(57)【要約】【課題】簡単な構成によって、挿入部の前方を観察する際にも、また側方を観察する際にも、鮮明な画像を取得できるようにする。【解決手段】挿入部の２先端硬質部２ｃに嵌合させるホルダ筒１１に支持杆１２を介し手ハーフミラー１３が装着されており、このハーフミラー１３には透過‐遮蔽間変更部材１４が設けられて、照明窓４から照射される照明光がハーフミラー１３によって反射光と透過光とに分かれときに、このハーフミラー１３の透過光を透過させる透光状態と、遮蔽する遮蔽状態とに変更できるようになっており、観察窓５によって前方像を得る際には、透光状態となし、側方像を得る際には、遮蔽状態とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入部の先端硬質部に着脱自在に装着される内視鏡用観察視野変更装置であって、
前記先端硬質部に嵌合可能なホルダ筒と、
前記ホルダ筒に連結した支持杆と、
前記支持杆の先端に設けられ、少なくとも観察窓の前方位置が開口した円環状のハーフミラーと、
前記ハーフミラーの前記先端硬質部との対向面とは反対側の面に装着され、前記ハーフミラーからの透過光を透過させる透光状態と遮蔽する遮蔽状態とに変更する透過‐遮蔽間変更部材と
から構成したことを特徴とする内視鏡用観察視野変更装置。
【請求項２】
前記透過‐遮蔽間変更部材は、２枚の偏光板を重ね合わせる構成となし、この２枚の偏光板を相互に９０度回転させることによって、透光状態と遮蔽状態とに変更可能な構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用観察視野変更装置。
【請求項３】
前記透過‐遮蔽間変更部材は、透光状態と遮蔽状態とに切り換え可能な液晶から構成したことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用観察視野変更装置。
【請求項４】
前記ハーフミラーは裁頭円錐面形状としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡用観察視野変更装置。
【請求項５】
前記ハーフミラーの円錐面を湾曲形状とする構成としたことを特徴とする請求項４記載の内視鏡用観察視野変更装置。
【請求項６】
前記透過‐遮蔽間変更部材を周期的に切り換えることによって、前記ハーフミラーの反射像に関する画像信号と反射・透過混合像に関する画像信号とを取得して、これら反射・透過混合像及び反射像に関する画像信号を信号処理して、反射像の画像信号をキャンセルすることによって、透過像単独の画像を取得する信号処理手段を備える構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の内視鏡用観察視野変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡挿入部の先端に装着されて、観察窓からの観察視野方向における状態変化させて、観察視野を前方と側方との間で変更可能とする内視鏡用観察視野変更装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡において、複雑に曲がったり、拡縮したりしている体腔管内に挿入部を挿入して、この体腔管壁の観察を行う内視鏡、例えば大腸鏡にあっては、挿入部の先端部を微細に操作しながら慎重に挿入操作する必要がある。このために、観察視野が前方に向いた直視内視鏡が用いられる。ただし、観察を行う対象は体腔管の管壁である場合には、挿入部の軸線と概略直交する方向を観察視野内に収めなければならない。このために、直視内視鏡における挿入部の先端に設けられる観察機構の対物レンズとしては、広角レンズを用いて、視野範囲を広げるようにするが、レンズで視野範囲を広げるのには限界があり、また周辺部は収差が大きい等の理由で、より精査する必要のある体腔壁について、十分鮮明な画像を取得することはできない。
【０００３】
