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요약

이 작업은 개의 체성 감각 시스템을 평가하기 위한 기계적 및 고온 열 정량적 감각 테스트를 위한 표준 프로토콜을 설명합니다. 감각 역치는 전자 von Frey 마취계, 압력 알고리즘계 및 고온 접촉 열도를 사용하여 측정됩니다.

초록

정량적 감각 검사(QST)는 적용된 기계적 및 열적 자극에 대한 반응을 평가하여 개의 체성 감각 시스템의 기능을 평가하는 데 사용됩니다. QST는 정상적인 개의 감각 역치를 결정하고 골관절염, 척수 손상 및 두개골 십자 인대 파열을 포함한 다양한 질병 상태로 인한 말초 및 중추 감각 경로의 변화를 평가하는 데 사용됩니다. 기계적 감각 역치는 전자 von Frey 마취계와 압력 알고리즘으로 측정됩니다. 그들은 개가 의식적인 자극 지각을 나타내는 반응을 나타내는 힘으로 결정됩니다. 고온 열 감각 임계값은 접촉 열도에 의해 적용되는 고정 또는 램프 온도 자극에 반응하는 대기 시간입니다.

QST를 수행하기 위한 일관된 프로토콜을 따르고 테스트 환경, 절차 및 개별 연구 대상에 대한 세부 사항에 주의를 기울이는 것은 개에 대한 정확한 QST 결과를 얻는 데 중요합니다. 개의 QST 데이터의 표준화된 수집을 위한 프로토콜은 자세히 설명되지 않았습니다. QST는 반려견, QST 운영자 및 핸들러에게 편안한 조용하고 산만하지 않은 환경에서 수행해야 합니다. 개가 각 측정에 대해 침착하고 편안하며 적절한 위치에 있는지 확인하면 자극에 대한 신뢰할 수 있고 일관된 반응을 생성하고 테스트 프로세스를 보다 쉽게 관리할 수 있습니다. QST 운영자와 핸들러는 개를 다루고 잠재적으로 고통스러울 수 있는 자극에 대한 개의 행동 반응을 해석하여 테스트의 종점을 결정하고 스트레스를 줄이며 테스트 과정에서 안전을 유지하는 데 익숙하고 편안해야 합니다.

서문

정량적 감각 검사(QST)는 외부에서 적용된 자극에 의해 유도된 반응을 평가합니다. 인간과 동물의 체성감각계의 기능을 평가하는 데 사용된다1. 점상 압력 또는 깊은 압력의 형태로 기계적 자극이 램프 자극으로 적용됩니다. 감각 역치는 정신물리학적 반응을 유발하는 힘으로 결정된다1. 뜨겁거나 차가운 열 자극은 램프 자극 또는 고정 강도 자극으로 사용할 수 있습니다. 감각 역치는 자극에 반응하는 반응 또는 대기 시간이 있는 온도로 결정됩니다. 점상 압력 감각 역치는 전자 von Frey 마취계 또는 von Frey 모발 필라멘트를 사용하여 측정하고, 심압은 휴대용 압력 알고리즘계를 사용하여 측정하고, 열 감각 역치는 다양한 접촉 열화상 시스템을 사용하여 측정합니다.

QST는 말초 및 중추 감각 경로의 기능에 대한 정보를 제공하며, 다양한 질병 과정, 특히 만성 통증을 유발하는 과정에서 이러한 감각 경로의 변화(가소성)를 평가하는 데 사용할 수 있다1. Meissner의 소체는 점상 압력을 감지하고, 감각은 자극이 유해한 강도 1,2 일 때 무독성 수준의 Aβ 구 심성 섬유와 Aδ 구 심성 섬유에 의해 전달됩니다. 깊은 압력은 파시니안 소체에 의해 감지되고 C 구심성 섬유에 의해 전달되고, 유해한 열은 루피니 소체에 의해 감지되고 Aδ 및 C 구심성 섬유에 의해 전달되며, 유해한 추위는 크라우스 소체에 의해 감지되고 C 구심성 섬유에 의해 전달됩니다 1,2. QST는 이러한 수용체 및 경로의 억제(민감도 감소, 감각 저하) 및 촉진(민감도 증가, 감각 과민)을 모두 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 개에서 QST는 급성 척수 손상 3,4,5, 키아리 유사 기형 및 척수공동증6, 두개골 십자인대 파열5,7 및 골관절염(OA)8,9,10에 이차적인 감각 역치의 변화를 평가하는 데 사용되었습니다. 또한, 일부 연구에서는 QST를 사용하여 특정 진통제6,11,12,13 및 수술14에 의해 제공되는 통증 완화를 평가했다. 이러한 연구는 수술 후 말초 및 중추 감작에 대한 증거와 두개골 십자 인대 파열 및 OA와 같은 만성 통증 상태를 유발하는 질병과 같은 개의 통증 감각 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다. 이 정보는 개의 통증 감지 및 치료를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

