磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在卵巢癌中的診斷價(jià)值

王豐，劉劍羽

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在卵巢癌中的診斷價(jià)值

王豐，劉劍羽*

卵巢癌是致死率最高的婦科惡性腫瘤，早期診斷、準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估及治療效果的評(píng)價(jià)都會(huì)使患者受益。近年來(lái)，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在卵巢癌的應(yīng)用逐漸增多，本文針對(duì)其診斷價(jià)值的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行闡述。

卵巢腫瘤；磁共振成像；擴(kuò)散加權(quán)成像

卵巢癌是常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，也是致死率最高的婦科腫瘤。卵巢癌的早期診斷、術(shù)前分期及分級(jí)對(duì)治療方案的選擇及判斷預(yù)后非常重要。由于耐藥類型的存在和復(fù)發(fā)也是其預(yù)后較差的重要因素，早期預(yù)測(cè)化療療效、發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)病灶對(duì)卵巢癌來(lái)說也有重大意義。隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging， DWI）在卵巢癌這些方面的應(yīng)用逐漸增多，并有大量研究證實(shí)該檢查方法相對(duì)于傳統(tǒng)檢查更能滿足臨床需求，對(duì)患者的臨床決策有重要價(jià)值［1-2］。本文針對(duì)DWI技術(shù)在卵巢癌中的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行闡述。

1 DWI技術(shù)

1.1 DWI基本原理

DWI是一種利用組織內(nèi)水分子的自由擴(kuò)散進(jìn)行成像的功能影像學(xué)方法。組織內(nèi)水分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)和疏水性大分子相互作用，各種病理學(xué)因素都會(huì)導(dǎo)致水分子所處微環(huán)境變化并影響水分子運(yùn)動(dòng)。DWI可以檢測(cè)水分子運(yùn)動(dòng)的改變，其圖像對(duì)比就是源自組織內(nèi)水分子擴(kuò)散率的不同［3］。其成像原理是在自旋回波序列180°脈沖的兩側(cè)施加兩個(gè)擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)。第1個(gè)梯度脈沖引起質(zhì)子去相位，當(dāng)沒有水分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，第2個(gè)梯度脈沖使質(zhì)子復(fù)相位，但若存在水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，離開原位置的分子無(wú)法復(fù)相位，從而引起信號(hào)減低。因此，在DWI圖像上，不同的信號(hào)強(qiáng)度反映了水分子擴(kuò)散受限的程度。

擴(kuò)散敏感因子（即b值）是對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力檢測(cè)的指標(biāo)，它與施加的擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和間距有關(guān)。在低b值（50～100 s/mm2）圖像上，僅運(yùn)動(dòng)較自由的水分子（如血管、囊腫）表現(xiàn)為信號(hào)減低，因此受組織灌注的影響較大。隨著b值增高，運(yùn)動(dòng)相對(duì)較慢的水分子信號(hào)逐漸受抑制，灌注成分被消除，只有水分子擴(kuò)散受限明顯的組織（如細(xì)胞毒性水腫、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)增多、液體黏度增加）顯示為高信號(hào)。因此高b值（750～1000 s/mm2）圖像接近組織內(nèi)真實(shí)的擴(kuò)散情況，常用于女性盆腔腫瘤的研究［4］。在DWI研究中，水分子擴(kuò)散受限程度常用表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coeffcient，ADC）量化表示［5］。水分子擴(kuò)散受限的組織ADC值較低。它的計(jì)算需要至少兩個(gè)b值，應(yīng)用多b值可以提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。ADC圖是計(jì)算DWI圖像上每個(gè)像素的ADC值并由此重建出來(lái)的圖像，在病變部位放置感興趣區(qū)（region of interest， ROI）即可獲得其ADC值。ADC值的測(cè)量已應(yīng)用于卵巢癌的定性、腫瘤異質(zhì)性以及惡性程度的評(píng)估，其化療前后的變化還可以評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)療效。