以上の点を考慮して、特許文献１に、直視内視鏡の挿入部の先端硬質部に着脱可能に装着できるアタッチメントが開示されている。このアタッチメントは、中央部が開口したリング形状の凸型ミラーを支持棒の先端に連結し、この支持棒の基端部を筒状体に連結したものからなり、この筒状体を先端硬質部に対して前後動可能に嵌合させるように組み付けられるものである。従って、凸型ミラーの中央開口部から前方視野が得られ、また凸型ミラーに反射する側方の視野が得られる。そして、筒状体を先端硬質部に対して軸線方向に摺動させることによって、凸型ミラーの先端硬質部からの突出高さが変化することになる。凸型ミラーを前方に移動させると、この凸型ミラーによる側方視野が広くなり、凸型ミラーを先端硬質部に近接する方向に変位させると、前方視野の視野角が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８８３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、体腔内は暗所であり、観察を行うためには照明が必要となるために、挿入部の先端硬質部の先端面には観察窓と共に照明窓が設けられる。通常、観察窓は先端硬質部の中央部近傍位置に配設され、照明むらを抑制するために、照明窓は観察窓の左右両側に２箇所設けるようにする。このために、これら照明窓の配設位置は先端硬質部の外周縁部に近い位置となり、凸型ミラーが照明窓の前方に配置されることになる。側方視野を広くするには、凸型ミラーの幅寸法を大きくする必要がある。しかしながら、照明窓がこの凸型ミラーの前方位置に配設されているので、凸型ミラーの幅寸法を大きくすると、照明窓からの照明光の多くは凸型ミラーに反射することになり、前方への照明光の光量が十分に得られず、前方の視界が悪くなるという問題点がある。
【０００６】
また、特に大腸鏡にあっては、挿入部の挿入操作時に、挿入部を押し込んだり、引き戻したりしながら、さらに捩り操作も行いながら、挿入操作が行われるので、挿入部の先端に前後動する部材を設けるのは望ましくはない。そして、挿入操作時にアタッチメントがみだりに前後動しないように保持する必要もあるから、アタッチメントの保持力を大きくする必要があり、さらにこのアタッチメントの保持力に抗して前後動を遠隔操作しなければならないことから、凸型ミラーを駆動する機構の構成が複雑になり、操作性も悪い等といった問題点もある。
【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、簡単な構成によって、挿入部の前方を観察する際にも、また側方を観察する際にも、鮮明な画像を取得できるようにすることにある。
【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、内視鏡の挿入部の先端硬質部に着脱自在に装着される内視鏡用観察視野変更装置であって、前記先端硬質部に嵌合可能なホルダ筒と、前記ホルダ筒に連結した支持杆と、前記支持杆の先端に設けられ、少なくとも観察窓の前方位置が開口した円環状のハーフミラーと、前記ハーフミラーの前記先端硬質部との対向面とは反対側の面に装着され、前記ハーフミラーからの透過光を透過させる透光状態と遮蔽する遮蔽状態とに変更する透過‐遮蔽間変更部材とから構成したことをその特徴とするものである。
【０００９】
ハーフミラーは中央部分が開口した円錐面を有する形状、つまり裁頭円錐形状とする。そして、円錐面は平面的なものであっても良いが、観察窓に対向する側に向けて凸湾曲円錐面形状とする方が視野範囲を広くすることができる。ここで、開口部の中心位置と観察窓の中心とを一致させるか、近接した位置に配設するのが望ましい。一方、照明窓の前方部は開口部に臨んでいても、また部分的に臨んでいても、さらにハーフミラーに対向する位置に設けられていても良い。ハーフミラーに対向する位置に設けられていても、透光状態では、照明光の一部がこのハーフミラーを透過することができるので、照明窓がハーフミラーにより完全に覆われていても、前方に向けて照明光を照射することができ、挿入部の前方画像を取得することはできる。さらに、処置具導出口は部分的であっても、ハーフミラーの開口部に臨む位置に配置するのが望ましい。
【００１０】
