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TW202029933A - 用於放射治療的定位方法、裝置及系統 - Google Patents

用於放射治療的定位方法、裝置及系統 Download PDF

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TW202029933A
TW202029933A TW108105005A TW108105005A TW202029933A TW 202029933 A TW202029933 A TW 202029933A TW 108105005 A TW108105005 A TW 108105005A TW 108105005 A TW108105005 A TW 108105005A TW 202029933 A TW202029933 A TW 202029933A
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light sensor
sensing signal
radiotherapy
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TW108105005A
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吳良襄
幗孫 張
張志青
劉薏晴
許明勳
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睿健生技股份有限公司
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Publication date
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Abstract

一種用於放射治療的定位裝置，提供於一患體的定位，所述定位裝置包含至少一個光感測器及一處理單元。所述光感測器用以適形地佈設於所述患體的表面，組配來在感測到一定位光束時產生感測信號。所述處理單元組配來操作在一記錄模式，並於操作在所述記錄模式期間，在接收來自所述光感測器的感測信號時，產生對應於所述感測信號的參考定位資訊。

Description

用於放射治療的定位方法、裝置及系統
本公開係關於一種定位方法、裝置及系統，尤其是一種用於放射線治療的定位方法、裝置及系統。
一個放射治療可以包含多個階段。在一情境中，第一個階段可以是定位位於病患的身體部分(例如腹部，後稱患體)的患部(例如腫瘤)，首先可以利用一個固定輔具將所述患體與治療平台相互固定，接著，利用一斷層攝影系統的定位鐳射系統定位光束系統，以多個鐳射光束照射在所述固定輔具，以便操作人員在患體的皮膚或者所述固定輔具上手動地標記一個或多個定位用記號。所述固定輔具可以是熱塑性面罩(Thermoplastic Mask)。第二個階段可以是藉由放射治療系統，根據定位結果照射治療用放射線，所述治療用放射線可以交會在放射等中心點 (Isocenter)，以便在最小化腫瘤鄰近組織的副作用的情況下使得腫瘤接收到加總的放射線劑量，從而達到治療癌症的效果。所述治療用放射線可以是用於治療癌症的離子化輻射。在第二階段中，當病患被擺置在放射治療室時，操作人員可以開啟放射治療系統的定位鐳射系統定位光束系統，以目視的方式觀察鐳射光束是否照射在所述定位用記號，來決定是否進一步調整病患的姿勢。
然而，當以目視方式進行確認與調整，常會因操作人員的經驗或視角的不同而產生不同程度的人為誤判，進而降低治療成效。
本公開提供一種用於放射治療的定位裝置，所述定位裝置包含至少一光感測器、一處理單元及一固定輔具。所述固定輔具用以適形地罩覆一患體。所述光感測器用以設於所述固定輔具的表面，組配來在感測到定位光束時產生感測信號。所述處理單元組配來操作在一記錄模式，操作在所述記錄模式時，在接收所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的參考定位資訊。