개의 기계적 및 고온 열 QST에 대한 검증 연구는 OA 8,9,15,16의 만성 통증이 있는 개에서 시간이 지남에 따라 QST 결과의 우수한 타당성, 반복성 및 신뢰성을 보여주었습니다. 그러나 여러 연구에서 저온 열 및 때때로 von Frey QST 1,15,17의 반복성과 신뢰성이 좋지 않은 것으로 나타났습니다. 이 연구에서는 서로 다른 장비와 방법론을 사용했지만 기계적 및 고온 열 QST가 개의 감각 역치를 측정하는 정확하고 반정량적인 방법이라는 증거를 제공했습니다. 그러나 측정 설정을 포함한 정확한 세부 사항에 주의를 기울이는 것은 개의 QST를 최적화하는 데 중요하므로 QST에 대한 표준화된 프로토콜이 필요합니다. Sanchis-Mora et al. 기계적 및 고온 및 저온 열 QST에 대한 감각 역치 검사 프로토콜(STEP)을 자세히 설명했지만 개가 저온 열 QST 또는 연구에 사용된 가장 높은 그램 힘 폰 프레이 필라멘트에 반응하지 않는 데 어려움을 겪었습니다17. 다음 프로토콜은 개의 기계적 및 고온 열 QST에 대한 표준 방법을 제공합니다. 이 프로토콜은 체성 감각 시스템에 영향을 미치는 다양한 질병 과정이 있는 정상 개 또는 개의 감각 역치를 평가할 수 있습니다. 표준화된 프로토콜의 개발은 수의학에서 QST의 유용성을 개선하기 위해 연구 및 데이터 메타 분석 전반에 걸쳐 결과를 비교할 수 있도록 할 수 있습니다.

프로토콜

모든 절차는 노스 캐롤라이나 주립 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받았습니다.

1. 방 설정 및 연구 과목 적응

  1. QST 운영자, 핸들러 및 모든 크기의 개가 편안하게 이동할 수 있는 충분한 공간이 있는 전용 공간에서 QST를 수행하십시오. 잠재적인 청각 및 시각적 산만함을 최소화하고 백색 소음 기계를 사용하여 주변 소리를 차단합니다.
  2. 큰 요가 매트 또는 이와 유사한 패딩을 바닥에 놓아 개가 테스트하는 동안 옆으로 누운 자세에서 편안하도록 합니다.
  3. 개가 최소 10분 동안 자유롭게 방을 탐색하고 적응할 수 있도록 하고 QST 운영자 및 핸들러와 편안하게 지낼 수 있도록 하십시오. 방에 신선한 물을 제공하고 가끔 음식 보상을 제공하십시오.
  4. 동전 던지기로 테스트 사이트(왼쪽 또는 오른쪽)를 무작위로 지정합니다. 족근중족골 관절과 중족지절관절 사이의 중간에 있는 세 번째와 네 번째 중족골의 등쪽 표면 사이의 공간을 중심으로 약 2 x 4cm 크기의 털 부분을 자릅니다. 척골 위의 상완 전수골 관절 바로 근위부에 있는 외측 전완에 약 1 x 2cm의 털 부분을 자릅니다.