ハーフミラーを設けることによって、このハーフミラーの中央における開口部から挿入部の前方の像、つまり前方像が観察窓を介して撮像できる。このときには、ハーフミラーの先端硬質部との対向面とは反対側の面に設けられる透過‐遮蔽間変更部材を透光状態とする。これによって、照明窓から照射される照明光の少なくとも半分は前方に向けて照射される。ハーフミラーの作用によって、挿入部の軸線に直交する方向乃至側方から斜め前方または斜め後方の反射像である側方像が観察窓を介して撮像できる。この側方像を取得する際には、透過‐遮蔽間変更部材を遮蔽状態とする。その結果、照明光は前方へ透過することがなく、また前方からの反射像も観察窓に入射されない。
【００１１】
透過‐遮蔽間変更部材を遮蔽状態としても、ハーフミラーの中央の開口部を介して挿入方向の前方が照明されていれば、観察窓を介しての撮像も可能となる。このように、側方からの反射像だけでなく、前方像がモニタに同時に表示されても、モニタ上で２つの像が入り混じることはないので、格別問題とはならないが、前方像が不要である場合には、側方反射像を表示する際に画像の中央部分をマスクすれば良い。
【００１２】
透光状態と遮蔽状態とに視野方向の変更を可能とする構成としては、例えば２枚の偏光板を用いることができる。２枚の偏光板の偏光方向を一致させると、ハーフミラーを透過した光はこの２枚の偏光板を透過する透光状態となる。また、２枚の偏光板の偏光方向を９０度ずらせるようにすると遮蔽状態となる。また、透過‐遮蔽間変更部材としては、液晶を用いることもできる。液晶は上下の基板に電極を設けるようになし、両電極間に電圧を印加しないときには、照明光が遮蔽状態に保持され、両電極間に電圧を印加すると、透光状態となる。
【００１３】
挿入部の前方を観察視野とする状態と、側方を観察視野とする状態との間で観察方向を変化させることは可能であるが、挿入部の前方を観察視野とする場合、ハーフミラーの前方位置は、ハーフミラーの反射像と透過像とが混じり合ったものとなる。そこで、前方の視野を広くするには、反射・透過混合像に関する信号と反射像に関する信号から、反射像信号をキャンセルすると、透過像信号を抽出することができる。このためには、透過‐遮蔽間変更部材を周期的に切り換えることによって、ハーフミラーの反射像に関する画像信号と反射・透過混合像に関する画像信号とを取得することができる。そして、信号処理手段によって、反射・透過混合像信号から反射像信号を差し引くことによって、反射像信号成分がキャンセルされて、透過像信号だけを得ることができる。その結果、モニタ上には前方を視野とする全体画像が生成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように構成することによって、ハーフミラーを前後動させることなく、挿入部の前方を観察視野とする状態と、側方を観察視野とする状態とに視野方向の変更を容易に行うことができ、いずれも鮮明な観察像を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】内視鏡用観察視野変更装置と共に示す内視鏡の全体構成図である。
【図２】内視鏡の挿入部における先端硬質部の先端面の外観図である。
【図３】内視鏡用観察視野変更装置の正面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】内視鏡用観察視野変更装置の縦断面図である。
【図６】ハーフミラーの縦断面図である。
【図７】透過‐遮蔽間変更部材の構成説明図である。
【図８】透過‐遮蔽間変更部材の他の例として用いられる液晶板の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、内視鏡は、図１に示したように、本体操作部１に被検者の体腔内に挿入される挿入部２を連結して設けたものであり、また本体操作部１からはユニバーサルコード３が引き出されている。
【００１７】
