JP5856482B2 - 画像アーカイブおよび通信システムネットワークにおけるデータ通信 - Google Patents

Description

発明の分野
この発明は、医用画像化データの記憶、アーカイブ、ネットワーク化、および検索に関し、特に、画像アーカイブおよび通信システムネットワーク（ＰＡＣＳ）における改善されたデータ通信を可能にするための方法およびシステムに関する。

背景
現代の病院は、たとえばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナまたは磁気共鳴像（ＭＲＩ）スキャナなどのさまざまな画像化装置からの医用画像を利用する。画像データは、ついで、典型的にはクライアントサーバアーキテクチャを含むコンピュータネットワークを用いて記憶および伝送され、医療専門家は、捕らえられた医用画像を、たとえば自分のオフィスに都合よく置かれたワークステーションで見て診断できる。

病院および診療所は、典型的には、ＰＡＣＳシステムを用いて画像データをインポート、記憶および操作する。ＰＡＣＳシステムは、医用画像データの記憶、検索、分散および表現に専用のコンピュータネットワークである。ＰＡＣＳは、事実上全ての大手の医用画像化設備製造業者、医療ＩＴ企業、および多くの独立したソフトウェア会社によって提供される。基本的なＰＡＣＳソフトウェアは、インターネットから自由に入手可能である。

医用画像データおよび関連の情報の通信を容易にするために、「医用デジタル画像化および通信（ダイコム（ＤＩＣＯＭ））」規格が開発され、現在、ＰＡＣＳシステムを含む医療装置間での画像データ通信のために一般に用いられている。

ＤＩＣＯＭ通信規格は、医療装置間における堅牢な、標準規格化された通信を可能にしたが、それは、当初は、二次元画像の交換のために構想された。ＤＩＣＯＭシステムは、個々の画像を転送することに対する大きなオーバヘッドに悩まされ、そのことは性能の課題を呈する。今日の医用画像化装置における解像度の増大ならびに三次元および四次元画像化の適用の増大で、個々の画像化解析における画像データファイルのサイズおよびそれに含まれるそれらの数は、実質的に増大し、その結果、ＤＩＣＯＭプロトコルを用いる画像データの低速伝送は、今日のＰＡＣＳシステムにおいてネックとなっている。単一の医療装置内では、これらの大きな画像化解析の内部移動のために、非ＤＩＣＯＭ高性能通信およびファイル転送プロトコルを用いることがしばしば慣例である。

既存の通信標準規格を用いる情報共有の恩恵を保ちながら医療装置間において高性能データ転送を提供する方法およびシステムを提供することが望ましい。

発明の実施例の概要
したがって、この発明の１つの目的は、既存の通信標準規格を用いる情報共有の恩恵を保ちながら医療装置間において高性能データ転送を提供する方法およびシステムを提供することである。

この発明の実施例に従うと、データファイルにアクセスするための方法が提供される。サーバコンピュータにおいて、データベースに記憶される複数のデータファイルのうちのあるデータファイルにアクセスするための要求が受信される。サーバコンピュータはデータベースに第１の通信リンクおよび第２の通信リンクを介して接続される。データベースにおけるデータファイルに関連付けられるメタデータが、第１のクエリプロトコルを用いて、第１の通信リンクを介してアクセスされる。メタデータに依って、データファイルがデータベースにおいて見つけ出される。データファイルに記憶されるデータの少なくとも一部が、ついで、第２のクエリプロトコルを用いて、第２の通信リンクを介して、データベースにおいてアクセスされる。

この発明の実施例に従うと、サーバコンピュータのプロセッサにおいて実行するための実行可能なコマンドを記憶する記憶媒体がさらに提供される。サーバコンピュータはデータベースに第１の通信リンクおよび第２の通信リンクを介して接続される。プロセッサは、コマンドを実行すると、第１のクエリプロトコルを用いて、第１の通信リンクを介して、データベースにおけるデータファイルに関連付けられるメタデータにアクセスする。プロセッサは、ついで、メタデータに依って、データベースにおいてデータファイルを見つけ出す。データファイルを見つけ出した後、プロセッサは、第２のクエリプロトコルを用いて、第２の通信リンクを介して、データファイルに記憶されるデータの少なくとも一部に、アクセスする。