1.2 DWI新技術(shù)

隨著DWI技術(shù)的發(fā)展，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion modeling， IVIM）模型、拉伸指數(shù)模型等新型定量分析技術(shù)開始應(yīng)用于臨床研究［6］。Le等［7］提出，IVIM模型可以分離組織灌注和擴(kuò)散的成分，將兩部分分別進(jìn)行研究，從理論上講，不僅能更準(zhǔn)確地反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散程度，還能在不用對(duì)比劑的情況下對(duì)其血流灌注進(jìn)行評(píng)估，為疾病診斷提供更加豐富的信息。Bennett等［8］認(rèn)為，體素內(nèi)擴(kuò)散成分是非常復(fù)雜的，但評(píng)估體素內(nèi)不同擴(kuò)散系數(shù)的質(zhì)子池?cái)?shù)目是極其困難的，他提出的拉伸指數(shù)模型則可以避免區(qū)分這些擴(kuò)散成分的類型，僅用拉伸因子（α）和分布擴(kuò)散系數(shù)（distributed diffusion coeffcient，DDC）兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述體素內(nèi)水分子擴(kuò)散的不均質(zhì)性，對(duì)通常具有扭曲血管結(jié)構(gòu)和明顯異質(zhì)性的腫瘤組織具有潛在的診斷價(jià)值。但目前這兩種技術(shù)應(yīng)用于卵巢癌的研究相對(duì)較少，它們的價(jià)值需要進(jìn)一步探索和證實(shí)。

2 DWI在卵巢癌中的應(yīng)用

2.1 在定性診斷中的應(yīng)用

疑有卵巢病變的患者首選超聲檢查，然而，即使結(jié)合臨床情況和CA125水平，仍有約20%的病灶無(wú)法對(duì)其良惡性進(jìn)行鑒別。對(duì)于超聲無(wú)法確定的病灶，MR憑借其極佳的組織分辨率和多種掃描技術(shù)，較其他影像學(xué)檢查有明顯的優(yōu)勢(shì)。MR鑒別卵巢良惡性的準(zhǔn)確率約91%～93%，結(jié)合動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像則診斷效能更高［9-10］。

DWI鑒別良惡性卵巢腫瘤的作用尚存在爭(zhēng)議。一般來(lái)說，惡性腫瘤因水分子擴(kuò)散受限，在高b值DWI上顯示為高信號(hào)，ADC值減低［11］。但是，許多卵巢良性病變也表現(xiàn)為明顯的擴(kuò)散受限，包括子宮內(nèi)膜瘤、成熟囊性畸胎瘤、纖維卵泡膜瘤、退化的纖維瘤［12］。盡管多項(xiàng)研究顯示卵巢惡性腫瘤的ADC值較良性者低［13］，兩者卻有著明顯的重疊。

然而，Kierans等［14］發(fā)現(xiàn)，ADC值的測(cè)量方法可能會(huì)影響對(duì)卵巢良惡性腫瘤的鑒別。他們選取整個(gè)腫瘤為ROI，計(jì)算平均ADC值以及ADC值熵，對(duì)比兩者對(duì)卵巢良惡性腫瘤的診斷效能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ADC值熵的準(zhǔn)確度明顯高于傳統(tǒng)用的平均ADC值，且良惡性腫瘤數(shù)據(jù)重疊較少，其原因主要是ADC值熵反映了病灶的異質(zhì)性，對(duì)有明顯異質(zhì)性的卵巢癌來(lái)說有重要診斷價(jià)值。此外，最新的一項(xiàng)研究［15］發(fā)現(xiàn)ROI的選取方法也會(huì)影響ADC值的測(cè)量以及鑒別的準(zhǔn)確性，方形、圓形、5個(gè)小圓形以及手畫ROI所得的最小和平均ADC值有明顯差異。由此可見，卵巢癌DWI參數(shù)的測(cè)量技術(shù)具有一定的研究?jī)r(jià)值。另外值得注意的是，DWI還可提供組織微循環(huán)的信息，即IVIM模型中的灌注相關(guān)成分。已有研究顯示f值可以反映卵巢腫瘤血供［16］，但其區(qū)分良惡性病變的數(shù)據(jù)還比較缺乏。Carter等［17］曾報(bào)道惡性腫瘤的f值較良性者低，與動(dòng)態(tài)增強(qiáng)研究結(jié)果不符，故關(guān)于IVIM參數(shù)對(duì)卵巢腫瘤的評(píng)估還需要進(jìn)一步研究探討。

從定性觀察的角度來(lái)講，DWI在區(qū)分卵巢病灶的良惡性有一定價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)［18］，若病灶的實(shí)性成分在高b值DWI上顯示為低信號(hào)，則該病變?yōu)閻盒缘目赡苄詷O低，尤其是實(shí)性成分在T2加權(quán)像上也顯示為低信號(hào)的情況下。相對(duì)的，在DWI顯示為高信號(hào)，T2加權(quán)像顯示中等信號(hào)的病變則可能為惡性。DWI的這種作用可用于除惡性病變外，特別是當(dāng)患者對(duì)釓對(duì)比劑有禁忌癥（如孕婦伴有復(fù)雜的附件腫物）時(shí)，DWI可以發(fā)揮良好的診斷作用。如今，更多研究?jī)A向于將動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR和DWI聯(lián)合應(yīng)用。近期有項(xiàng)研究［19］將卵巢病變MR形態(tài)學(xué)特征、T2加權(quán)像和DWI信號(hào)強(qiáng)度以及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線分析結(jié)果共同作為參考因素，建立了一套評(píng)分系統(tǒng)來(lái)識(shí)別病變良惡性，同時(shí)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)它識(shí)別惡性腫瘤的能力和可重復(fù)性均較高，以后可能會(huì)在腫瘤診斷中發(fā)揮作用。

