで、挿入部におけるアングル部から先端硬質部に至るまでの最外周に装着される外装スリーブとして、例えばシリコンゴムを用いることができる。そして、超音波振動子アレイが装着されている部位の外面を凸面形状に膨出させることによって、この外装スリーブを音響レンズとして機能させることができる。
【００１０】
アングル部を湾曲操作したときには、このアングル部における外皮層は伸縮することになる。一方、音響レンズとして機能する部位は、その外面形状が変化しないように保持する必要がある。そして、先端硬質部において、特にその超音波振動子アレイが装着されている部位の外面形状が変化すると、音響レンズとしての特性及び機能が変化することになる。そこで、外装スリーブを構成する外皮層と音響レンズとの境界部には、例えば糸巻き及び接着剤の塗布からなる張力伝達遮断部を設けるようにするのが望ましい。この外装スリーブは電気絶縁性を有する部材である。内視鏡観察手段を構成する各部材は、先端硬質部内に設けた金属材からなる内視鏡装着部に装着されており、外装スリーブの音響レンズの先端にこの内視鏡装着部を覆う先端カバー部を一体に形成することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の構成を採用することによって、挿入部を構成するアングル部から先端硬質部に至るまでの間において、前後の部材間の接合部が外部に露出されることはないので、超音波内視鏡の内部の密閉性をより高めることができる等といった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１に示したように、超音波内視鏡は本体操作部１，挿入部２及びユニバーサルコード３で大略構成されている。そして、この超音波内視鏡には、光源装置と、映像信号処理装置と、超音波観測装置とが接続されて、全体としてのシステムが構成される。ユニバーサルコード３は本体操作部１から引き出されて、その途中で分岐して、光源装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ａ，映像信号処理装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ｂ及び超音波観測装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ｃを備えている。
【００１３】
本体操作部１は、術者等が片手で把持できるものであり、アングル操作手段４及び処置具導入部５が設けられており、また送気送水ボタン６，吸引ボタン７等の操作ボタンが装着されており、さらに各種のスイッチ類８も備えている。
【００１４】
挿入部２は、本体操作部１に連結して設けた所定長さを有するコード状の部材であり、被験者の体内等に挿入されるものである。この挿入部２は、本体操作部１への連結部から大半の長さ分は体腔内等における挿入経路に沿って任意に曲がる軟性部２ａとなっており、この軟性部２ａの先端にアングル部２ｂが連結されており、このアングル部２ｂに先端硬質部２ｃが連結されている。そして、アングル部２ｂは、先端硬質部２ｃを所望の方向に向けるために、遠隔操作により上下及び左右に湾曲操作できるようになっている。このために、本体操作部１にはアングル操作手段４が設けられており、術者の操作でアングル部２ｂを湾曲させて、先端硬質部２ｃを所望の方向に向くように制御される。
【００１５】
図２に挿入部２の先端部分を示し、また図３に挿入部２における先端硬質部２ｃの先端面の構成を示す。これらの図から明らかなように、先端硬質部２ｃにはその軸線の延長線方向、つまり先端硬質部２ｃの前方を視野とし、所定の視野角Ｖを有する内視鏡観察手段と、この内視鏡観察手段の視野より基端側の位置で円形若しくは円弧状の超音波走査面Ｗを有する電子ラジアル走査式の超音波観測手段とが設けられている。
【００１６】
図４に挿入部２における先端部分の断面を示す。図３から明らかなように、内視鏡観察手段は、照明部１０と観察部１１とから構成され、照明部１０は観察部１１を挟んだ両側の位置に配設されている。照明部１０は先端硬質部２ｃの先端面に臨む照明用レンズ１０ａと、ライトガイド１０ｂ（図５〜図７参照）とからなり、ライトガイド１０ｂは、光学繊維束からなり、ユニバーサルコード３の接続コネクタ３ａから挿入部２の先端硬質部２ｃにまで延在されて、その照明光出射端が照明用レンズ１０ａと対面する位置に臨んでいる。一方、観察部１１は対物レンズ１１ａと、この対物レンズ１１ａからの光路を９０°曲げるプリズム１１ｂとからなり、対物レンズ１１ａは鏡筒１２内に設けられ、プリズム１１ｂは鏡筒１２に固着して設けられる。そして、プリズム１１ｂには固体撮像素子１３が接合されており、固体撮像素子１３の基板１３ａには信号線が所定数接続されている。この信号線は束ねられて１本の映像ケーブル１４としてユニバーサルコード３の接続コネクタ３ｂにまで延在されている。