この発明の利点は、既存の通信標準規格を用いる情報共有の恩恵を保ちながら医療装置間において高性能データ転送を提供する方法およびシステムを提供することである。

この発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して以下に記載する。

この発明の実施例に従う、データファイルにアクセスするためのシステムの単純化されたブロック図である。 この発明の実施例に従う、データファイルにアクセスするためのシステムの単純化されたブロック図である。 この発明の実施例に従う、データファイルにアクセスするための方法の単純化された流れ図である。 この発明の実施例に従う、データファイルにアクセスするための方法の単純化された流れ図である。

発明の実施例の詳細な説明
他の態様で定義されない場合、ここに用いられる技術用語および科学用語はすべて、この発明が属する技術における通常の熟練者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。ここに記載されるものに類似または等価である任意の方法および材料がこの発明の実施または試験で用いられ得るが、好ましい方法および材料を記載する。

ここにおける以下の好ましい実施例の記載は、単純化のため、ＰＡＣＳネットワークにおけるデータ通信を参照するが、好ましい実施例はそれに限定されず、クライアントサーバコンピュータネットワークから大きなデータファイルにアクセスする一方で、制約的な標準規格がパフォーマンスを低減するような、多数の他の分野で適用可能なことは、当業者には明らかである。

図１および図２を参照して、ここにおいて以下に記載されるこの発明の好ましい実施例に従ってデータファイルにアクセスするための方法を実現するためのサーバコンピュータ１００を含むシステムが示される。図１は、既存の病院ネットワークへのサーバコンピュータ１００の統合を示し、一方、図２は、データファイルにアクセスするための方法の実施例を、同じ参照符号は同じ構成要素を示しながら、より詳細に示す。

当業者には明らかとなるように、サーバコンピュータ１００は、図１および図２に示される病院環境での画像化適用例に限定されず、見るために表示データを生成するために大きなファイルを処理するようなさまざまな他の適用例においても実現可能である。たとえばＭＲＩ画像化装置のような医用画像化装置１０３を用いて得られる画像データが、ＰＡＣＳデータベース１０２に転送される（１）。

既存のＰＡＣＳ技術およびソフトウェアを用いて、ＰＡＣＳデータベース１０２に記憶されるデータファイルが、データベースから検索され、たとえば診断ワークステーション１１０Ａ，１１０Ｂに、ＤＩＣＯＭ通信プロトコルを用いて転送され（２、２ｂ）、そこで、データファイルは、医師が見るために処理される。診断ワークステーションは、ＰＡＣＳデータベース１０２に、たとえば、病院ネットワークなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続される（２）か、または遠隔に、たとえば広域エリアネットワーク（ＷＡＮ）もしくはインターネット（登録商標）を介して接続される（２ｂ）。

この発明の好ましい実施例に従う、データファイルにアクセスするための方法を用いて、データファイルを、サーバコンピュータ１００を用いて処理する。マウスおよびキーボードコマンドをサーバコンピュータ１００に送り（４）、画像処理を、コマンドに依って、サーバコンピュータ１００により実行し、結果の画像を示すビューデータを、表示のために、診断ワークステーションに送り返す（４）。画像処理を実行するために、サーバコンピュータ１００は、異なる接続１１５、１１６、およびそれぞれの接続に関連付けられる異なる通信プロトコルを用いて、異なるタイプのデータにアクセスする（３）。ＰＡＣＳデータベース１０２のＤＩＣＯＭクエリプロトコルに従い、通常の病院ネットワーク１１５においてＤＩＣＯＭ通信プロトコルを用いて、メタデータにアクセスし、既存の通信標準規格を用いた情報共有を可能にし、一方で、高性能接続１１６を、非ＤＩＣＯＭクエリプロトコルおよび非ＤＩＣＯＭ通信プロトコルとともに用いて、画像または大量データにアクセスする。

