DE2219044A1

DE2219044A1 - In Körpergewebe einschraubbare Elektrodenanordnung

Info

Publication number: DE2219044A1
Application number: DE19722219044
Authority: DE
Inventors: Lee Robin Minneapolis Minn. Bolduc (V.StA.). P
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1971-04-19
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1972-11-23
Also published as: FR2133843A1; BR7202331D0; FR2133843B1; NL153756B; DE7214841U; DE2219044C3; CA994869A; US3737579A; NL7204868A; AR193381A1; DE2219044B2

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32 . _ft , ,, .<,■·«

Ib, April 19 IL

Ger. P-1 55

Medtronic, Inc. 3O55 Old Highway Eight, Minneapolis,, Minn. 5541 8/V.St.A.

In Körpergewebe einschraubbare Elektrodenanordnung

Zur Behandlung von verschiedenen pathologischen Zuständen werden Körpergewebe und Organe häufig elektrisch gereizt, Bei einer solchen Reizung muß im allgemeinen für einen elektrischen Kontakt mit dem Körpergewebe oder Organ gesorgt werden. Insbesondere zur Herstellung von Verbindungen mit dem herzen wurden elektrische Leitungen geschaffen;, bei ae^en eine am Ende der Leitung ausgebildete Elektrode in die Myokardgewebe implantiert wird. Zur· Implantation solcher Anordnungen in das Myokard wurden verschiedenartige Elektr Odenkonst^ukt j o^en und Impiantationsverfahren entwickelt. Bei eimern d-eser Verfahren müssen in dem Myokard mehrere Stichwunden ausgebildet, werden, um sowohl die Elektrode richtig anzuo-'dneⁿ als auch die Leitung mit Myokardgewebe zu vernähen. Derartige Wunden sina aus zahlreichen Gründen unerwünscnt Gemäß anderer. Ve·-*ah·"·en. wird die Elektrodenanordnung perkutan durch die Brustwa^d oder eine otfene Wunde hindurch mittels einer -iohi<-,ade I eingeführt; worauf die Elektrode in das Myo^ardgewebe eingebracht wi'd, eei einem weiteren Verfahren wird eine Windung einer als Elektrode dienenden starren Wendel so deformiert oder abgeflacht, daß die deformierte Windung mit einer Sonde in Eingriff gebracht und die Elektrode in das Myokardgewebe eingeschraubt werden kann.. Bei diesem Verfahren muß jedoch

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t-iRNSI'RLCHER: 0811/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

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die Sonde während des tinführens der Wendel in das Myokard mit der Wendel in Berührung stehen; außerdem wird au.f das hintere Ende des schraubenförmigen Leiters in unerwünschter Weise ein Drehmoment ausgeübt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zu schaffen, die es erlaubt, unter Vermeidung unerwünschter Wunden das vordere wendeiförmige Elektrodelende in das Körpergewebe einzuschrauben, ohne daß die Elektrode selbst mit einem Werkzeug in Berührung kommt und ohne daß auf das hintere Ende des Leiters ein Drehmoment ausgeübt. wi^rd,

Erfindungsgemäß wird eine implantable Elekrodenanordnung mit einem flexiblen, isolierten; eleKtrischen Leite-' vorgesehen, dessen hinteres Ende an eine Stromquelle arschiießbar ist und dessen /orderer Endabschnitt von einer starren Wendel gebildet wird. Die starre Wendel dient als die in das Korpergewebe einzuschraubende Elektrode. Das Einschrauben erfolgt nruttels eines Werkzeuges oder Bauteiles, das im wesentlichen Zylinderform hat und an seiner einen Stirnfläche mit einem Schlitz versehen ist, der im wesentlichen senkrecht zur i_ängsac>.^ce aes Bauteils ve"iau^ft, An der Mantelfläche des Bauteils befindet sich eine Nut, die von der der geschlitzten Stirnfläche gegenüberliegenden Stirnfläche aus bis kurz vor die geschlitzte Stirnfläche reicht und in einer zur Längsachse im wesentlichen parallelen Ebene liegt. Von derselben Stirnfläche wie die Nut geht ferner eine Bohrung aus, die über die volle Länge des Bauteils reicht und zur Aufnahme des

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hinteren Endes des Leiters geeignet ist.