2.2 評(píng)估術(shù)前分期和細(xì)胞減滅術(shù)效果

卵巢癌的分期對(duì)指導(dǎo)治療及判斷預(yù)后非常重要。大多數(shù)病人就診時(shí)已為晚期，常伴腹盆腔多發(fā)種植轉(zhuǎn)移，CT作為術(shù)前分期的常規(guī)檢查，可以評(píng)估病變的范圍以及手術(shù)的可能性，它檢測(cè)腹膜轉(zhuǎn)移灶的敏感度與MR相當(dāng)（分別為92%和95%）［20］。但是，該檢查對(duì)于是否達(dá)到最佳細(xì)胞減滅術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估仍存在挑戰(zhàn)，其原因主要是對(duì)腹膜轉(zhuǎn)移灶的檢出尚有不足［21-22］。第一，對(duì)于直徑小于1 cm的病灶，CT敏感度明顯降低，原因在于種植于小腸漿膜面及實(shí)質(zhì)臟器被膜的小病灶與鄰近組織結(jié)構(gòu)密度相似，使其對(duì)比度下降從而很難被發(fā)現(xiàn)。第二，部分解剖位置較難識(shí)別，尤其在沒有腹水的情況下，如右膈下區(qū)域、網(wǎng)膜、腸系膜根部、小腸漿膜面的病灶常常被掩蓋。有研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR對(duì)小病灶（直徑小于2 cm）的檢出可能更有優(yōu)勢(shì)，但由于小病灶數(shù)量限制，該研究并沒有得到有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果［23］。

近年來(lái)，人們逐漸意識(shí)到DWI可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)CT和MR的不足，在卵巢癌分期中具有潛在的優(yōu)勢(shì)。多項(xiàng)研究［24］顯示，DWI對(duì)腹膜轉(zhuǎn)移灶的診斷具有較高的敏感度和特異度。這是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞密度、膜結(jié)構(gòu)增加等因素共同造成轉(zhuǎn)移灶水分子擴(kuò)散受限，ADC值減低，在DWI上顯示為高信號(hào)，增加了與周圍組織的對(duì)比度，促進(jìn)了小病灶的檢出。同時(shí)，由于腹水、小腸、脂肪信號(hào)被壓制，腹膜轉(zhuǎn)移灶的邊界顯示更清晰，對(duì)部分特殊解剖位置病灶的檢出也有很大價(jià)值。Michielsen等［25］對(duì)32例卵巢癌患者進(jìn)行分析，對(duì)比了CT、PET/CT和全身DW-MRI 3種檢查技術(shù)對(duì)卵巢癌分期的診斷效能（三者準(zhǔn)確度依次為75%、71%、91%），他們發(fā)現(xiàn)DW-MRI準(zhǔn)確度較CT和PET/CT高的原因主要是提高了對(duì)小腸漿膜面、腸系膜病灶的檢出，對(duì)于腹部以外的病灶，DW-MRI同F(xiàn)DG/PET-CT診斷效能相當(dāng)。在這項(xiàng)研究中，DWI聯(lián)合傳統(tǒng)MRI對(duì)病變進(jìn)行評(píng)估，為解剖學(xué)標(biāo)志的識(shí)別提供參考。

此外，一些研究［25-26］將短T1反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用于DWI，可以提高圖像信噪比、減少偽影，這種技術(shù)對(duì)小腸的短T1信號(hào)進(jìn)行壓制，提高了小腸與腹膜轉(zhuǎn)移灶的對(duì)比，有助于病灶的檢出。

DWI在卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移灶中的作用對(duì)預(yù)測(cè)手術(shù)效果也有一定價(jià)值。Espada等［27］建立了一套評(píng)分系統(tǒng)對(duì)34位卵巢癌患者的腹膜轉(zhuǎn)移灶進(jìn)行評(píng)估，并將DW-MRI與腹腔探查術(shù)結(jié)果作對(duì)比，得出DW-MRI預(yù)測(cè)次優(yōu)化細(xì)胞減滅術(shù)的準(zhǔn)確度可達(dá)91%，與腹腔探查術(shù)有相近的預(yù)測(cè)價(jià)值。但是，該研究缺乏與CT、PET/CT的直接對(duì)比，以后還有待補(bǔ)充。目前，已有部分卵巢癌中心將DWI聯(lián)合傳統(tǒng)MRI作為評(píng)估治療方案的常規(guī)檢查。

