대한생식의학회지 : 제 36 권제 4 호 2009 다낭난소증후군진단시복식초음파의유용성에관한연구 이화여자대학교의학전문대학원산부인과학교실 정경아 * 이운정 정혜원 Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome Kyung-Ah Jeong *, Woon-Jeong Lee, Hye Won Chung Department of Obstetrics and Gynecology, School of Medicine, Ewha Womans University Objective: The objective of the study was to determine the diagnostic performance of transabdominal ultrasound by receiver operating characteristic (ROC) curve analysis, in order to evaluate the usefulness in establishing the diagnosis of polycystic ovary syndrome (PCOS). Methods: Questionnaires were given to 8,793 reproductive women reviewed at Ewha Womans University Mokdong hospital. Ultrasound examinations were performed in 701 women with a transabdominal transducer. Transabdominal ultrasounds were performed in 185 normal control women (normal menstruation without hyperandrogenism or PCO morphology) and 248 PCOS patients according to National Institutes of Health (NIH) PCOS diagnosis criteria. ROC curves were calculated for ovarian volume and follicle number. Results: In normal control group, the mean age were 23.64±4.26 years old and the mean ovarian volume and follicle number were 6.03±1.89 cm 3 and 6.49±1.93, respectively. The ovarian volume showed an area under the ROC curve (AURC) of 0.761. A ovarian volume decision threshold >9 cm 3 had a sensitivity of 51.0% and a specificity of 91.4% for the diagnosis of PCOS. The follicle number showed an AURC of 0.733. A follicle number decision threshold 9 had a sensitivity of 54.9% and a specificity of 87.0% for the diagnosis of PCOS. A follicle number decision threshold 10 had a sensitivity of 53.2% and a specificity of 90.4%. A follicle number and a ovarian volume did not have a high diagnostic power for screening for PCOS. Conclusion: Our results suggest that transabdominal ultrasound assessment is not effective for the detection of PCOS in young women of reproductive age. [Korean. J. Reprod. Med. 2009; 36(4): 255-263.] Key Words: Transabdominal ultrasound, Polycystic ovary syndrome 다낭난소증후군은 1935년미국에서 Stein과 Leventhal에의해처음설명된질환으로 1 현재여성에서가장흔한내분비질환중하나이며, 2 배란장애로인한불임의가장흔한원인질환으로알려져있다. 