挿入部２は、本体操作部１への連結側から所定の長さ分は軟性部２ａで、この軟性部２ａの先端には湾曲部２ｂが連結されており、また湾曲部２ｂの先端には先端硬質部２ｃが設けられている。先端硬質部２ｃの先端面には、図２に示したように、少なくとも照明窓４と観察窓５とが形成されており、また処置具導出口６が開口し、さらに観察窓５に向けては洗浄用流体を噴出させる洗浄ノズル７が装着されている。観察窓５は、先端硬質部２ｃの先端面における中央部若しくは中央近傍部に配設されており、この観察窓５の左右両側の位置に照明窓４，４が設けられている。従って、この内視鏡では、観察窓５の前方を観察視野とした直視内視鏡である。
【００１８】
直視内視鏡にあっては、挿入部２の軸線方向の観察を良好に行えるものの、観察窓５に設けられる対物レンズは、広角レンズを使用しとしても、側方の視野は実質的に得られないか、若しくは側方を観察できるが、必ずしも鮮明な観察像を得ることはできない。例えば、大腸鏡として構成した場合には、挿入部２の挿入操作を円滑に行うために、挿入部２の前方を観察視野とするが、体腔管壁を観察視野とする場合、特に先端硬質部２ｃが位置する部位において、体腔管壁の全周を鮮明な画像を得るのが困難な場合がある。
【００１９】
以上のことから、挿入部２の先端硬質部２ｃに内視鏡用観察視野変更装置１０を装着する構成としている。この内視鏡用観察視野変更装置１０は、図３乃至図５に示したように、ホルダ筒１１と、このホルダ筒１１に対して支持杆１２によって所定の間隔を置いて設けたハーフミラー１３と、透過‐遮蔽間変更部材１４とから構成される。
【００２０】
図３及び図４から明らかなように、ホルダ筒１１はリング状の部材であって、先端硬質部２ｃの外周部に嵌合できるようになっている。そして、ホルダ筒１１の脱落を防止するに、例えば医療用テ‐プ等を用いて着脱可能に固定される。支持杆１２はホルダ筒１１の先端に、複数本、好ましくは３本または４本立設されている。この支持杆１２はハーフミラー１３を観察窓５が設けられている先端硬質部２ｃの先端面から離間させるためのものである。ハーフミラー１３は、挿入部２の先端硬質部２ｃの先端面に設けられ、挿入部２の前方を観察視野とする観察窓５によって側方の観察を行うためのものである。支持杆１２は、ハーフミラー１３を介しての観察窓５への入射光を遮断することになるので、この支持杆１２は必要最小限の本数とし、また強度的に差支えのない範囲でできるだけ細くする。
【００２１】
このように、ハーフミラー１３は、挿入部２の側方の観察を行うために設けられるものであって、観察窓５を介して側方像を撮像するためのものである。また、図４に示したように、ハーフミラー１３は平面視状態では中央に開口部１３ａが形成された円環状の部材である。従って、観察窓５によって、挿入部２の前方を観察することができる。ここで、ホルダ筒１１を先端硬質部２ｃに嵌合させたときに、先端硬質部２ｃのうち、観察窓５はこの開口部１３ａの範囲内に位置させ、特に開口部１３ａの中心と観察窓５の中心とは同一または近接した位置に配置する。一方、照明窓４及び処置具導出口６についても、開口部１３ａの内部に位置させるのが望ましいが、そうすると開口部１３ａを大きくしなければならず、このために側方視野が狭くなってしまう。ハーフミラー１３は挿入部２の側方の観察視野を決定するものであり、従ってこのハーフミラー１３はある程度の幅を持たせる必要がある。また、図２から明らかなように、処置具導出口６は、少なくとも一部が開口部１３ａの内部に臨むようにするのが望ましい。さらに、照明窓４も開口部１３ａの内部に臨むようにするのが望ましいが、照明光はハーフミラー１３の透過することになるので、その全体がハーフミラー１３で覆われていても差支えはない。
【００２２】
挿入部２の側方の観察するハーフミラー１３は、先端部分を切断した円錐面形状、つまり裁頭円錐面形状とする。ここで、図６（ａ）で示したように、この円錐面の挿入部２の軸線Ａに対する角度θは９０度以下とし、かつ４５度より大きい角度とする。望ましくは９０度に近い角度とする。図６（ａ）で示したハーフミラー１３Ｓは円錐面を有するものであり、また図６（ｂ）に示したように、ハーフミラー１３Ｒの円錐面を先端硬質部２ｃと対面する側に向けて凸となる湾曲形状にすることもできる。このハーフミラー１３Ｒとすると、レンズ機能を発揮して、より広い幅の側方像が得られる。従って、側方における観察視野を広くするためには、ハーフミラーは、円錐面を凸湾曲形状としたハーフミラー１３Ｒとするのが望ましい。