【００１７】
挿入部２の先端硬質部２ｃにおける先端面には、さらに鉗子その他の処置具を導出するための処置具導出用開口１５が設けられており、この処置具導出用開口１５には本体操作部１に設けた処置具導入部５からの処置具挿通チューブが接続される接続パイプ１６が装着されている。また、処置具挿通チューブは本体操作部１の内部で吸引通路と合流させるように構成する。さらに、先端硬質部２ｃには観察部１１における対物レンズ１２の先端面が体液等で汚損されたときに、洗浄するためのノズル１７が装着されている。そして、このノズル１７には送気送水ボタン６により操作される洗浄用流体供給チューブ９が接続されている。
【００１８】
内視鏡観察手段は以上のように構成されるが、これら内視鏡観察手段を構成する各部材の先端部分は、内視鏡装着部材１８に固定的に保持されるようになっている。内視鏡装着部材１８は、前述した内視鏡観察手段を構成する各部材を挿通させる透孔を複数形成したステンレス等の金属材からなり、この内視鏡装着部材１８には先端キャップ１９が嵌合されており、この先端キャップ１９によって、金属材から構成される内視鏡装着部材１８が外部に露出しないようになし、これら内視鏡装着部材１８と先端キャップ１９とで先端ブロックが構成される。そして、先端キャップ１９には、図５に示したように、その厚み方向に向けて２箇所のねじ孔１９ａが形成されており、これらのねじ孔１９ａに止めねじ２０が螺挿されて、この止めねじ２０の先端を内視鏡装着部材１８に圧接させると共に内視鏡装着部材１８と先端キャップ１９との当接面を接着することによって、内視鏡装着部材１８と先端キャップ１９とからなる先端ブロックが一体化されている。
【００１９】
先端硬質部２ｃにおける先端キャップ１９の基端側位置にラジアル方向の走査面を有する超音波観測手段が装着されている。この超音波観測手段は、図６から明らかなように、多数の超音波振動子２１が、その送受信面が先端硬質部２ｃの軸線方向に向けるようにして円周方向に配列されており、超音波振動子２１は円周状若しくは円弧状（例えば２７０°程度）に配列されて、電子走査を行なうように構成したものである。このように配列した超音波振動子２１の内周側にはバッキング層２２が装着されており、これら多数の超音波振動子２１はバッキング層２２上に接着等の手段で固着されて、全体が円筒形状となった超音波振動子アレイ２３が構成される。
【００２０】
各超音波振動子２１には、その表裏両面に電極が形成されており、裏面側、つまりバッキング層２２への接合側にフレキシブル基板２４が当接しており、このフレキシブル基板２４には所定の配線パターンが形成されている。そして、フレキシブル基板２４には多数のケーブル２５が接続されており、これら各ケーブル２５は挿入部２の基端側に向けて延在されている。従って、各超音波振動子２１の裏面側の電極は個別電極である。ここで、ケーブル２５の本数は超音波振動子アレイ２３を構成する超音波振動子２１の数と同数とするのが一般的であるが、複数個の超音波振動子２１からの配線をフレキシブル基板２４で短絡させるように構成して、ケーブルの本数を少なくするようにすることも可能である。また、各超音波振動子２１の表面側の電極は全ての超音波振動子２１に共通の共通電極であり、従って、図示は省略するが、１本のケーブルが接続されることになる。また、個別電極を短絡させる場合には、共通電極も所定数の超音波振動子２１に共通のものとなし、この所定数の超音波振動子２１毎に群として共通電極が設けられ、これらの共通電極群毎にケーブルが接続されることになる。
【００２１】
以上のように、超音波振動子アレイ２３は概略円筒形状となっており、その内周面がトンネル状通路となっている。従って、内視鏡観察手段を構成する各部材はこの超音波振動子アレイ２３によるトンネル状通路の内部に挿通されて、この超音波振動子アレイ２３より先端側に位置し、先端キャップ１９により覆われた内視鏡装着部材１８に固定されている。そして、超音波振動子アレイ２３の先端部はこの先端キャップ１９と当接しており、また基端側は連結部材３０と当接している。連結部材３０は先端硬質部２ｃにおけるアングル部２ｂへの連結部を構成するものである。
【００２２】