本公開提供一種用於放射治療的定位系統，包含一定位裝置及一放射治療系統。所述定位裝置包含多數個光感測器及一處理單元。所述光感測器用以適形地佈設於所述患體的表面，組配來在感測到定位光束時產生感測信號。所述處理單元組配來操作在一記錄模式及在一比對模式，並於操作在所述記錄模式期間，在接收來自所述光感測器的感測信號時，產生對應於所述感測信號的參考定位資訊，並於操作在所述比對模式期間，在接收所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的當前定位資訊，並在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應當前定位資訊的光感測器時，輸出一定位結果。所述放射治療系統包含一治療平台及一定位光束系統，所述放射治療系統組配來在接收到來自所述處理單元的定位結果時，根據所述定位結果移動所述治療平台。
本公開提供一種用於放射治療的定位方法，包含：至少一佈設在一患體的表面的光感測器在感測到定位光束時產生感測信號；及一處理單元在接收到所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的參考定位資訊。
承上所述，在放射線治療的階段，處理單元所產生的參考定位資訊可供比對，以便將患體的定位，如此，能避免人為的誤判。
以下描述將參考附圖以更全面地描述本公開內容。 附圖中所示為本公開的示例性實施例。 然而，本公開可以以許多不同的形式來實施，並且不應該被解釋為限於在此闡述的示例性實施例。 提供這些示例性實施例是為了使本公開透徹和完整，並且將本公開的範圍充分地傳達給本領域技術人員。 類似的附圖標記表示相同或類似的元件。
本文使用的術語僅用於描述特定示例性實施例的目的，而不意圖限制本公開。 如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否則單數形式“一”，“一個”和“所述”旨在也包括複數形式。 此外，當在本文中使用時，“包括”和/或“包含”或“包括”和/或“包括”或“具有”和/或“具有”，整數，步驟，操作，元件和/或組件，但不排除存在或添加一個或多個其它特徵，區域，整數，步驟，操作，元件，組件和/或其群組。
除非另外定義，否則本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本公開所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。 此外，除非文中明確定義，諸如在通用字典中定義的那些術語應該被解釋為具有與其在相關技術和本公開內容中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化 或過於正式的含義。
以下內容將結合附圖對示例性實施例進行描述。 須注意的是，參考附圖中所描繪的元件不一定按比例顯示；而相同或類似的元件將被賦予相同或相似的附圖標記表示或類似的技術用語。
以下將參照相關圖式，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
圖1示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位系統1。所述定位系統1包含一斷層攝影系統11、一放射治療系統12、及一定位裝置13。
所述斷層攝影系統11能產生一身體部分(例如腹部，後稱患體)的斷層攝影影像，所述斷層攝影影像可用來定位在患體內的患部(例如腫瘤)。所述斷層攝影可以是電腦斷層攝影(Computer Tomography, CT)。在本實施例中，所述斷層攝影系統11包含一支撐平台111及一第二定位光束系統112。所述支撐平台111可以供病患的躺靠。在一情境中，藉由一個形狀符合所述患體並且能固定於支撐平台111的固定輔具，能將患體固定於支撐平台111。所述斷層攝影系統11的所述第二定位光束系統112組配來產生一道或多道第二定位光束(可簡稱為定位光束)。在此情境中，於患體被固定於支撐平台111的情況下，第二定位光束系統112所產生的第二定位光束可以用來定位所述患體及患部。
圖2示例性地示出了一個斷層攝影系統21的環境，斷層攝影系統21包含一支撐平台211及一第二定位光束系統212。第二定位光束系統212可以發射第二定位光束213。第二定位光束213照射到被固定輔具214固定於支撐平台211的患體。