【００２３】
ハーフミラー１３は、中央部に開口部１３ａが形成されているので、この開口部１３ａを介しての前方視野と、ハーフミラー１３による反射像からなる側方視野とが得られるが、これらの視野範囲、特に前方視野の範囲は、観察窓５からハーフミラー１３までの距離に依存する。支持杆１２はハーフミラー１３を先端硬質部２ｃの先端面から所定の間隔離間させるスペーサとして機能するものである。
【００２４】
透過‐遮蔽間変更部材１４はハーフミラー１３における先端硬質部２ｃとの対向面とは反対側の面に当接させるようにして設けられており、ハーフミラー１３の開口部１３ａと同じ位置に開口部１４ａが形成されている。この透過‐遮蔽間変更部材１４は、ハーフミラー１３が光を透過させる透光状態と、光を遮蔽する遮断状態とに状態変化可能とするためのものである。照明窓４から照射される照明光がハーフミラー１３により反射光と透過光とに分けられるが、透光状態にしたときには、ハーフミラー１３を透過した光を前方に向けて透過させることになる。また、遮蔽状態では、照明光がハーフミラー１３で反射光と透過光とに分けられたときに、反射光は周囲に向けて照射されて、この照明光に基づいて側方像が観察窓５に取り込まれるが、ハーフミラー１３の透過光はこの透過‐遮蔽間変更部材１４により遮蔽され、側方からの反射像のみが取得される。
【００２５】
透過‐遮蔽間変更部材１４は、図５から明らかなように、２枚の偏光板１５ａ，１５ｂから構成される。これら２枚の偏光板１５ａ，１５ｂはハーフミラー１３と同様の形状を有するものであり、中央部分が開口している。そして、これらハーフミラー１３及び偏光板１５ａ，１５ｂは共に支持杆１２の先端に設けたリング状ガイド１６に装着されている。そして、ハーフミラー１３と１枚の偏光板１５ａとはリング状ガイド１６に固定されているが、外側の偏光板１５ｂはリング状ガイド１６に沿って回転方向に移動可能となっている。
【００２６】
図７（ａ）のように、２枚の偏光板１５ａ，１５ｂの偏光方向を一致させた状態で重ね合わせられると、ハーフミラー１３を透過した光はこの２枚の偏光板１５ａ，１５ｂからなる透過‐遮蔽間変更部材１４を透過する透光状態となる。また、図７（ｂ）に示したように、偏光板１５ｂを９０度回転させると、２枚の偏光板１５ａ，１５ｂの偏光方向が交差する状態になるので、ハーフミラー１３を透過した光は透過‐遮蔽間変更部材１４を透過できず遮蔽状態となる。偏光板１５ｂは遠隔操作によって、リング状ガイド１６に沿って９０度回転させるようになっており、偏光板１５ｂの外周部に９０度の角度関係を有する位置に操作ワイヤ１７Ｒ，１７Ｌを固定しておき、これらの操作ワイヤ１７Ｒ，１７Ｌを交互に引っ張るように操作すると、偏光板１５ｂはリング状ガイド１６に沿って９０度往復回転操作を行うことができる。
【００２７】
以上のように構成することによって、内視鏡の挿入部２を体腔管に沿って挿入する操作時には、観察窓５の視野は前方に向けられる。また、挿入部２が所定の位置まで挿入されると、観察窓５によって体腔管の内壁を観察視野に収めることができるようになる。
【００２８】
まず、挿入部２を体腔管に挿入する際には、透過‐遮蔽間変更部材１４を透過状態に保持しておく。これによって、照明窓４から照射される照明光はハーフミラー１３によって一部は反射するが、一部はこのハーフミラー１３を透過する。そして、透過‐遮蔽間変更部材１４は透光状態となっているので、照明光は部分的ではあるが、前方に向けて照射される。そして、ハーフミラー１３及び透過‐遮蔽間変更部材１４は中央に開口部１３ａ，１４ａが形成され、この内部に観察窓５が配置されているので、観察窓５を介して前方を視野に収めることができる。
【００２９】
従って、挿入部２を体腔管内において、前進させたり、引き戻したり、さらには捩りを加えたりしながら、挿入していくが、ハーフミラー１３及び透過‐遮蔽間変更部材１４は挿入部２の先端に固定されているので、この操作時にハーフミラー１３等がみだりに位置ずれしたり、移動したりすることはない。
【００３０】