Die Anordnung wird während der Implantation der¹ Elektrode in das Körpergewebe benutzt. Ein vorspringender oder hochstehender Teil nahe dem vorderen Ende des Leiters wird dabei in die geschlitzte Stirnfläche des zylindrischen Bauteils eingelegt. Der isolierte Teil des Leiters wird in die Nut eingelegt, während der restliche hintere Leiterabschnitt mit dem Anschlußende voraus in die Bohrung eingeführt wird. In dieser Stellung wird die die starre Wendel aufweisende Elektrode von dem Werkzeug sicher gehalten; durch Verdrehen des Werkzeuges kann die Wendelelektrode in das Gewebe eingeschraubt werden, wobei es sich im Falle des Herzens um das Myokard handelt. Nachdem die Elektrode sicher in das Gewebe eingeschraubt ist, wird der in der Nut liegende Teil des Leiters herausgenommen, worauf das geschlitzte Ende des Bauteils von dem hochstehenden Leiterteil abgezogen wird.

Die Anordnung nach der Erfindung hat eine Reihe von wesentlichen Vorteilen; Das zum Einschrauben de^ Elektrode in das Gewebe oder Organ benutzte Werkzeug kommt mit der· Elektrode niemals in Kontakt, Infolge der er find-jngsgemäßen Ausbildung des zylindrischen Bauteils und der Anordnung des Leiters mit Bezug auf dieses Bauteil wird über die gesamte Länge des Leiters auf diesen kein Drehmoment ausgeübt, während das Bauteil gedreht wird. Die Elektro-denanordnung erlaubt die Verwendung von gewickeltem Lahndraht anstelle eines gewendelten Drahtes; ein derartiger Draht hat ei-

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ne hohe Festigkeit und eine sehr gute Biegetoieranz. Die Elektrode ist extrem einfach einzusetzen. Traumatische Beeinträchtigungen des Patienten werden herabgesetzt. Die Elektrode führt zu einer einwandfreien elektrischen Verbindung mit dem Körpergewebe. Gleichzeitig wird die Größe des chirurgischen Eingriffs an dem betreffenden Körpergewebe oder Organ kleinstmöglich gehalten. Das Werkzeug kann verwendet werden, um periodisch einen Tunnel im subkutanen Gewebe auszubilden und das Anschlußende des Leiters zwecks Anschluß an eine Stromquelle durch den Tunnel hindurchzuführen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete implantable Leitung ,

Figur 2

eine Ausführungsform der in Verbindung mit der Leitung nach Figur 1 benutzten Vorrichtung zum Einschrauben der Elektrode in Körpergewebe,

Figur 3

einen Querschnitt der Vorrichtung nach Figur 2, und

Figur 4 die Leitung gemäß Figur 1 und die Vorrichtung nach den Figuren 2 und 3 in der Arbeitsstellung, in der die Elektrode in Körpergewebe eingebracht wird.

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Die in Figur 1 veranschaulichte implantable"Leitung 10 weist einen flexiblen elektrischen Leiter 12 auf. Der Leiter 12 kann beispielsweise aus aufgewickeltem Platindraht oder einem anderen zweckentsprechenden leitenden Werkstoff bestehen, der sich zur Verwendung im Inneren des menschlichen oder tierischen Körpers eignet. Gewickelter Platindraht besteht im allgemeinen aus mehreren Platinstreifen, von denen jeder um einen gesonderten, elektrisch isolierenden Kern wendelförmig herumgeschlungen ist. Die Platinstreifen sind dann (einschließlich dem jeweiligen Kern) um einen elektrisch isolierenden mittleren Kern wendelförmig herumgewickelt. So eignet sich für die vorliegenden Zwecke insbesondere ein Leiter der in der DT-AS 1 955 516 beschriebenen Art. An dem hinteren Ende des Leiters 12 ist ein elektrisches Anschlußstück 14 angebracht, das einen Ansatz oder eine Spitze 16 aufweist, die mit einer implantablen oder externen Stromquelle verbunden werden kann. Der vordere Endabschnitt des Leiters 12 wird von einer an diesem befestigten,- starren wendeiförmigen Elektrode 18 gebildet, die mehrere Windungen aufweist. Bei der wendeiförmigen Elektrode 18 handelt es sich um eine starre Wendel, die beispielsweise aus Platiniridium gefertigt sein kann und in einem scharf zugespitzten Ende 19 ausläuft. Die Elektrode 18 dient als in Körpergewebe einschraubbarer vorderer Endabschnitt des Leiters 12. Elektrode 18 und Leiter 12 sind mittels eines (nicht veranschaulichten) leitenden Epoxydharzes im wesentlichen senkrecht mit Bezug aufeinander elektrisch verbunden. Diese elektrische Verbindungsstelle sitzt innerhalb eines Gummischuhes 20.