所述放射治療系統12可以對所述患體的患部照射治療用放射線，所述治療用放射線可以交會在放射等中心點 (Isocenter)，以便在最小化腫瘤鄰近組織的副作用的情況下使得腫瘤接收到加總的放射線劑量，從而達到治療癌症的效果。在本實施例中，所述放射治療系統12包含一治療平台121及一第一定位光束系統122。所述治療平台121可以供病患躺靠。所述第一定位光束系統122組配來產生第一定位光束(可簡稱為定位光束)。 在一些實施例中，第一定位光束可為可見光或雷射光束。在一情境中，藉由所述固定輔具能將患體固定於治療平台121。在此情境中，在患體被固定於治療平台121的情況下，第一定位光束系統122所產生的第一定位光束可以用來定位所述患體及患部。所述放射治療系統12還組配來根據來自所述定位裝置14的定位結果移動所述治療平台121，以使得所述患體能被移動至一個適當的治療位置。
圖3示例性地示出了一個放射治療系統33的環境，放射治療系統33包含一治療平台331及一第一定位光束系統332。第一定位光束系統332可以發射第一定位光束334。
當所述放射治療系統12的第一定位光束系統122產生所述第一定位光束時，所述定位裝置13可以根據第一定位光束系統122所產生的所述第一定位光束判定身體部份是否處於一個適當的治療位置，並且根據判定結果選擇性地將定位結果傳送至所述放射治療系統12。
在本實施例中，所述定位裝置13包含一固定輔具131、多數個光感測器132、一處理單元133、一通訊模組134、及一使用者輸入輸出介面135。在其他實施態樣中，光感測器132可以是至少一個。
所述固定輔具131用來將病患的患體固定於治療平台上。在一情境中，所述固定輔具131包含一放射治療熱塑性遮罩(radiation therapy thermoplastic mask)。所述固定輔具131包含一外表面，所述外表面可以是放射治療熱塑性遮罩的外表面。
所述光感測器132 可為可撓式光感測器；其可用以適形地佈設於患體的表面，組配來在感測到定位光束時產生感測信號。所述光感測器132可以直接地或間接地佈設於患體的表面。直接地佈設指的是接觸地佈設於患體的表面，間接地佈設指的是非接觸地佈設於患體的表面。在一情況中，間接地佈設設於患體的表面可以是指接觸地佈設在一個適形的罩覆所述患體的固定輔具(例如固定輔具131)的外表面。佈設指的是固定地且分佈地設置。所述分佈地可以指彼此相間隔地或者彼此緊鄰地。
所述處理單元133包含一訊號轉換器1331以及其他一個或多個硬體、軟體、或韌體的電子模塊。所述訊號轉換器1331組配來將光感測器132所產生的感測信號轉換成數位信號。所述處理單元133具有一記錄模式及一比對模式。
所述斷層攝影系統11的所述第二定位光束系統112組配來在所述處理單元133操作在所述記錄模式時產生第二定位光束。所述處理單元133操作在所述記錄模式時，在接收來自所述光感測器132的感測信號時，產生對應於產生所述感測信號之光感測器132的參考定位資訊，以供進行放射治療時的參考。
所述放射治療系統12的第一定位光束系統122組配來在所述處理單元133操作在所述比較模式時產生第一定位光束。所述處理單元133操作在所述比對模式期間，在接收來自所述光感測器132的感測信號時，產生對應於產生所述感測信號之光感測器132的當前定位資訊，並在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器132相異於對應當前定位資訊的光感測器132時，輸出一定位結果至一顯示單元(圖未示)以供其顯示。藉此，可以確認誤差與調整方向，操作人員可以依照系統提示的指示，進行調整。
在一些實施態樣中，所述處理單元133於操作在所述比對模式期間，在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器132不相異(亦即，相同)於對應當前定位資訊的光感測器132時，輸出一指示出定位成功的訊息至一顯示單元(圖未示)以供其顯示。藉此，能確保在每次進行放射治療時，治療部位都相同，如此可以減少人為操作誤差，提高治療精準度。
在一些實施態樣中，所述定位結果可以輸出至一放射治療系統(例如放射治療系統12)。在其他實施態樣中，所述定位結果可以輸出至使用者輸入輸出介面135以供其顯示，且所述定位結果可以指示出定位失敗，如此可供操作人員參考來決定是否移動患體。
所述通訊單元134組配來數據連接所述處理單元133及放射治療系統12，並將所述定位結果傳送至所述放射治療系統12。
所述使用者輸入介面135數據連接所述處理單元133，並組配來經人為操作將一模式切換指令傳送至所述處理單元133。所述處理單元133還組配來根據所述模式切換指令操作在所述記錄模式及所述比對模式其中一者。在一實施例中，所述使用者輸入介面135可以包含一觸控顯示面板。