挿入部２が体腔管における所定の位置にまで挿入されると、体腔管壁の観察を行う。このときには、透過‐遮蔽間変更部材１４を遮蔽状態とする。このために、手動操作により操作ワイヤ１７Ｒ，１７Ｌの一方を引っ張るように操作する。これによって、２枚の偏光板１５ａ，１５ｂの偏光方向が交差する状態になる。その結果、照明窓４からの照明光がハーフミラー１３に入射されたときに、このハーフミラー１３を透過せず反射光のみが得られることになる。従って、照明光は側方に向けて照射されて、体腔管内壁が照明される。このようにして体腔管内壁からの反射光はハーフミラー１３に反射して、観察窓５に入射される。一方、ハーフミラー１３を透過した光は、透過‐遮蔽間変更部材１４により遮蔽されるために、ハーフミラー１３から反射した光による画像が得られ、モニタ上には側方像が表示される。その結果、体腔管の内壁に病変部等があるか否かの観察を行うことができる。
【００３１】
ここで、透過‐遮蔽間変更部材１４としては、２枚の偏光板１５ａ，１５ｂから構成し、操作ワイヤ１７Ｒ，１７Ｌを手動操作で引っ張ることによって、一方の偏光板１５ｂを回転させて、透光状態と遮蔽状態との間で状態変化を生じさせる構成したが、図８に示したように、ハーフミラー１３とほぼ同一の形状となるようにした液晶板２０を用いても、ハーフミラー１３の透過光を透過させる状態と、遮蔽する状態とに変化させることができるので、透過‐遮蔽間変更部材２１を構成することができる。このように、液晶板２０を用いる場合には、液晶２２を挟むガラス基板２３，２３に設けた電極２４，２４間に電圧を印加しないときには遮蔽状態に保持される。また、電極２４，２４間に電圧を印加すると、透光状態になる。なお、図中において、２５は両ガラス基板２３の電極形成面に形成した配向膜、２６は両ガラス基板２３の電極形成面とは反対側の面に設けた偏光板である。
【００３２】
ここで、透過‐遮蔽間変更部材を透光状態にしたときに、画像の中央部分は前方視野となるが、周辺部は側方像と前方像とが混在したものである。そこで、この周辺部についても、取得した画像信号を信号処理することによって、前方像のみを表示することができるようになる。このためには、液晶板２０からなる透過‐遮蔽間変更部材２１を用いるのが望ましい。そして、この液晶板２０を透光状態と遮蔽状態との間で順次繰り返し切り換えるようにする。その結果、側方像である透過像信号が表示される周辺部は、ほぼ同じ位置で透過像と反射像とが混在した反射・透過混合像とに関する信号が取得される。
【００３３】
従って、この２種類の信号に基づいて信号処理を行うことによって、つまり反射・透過混合像信号から反射像信号を差し引くことによって、反射像信号成分がキャンセルされることになって、透過像信号だけを得ることができる。従って、この透過像を表示することによって、前方の広い範囲の像を表示することができるようになる。
【符号の説明】
【００３４】
１  本体操作部                    ２  挿入部
２ａ  軟性部                      ２ｂ  湾曲部
２ｃ  先端硬質部                  ４  照明窓
５  観察窓                        ６  処置具導出口
１０  内視鏡用観察視野変更装置        １１  ホルダ筒
１２  支持杆                      １３，１３Ｓ，１３Ｒ  ハーフミラー
１４，２１  透過‐遮蔽間変更部材
１５ａ，１５ｂ  偏光板            １６  リング状ガイド
２０  液晶板                      ２２  液晶
２３  ガラス基板                  ２４  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011072552.tif 000007
【図６】
2011072552.tif 000008
【図７】
2011072552.tif 000009
【図８】
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