2. 전자 von Frey 마취계

  1. 기기 설정
    1. 단단한 0.9mm von Frey 팁을 로드셀에 부드럽게 적용하고 로드셀이 핸드피스에 단단히 고정되었는지 확인합니다. M0 채널을 통해 핸드피스의 코드를 녹음 장치에 연결합니다(그림 1A,B).
    2. 녹음 장치를 켜고 MAX 버튼을 눌러 개가 적용된 자극에 반응할 때 달성되는 최대 힘을 장치가 기록하고 표시하도록 합니다(그림 1C).
    3. CLR 버튼을 눌러 계측기를 영점 조정하십시오.
  2. 데이터 수집
    1. 문턱을 측정하기 위해 개를 옆으로 누운 상태로 놓으십시오.
      알림: 개는 왼쪽 팔다리의 역치를 측정하기 위해 오른쪽 측면 누운 자세로 배치되거나 오른쪽 팔다리의 역치를 측정하기 위해 왼쪽 측면 누운 자세로 배치됩니다. 구두 신호가 주어졌을 때 개가 기꺼이 옆으로 누운 자세로 눕지 않으면 QST 운영자와 핸들러가 수동으로 개를 옆으로 누운 상태로 눕힐 수 있습니다.
    2. 개를 옆으로 누운 상태로 비교적 고요하게 유지하기 위해 필요에 따라 최소한에서 중간 정도의 구속을 가하십시오.
      참고: 처리기가 이 단계를 수행합니다.
    3. 개가 차분하고 편안해지면 자극을 가하고 테스트 중인 팔다리가 최소 70% 확장됩니다. 테스트 중인 팔다리를 부드럽게 수동으로 지지하여 팔다리가 바닥에서 떨어지지 않도록 하고 개가 팔다리를 빼는 것을 방지하지 않으면서 힘을 가할 수 있도록 안정적인 지지대를 제공합니다.
      참고: QST 운영자가 이 단계를 수행합니다.
    4. von Frey 팁을 테스트 부위의 피부에 수직으로 바릅니다. 개가 피부에 대한 폰 프레이 팁의 감각으로 인해 반사 움직임(예: 힘이 가해지기 전에 발이 경련을 일으키거나 팔다리가 빠지는 경우)을 보이는 경우 폰 프레이 팁을 다시 적용하기 전에 개가 사지를 다시 이완하도록 합니다. 피부가 반사 운동을 일으키지 않을 때 von Frey 팁을 적용하여 측정하십시오.
    5. 개가 팔다리를 빼거나, 발성을 내거나, 자극을 보기 위해 몸을 돌리거나, 자극에 대한 의식적 인식을 나타내는 다른 움직임이나 행동 반응을 보일 때까지 von Frey 팁(~20g/sec)으로 꾸준히 증가하는 힘을 가합니다. 개가 팔다리를 빼거나 최대 힘에 도달하면 자극을 제거하십시오.
      알림: 1,000g을 초과하지 마십시오.
    6. 기록 장치에 표시되는 최대 힘을 기록합니다.
      참고: 1,000g의 힘의 안전 컷오프에 도달하면 1,000g이 감각 역치로 기록되며 안전 컷오프 전에 반응이 없었음을 알 수 있습니다.
    7. 총 5번의 시도에 대해 측정을 반복하고 각 측정 사이에 1분의 여유를 둡니다(시행 간 간격). CLR 버튼을 눌러 각 단계 사이에 계측기를 영점 조정합니다.
      1. 개가 구속 없이 또는 최소한의 구속 없이 비교적 침착하고 이완된 상태를 유지하는 경우 시험 간 간격 동안 개가 옆으로 누운 상태를 유지하도록 허용하십시오. 그렇지 않으면 개가 편안함을 유지하기 위해 QST 룸에 앉거나 서거나 움직일 수 있도록 하십시오. 후속 측정 전에 개를 옆으로 누운 상태로 다시 놓습니다.
    8. 데이터 수집의 용이성을 나타내기 위해 0-5의 타당성 점수를 기록합니다.
      참고: 타당성 점수는 다음과 같습니다: 0 = 문제 없음, 1 = 경미한 난이도, 2 = 보통 난이도, 3 = 상당한 난이도, 4 = 매우 어려움, 5 = 불가능. 타당성 점수를 할당하는 데 사용되는 루브릭은 표 1에 나와 있습니다.
    9. 뭉툭한 프로브 압력 알고리즘으로 측정을 시작하기 전에 개에게 5분 휴식을 주십시오.