既存のシステムにおいては、サーバコンピュータは、ＤＩＣＯＭクエリ／検索または他の転送プロトコルのうちの１つまたはいくつかを用いて、ＰＡＣＳデータベースとインターフェイスされる。ＤＩＣＯＭ転送プロトコルを用いて、データファイルが、エンドツーエンドから、サーバコンピュータに転送され、その結果、大きな転送時間がもたらされる。たとえデータファイルがローカルに記憶されている場合でも、ＤＩＣＯＭ転送プロトコルは、典型的には、ローカルループバックインターフェイスを用いたデータファイルの転送を必要とする。しかしながら、この発明の好ましい実施例に従う、データファイルにアクセスするための方法を用いるシステムでは、標準ネットワーク１１５上のＤＩＣＯＭ通信を、専用の高性能接続１１６上の高性能データ転送から分離することは、データ複製−つまり、処理のためにサーバコンピュータ１００のメモリにデータファイルを記憶すること−、およびＰＡＣＳデータベース１０２とサーバコンピュータ１００との間におけるデータファイルの転送の必要性を回避し、全体のシステムのパフォーマンスを実質的に増大させる。

図３を参照して、この発明の好ましい実施例に従う、データファイルにアクセスするための方法が提供される。この方法は、図１および図２に示されるシステムを用いて実現される。複数のデータファイルが、たとえば、ＰＡＣＳデータベースなどのようなデータベース１０２に記憶され、それらのデータファイルは、標準的なＤＩＣＯＭクエリプロトコル以外のデータベース１０２のクエリプロトコルに従ってアクセス可能である。サーバコンピュータ１００は、第１の通信リンク１１５および第２の通信リンク１１６を介して、データベース１０２に接続される。サーバコンピュータ１００は、データベース１０２のクエリプロトコルに従ってデータファイルにアクセスするためのインターフェイスを含む。たとえば診断ワークステーションなどのようなクライアントコンピュータ１１０Ａ、１１０Ｂが、サーバコンピュータ１００に通信ネットワークを介して接続され、たとえば、クライアントコンピュータ１１０ＡはＬＡＮ１０８を介して接続され、クライアントコンピュータ１１０ＢはインターネットなどのようなＷＡＮ１０９を介して接続される。各クライアントコンピュータは、プロセッサ１１２Ａ，１１２Ｂ、およびメモリ１１４Ａ，１１４Ｂを含む。１０で、サーバコンピュータ１００のプロセッサ１０４は、クライアントコンピュータ１１０Ａ、１１０Ｂのうちの１つのプロセッサ１１２Ａ，１１２Ｂから、データベース１０２に記憶される複数のデータファイルのうちのあるファイルにアクセスするための要求を受信する。サーバコンピュータ１００のプロセッサ１０４は、ついで、第１のクエリプロトコル、たとえば、標準的なＤＩＣＯＭクエリプロトコルを用いて、第１の通信リンク１１５を介して、データベース１０２において、利用可能なデータファイルを示すテーブルにアクセスする（１２）。サーバコンピュータ１００のプロセッサ１０４は、ついで、そのテーブルに依って、データベース１０２に記憶される利用可能なデータファイルのリストを生成し（１４）、それを、ついで、クライアントコンピュータ１１０Ａ、１１０Ｂの１つにおいて、ユーザに対し、人間が理解可能な態様で呈示する（１６）。クライアントコンピュータ１１０Ａ、１１０Ｂの１つに接続されるユーザインターフェイスを用いて、ユーザは、アクセスされるべきデータファイルを示すデータを提供する（１８）。代替的に、ステップ１２から１８を省略して、アクセスされるべきデータファイルは、サーバコンピュータ１００のプロセッサ１０４によって、たとえば、データファイルへのアクセスを必要とするアプリケーションプログラムの実行中に判断されてもよい。２０で、サーバコンピュータ１００のプロセッサ１０４は、ＰＡＣＳデータベース１０２においてデータファイルを見つけ出すのに用いる第１のクエリプロトコル、たとえば標準的なＤＩＣＯＭクエリプロトコルに従って、−接続１１５を介して−、データファイルに関する関連の記述データ−「メタデータ」−にアクセスする。プロセッサ１０４は、ついで、メタデータに依って、データベース１０２においてデータファイルを見つけ出す（２２）。データファイルを見つけ出した後、プロセッサ１０４は、第２のクエリプロトコル−高性能クエリプロトコル−を用いて、第２の通信リンク１１６−高性能接続−を介して、データファイルに記憶されるデータの少なくとも一部にアクセスする。（２４）。プロセッサ１０４を用いて、データファイルに記憶されるデータの少なくとも一部が処理され（２６）、ビューデータがそれに依って生成される。２８で、ビューデータはクライアントコンピュータ１１０Ａ、１１０Ｂの１つに送信され、人間が理解可能な態様で表示される（３０）。代替的に、ステップ２６〜３０を省略し、たとえば、アプリケーションプログラムの実行中に、ビューデータ以外のデータを判断するために、データファイルへのアクセスが必要とされる。