2.3 在分級(jí)中的應(yīng)用

卵巢癌的病理分級(jí)也是影響預(yù)后和治療選擇的重要因素。但是目前影像學(xué)對(duì)卵巢癌分級(jí)的研究相對(duì)較少，這可能與以往對(duì)卵巢癌缺乏一個(gè)統(tǒng)一的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及化療的不確定性有關(guān)。

相關(guān)研究顯示，DWI可以反映卵巢癌的惡性程度。Oh等［28］采用世界衛(wèi)生組織（WHO）分級(jí)理論將卵巢癌分G1、2、3三級(jí)，兩兩比較ADC值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)G2和G3組ADC值均低于G1組，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P分別為0.013、0.010）。原因主要是分化較差的腫瘤細(xì)胞增殖旺盛，細(xì)胞數(shù)目增多，致使細(xì)胞間隙縮小，水分子擴(kuò)散受限更明顯。

然而，值得一提的是，過去常用的WHO和國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（FIGO）分級(jí)系統(tǒng)僅依據(jù)腫瘤組織結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分級(jí)，可重復(fù)性差，可能會(huì)對(duì)相關(guān)研究結(jié)果造成一定的影響［29］。近年來(lái)，隨著分子遺傳學(xué)和病理學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)卵巢癌發(fā)病機(jī)制及分級(jí)的認(rèn)識(shí)有了突破性進(jìn)展，最新的研究［30］將卵巢上皮性癌分為Ⅰ型（低級(jí)別）和Ⅱ型（高級(jí)別）兩種類型，即卵巢癌的二元論模型，包括對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制、免疫表型、形態(tài)學(xué)特征、生物學(xué)行為等多方面的理解，對(duì)臨床治療的選擇及判斷預(yù)后有更重要的指導(dǎo)意義。影像學(xué)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)卵巢癌的臨床與病理新進(jìn)展，與新分級(jí)相關(guān)的研究需引起重視。

2.4 評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)化療反應(yīng)性

在卵巢癌的綜合治療中，化療起著至關(guān)重要的作用。但臨床研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤耐藥類型的存在卻是限制卵巢癌療效的一大難題。因此，盡早識(shí)別對(duì)化療不敏感的患者，對(duì)提高卵巢癌療效及避免不必要的藥物毒性有重要價(jià)值。一般來(lái)說，對(duì)卵巢癌化療反應(yīng)的評(píng)估主要依賴于檢測(cè)CA125水平和腫瘤體積，后者通常依據(jù)RECIST標(biāo)準(zhǔn)由CT評(píng)估［31］。然而，這兩種指標(biāo)的預(yù)測(cè)價(jià)值比較有限，能夠說明化療反應(yīng)性的變化多出現(xiàn)較晚，致使化療無(wú)反應(yīng)者不能及時(shí)改變治療策略。

近幾年，研究發(fā)現(xiàn)，DWI可以早期預(yù)測(cè)卵巢癌化療反應(yīng)。Kyriazi等［32］應(yīng)用直方圖分析方法分別測(cè)量了42位卵巢癌患者治療前、化療第一和第三療程后的ADC值，結(jié)果顯示，治療前的ADC值不能預(yù)測(cè)治療反應(yīng)，而臨床上判定為對(duì)化療有反應(yīng)者的ADC值在化療第一和第三療程后均會(huì)升高，無(wú)反應(yīng)者則沒有變化。在所有ADC值直方圖參數(shù)中，識(shí)別化療反應(yīng)效能最好的是第25百分位數(shù)，有可能意味著腫瘤內(nèi)擴(kuò)散受限程度偏高的部分對(duì)細(xì)胞毒性治療更敏感。