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Der Leiter 12, das Anschlußstück 14 und der Schuh 20 sind mit einem verhältnismäßig transparenten, flexiblen,, isolierenden Überzug versehen, der gegenüber dem Körper im wesentlichen inert ist. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Hülle 22 aus Silikonkautschuk handeln. Der den Schuh 20 umgebende Teil der Hülle 22 bildet einen hochstehenden Teil oder Ansatz 24. Auf beiden Seiten des hochstehenden Teils 24 sind drei in Abstand voneinander angeordnete, im ,vesentlichen lotrecht verlaufende Rippen 25 vorgesehen, mittels deren der als Kupplungselement dienende hochstehende Teil 24 von einem weiter unten erläuterten Gegenstück sicher gefaßt werden kann. Der vordere Teil der Hülle 22 läuft in einer kreisförmigen Scheibe 26 aus, durch die hindurch die wendeiförmige Elektrode 18 vorsteht. Die Elektrode 18 ragt im wesentlichen senkrecht zum Leiter 12 durch die Scheibe 26 hindurch. An der Unterseite der Scheibe 26 ist e.ne kreisförmige Lage aus Geflecht 28 angebracht, das beispielsweise aus einer Polyesterfaser gefertigt sein kann. Das Geflecht begünstigt ein fibröses Wachstum und unterstützt damit die sichere Verbindung der Elektrode mit dem Gewebe.

Die Figuren 2 und 3 zeigen das in Verbindung mit der Leitung zum Einschrauben der Elektrode 18 in Körpergewebe benutzte Bauteil. Das Bauteil 4O bildet einen im wesentlichen zylindrischen Körper, dessen Längsachse mit 42 und dessen Stirnflächen mit und 46 bezeichnet sind. Das Bauteil 40 kann beispielsweise aus einem harten Kunststoff wie Polyoxymethylen gefertigt sein. Vorzugsweise besteht das Bauteil 4O aus einem Werkstoff, der eine

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Behandlung im Autoklaven zuläßt. In der Stirnfläche 44 -ist ein Schlitz 48 ausgebildet. Der Schlitz 48 hat eine solche Form, daß er sich fest gegen die Rippen 25 des hochstehenden Teils 24 der Leitung 10 anlegen kann. Die von der Stirnfläche 46 gebildete Kante ist abgerundet, so daß das Bauteil 40 verwendet werden kann, um auf chirurgischem Wege im subkutanen Gewebe einen Kanal auszubilden, ohne daß es zu größeren Gewebeschäden kommt. In der Mantelfläche des Bauteils 4O ist eine Nut 50 ausgebildet, die in einer zur Achse 42 im wesentlichen parallelen Ebene liegt und von der Stirnfläche 46 ausgehend über im wesentlichen die volle Länge des Bauteils 4O reicht. Die Nut 50 ist mit dem Schlitz 48 im wesentlichen ausgerichtet. Die Nut 5O kann mindestens einen Teil des in der Hülle 22 untergebrachten isolierten Abschnitts der Leitung 10 aufnehmen und sicher fassen. Von der Stirnfläche 46 geht ferner eine axiale Öffnung oder Bohrung 52 aus, die über die volle Länge des Bauteils 40 von der Stirnfläche 46 bis zum Schlitz 48 reicht. Die Bohrung 52 kann mindestens einen Teil des hinteren Endes der Leitung einschließlich des Anschlußstückes 14 und der Spitze 16 au·nehmen .

Figur 4 zeigt die gegenseitige Lage von Leitung 1O und Bauteil 40 in der Arbeitsstellung. Der hochstehende Teil 24 wird zunächst in den Schlitz 48 eingesetzt, so daß die den Schlitz48 bildenden Begrenzungsflächen die Rippen 25 sicher fassen. Der Schlitz und die Rippen bilden eine Reibpassung, wodurch der hochstehende Teil 24 in dem Schlitz sicher festgehalten wird. In dem

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unmittelbar hinter dem hochstehenden Teil liegenden Abschnitt der Hülle 22 läßt man eine kleine Schleife stehen. Die Hülle 22 wird dann in die Nut 50 eingepreßt und von dieser gegen eine Bewegung sicher festgehalten. Anschließend werden das Anschlußstück 14 und die Spitze 16 so weit wie möglich in die Bohrung 52 eingesteckt. In dieser Stellung verläuft die Elektrode 18 im wesentlichen entlang der Längsachse 42 des Bauteils 40. Die Anordnung ist jetzt für das Einschrauben der Elektrode in Körpergewebe bereit.