圖4a及圖4b示出了本公開的定位系統的一些實施例的一個使用情境。
參閱圖4a，在所述使用情境中，患者正在進行斷層掃瞄檢查，身體部位41為患者的腹部。固定輔具42為一個放射治療熱塑性遮罩。多數個光感測器44、44’適形地佈設於所述固定輔具42。固定輔具42將身體部位41固定在斷層攝影系統的支撐平台43。此時，一連接所述光感測器44、44的處理單元(例如處理單元133)可以操作在記錄模式。在此使用情境中，當來自斷層攝影系統的第二定位光束系統(例如第二定位光束系統112)的一第二定位光束45照射在光感測器44，光感測器44在感測到第二定位光束45時產生感測信號。處理單元在接收到來自光感測器44的感測資訊時，產生對應於光感測器44的參考定位資訊。在一情境中，所述參考定位資訊可以包含但不限於所述光感測器44的識別資訊或所述光感測器44的座標資訊。接著，患者被移動至放射治療室。
參閱圖4b，患者準備進行放射治療，且身體部位41被固定在一放射治療系統的治療平台43’。 此時，處理單元(例如處理單元133)可以操作在比對模式。當來自放射治療系統的定位光束系統(例如第一定位光束系統122)的一第一定位光束45’照射在光感測器44’， 光感測器44’在感測到第一定位光束45’時產生感測信號。處理單元在接收到來自光感測器44’的感測資訊時，產生對應於光感測器44’的當前定位資訊。在一情境中，所述當前定位資訊可以包含但不限於所述光感測器44’的識別資訊或所述光感測器44’的座標資訊。
在此使用情境中，由於光感測器44相異於光感測器44’，因此，處理單元傳送定位結果至放射治療系統，使得放射治療系統根據定位結果移動治療平台43’。在一情境中，放射治療系統能移動治療平台43’使得定位光束45’能照射在光感測器44。如此，能確保在每次進行放射治療時，治療部位都相同，如此可以減少人為操作誤差，提高治療精準度。
第5圖示出了根據本公開的一些例示性定位系統所實施的定位方法的流程圖。
在一情境中，首先，將多個光感測器51適形地佈設在一表面。所述表面可以是固定輔具的外表面，也可以是身體部位的皮膚的表面，並且藉由固定輔具將所述身體部位固定在一斷層攝影系統54的支撐平台。
接著，如程序S500，所述斷層攝影系統54產生第二定位光束。
接著，如程序S501，多數個適形地佈設在所述表面的光感測器51在感測到第二定位光束時產生感測信號。
接著，如程序S502，一處理單元52在接收到來自所述光感測器的感測信號時，產生對應於產生所述感測信號之光感測器的參考定位資訊。此時，所述處理單元52可以操作在一記錄模式。
在一情境中，可以藉由同一個固定輔具將身體部位固定在一放射治療系統53的治療平台。
接著，如程序S503，所述放射治療系統53的第一定位光束系統產生定位光束。
接著，如程序S504，所述光感測器51在感測到第一定位光束時產生感測信號。
接著，如程序S505，所述處理單元42在接收來自所述光感測器51的感測信號時，產生對應於產生所述感測信號之光感測器41的當前定位資訊。此時，所述處理單元52可以操作在一比對模式。
接著，如程序S506，所述處理單元51判定對應所述參考定位資訊的光感測器51是否相異於對應所述當前定位資訊的光感測器51。在一些實施態樣中，所述參考定位資訊及當前定位資訊分別包含對應的光感測器51的識別資訊。所述處理單元52在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應所述當前定位資訊的光感測器時，流程進入程序S507。在本實施例中，所述處理單元52在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器51不相異(即相同)於對應所述當前定位資訊的光感測器時，進入程序S509，所述處理單元52輸出一個指示出定位成功的訊息至一使用者輸入輸出介面(例如使用者輸入輸出介面135)以供其顯示。如此能通知操作人員，例如放射治療師。
在程序S507中，所述處理單元51輸出一定位結果至放射治療系統53。在一實施態樣中，所述定位結果可以包含參考定位資訊及當前定位資訊。
接著，如程序S508，所述放射治療系統53在接收到來自處理單元52的定位結果時，根據所述定位結果移動其治療平台。
在其他實施態樣中，於程序S507中，所述處理單元51也可輸出所述定位結果至一使用者輸入輸出介面(例如使用者輸入輸出介面135)以供其顯示。如此能通知操作人員，例如放射治療師。