3 다낭난소증후군은주로안드로겐과다와배란이상으로나타나며유전적요인이있는 주관책임자 : 정경아, 우 ) 158-710 서울특별시양천구목동 911-1, 이화의대부속목동병원산부인과 Tel: (02) 2650-2858, Fax: (02) 2647-9860 e-mail: ogjeong@ewha.ac.kr * This study was supported by the Center for Genome Science, Korea, National Institute of Health research contract (budgets: 2009-E-00484-00). 복잡한질환이다. 4 다낭난소증후군의 50~70% 환자에서인슐린저항성과고인슐린혈증이나타나므로, 제 2형당뇨병의위험성이높고 5 지질이상, 고혈압, 뇌혈관질환, 6 심혈관질환과 7 관련된다. 이는산과적합병증과도연관되어, 임신당뇨병, 임신고혈압, 자간전증의 8 위험성도증가한다. 다낭난소증후군의진단기준중초음파는최대난포개수와난소의부피를사용하고연구자마다기준치가다른데, ESHRE 진단기준에서는한쪽난소에 2~9 mm의난포가 12개이상있거나난소 - 255 -
다낭난소증후군의복식초음파 대한생식의학회지 부피가 10 cm 3 를넘는경우에다낭난소소견을보인다고정의하였다. 9,10 초음파진단의방법으로질식초음파가편리하고정확하나, 성경험이없는미혼여성에서직장초음파를원하지않거나월경중에질식또는직장초음파검사를받는것을꺼리는경우에복식초음파를시행한다. 복식초음파는소변을오래참고방광을충분히채워서검사를시행해야하므로질식초음파나직장초음파에비해검사를받을수있을때까지시간이오래소요되고또언제검사가가능할지정확하게예측할수가없어서검사를하는의사와검사를받는환자모두불편을감수해야하는단점이있다. 실제로다낭난소증후군으로진단받은여성중에서 30% 는초음파검사를거부하거나검사에필요한시설이없어서초음파를시행하지못하고연월경횟수와혈액검사만으로진단을받는다고한다. 다낭난소증후군의진단기준중 ESHRE 기준은난소초음파에서관찰되는다낭난소소견이진단기준에포함이되어있어서복식또는질식초음파검사가진단방법으로이용되고있으나, 2003년 ESHRE에서다낭난소증후군의초음파진단기준에대한합의안 (consensus) 을만든후에이에대한평가가엇갈리고있어다낭난소증후군진단을위한초음파진단기준의재정립에대한논의가되고있다. ESHRE 진단기준에서의다낭난소소견은난소의부피로표현되는난소의크기와전방난포 (preantral follicle) 의수를진단기준으로하는데각각의항목에대한기준치를정하는데있어서다양한시도가있어왔다. 따라서다낭난소증후군진단시초음파검사기준을적용하는경우에는초음파검사의유용성과정확도가매우중요하므로, 본연구는한국가임기여성에서다낭난소증후군을진단할때, 복식초음파를이용하는경우의유용성과정확도에대하여분석하여국내다낭난소증후군의진단기준마련에도움이되고자하였다. 연구대상및방법이화여자대학교목동병원에서 2008년 12월부터 2009년 8월까지 15~44세의가임기여성 8,793명을대상으로선별설문조사를시행하여추정사례 (probable case) 와추정대조군 (probable control) 으로판단된대상자 845명을대상으로검진을통하여다낭난소증후군을진단하였다. 다낭난소증후군은 National Institutes of Health (NIH) 기준에따라만성무배란과안드로겐과다 ( 임상적고안드로겐증또는고안드로겐혈증 ) 인경우에진단하였다. 11 만성무배란은 1년동안 10회미만의희발월경이있는경우로정의하였고, 임상적고안드로겐증은 modified Ferrimann Gallwey (FG) score가 8점이상인경우, 고안드로겐혈증은혈중테스토스테론농도가정상월경주기를가진대조군의 95 백분위수 (percentile) 이상인경우로정의하였다. 성경험이없는미혼여성에서직장초음파를원하지않거나월경중에검사를시행하였으므로질식또는직장초음파를꺼리는경우에복식초음파를시행하였다. 보다정확한진단을위해충분한물을마셔서방광을채우도록하였으며적절한초음파검사가가능할때까지검사를하는의사와검사를받는참여자모두계속기다리며반복검사하였으며가장잘보일때의결과를얻고검사를완료하였다. 모든검사는초기난포기 ( 월경제 2~7일이내 ) 에고해상도의 7 MHz 복식탐촉자 (transabdominal transducer) (LOGIQ 500 GE) 를사용하여난소를최대한확대하여검사하였다. 난소의가장긴종단면 (longitudinal cross-section) 에서내측변연 (inner margin) 에서외측변연 (outer margin) 으로스캔하면서본 2~9 mm 크기의난포의총수를난포개수로하였으며, 난소의부피는길이 (length) 넓이 (width) 두께 (thickness) 0.523로계산하였다. 복식초음파를시행한전체 701명의대상자중에서정상월경을하면서안드로겐과다및초음파의 - 256 -