3. 무딘 프로브 압력 알고리즘

  1. 기기 설정
    1. 작고 뭉툭한 프로브가 장치에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다(그림 2A).
    2. 녹음 장치를 켜고 화면에 메시지가 표시되면 MAX 버튼을 눌러 계속합니다. 단위가 화면 상단에 그램(g)으로 표시될 때까지 UNIT 버튼을 누릅니다(그림 2B).
    3. ZERO 버튼을 눌러 기기를 영점 조정하십시오.
  2. 데이터 수집
    1. 문턱을 측정하기 위해 개를 옆으로 누운 상태로 놓으십시오.
      알림: 개는 왼쪽 팔다리의 역치를 측정하기 위해 오른쪽 측면 누운 자세로 배치되거나 오른쪽 팔다리의 역치를 측정하기 위해 왼쪽 측면 누운 자세로 배치됩니다. 구두 신호가 주어졌을 때 개가 기꺼이 옆으로 누운 자세로 눕지 않으면 QST 운영자와 핸들러가 수동으로 개를 옆으로 누운 상태로 눕힐 수 있습니다.
    2. 개를 옆으로 누운 상태로 비교적 고요하게 유지하기 위해 필요에 따라 최소한에서 중간 정도의 구속을 가하십시오.
      참고: 처리기가 이 단계를 수행합니다.
    3. 개가 차분하고 이완되고 테스트 중인 팔다리가 약 70% 확장되면 자극을 가하십시오. 테스트 중인 팔다리를 부드럽게 수동으로 지지하여 팔다리가 바닥에서 떨어지지 않도록 하고 개가 팔다리를 빼는 것을 방지하지 않으면서 힘을 가할 수 있는 안정적인 지지를 제공합니다.
      참고: QST 운영자가 이 단계를 수행합니다.
    4. 뭉툭한 프로브를 테스트 중인 영역의 피부에 수직으로 적용합니다(그림 2C). 개가 피부에 무딘 탐침의 감각으로 인해 반사 움직임(예: 힘이 가해지기 전에 발이 경련을 일으키거나 팔다리가 빠지는 경우)을 보이는 경우 뭉툭한 탐침을 다시 바르기 전에 개가 사지를 다시 이완하도록 합니다. 뭉툭한 프로브를 피부에 도포해도 반사 운동이 일어나지 않을 때 측정하십시오.
    5. 개가 팔다리를 빼거나, 발성을 내거나, 자극을 보기 위해 몸을 돌리거나, 자극에 대한 의식적 인식을 나타내는 다른 움직임이나 행동 반응을 보일 때까지 프로브로 꾸준히 증가하는 힘(~20g/s)을 적용합니다. 개가 팔다리를 빼거나 최대 힘에 도달하면 자극을 제거하십시오.
      알림: 2,500g을 초과하지 마십시오.
    6. 기록 장치에 표시되는 최대 힘을 기록합니다.
      참고: 2,500g의 힘의 안전 컷오프에 도달하면 2,500g이 감각 역치로 기록되며 안전 컷오프 전에 반응이 없었음을 알 수 있습니다.
    7. 총 5번의 시도에 대해 측정을 반복하고 각 측정 사이에 1분을 허용합니다(시행 간 간격). ZERO 버튼을 눌러 각 단계 사이에 기기를 영점 조정하십시오.
      1. 개가 구속 없이 또는 최소한의 구속 없이 비교적 침착하고 편안한 상태를 유지하는 경우 시험 간 간격 동안 개가 옆으로 누운 상태를 유지하도록 허용하십시오. 그렇지 않으면 개가 편안함을 유지하기 위해 QST 룸에 앉거나 서거나 움직일 수 있도록 하십시오. 후속 측정 전에 개를 옆으로 누운 상태로 다시 놓습니다.
    8. 데이터 수집의 용이성을 나타내기 위해 0-5의 타당성 점수를 기록합니다.
      참고: 타당성 점수는 다음과 같습니다: 0 = 문제 없음, 1 = 경미한 난이도, 2 = 보통 난이도, 3 = 상당한 난이도, 4 = 매우 어려움, 5 = 불가능.
    9. 뜨거운 열 탐침으로 측정을 시작하기 전에 개에게 5분 휴식을 주십시오.