第6圖示出了根據本公開的一些例示性定位系統所實施的定位方法的流程圖。
首先，如程序S601，藉由一固定輔具(例如固定輔具131)將所述身體部位固定在一斷層攝影系統的支撐平台。
程序S602，將多個光感測器(例如光感測器132)適形地佈設在固定輔具的外表面。
接著，如程序S603，利用斷層攝影系統(例如斷層攝影系統11)掃描確定腫瘤的位置且產生第二定位光束。
如程序S604，光感測器在感測到第二定位光束時產生感測信號。
接著，如程序S605，一處理單元(例如處理單元133)在接收到來自所述光感測器的感測信號時，產生對應於產生所述感測信號之光感測器的參考定位資訊。所述參考定位資訊可以是座標。此時，所述處理單元可以操作在一記錄模式。
在一情境中，可以藉由同一個固定輔具將身體部位固定在一放射治療系統(例如放射治療系統12)的治療平台(例如治療平台121)。
接著，如程序S606，所述放射治療系統的第一定位光束系統(例如第一定位光束系統122)產生第一定位光束。
接著，如程序S607，所述光感測器在感測到第一定位光束時產生感測信號。
接著，如程序S608，所述處理單元在接收來自所述光感測器的感測信號時，產生對應於產生所述感測信號之光感測器的當前定位資訊。此時，所述處理單元可以操作在一比對模式。
接著，如程序S609，所述處理單元判定對應所述參考定位資訊的光感測器是否相異於對應所述當前定位資訊的光感測器。在一些實施態樣中，所述參考定位資訊及當前定位資訊分別包含對應的光感測器的識別資訊。所述處理單元在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應所述當前定位資訊的光感測器時，流程進入程序S610。在本實施例中，所述處理單元在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器不相異於對應所述當前定位資訊的光感測器時，進入程序S611，所述處理單元輸出一個指示出定位成功的訊息至一使用者輸入輸出介面(例如使用者輸入輸出介面135)以供其顯示。如此能通知操作人員，例如放射治療師。
在程序S610中，所述處理單元輸出一定位結果至放射治療系統。在一實施態樣中，所述定位結果可以包含參考定位資訊及當前定位資訊。所述放射治療系統在接收到來自處理單元的定位結果時，根據所述定位結果移動其治療平台。
綜上所述，在進行放射線治療的階段，處理單元133、52所產生的參考定位資訊可供比對，以便將患體或患部的定位，如此，能避免人為的誤判。此外，藉由判定參考定位資訊對應的光感測器22、51是否相異於當前定位資訊所對應的光感測器22、51，能進一步判定定位是否成功。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:定位系統 11:斷層攝影系統 111:支撐平台 112:第二定位光束系統 12:放射治療系統 121:治療平台 122:第一定位光束系統 13:定位裝置 131:固定輔具 132:光感測器 133:處理單元 1331:訊號轉換器 134:通訊模組 135:使用者輸入輸出介面 21:斷層攝影系統 211:支撐平台 212:第二定位光束系統 213:第二定位光束 214:固定輔具 33:放射治療系統 331:治療平台 332:第一定位光束系統 334:第一定位光束 41:身體部位 42:固定輔具 43:支撐平台 43’:治療平台 44，44’:光感測器 45:第二定位光束 45’:第一定位光束 51:光感測器 52:處理單元 53:放射治療系統 54:斷層攝影系統 S501~S509:程序 S601~S611:程序
為可仔細理解本案以上記載之特徵，參照實施態樣可提供簡述如上之本案的更特定描述，一些實施態樣係說明於隨附圖式中。然而，要注意的是，隨附圖式僅說明本案的典型實施態樣並且因此不被視為限制本案的範圍，因為本案可承認其他等效實施態樣。 第1圖示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位系統的組件方塊圖； 第2圖示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位系統的斷層攝影系統； 第3圖示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位系統的放射治療系統； 第4a、4b圖示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位裝置的一個使用情境； 及 第5圖示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位方法；及 第6圖示出了根據本公開的一些實施例的用於放射治療的定位方法。