この発明の好ましい実施例に従う、データファイルにアクセスするための方法は、たとえば、サーバコンピュータ１００のプロセッサ１０４を用いて、記憶媒体、たとえばメモリ１０６に記憶される実行可能なコマンドを実行することにより、行われる。

サーバコンピュータ１００およびデータベース１０２は、データベース１０２のクエリプロトコルに従ってデータベースアクセスを開発するために、たとえば、ＡＰＡＣＨＥ ＴＯＭＣＡＴサーバコンピュータおよびＤＣＭ４ＣＨＥＥと称されるオープンソースＰＡＣＳサーバを用いて実現される。クライアントコンピュータ１１０Ａ、１１０Ｂのユーザは、ＰＡＣＳサーバのデータベース１０２において利用可能なデータファイルのリストを呈示され、それを、たとえば、「ＴＯＭＣＡＴ」上のＪａｖａ（登録商標）サーバページ（ＪＳＰ)およびサーブレットを用いて、動的に埋める。リストを表示するために、サーバは、利用可能なデータファイルのリストおよびディスク上の位置−ネットワークファイルシステム（ＮＦＳ)を用いてローカルまたは遠隔−について、「ＤＣＭ４ＣＨＥＥ」データベースにおけるテーブルに問合せる。たとえば、「ＤＣＭ４ＣＨＥＥ」は「postgres」をバックエンドＰＡＣＳデータベースとして用い、クエリは構造化照会言語（ＳＱＬ）を用いる。

ユーザがリンクをクリックして、選択されたデータファイルをロードすると、クライアントコンピュータのプロセッサは、たとえば、「ＨＴＴＰ ＧＥＴ」を用いて、要求を送る。サーバコンピュータ１００は、ＧＥＴパラメータを対応のＳＱＬクエリと一致させるサーブレットを用い、ついで、データをディスク上の適切な位置からロードする。

インターフェイスのカスタマイゼーションは、データベースおよびフロントエンドＰＡＣＳサーバに問合せるサーブレット間で起こり、つまり、カスタマイゼーションは、適切なデータベースプロトコル−接続およびスキーマ−を用いてＰＡＣＳデータベースに問合せるサーブレットの提供を含む。「ＤＣＭ４ＣＨＥＥ」データベースの場合、それはpostgresおよびＳＱＬおよび「ＤＣＭ４ＣＨＥＥ」スキーマである。一部のＰＡＣＳデータベースは、ＯＲＡＣＬＥ（登録商標）を用い、それに対しては、ＯＲＡＣＬＥ（登録商標）インターフェイス−データベースに問合せ、適切なテーブルを見つけ出すためのＪａｖａ（登録商標）サーブレットに基づく−が提供される。他のタイプのデータベースのためのインターフェイスも、類似の態様で提供される。

好ましくは、サーバコンピュータ１００は、内部データローダを含む。データローダは、たとえば、−ＤＩＣＯＭを含む−さまざまなデータフォーマットのロードを可能にするプラグインアーキテクチャ上に構築される。データローダは、ＤＩＣＯＭラッパーを構文解析し、生画素データをメモリにロードする。この処理は、たとえば、データ前処理ステップにおける、ソースＤＩＣＯＭデータファイルの、ディスク上の他のタイプのデータファイルへの再書込みを回避する。ＤＩＣＯＭはオープン規格であるため、それは、ＤＩＣＯＭ通信プロトコルを用いる、任意のＰＡＣＳデータベースに記憶されるデータの公開を可能にする。