4. 뜨거운 열 프로브

  1. 기기 설정
    1. USB 케이블을 통해 체온 분석기를 컴퓨터에 연결하고 16 x 16mm 열전사가 분석기에 연결되어 있는지 확인합니다. 분석기를 켭니다.
    2. 컴퓨터에서 체온 분석기 소프트웨어를 열고 시작 메뉴에서 TSA II 분석기를 선택합니다. 분석기 자체 테스트에 대한 팝업 경고에서 확인을 클릭합니다. 자체 테스트 중에 열전사가 연구 대상에 연결되어 있지 않은지 확인하십시오.
    3. TEST( 테스트 ) 탭(오른쪽 상단)의 Select Patient(환자 선택 ) 프롬프트(화면 왼쪽)에서 목록의 이름을 두 번 클릭하여 적절한 환자를 선택합니다.
      1. 새 환자를 만들려면 테스트 탭 오른쪽에 있는 환자 탭을 클릭합니다. 왼쪽 하단 모서리에 있는 새 환자 아이콘을 클릭하고 환자 세부 정보(부서, 환자 이름과 성, ID, 성별 및 생년월일)를 입력합니다.
    4. 테스트 탭의 프로그램 선택 프롬프트 아래 목록에서 프로그램을 두 번 클릭하여 적절한 프로그램을 선택합니다.
      1. 새 프로그램을 만들려면 환자 탭 오른쪽에 있는 프로그램 탭을 한 번 클릭합니다. 왼쪽 하단 모서리에 있는 새 프로그램 아이콘을 클릭하고 프로그램 세부 정보를 입력합니다.
        참고: 이 프로토콜의 경우 프로그램 세부 정보는 표 2에 나와 있습니다. 테스트(TEST) 탭의 바디 사이트 선택(Select Body Site) 프롬프트에서 본체 사이트를 선택할 필요가 없습니다.
    5. 적절한 환자와 프로그램이 선택되면 테스트 탭에서 테스트로 이동 프롬프트를 클릭합니다. 왼쪽 하단 모서리에 있는 Pre-Test 버튼을 한 번 클릭하여 지정된 프로그램에 따라 분석기를 교정합니다.
    6. 사전 테스트가 완료되면 테스트 전 단추가 시작 단추로 바뀌고 테스트 창이 표시됩니다. 시작 단추를 눌러 테스트를 시작합니다(그림 3A).
    7. 열전사 케이블을 풀고 열전사에 쉽게 접근할 수 있는지 확인하십시오.
  2. 데이터 수집
    1. 열 잠복기를 측정하기 위해 개를 옆으로 누운 상태로 두십시오.
      알림: 개는 왼쪽 팔다리의 역치를 측정하기 위해 오른쪽 측면 누운 자세로 배치되거나 오른쪽 팔다리의 역치를 측정하기 위해 왼쪽 측면 누운 자세로 배치됩니다. 구두 신호가 주어졌을 때 개가 기꺼이 옆으로 누운 자세로 눕지 않으면 QST 운영자와 핸들러가 수동으로 개를 옆으로 누운 상태로 눕힐 수 있습니다.
    2. 개를 옆으로 누운 상태로 비교적 고요하게 유지하기 위해 필요에 따라 최소한에서 중간 정도의 구속을 가하십시오.
      참고: 처리기가 이 단계를 수행합니다.
    3. 개가 차분하고 편안해지면 자극을 가하고 테스트 중인 팔다리가 약 70% 확장됩니다. 개가 사지를 빼는 것을 방지하지 않으면서 사지가 바닥에서 떨어지지 않도록 테스트 중인 사지를 부드럽게 수동으로 지지하십시오. 또한 팔다리를 지지하는 손으로 스톱워치를 잡고 조작하십시오.
      참고: QST 운영자가 이 단계를 수행합니다.
    4. 테스트 중인 부위의 피부에 보온병을 바릅니다(그림 3B). 개가 피부에 보온병의 감각으로 인해 반사 움직임(예: 열이 가해지기 전에 발이 경련을 일으키거나 팔다리가 빠지는 경우)을 보이는 경우 보온병을 다시 바르기 전에 개가 사지를 다시 이완하도록 합니다. 피부에 thermode를 적용해도 반사 운동이 발생하지 않을 때 측정하십시오.
    5. 테스트 탭의 왼쪽 하단 모서리에 있는 시작 버튼을 클릭하여 테스트를 시작합니다.
      참고: QST 오퍼레이터는 핸들러에게 테스트를 시작하라는 신호를 보내고(예: 고개를 끄덕임) QST 오퍼레이터는 동시에 스톱워치를 시작합니다.
    6. 개가 팔다리를 빼거나, 발성을 내거나, 자극을 보기 위해 몸을 돌리거나, 자극에 대한 의식적 인식을 나타내는 다른 움직임이나 행동 반응을 나타내거나 스톱워치를 중지하는 동시에 최대 대기 시간에 도달할 때 열병을 제거하십시오.
      참고: QST 운영자가 이 단계를 수행합니다. 20초의 열화상 도포 또는 49°C의 최대 열전 온도를 초과하지 마십시오.
    7. 인출 대기 시간을 기록합니다. 열화상 도포 20초의 안전 컷오프에 도달하면 20초를 감각 대기 시간으로 기록하고 안전 차단 전에 응답이 없음을 확인합니다.
    8. 총 5번의 시도에 대해 측정을 반복하고 각 측정 사이에 1분을 허용합니다(시행 간 간격). End Test 버튼을 클릭한 다음 각 측정 사이의 Pre-Test 버튼을 클릭하여 열화상 가열을 중지하고 열군을 재교정하여 다음 응용 분야를 준비합니다.
      참고: 처리기가 이 단계를 수행합니다.
      1. 개가 구속 없이 또는 최소한의 구속 없이 비교적 침착하고 편안한 상태를 유지하는 경우 시험 간 간격 동안 개가 옆으로 누운 상태를 유지하도록 허용하십시오. 그렇지 않으면 개가 편안함을 유지하기 위해 QST 룸에 앉거나 서거나 움직일 수 있도록 하십시오. 후속 측정 전에 개를 옆으로 누운 상태로 다시 놓습니다.
    9. 데이터 수집의 용이성을 나타내기 위해 0-5의 타당성 점수를 기록합니다.
      참고: 타당성 점수는 다음과 같습니다: 0 = 문제 없음, 1 = 경미한 난이도, 2 = 보통 난이도, 3 = 상당한 난이도, 4 = 매우 어려움, 5 = 불가능.