1:定位系統
11:斷層攝影系統
111:支撐平台
112:第二定位光束系統
12:放射治療系統
121:治療平台
122:第一定位光束系統
13:定位裝置
131:固定輔具
132:光感測器
133:處理單元
1331:訊號轉換器
134:通訊模組
135:使用者輸入輸出介面

Claims (10)

  1. 一種用於放射治療的定位裝置，包含： 一固定輔具，用以適形地罩覆一患體； 至少一光感測器，用以設於所述固定輔具的外表面，在感測到一定位光束時產生一感測信號；及 一處理單元，包括一記錄模式，操作在所述記錄模式時，當接收所述感測信號時，產生對應於所述所述感測信號的一參考定位資訊。
  2. 如請求項1所述的定位裝置，其中，所述處理單元另包括一比對模式，於操作在所述比對模式時，接收來自所述光感測器的感測信號時，產生對應於所述感測信號的當前定位資訊，並在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應當前定位資訊的光感測器時，輸出一定位結果。
  3. 如請求項1所述的定位裝置，所述處理單元還包含一訊號轉換器，所述訊號轉換器組配來將所述光感測器所產生的感測信號轉換成數位信號。
  4. 一種用於放射治療的定位系統，包含： 一定位裝置，包含 至少一光感測器，用以適形地佈設於一患體的表面，組配來在感測到一定位光束時產生感測信號；及 一處理單元，組配來操作在一記錄模式及在一比對模式，並於操作在所述記錄模式期間，在接收所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的參考定位資訊，並於操作在所述比較模式期間，在接收來自所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的當前定位資訊，並在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應當前定位資訊的光感測器時，輸出一定位結果；及 一放射治療系統，包含一治療平台，所述放射治療系統組配來在接收到來自所述處理單元的定位結果時，根據所述定位結果移動所述治療平台。
  5. 如請求項4所述的定位系統，其中，所述放射治療系統還包含一第一定位光束系統，所述第一定位光束系統組配來在所述處理單元操作在所述比較模式時產生第一定位光束。
  6. 如請求項4所述的定位系統，還包含一斷層攝影系統，所述斷層攝影系統包括第二定位光束系統，所述斷層攝影系統的所述第二定位光束系統組配來在所述處理單元操作在所述記錄模式時產生第二定位光束。
  7. 一種用於放射治療的定位方法，所述方法包含： 接收佈設在一患體的表面的至少一光感測器在感測到一定位光束後所產生的一感測信號；及 一處理單元在接收到所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的一參考定位資訊。
  8. 如請求項7所述的定位方法，還包含一斷層攝影系統產生所述定位光束。
  9. 如請求項7所述的定位方法，在所述處理單元產生所述參考定位資訊之後，還包含： 一放射治療系統產生第一定位光束； 所述光感測器在感測到所述第一定位光束時產生感測信號； 所述處理單元在接收所述感測信號時，產生對應於所述感測信號的當前定位資訊； 所述處理單元判定對應所述參考定位資訊的光感測器是否相異於對應所述當前定位資訊的光感測器；及 所述處理單元在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應所述當前定位資訊的光感測器時，輸出一定位結果。
  10. 如請求項9所述的定位方法，還包含： 所述處理單元在判定出對應所述參考定位資訊的光感測器相異於對應所述當前定位資訊的光感測器時，輸出所述定位結果至一放射治療系統； 所述放射治療系統在接收到來自處理單元的定位結果時，根據所述定位結果移動其治療平台。
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