제 36 권제 4 호, 2009 정경아 이운정 정혜원 Table 1. Clinical and hormonal features in controls and patients with PCOS Controls (n=185) PCOS (n=248) P value Age (years) 23.64±4.26 20.94±3.43 0.0001 Body mass index (kg/m 2 ) 21.62±10.52 22.63±3.89 0.167 Waist-hip ratio 0.798±0.051 0.826±0.055 0.0001 Percent body fat (%) 31.45±5.48 34.19±6.13 0.0001 FG score 3.03±2.12 6.74±4.39 0.0001 Testosterone (ng/dl) 45.01±12.54 66.79±19.04 0.0001 Calculated FT (ng/dl) 0.35±0.13 0.86±0.42 0.0001 SHBG (nmol/l) 120.37±65.39 67.30±43.57 0.0001 OV (cm 3 ) 6.03±1.89 9.91±5.06 0.0001 FN 6.49±1.93 9.35±3.52 0.0001 FG, Ferrimann Gallwey; FT, free testosterone; SHBG, sex hormone binding globulin; OV, ovarian volume; FN, follicle number Kyung-Ah Jeong. Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome. Korean J Reprod Med 2009. 다낭난소소견이없는정상대조군에서복식초음파를시행한 185명과초음파검사소견을제외하고 NIH 진단기준으로다낭난소증후군을진단받은 248명의환자에서복식초음파를시행한소견을비교분석하였다. 정상대조군과다낭난소증후군환자의임상적특성과호르몬검사결과의통계분석은 SPSS version 17.0 (SPSS Inc, Chicago, IL) 으로 Student's t-test를사용하여 p 값이 0.05 미만인경우에통계적으로유의한차이가있는것으로판정하였다. 정상대조군의 90 백분위수, 95 백분위수, 평균과 2 표준편차 (standard deviation) 값을토대로다낭난소증후군진단에적합한복식초음파의난포개수와난소부피를정하기위하여각각의값에대한 ROC (receiver operating characteristic) 곡선을그리고민감도와특이도를구하여 diagnostic power를계산하였다. 결과본원에서복식초음파를시행한가임기여성은 총 701명이었고, 이들전체의평균연령은 22.26± 4.14세 ( 최소 15- 최대 38세 ) 였다. 정상월경을하면서안드로겐과다및초음파에서의다낭난소소견이없었던정상대조군에서복식초음파를시행한대상자수가 185명이었으며, 이들정상대조군의평균연령은 23.64±4.26세 ( 최소 16- 최대 35세 ) 였다. 초음파검사에서다낭난소소견과무관하게 NIH 진단기준으로다낭난소증후군을진단받은환자중에서복식초음파를시행한 248명의소견을비교분석하였다. NIH 진단기준으로진단된다낭난소증후군환자의평균연령은 20.94±3.43세 ( 최소 15- 최대 34세 ) 였다. 정상대조군과다낭난소증후군환자의임상적특성과호르몬검사결과는 Table 1과같이허리- 둔부둘레비, 체지방율, 조모증점수 (FG score), 혈중총테스토스테론, 유리테스토스테론, 성호르몬결합단백수치와초음파로측정한난소부피, 난포개수의유의한차이가있었다. 정상대조군의복식초음파결과, 평균난소부피는 6.03±1.89 cm 3 ( 최소 1.55- 최대 9.94 cm 3 ) 였다. 정상대조군에서 90 백분위수, 95 백분위수, 평균과 - 257 -