サーバコンピュータ１００は、好ましくは、たとえばストライプ化された、イーサネット（登録商標）、ファイバチャネル、またはインフィニバンドなどのような高帯域幅接続を介して、データベース１０２に接続される。ＤＩＣＯＭ通信を高性能画像データ通信から分離することは、ＤＩＣＯＭ通信に影響を与えたり、病院ローカルエリアネットワークのリソースを消費することなく、高性能画像データ通信の最適化を可能にする。

この発明は、好ましい実施例に関してここに記載された。しかしながら、ここに記載されるようなこの発明の範囲から逸脱することなく、多くの変形例および修正例が可能であることは当業者にとって明らかである。排他的な所有権または特権が主張されるこの発明の実施例は、特許請求の範囲にあるように規定される。

Claims (20)

1. サーバコンピュータが実施するデータアクセスの方法であって、
   前記サーバコンピュータは、第１の通信リンクと、当該第１の通信リンクとは分離した第２の通信リンクとを介して、複数のデータファイルを記憶したデータベースに接続され、
   前記データベースは、前記複数のデータファイルを示すデータを有したテーブルを含み、
   前記方法は、
   第１のクエリプロトコルを用いて、前記第１の通信リンクを介して、前記データベースの前記テーブルにアクセスするステップと、
   前記テーブルのデータに依って、前記データベースに記憶される前記複数のデータファイルのリストを生成するステップと、
   前記リストを、ユーザに対し、人間が理解可能な態様で呈示するステップと、
   前記リストからユーザが選択したデータファイルを示すデータに基づき、前記第１のクエリプロトコルを用いて、前記第１の通信リンクを介して、前記データベースにおいて、当該データファイルを見つけ出すステップと、
   前記第１のクエリプロトコルとは相違する第２のクエリプロトコルを用いて、前記第２の通信リンクを介して、前記データベースにおいて、前記見つけ出すステップにおいて見つけ出されたデータファイルに記憶されるデータの少なくとも一部にアクセスするステップとを含む、方法。
2. 前記アクセスするステップは、
   前記見つけ出されたデータファイルのロードのユーザ要求に基づき、前記第２のクエリプロトコルに従って、前記データベースへ、当該データファイルを問合せるステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記データファイルは、データを記憶し、
   前記データファイルの中のデータにアクセスするために前記データファイルを構文解析するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記データベースのデータは、前記第１の通信リンクを介して、第１の通信プロトコルに従って送信される、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第２のクエリプロトコルは、前記データベースのクエリプロトコルであり、前記データファイルに記憶されるデータは、前記第２の通信リンクを介して、前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルに従って送信される、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１のクエリプロトコルは、ＤＩＣＯＭクエリプロトコルであり、前記第１の通信プロトコルは、ＤＩＣＯＭ通信プロトコルである、請求項５に記載の方法。
7. 前記複数のデータファイルはＰＡＣＳデータベースに記憶される、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記サーバコンピュータを用いて、前記データファイルに記憶されるデータの前記少なくとも一部を処理し、それに依ってビューデータを生成するステップと、
   前記ビューデータを、通信ネットワークを介して前記サーバコンピュータに接続されるクライアントコンピュータに送信するステップと、
   前記クライアントコンピュータを用いて、前記ビューデータを、人間が理解可能な態様で表示するステップとをさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. サーバコンピュータのプロセッサにおいて実行するための実行可能なコマンドを記憶する記憶媒体であって、前記サーバコンピュータは、複数のデータファイルを記憶したデータベースに第１の通信リンクおよび当該第１の通信リンクとは分離した第２の通信リンクを介して接続され、前記データベースは、前記複数のデータファイルを示すデータを有したテーブルを含み、前記プロセッサは、前記コマンドを実行すると、
   第１のクエリプロトコルを用いて、前記第１の通信リンクを介して、前記データベースの前記テーブルにアクセスするステップと、
   前記テーブルのデータに依って、前記データベースに記憶される前記複数のデータファイルのリストを生成するステップと、