결과

기계적 및 열적 QST는 정상적이고 건강한 개, OA와 같은 만성 통증 상태를 가진 개, 급성 척수 손상이 있는 개를 포함하여 다양한 임상 조건에서 연구 및 고객 소유 개 모두의 감각 역치를 감지하고 수술 후 통증 및 진통제의 효과를 평가하기 위해 수행되었습니다. 개의 QST에 대한 연구가 증가하고 있지만 테스트 양식에 대한 정상적인 값 범위는 확립되지 않았습니다. 그러나 여러 연구에서 개의 기?...

토론

개의 감각 역치를 반영하는 정확한 데이터를 수집하려면 개가 각 측정에 대해 가능한 한 침착하고 편안하며 적절한 위치에 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 이전 연구에서는 검사 환경 안팎의 요인으로 인한 억제 또는 주의산만으로 인한 동요가 QST 자극에 대한 개의 반응에 영향을 미친다고 지적했다 16. 개가 누운 자세나 구속으로 인해 동요하거나 주의가 산만해지면 측정을 ...

공개

저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.

감사의 말

저자는 QST를 위해 개를 다룬 Andrea Thomson, Jon Hash, Hope Woods 및 Autumn Anthony, 개를 선별하는 데 도움을 준 Masataka Enomoto, 고온 열 QST에 대한 프로토콜을 수립하는 데 기여한 Sam Chiu에게 감사드립니다.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Electronic von Frey anesthesiometerIITC Life Science Inc.Item # 23931Custom made with a 1000g max force load cell
Medoc Main Station softwareMedoc(supplied with TSA-II)
SMALGO: SMall Animal ALGOmeterBiosebModel VETALGO
TSA-II NeuroSensory AnalyzerMedocDC 00072 TSA-IINo longer manufactured - new model is TSA-2 with same probes and same function

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