連結部材３０の内側には架橋部材３１が設けられており、アングル部２ｂの構造体を構成するアングルリング３２における最先端リング３２ａが連結部材３０と架橋部材３１とに連結されるようになっている。このために、図８から明らかなように、連結部材３０と架橋部材３１との間は複数のねじ３３により連結されており、また最先端リング３２ａは複数のねじ３４により連結されている。架橋部材３１は、先端硬質部２ｃの最も基端側に配置されている連結部材３０と共にアングル部２ｂの最先端リング３２ａとを連結する機能と、超音波振動子アレイ２３を先端硬質部２ｃの軸線と直交する方向における位置規制を行なう機能と、内視鏡装着部１８と先端キャップ１９との結合体に対する連結機能とを発揮することになる。従って、この架橋部材３１は高い強度を備える必要があり、また外部に露出しない部材であるから、ステンレス等の金属で形成される。そして、架橋部材３１は、図９に示したように、ねじ３３及び３４により連結部材３０及びアングル部２ｂのアングルリング３２における最先端リング３２ａに連結される部位は筒状部３１ａとなっているが、この筒状部３１ａには複数本（本実施の形態においては３本）の連結アーム３１ｂが先端側に向けて延在されている。
【００２３】
そして、超音波振動子アレイ２３を連結アーム３１ｂに嵌合させることによって、その軸線と直交する方向の位置決めがなされる。また、各連結アーム３１ｂの先端部と内視鏡装着部材１８との間をねじ３５で連結される。架橋部材３１の筒状部３１ａの外周面には段差３１ｃが形成されており、この段差３１ｃより基端側が大径になっている。また、連結部材３０の内周面にも段差３０ａが形成されて、この段差３０ａより基端側の内周面の直径が大きくなっている。この段差３１ｃと３０ａとを接合させることにより超音波振動子アレイ２３が先端キャップ１９と連結部材３０との間に挟持されるようになっている。そして、これら超音波振動子アレイ２３の両端面と先端キャップ１９の基端面及び連結部材３０の先端面とを接着することによって、超音波振動子アレイ２３の軸線方向の位置決め及び回転止めがなされ、もって超音波振動子アレイ２３は所定位置に固定的に保持されることになる。
【００２４】
ここで、アングル部２ｂは、その構造部材としてアングルリング３２が所定数枢着するようにして連結されており、最先端リング３２ａは連結部材３０及び架橋部材３１に連結されている。そして、このアングル部２ｂは軟性部２ａに連結されているが、このアングルリング３２にはネット及び外皮層により覆われるようになっている。この外皮層はアングル部２ｂから先端硬質部２ｃに至るほぼ全長をカバーする外装スリーブ４０の一部として構成される。この外装スリーブ４０は、その基端部が軟性部２ａとアングル部２ｂとの間の移行部に糸巻き及び接着により固着されており、この基端部からアングル部２ｂのほぼ全長を覆うように設けた部位がアングル部２ｂにおける外皮層部４１として機能するものであり、また先端硬質部２ｃにおいて、超音波振動子アレイ２３を構成する超音波振動子２１の配設部分を覆うのが、音響レンズ部４２として機能するものである。つまり、外装スリーブ４０は、アングル部２ｂの外皮層と超音波振動子アレイ２３を覆う音響レンズとを一体に設けたものとなっている。
【００２５】
ここで、外皮層としては伸縮性が要求され、また音響レンズとしては音速が生体より遅い媒質であり、かつ超音波の伝達ロスが小さいことが要求される。例えば、シリコンゴムはこのような特性を全て備えているので、外装スリーブ４０としては、シリコンゴムが最も有利である。ただし、このシリコンゴム以外でも、例えば、ラテックスゴムや塩化ビニル等を用いることもできる。
【００２６】
この外装スリーブ４０において、外皮層部４１の部位はその全長にわたってほぼ均一な厚みを備えている。また、音響レンズ部４２は、その外面が超音波振動子アレイ２３の軸線方向の中間位置が最も厚肉となった凸円弧面形状になっている。ただし、内面側は円筒形状となっている。そして、外装スリーブ４０の内面には接着剤が塗布されており、外皮層部４１ではネットに固着しており、また音響レンズ部４２では円周形状若しくは円弧面形状に配列した超音波振動子２１に固着されている。
【００２７】
外装スリーブ４０は、既に説明したように、その基端部は軟性部２ａとアングル部２ｂとの境界部近傍に固着されているが、先端部は先端キャップ１９上にまで延在されて、この先端キャップ１９に、基端部と同様に、糸巻き及び接着により固着されている。これによって、外装スリーブ４０は挿入部２において、アングル部２ｂから先端硬質部２ｃのほぼ全長に及ぶようにして被装されている。
【００２８】
従って、図４に示したように、外装スリーブ４０における音響レンズ部４２の先端部に固着部４３aが形成されているが、また外装スリーブ４０における外皮層部４１と音響レンズ部４２との間の移行部にも糸巻き及び接着部が形成されている。この移行部に設けた固着部は張力伝達遮断部４３ｂとして機能するものである。つまり、アングル部２ｂを湾曲操作すると、その影響で外皮層部４１が伸縮することになるが、この外皮層４１が伸縮したときに、張力伝達遮断部４３ｂより先端側に張力が作用しないように遮断して、音響レンズ部４２の外面形状が変化するのを防止され、音響レンズとしての特性が変化しないように保持される。