   前記リストを、ユーザに対し、人間が理解可能な態様で呈示するステップと、
   前記リストからユーザが選択したデータファイルを示すデータに基づき、前記第１のクエリプロトコルを用いて、前記第１の通信リンクを介して、前記データベースにおいて、当該データファイルを見つけ出すステップと、
   前記第１のクエリプロトコルとは相違する第２のクエリプロトコルを用いて、前記第２の通信リンクを介して、前記データベースにおいて、前記見つけ出すステップにおいて見つけ出されたデータファイルに記憶されるデータの少なくとも一部にアクセスするステップとを実行する、記憶媒体。
10. コンピュータであって、
    前記コンピュータは、第１の通信リンクと、当該第１の通信リンクとは分離した第２の通信リンクとを介して、複数のデータファイルを記憶したデータベースに接続され、
    前記データベースは、前記複数のデータファイルを示すデータを有したテーブルを含み、前記コンピュータは、さらに、
    第１のクエリプロトコルを用いて、前記第１の通信リンクを介して、前記データベースの前記テーブルにアクセスする手段と、
    前記テーブルのデータに依って、前記データベースに記憶される前記複数のデータファイルのリストを生成する手段と、
    前記リストを、ユーザに対し、人間が理解可能な態様で呈示する手段と、
    前記リストからユーザが選択したデータファイルを示すデータに基づき、前記第１のクエリプロトコルを用いて、前記第１の通信リンクを介して、前記データベースにおいて、当該データファイルを見つけ出す手段と、
    前記第１のクエリプロトコルとは相違する第２のクエリプロトコルを用いて、前記第２の通信リンクを介して、前記データベースにおいて、前記見つけ出されたデータファイルに記憶されるデータの少なくとも一部にアクセスする手段とを含む、コンピュータ。
11. 前記アクセスする手段は、
    前記見つけ出されたデータファイルのロードのユーザ要求に基づき、前記第２のクエリプロトコルに従って、前記データベースへ、当該データファイルを問合せる手段をさらに含む、請求項１０に記載のコンピュータ。
12. 前記データファイルは、データを記憶し、
    前記データファイルの中のデータにアクセスするために前記データファイルを構文解析する手段をさらに含む、請求項１０または１１に記載のコンピュータ。
13. 前記データベースのデータは、前記第１の通信リンクを介して、第１の通信プロトコルに従って送信される、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のコンピュータ。
14. 前記第２のクエリプロトコルは、前記データベースのクエリプロトコルであり、前記データファイルに記憶されるデータは、前記第２の通信リンクを介して、前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルに従って送信される、請求項１３に記載のコンピュータ。
15. 前記第１のクエリプロトコルは、ＤＩＣＯＭクエリプロトコルであり、前記第１の通信プロトコルは、ＤＩＣＯＭ通信プロトコルである、請求項１４に記載のコンピュータ。
16. 前記複数のデータファイルはＰＡＣＳデータベースに記憶される、請求項１０から１５のいずれか１項に記載のコンピュータ。
17. 前記データファイルに記憶されるデータの前記少なくとも一部を処理し、それに依ってビューデータを生成する手段と、
    前記ビューデータを、通信ネットワークを介して前記コンピュータに接続されるクライアントコンピュータに送信する手段と、
    前記クライアントコンピュータを用いて、前記ビューデータを、人間が理解可能な態様で表示する手段とをさらに含む、請求項１０から１６のいずれか１項に記載のコンピュータ。
18. 前記呈示するステップは、
    前記リストを、通信ネットワークを介して前記サーバコンピュータに接続されるクライアントコンピュータに送信するステップと、
    前記クライアントコンピュータを用いて、前記リストを、人間が理解可能な態様で呈示するステップと、を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記呈示するステップは、
    前記リストを、通信ネットワークを介して前記サーバコンピュータに接続されるクライアントコンピュータに送信するステップと、
    前記クライアントコンピュータを用いて、前記リストを、人間が理解可能な態様で呈示するステップと、を有する、請求項９に記載の記憶媒体。
20. 前記呈示する手段は、
    前記リストを、通信ネットワークを介して前記コンピュータに接続されるクライアントコンピュータに送信する手段と、
    前記クライアントコンピュータを用いて、前記リストを、人間が理解可能な態様で呈示する手段と、を有する、請求項１０から１７のいずれか１項に記載のコンピュータ。

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