Das zugespitzte Ende 19 wird gegen das Gewebe oder Organ angelegt; sodann wird das Bauteil 40 in der durch den gebogenen Pfeil angedeuteten Richtung gedreht. Der Durchmesser der Wunde beschränkt sich auf den Durchmesser des Drahtes, aus dem die wendeiförmige Elektrode 18 besteht. Bei der Drehung des Bauteils wird die gewendelte Elektrode- 18 in das Gewebe oder Organ fest eingeschraubt bis das Geflecht 28 an der Außenseite des Organs sicher anliegt. Das Geflecht 28 unterstützt die sichere und dauerhafte Festlegung der Elektrode 18 im Gewebe, da es eine raschere Fibröse in und um das Geflecht herum sowie um die Scheibe 26 und den hochstehenden Teil 24 der Hülle 22 herum fördert.

Nachdem die Elektrode 18 in das Gewebe eingeschraubt ist unddas Geflecht 28 an der Außenfläche des Gewebes oder Organs fest anliegt, wird das anschlußstückseitige Ende der Leitung 10 aus der Bohrung 52 herausgezogen, wird der in der Nut 5O liegende Teil der Hülle 22 aus der Nut entfernt und wird der Schlitz 48

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außer Eingriff mit dem hochstehenden Teil 24 gebracht,, wodurch die Leitung 10 von dem Bauteil 40 freikommt Bei denr, beschriebenen Verfahren wird kein Drehmoment auf die Leitung IO und folglich auf den Leiter 12 übertragen,, weil der hochstehende Teil 24 und ein beträchtlicher Abschnitt der Hülle 22 während des Drehens des Bauteils 40 festgelegt sind,. Außerdem kommt vor, während und nach dem Einführvorgang das Bauteil-4O in keiner Weise mit den wendeiförmigen Windungen der Elektrode 18 in Berührung, wodurch ein einwandfreies Einschrauben der Elektrode 18 in das Gewebe unter einem Winkel von ungefähr 90 möglich wird. Falls erwünscht, kann die Stirnfläche 46 des Bauteils 40 dann benutzt werden, um in den subkutanen Schichten einen Kanal auszubilden. Das anschlußstuckseitige Ende der Leitung 10 kann dann in die Bohrung 52 eingesetzt werden und das Bauteil 40 kann durch den Kanal hindurch zurüc<geführt werden„ um die Spitze 16 des Anschlußstücks 14 an eine Stromquelle anzuschließen, die unter der Haut implantiert wird.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich* Beispielsweise sind das Vorhandensein und die Anwendung der Bohrung 52 vollkommen der freien Wahl überlassen; das Einschrauben der Elektrode in kö^rpe-gewebe wi α dadurch nicht beeinflußt, Auch die Form u^d Große des lochst e*- er den Teiles ode« Ansatzes 24 und des damit zusamme^r'Wi<■ ^e^de^ Schlitzes 48 sow.e Form, Größe und Ausdehnung de^r Nut 50 i<o."pen ve Fall zu Fall abgewandelt werden.

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Claims

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Ansprüche

.^Implantable Elektrodenanordnung mit einer flexiblen, isolierten, elektrischen Leiteranordnung, deren hinteres Ende an eine Stromquelle anschließbar ist und deren vorderer Endabschnitt eine nicht isolierte, leitende, starre Wendel aufweist, die an Körpergewebe anbringbar ist, gekennzeichnet durch eine die Leiteranordnung (12) hinter dem vorderen Endabschnitt umgebende Kupplungseinrichtung (24), mittels deren die Wendel (18) ohne Ausübung eines Drehmoments auf das hintere Ende der Leiteranordnung in das Körpergewebe einschraubbar ist.
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung von einem hochstehenden Teil (24) der die Leiteranordnung (12) umgebenden Isolation gebildet ist, und der hochstehende Teil an seiner Außenfläche mindestens eine Rippe (25) aufweist, über die ein Reibeingriff mit dem hochstehenden Teil herstellbar ist.
3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung (12) mehrere leitende Metallstreifen aufweist, von denen jeder um einen gesonderten, elektrisch isolierenden Kern wendelförmig herumgeschlungen ist, und die einzelnen aufgewickelten Metallstreifen ihrer-