다낭난소증후군의복식초음파 대한생식의학회지 2 표준편차값은각각 8.67 cm 3, 9.37 cm 3, 9.80 cm 3 였다 (Table 2). ROC 곡선을그리고, 90 백분위수, 95 백분위수, 평균과 2 표준편차값을반올림으로소수점을처리한정수인 9 cm 3, 10 cm 3 에대하여민감도와특이도를구하면 Table 3, Figure 1과같았다. 복식초음파로측정한난소부피를진단에이용하였을때, AURC (area under the ROC curve) 가 0.761로 0.75 이상이었으나, 난소부피 >9 cm 3 기준에서는민감도가 51.0%, 특이도가 91.4%, 난소부피 >10 cm 3 기준에서는민감도 42.1%, 특이도 100.0% 로민감도가낮아다낭난소증후군선별진단에사용하기에는적합하지못했다. 정상대조군의복식초음파결과평균난포개수는 6.49±1.93개 ( 최소 2- 최대 10개 ) 였다. 정상 Table 2. Mean ovarian volume (OV) and follicle number (FN) by TAS in normal control group OV (cm 3 ) (n=185) FN (n=177) Mean 6.034 6.486 Standard deviation (S.D.) 1.885 1.928 Minimum 1.55 2.00 Maximum 9.94 10.00 90th percentile 8.668 9.200 95th percentile 9.372 10.000 Mean +2 S.D. 9.804 10.342 Kyung-Ah Jeong. Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome. Korean J Reprod Med 2009. 대조군에서 90 백분위수, 95 백분위수, 평균과 2 표준편차값은각각 9.20개, 10.00개, 10.34개였다 (Table 2). 90 백분위수, 95 백분위수, 평균과 2 표준편차값에서반올림으로소수점을처리한정수인난포개수 9개, 10개를토대로다낭난소증후군진단에적합한복식초음파의난포개수를정하기위하여 ROC 곡선을그리고, 민감도와특이도를구한결과, Table 3, Figure 2와같았다. 복식초음파로검사한난포개수를다낭난소증후군의진단에사용한결과, AURC가 0.733으로난포개수 9개기준일때, 민감도 54.9%, 특이도 87.0% 였으며, 난포개수 10개기준일때, 민감도 53.2%, 특이도 90.4% 였다. AURC가 0.75에미치지못하는값이면서민감도가낮아난포개수도다낭난소증후군의선별검사에이용하기에는부적합하였다. 고찰다낭난소증후군과연관되어위험이증가하는대사성질환이증가한다. 다낭난소증후군환자의 50~70% 가인슐린저항성과고인슐린혈증을가지고있으며, 제 2형당뇨병의위험이 4~6배가량높고, 이상지혈증, 고혈압, 뇌혈관질환, 심혈관질환등의발생이증가하며산과적합병증으로임신당뇨병, 자간전증의위험이증가한다. 다낭난소증후군의진단기준중 ESHRE 기준은난소초음파에서다낭난소의소견이진단기준에포함이되어있어합의안에대한평가와다낭난소 Table 3. ROC curve data for PCOS detection by TAS AURC Standard error Threshold Sensitivity Specificity OV (cm 3 ) 0.761 (0.717~0.805) FN 0.733 (0.686~0.781) OV, ovarian volume; FN, follicle number 0.023 > 9 0.510 0.914 >10 0.421 1.000 0.024 9 0.549 0.870 10 0.532 0.904 Kyung-Ah Jeong. Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome. Korean J Reprod Med 2009. - 258 -
제 36 권제 4 호, 2009 정경아 이운정 정혜원 Figure 1. ROC curve for ovarian volume. Kyung-Ah Jeong. Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome. Korean J Reprod Med 2009. Figure 2. ROC curve for follicle number. Kyung-Ah Jeong. Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome. Korean J Reprod Med 2009. 증후군진단을위한초음파진단기준의재정립에대한논의가되고있는실정이다. Swanson 등이 1981년에처음으로 3.5 MHz 정지영상 B-스캐너 (static B-scanner) 를이용하여고해상도의복식초음파로다낭난소소견을보고하였다. 