【００２９】
さらに、超音波振動子アレイ２３を構成する各超音波振動子２１からは体内に向けて超音波を送信し、体内における組織断層部からの反射エコーを受信するが、このように送受信される超音波の減衰を抑制するために、図２に示したように、超音波振動子アレイ２３の装着部には超音波伝達媒体が封入されて膨出するバルーン４４が装着されるようになっている。バルーン４４は可撓膜４４ａの両端に止着リング４４ｂ、４４ｂを設けたものである。そして、先端硬質部２ｃにおいて、先端キャップ１９の先端近傍位置に形成した円環状凹溝４５と、外装スリーブ４０において、その張力伝達遮断部４３ｂと音響レンズ部４２との間の位置に形成した円環状凹溝４６とにバルーン４４の両止着リング４４ｂ，４４ｂを係合させるようにして組み付けられる。そして、外装スリーブ４０において、円環状凹溝４６を形成するために、この外装スリーブ４０の内面に沿うようにして設けた連結部材３０の外周面には円環状の凹溝３０ｂが形成されている。
【００３０】
さらに、図１０に示したように、先端キャップ１９において、円環状凹溝４５が形成されている部位と、外装スリーブ４０の端部が固着されている部位との間に超音波伝達媒体の給排口４７が開口しており、この給排口４７には超音波伝達媒体の給排用チューブ４８が接続されている。
【００３１】
以上のように、挿入部２において、そのアングル部２ｂの外皮層と超音波振動子アレイ２３に装着される音響レンズとが一体化されて、外装スリーブ４０として、その基端部がアングル部２ｂと軟性部２ａとの境界部に固定され、先端部が先端キャップ１９の外周面に固定されるようになる。従って、挿入部２において、アングル部２ｂと先端硬質部２ｃとの間の連結部が外部に露出せず、また先端硬質部２ｃに装着された超音波振動子アレイ２３も外部に露出しておらず、外装スリーブ４０に完全に覆われているので、前述した各部のシール機能が十分発揮されるようになる。しかも、挿入部２のアングル部２ｂから先端硬質部２ｃにかけての部位に、外装スリーブ４０を嵌合させて、この外装スリーブ４０の両端と、張力伝達遮断部４３ｂとの３箇所に糸巻き及び接着剤の塗布を行なう処理を施せば良いので、その組み付け性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の一形態を示す超音波内視鏡の全体構成図である。
【図２】挿入部の先端部分の外観図である。
【図３】先端硬質部の先端面を示す図である。
【図４】挿入部のアングル部から先端部分を示す縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図４のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】架橋部材の外観斜視図である。
【図１０】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  本体操作部      ２  挿入部
２ａ  軟性部      ２ｂ  アングル部
２ｃ  先端硬質部      １０  照明部
１０ａ  照明用レンズ      １０ｂ  ライトガイド
１１  観察部      １１ａ  対物レンズ
１１ｂ  プリズム      １２  鏡筒
１３  固体撮像素子      １３ａ  基板
１８  内視鏡装着部材      １９  先端キャップ
２１  超音波振動子      ２２  バッキング層
２３  超音波振動子アレイ      ２４  フレキシブル基板
２５  ケーブル      ３０  連結部材
３１  架橋部材      ４０  外装スリーブ
４１  外皮層部      ４２  音響レンズ部
４３a  固着部      ４３ｂ  張力伝達遮断部
４４  バルーン
【図１】
2006061340.tif 000003
【図２】
2006061340.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006061340.tif 000006
【図５】
2006061340.tif 000007
【図６】
2006061340.tif 000008
【図７】
2006061340.tif 000009
【図８】
2006061340.tif 000010
【図９】
2006061340.tif 000011
【図１０】
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