Sala等［33］報(bào)道卵巢癌原發(fā)灶、網(wǎng)膜餅和腹膜轉(zhuǎn)移灶的ADC值及VSF值（即IVIM模型中的f值）是不同的。其中，原發(fā)灶A(yù)DC值最高，網(wǎng)膜餅的VSF值最高，腹膜轉(zhuǎn)移灶的ADC值和VSF值均為最低。他們認(rèn)為，這些不同可能有助于解釋不同病灶區(qū)域?qū)χ委煼磻?yīng)的差異，并可能反映了組織血供和缺氧的情況，這些都會(huì)影響化療藥物的運(yùn)輸和治療效果。隨后，該研究組又應(yīng)用包括DWI、DCE-MRI及磁共振波普分析（magnetic resonance spectroscopy， MRS）在內(nèi)的多參數(shù)MRI技術(shù)評(píng)估了22位卵巢癌患者對(duì)化療的反應(yīng)［34］。在化療3個(gè)療程后，有反應(yīng)者卵巢病灶的ADC值較無(wú)反應(yīng)者明顯升高（P=0.021），然而網(wǎng)膜餅和腹膜轉(zhuǎn)移灶治療前后的ADC值無(wú)明顯變化。因此，他們得出結(jié)論，不同部位的腫瘤治療前的ADC值基線和治療后ADC值的變化均有差異，體現(xiàn)了卵巢癌生物學(xué)的異質(zhì)性。影像學(xué)上的異質(zhì)性可能會(huì)是今后卵巢癌研究比較活躍的一個(gè)領(lǐng)域，與腫瘤病理學(xué)與遺傳學(xué)的聯(lián)系也有待探索。

2.5 對(duì)術(shù)后復(fù)發(fā)的診斷價(jià)值

對(duì)于復(fù)發(fā)的卵巢癌，二次細(xì)胞減滅術(shù)已不再常規(guī)實(shí)行，僅局灶可切除的腫塊才考慮二次細(xì)胞減滅術(shù)，這就更需要影像學(xué)對(duì)其進(jìn)行良好的評(píng)估［2］。目前，CT常規(guī)用于檢測(cè)卵巢癌復(fù)發(fā)，MR和PET/CT在判斷困難的情況下起補(bǔ)充作用。然而，在患者術(shù)后早期，由于炎性組織的影響，單憑傳統(tǒng)成像和PET/CT診斷復(fù)發(fā)特異性較低。在這種情況下，DWI可能有助于鑒別，因?yàn)橛醒芯匡@示［35］，ADC值較高通常提示為水腫和炎癥成分，ADC值較低常提示為腫瘤。但是，目前尚未有關(guān)于DWI應(yīng)用于卵巢癌復(fù)發(fā)的研究報(bào)道。隨著治療水平的改進(jìn)，對(duì)復(fù)發(fā)病灶的早期識(shí)別會(huì)逐漸引起重視，DWI在其中的應(yīng)用價(jià)值也亟待研究證實(shí)。

綜上所述，DWI已很好地應(yīng)用于卵巢腫瘤的定性診斷，大量能證實(shí)該技術(shù)價(jià)值的研究也已展開。近年來(lái)，關(guān)于DWI在腹膜轉(zhuǎn)移灶中作用逐漸受到重視，由于轉(zhuǎn)移灶的范圍和位置與手術(shù)范圍及效果息息相關(guān)，這或許會(huì)是今后卵巢癌研究中的熱點(diǎn)問題。另外，早期識(shí)別化療反應(yīng)性的研究利用DWI的優(yōu)勢(shì)開發(fā)了它在卵巢癌應(yīng)用中的新潛能，對(duì)個(gè)性化治療具有重大意義。但是，DWI關(guān)于病理分級(jí)和復(fù)發(fā)腫瘤的研究還有待補(bǔ)充，隨著卵巢癌發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展和治療方式的改進(jìn)，DWI有可能會(huì)發(fā)揮重要作用。

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The diagnostic values of diffusion-weighted imaging for ovarian cancer

WANG Feng， LIU Jian-yu*

Department of Radiology， Peking University Third Hospital， Beijing 100191， China

*Correspondence to： Liu JY， E-mail： jyliu5791@sina.com

Received 15 Jun 2016， Accepted 23 Jul 2016

ACKNOWLEDGMENTS This work was part of Capital Characteristic Clinic Project（No. Z131107002213049）.

Ovarian cancer is the most lethal gynecological malignancy. Early diagnosis and accurate assessment of disease and treatment effect can beneft patients. In recent years， diffusion-weighted imaging（DWI） is applied more and more in ovarian cancer. This article aims to review the current research status and future development prospect of DWI in ovarian cancer.

Ovarian neoplasms； Magnetic resonance imaging； Diffusion weighted imaging

首都臨床特色應(yīng)用研究項(xiàng)目（編號(hào)：Z131107002213049）

北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科，北京100191

劉劍羽，E-mail：jyliu5791@sina.com

2016-06-15

接受日期：2016-07-23

R445.2；R737.31

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.08.003

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