12 곧이어부채꼴스캐너 (sector scanner) 로발전하면서다낭난소증후군의분류에초음파소견을적용하게되었다. 13,14 1985년에 Adams 등이다낭난소를정의하는복식초음파진단기준을보고하였는데, 2~8 mm의난포가한면에서최소 10개가난소가장자리에서흩어져보이고난소중심부기질 (stroma) 은진하게관찰된다고하였다. 15 이후최근까지 Adam's criteria라고하여다낭난소의진단에이기준들이사용되고있으나다낭난소초음파소견은진단을결정하는목적으로사용하는것보다다낭난소증후군의증상과증후가있을때진단보조역할로사용하는경우가많다. ESHRE 진단기준에서정의한다낭난소의소견 은난소의부피와전방난포의개수로각각의항목에대한기준치를정하려는다양한연구가계속되어왔다. Pache 등은정상월경을하는대조군여성난소의크기가 8.0 cm 3 를넘거나 11개이상의난포를보이는경우는거의없다고하였으며, 실제로정상대조군의평균난포수는 5개, 다낭난소환자의경우는 10개이며평균난소의부피는대조군에서 5.9 cm 3, 다낭난소환자의경우 9.8 cm 3 이었다고보고하였다. 16 이연구결과를종합하면다낭난소증후군과정상대조군을구분할수있는기준으로난포개수와난소의부피를합하여사용하는경우에민감도 92%, 특이도 97% 로가장구분하는진단적힘이강하다고제시하였다. 그이후이어진 Van Santbrink 등은정상대조군의난소평균부피는 7.0±1.7 cm 3 로난소부피가 10.7 cm 3 를넘거나난포의개수가 9개를넘는정상대조군은없었으므로다낭난소증후군의진단에난소부피 10.8 cm 3 이상, 난포개수 10개이상으로하는것을제안하였다. 17 최근에프랑스여성을대상으로한 Jonard - 259 -
다낭난소증후군의복식초음파 대한생식의학회지 등의연구에서는대조군의난소부피가 4.75 cm 3 (10 백분위수 3.11 cm 3-90 백분위수 6.86 cm 3 ), 난포개수 6.5개 (10 백분위수 4.5개- 90 백분위수 10.5 개 ) 로보고하였다. 18 본연구에서는정상월경을하는한국여성의난소부피를복식초음파로측정하였을때, 6.03± 1.89 cm 3 이었으며최대 9.94 cm 3 로나타나다른보고들과유사하였으며정상월경주기를갖는여성에서 10 cm 3 가넘는여성은없어진단기준을난소부피 10 cm 3 로정하는경우특이도가 100% 로나타났다. 한편정상월경주기를갖는여성에서난포의개수는 6.49±1.93개 ( 최소 2- 최대 10개 ) 로정상월경주기를갖는여성에서 2~9 mm 이하크기의난포의개수가 10개가넘는여성은없었으며이는다른연구자들의보고와일치하였다. 다낭난소증후군환자의난소와정상월경주기를갖는여성의난소 27쌍을경험이풍부한 4명이측정하여다양성 (variability) 을검증한연구에서관찰자간일치도 (inter-observer agreement) 는 51%, 관찰자내일치도 (intra-observer agreement) 는 69.4% 로, 19 고안드로겐증진단기준으로사용하는조모증점수처럼대규모연구에사용하기에는제한점이있었다. 20 초음파검사를하는시기도중요하여월경시작 1~3일이내에검사를하는것이난소부피와난포크기를측정하기에일관성 (consistency) 이가장좋아이상적이다. 통상적으로환자를보는경우에는검사시기를지키지않고임상의의판단에맡길수도있으나연구목적으로시행하는경우에는엄격하게검사하는날짜를지켜야보다일관성있는결과를얻을수있다. 그러나다낭난소증후군환자는월경주기가매우불규칙하거나긴경우와심각한경우에는무월경인여성도있으므로이들은일단초음파검사를해서난포의크기가 10 mm 미만일때만초음파진단을할수있다. 본연구에서도정상월경주기를갖는여성의경우는월경 3 일이내에검사를하는것을원칙으로하였으나불가피한경우일단초음파검사를시행하여난포의경우가 10 mm 미만인경우만의초음파소견을 사용하였다. 다낭난소증후군을진단하고자하는사춘기나미혼여성인경우성경험이없는경우가많아질식초음파를시행할수가없다. 대신하여직장초음파를시행하는경우에거부감과통증에대한두려움으로오히려초음파검사를하지않는여성들이있게된다. 이러한여성들에서복식초음파를선호하게되는데, 복식초음파는방광을충분히채워야볼수있으므로검사를하기까지장시간이소요되며자칫방광을너무많이채우게되면난소가압박되어길이가더길게측정될수도있다. 따라서복식초음파를사용하는경우길이만사용하는것보다는부피를사용하면이러한오류를줄일수있다. 21 본연구에서도복식초음파의경우난소의부피를진단기준으로사용하여측정오차를최소화하고자하였다. 