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seits um einen elektrisch isolierenden mittleren Kenn wendelförmig her umgeschlungen sind.
4, Elektrodenanordnung nach Anspruch 3„ dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen aus Platin gefertigt sir;d„
5, Vorrichtung zum Einschrauben des leitenden, nicht isolierten vorderen Endabschnittes eine:¹ implantabl en Elektrodenanordnung mit einem flexiblen_r isolierten elektrischen Leiter, dessen hinteres Ende an eine Stromquelle anschließbar ist, in Körpergewebe ρ gekennzeichnet durch ein mit einem Teil der Elektrodenanordnung (18) hinter dem vorderen Endabschnitt in Eingriff b^ingbares Gegenstück (44, 48) und eine damit einteilig verbundene Halterung (5O) 2ur Abstützung eines Teils des isolierten Leiters_: wobei der vordere Endabschnitt durch Drehen des Gegenstuckes und der Halterung in Kdrpergewebe ei nsch.'aubbar ist» ohne daß Gegenstück und Halterung mit dem vorderen Endabschnitt in Berührung kommen und ohne daß auf den Leiter· entlang seiner Längsabr jssung ein Drehmoment ausgeübt wird.
6, Vorrichtung 2um Einschrauben des leitenden, nicht isolierten vorderen Endabschnittes einer lmplantablen Elektrodenanordnung mit einem flexiblen,, isolierten elektrischen Leiter, dessen hinteres Ende an eine Stromquelle anschließbar· ist, in Kdrpergewebe, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen zylindrisches Bauteil (4O)_r das an seiner einen Stirnfläche

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(44) mit einen Schlitz (46) versehen IsK₁, der· mit einem Teil (24) eier Elektrodenanorariung hinter dem vorderen Endabschni derselben in Eingriff br.ingbar ist, und das an seiner· Mantelfläche eine Nut (50) tragt, aie im wesentlichen parallel zu der Längsachse (42.; des Bauteils (AO) verläuft und mit eine"! Teil des isolierten Leiters (12; in Eir.g-.ift bririgbar is⁺, wobei durch Drehen des Bauteils (40) «>m die Längsachse (42) dar vordereEndabschnitt in Körpergewebe einschraubbar ist, ohne da8 das Bauteil mit dem vorderen Endabschnitt in Kontakt körner.·t und ohne daß auf den Leiter entlang seiner Langsabmessung ein Drehmoment ausgeübt wira„
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (4O) mit einer in axialer· Richtung verlaufenden Bor.-r^ng (52) versehen ist, die" von der einen zur andere·". Sti·" rfläche (44 bzw 46) des Bauteils reicht.
8- Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7„ dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (50) von der anderer. Stirnfläche (46) aus ir Richtung au^f die eine Stirnfläche (44) verläuft.
9" E :.n': c^t jpg bestereⁿd aus ei"s'· imp', antar j er· EieKt --oaer a^r"· ordrüng mit einer ^f ie/:ole.-_: ;solie"teⁿ el ekt' ιλοκκ'¹ '..eiie-cr-· c "dnor-g „ de* en fr'te'es Ende a° e:. ^e St-"o-rquirl le a-'ic".¹ iei-ta .ist_p sowie aus einer Vo- ''ichtunc; ?uir Eirsi:hr-ai.'t-en des leitenden, nic^t :.so ! ϊ e·-ten vo 'de ' en F"raabbC^h.^; r t es a<-v Elent :.J'.m-· ano-dnu'ig ir Ko-' De ^r> ge we be ., geke'"?.e .ι i.^%i"^-e t di-tf t": -¹Rr' ο ι.-:-v t ■ ; ·

2U98A8/065A BAD ORiGINAL

sehen Leiter (12), dessen nicht isolierter vorderer Endabschnitt als starre Wendel (18) ausgebildet ist, eine den Leiter hinter dem vorderen Endabschnitt umgebende Kupplungseinrichtung (24), ein mit der Kupplungseinrichtung (24) in Eingriff bringbares Gegenstück (44, 48.) und eine mit dem Gegenstück einteilig verbundene Halterung (50), die mit einem Teil des isolierten Leiters in Eingriff kommt, wobei der vordere Endabschnitt durch Drehen von Gegenstück und Halterung in Körpergewebe einschraubbar ist, ohne daß Gegenstück und Halterung mit dem vorderen Endabschnitt in Berührung kommen und ohne daß auf den Leiter entlang seiner Längsabmessung ein Drehmoment ausgeübt wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück von der mit einem Schlitz (48) versehenen einen Stirnfläche (44) eines im wesentlichen zylindrischen Bauteils (40) und die Halterung von der mit einer Nut (50). ausgestatteten Mantelfläche des zylindrischen Bauteils gebildet ist, daß die Nut im wesentlichen parallel' zu der Längsachse (42) des Bauteils liegt und von der anderen Stirnfläche (46) des Bauteils aus in Richtung auf'die eine Stirnfläche (44) verläuft, und daß das Bauteil (40) mit einer von der einen Stirnfläche aus in Richtung auf die andere Stirnfläche des Bauteils reichenden axialen Bohrung (52) zur Aufnahme des hinteren Endes des Leiters (12) versehen ist.

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