복식초음파와질식초음파로다낭난소증후군을진단하는방법에큰차이는없으며난소의부피나난포의개수에있어서동일한진단기준을사용할수있으나두가지초음파방법으로진단이일치하는경우는정상난소의경우 92%, 다낭난소의경우 78% 로보고되어두검사방법간의일치도가낮은것으로나타났다. 22 한편 Ardaens 등은질식초음파가복식초음파에비해다낭난소의진단에서보다일관성있는결과를보였다고하였으며질식초음파에서난소실질의메아리발생 (echogenecity) 의증가가뚜렷하게보인다고하였으나이는검사자의주관적소견이포함되므로진단에사용하기에는문제점이있다. 23 두가지진단방법간에어떤방법이더민감도가높은지에대해논란은있으나복식초음파의경우다낭난소증후군환자의 30% 에서다낭난소초음파소견을발견하지못하였으나질식초음파의경우에는이보다더많이발견하는것으로보고하고있어질식초음파가더민감한방법이라고보고되고있다. 24 난포개수의경우 ESHRE의진단기준을정할때, 한개의연구결과만을반영하였다는지적이있다. 질식초음파를진단기준으로사용하여난소 - 260 -
제 36 권제 4 호, 2009 정경아 이운정 정혜원 부피, 난소의면적, 난포의크기세가지진단기준에대한 ROC 곡선에서난소부피를진단기준으로하면 AURC가 0.905이면서난소부피 7 cm 3 기준으로하면민감도 67.5%, 특이도 91.2% 였고 10 cm 3 을진단기준으로하면특이도가 98.2% 로높아지는한편민감도가 45.9% 로진단을놓치는경우가많아난소부피에대한진단기준을 7 cm 3 으로재조정해야한다는보고도있다. 18 이들은난소의면적을측정하여진단기준으로삼는경우의 AURC가 0.941로높아번거롭게부피를재는것보다면적을계산하는방법을제안하였는데본연구의경우는복식초음파를진단도구로사용하였기때문에방광에의해난소가압박되어면적이실제와다르게측정되는경우를대비하여면적으로진단하는방법에대한검증은하지않았다. 또한이보고서에서는난포의개수를진단기준으로할때, AURC 0.956이며난포개수를 12개이상으로하면민감도 79%, 특이도 97% 로가장좋은진단기준이라고하였는데이들의연구결과에서난포개수 11개이상인경우의민감도가 89.4%, 특이도 90.2% 로난포개수 12개와유사한수준의진단기준으로나타났다. 2003 ESHRE에서정한다낭난소증후군의진단기준에해당되는초음파소견은난포의개수와난소부피인데, 이는여성의연령이증가함에따라감소하는경향을보인다. Pavlik 등은정상월경주기를갖는여성의난소부피를측정하여 25세이후에는난소부피가점차감소한다고하여, 25 진단기준으로난소초음파소견을사용할때충분한수의연령에맞는대조군 (age matched control) 을검사한후연령대별로그진단기준을달리하는것이바람직하다. 또한대조군중에증상이없는다낭난소증후군환자가포함되어있을수있으므로다낭난소증후군초음파소견의기준치가너무높게설정되어있을가능성이있다. 반대로젊은여성에서는초음파로관찰되는다낭난소의소견이흔하며이러한소견이보임에도불구하고많은여성들이정상적인배란주기였다는보고가있어 26 아직다낭난소증후군의초음파진단은해결해야할문제가많다. 초음파검사장비의발달과기술의향상이해상도에미치는영향, 2차원과 3차원초음파의차이, 다낭난소소견을진단하기위한기준의확립은여전히문제점으로논란이되고있다. 27 이전에는진단기준에포함되지않았던다낭난소의초음파소견에의해다낭난소증후군의진단이결정되는경우, 초음파소견이정확하지않다면다낭난소증후군으로인한예후도달라질것이다. 다낭난소증후군의표현형별분류에따라내분비적, 대사적차이가나타나는데, 28 진단에오차가있다면표현형진단도실제와달라지기때문이다. 초음파소견과다낭난소증후군의생화학적지수가관련성이있으므로초음파를이용하여다낭난소증후군환자의질환의정도와예후를예측하고자한연구가있었으며, 3차원초음파를비롯한최근의초음파의발달을이용하여다낭난소소견에대한진단뿐아니라다낭난소증후군환자의치료중에생식능력예측에도도움이된다고하였다. 29 본연구에서는다낭난소증후군의조기진단에중요한미혼의젊은여성을대상으로하였고, 질식초음파를시행할수없고직장초음파를원하지않았던이들에게서복식초음파를시행하였을때, 다낭난소증후군의진단에적절한기준을알고자하였다. 하지만복식초음파소견은난포개수와난소부피를측정한기준들에서진단적검사로써의정확도를평가하기위해시행할수있는좋은방법인 ROC 곡선분석 30 을통하여 AURC, 민감도와특이도를분석하였을때, 다낭난소증후군의선별진단에적합하지못했다. 결론적으로다낭난소증후군의진단을위한복식초음파는그유용성과정확도에서신뢰할만하지않으며따라서복식초음파를이용하여다낭난소증후군을진단하는경우에는실제오차가있을수있으므로추가적인검사가필요할수있음을인지하여야한다. - 261 -
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