Espirometria: representacion grafica

Los primeros gráficos obtenidos inscribían el volumen en el eje vertical (ordenada) y el tiempo transcurrido en el eje horizontal (abscisa); se obtienen así curvas que relacionan el volumen desplazado por la respiración del sujeto con el tiempo transcurrido. Este tipo de curvas se denominan curvas de volumen/tiempo (fig. 1).     Fig. 1. Curva de volumen/ tiempo. Cuando se representa gráficamente una espirometría simple, se están utilizando curvas de volumen/tiempo; puede registrarse a continuación de una espirometría simple una espirometría forzada, siendo igualmente una curva de volumen/tiempo. La aparición de los neumotacógrafos trajo la posibilidad de medir el flujo de forma instantánea; éste se puede relacionar con el volumen desplazado, dando así lugar a las curvas de flujo/volumen, en las que el flujo se coloca en ordenadas y el volumen en abscisas (fig. 2). Curva de volumen/tiempo   Fig. 2: Curva de flujo/volumen. Como queda dicho, se trata de una gráfica en la que se coloca en el eje de ordenadas el volumen (en litros) y en el eje de abscisas el tiempo (en segundos). Se trata del tipo de gráfica más intuitiva y comprensible, pues integra dos dimensiones a las que estamos acostumbrados y manejamos fácilmente. Son, pues, curvas que "se comprenden" bien. Dentro de este tipo de curvas tenemos, por un lado, las curvas de la espirometría simple, ya vistas en el capítulo 1, y por otro, las curvas de la espirometría forzada. Estas últimas pueden obtenerse al final de una espirometría simple, o bien como maniobra independiente. En el primer caso, la curva se registra de arriba abajo (fig. 3a), ya que ése es el sentido de registro de la espiración en la espirometría simple. Cuando se registra como maniobra aislada, sin embargo, suele dibujarse en sentido de abajo arriba (fig. 3b), ya que así es como la registraban los espirómetros de fuelle, que fueron los que en cierto modo popularizaron la espirometría forzada. Las características de ambas curvas son las mismas, pues lo único que varía es la orientación. Nosotros basaremos la explicación en las curvas de la espirometría forzada aislada, ya que son las más extendidas y las que aún hoy se representan incluso en los espirómetros más modernos. La curva de volumen/tiempo normal comienza idealmente en el punto cero, es decir, donde se corta el eje de volumen y el eje de tiempo. Tiene un inicio con una rápida subida, que al final se suaviza hasta alcanzar una fase de meseta, en la que aunque el paciente siga soplando, no aumenta el volumen registrado. Esta forma se debe a que en un primer momento de la espiración forzada se expulsa mucho volumen de aire en muy poco tiempo, debido a la presión alveolar; y a medida que el sujeto espira, la presión se reduce, y el volumen de aire expulsado es menor cada vez. De hecho, el volumen de aire espirado en el primer medio segundo es mayor que entre ese punto y el primer segundo; y este volumen, a su vez, es mayor que el que se expulsa entre el primer segundo y el tercero (fig. 4). De la curva de volumen/tiempo se obtienen dos medidas principales: la capacidad vital forzada (FVC) y el volumen espiratorio máximo en el primer segundo (FEV1). La explicación de ambas la veremos más adelante. La forma de calcularlas en la curva puede verse en la figura 5. El punto más elevado del trazado corresponde a la FVC, mientras que si se traza una línea vertical en el primer segundo y se ve dónde corta a la curva, el volumen correspondiente a ese punto es el FEV1. Una vez determinada la FVC, podemos determinar cuánto es el 25% de esa FVC y cuánto es el 75%; entre ambos puntos se puede calcular el FEF25%-75%, medida de los flujos medios, que también se explicará más adelante.     Fig. 3. Dirección del registro gráfico en un espirómetro de agua (a) y en un espirómetro de fuelle (b).   Fig. 4. Volumen de aire espirado en diferentes segmentos temporales, en la espiración forzada.   Fig. 5. Forma de calcular la FVC y el FVE1 en la curva de volumen/tiempo.

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Tipos o Modelos de Espirometros

Existen 2 tipos:  de volumen o cerrados (espirómetros de agua, de fuelle o de pistón) y  de flujo, abiertos o neumotacógrafos (de Fleisch, de malla, de alambre caliente y de turbina). En la actualidad los equipos vienen acompañados de un procesador informático que permite imprimir curvas y datos, poniéndolos en relación con valores de referencia predefinidos en el equipo o definibles por el profesional.

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Tipos de Curvas que se pueden obtener en la Espirometria

Curva volumen-tiempo, pone en relación el volumen de aire expulsado con el tiempo necesario para hacerlo. Estos espirometros solo evaluan la fase espiratoria. Curva flujo-volumen, relaciona el flujo de aire que se produce para cada volumen de aire que va siendo expulsado. Los espirometros de flujo-volumen realizan fase espiratoria e inspiratoria. Existen espirómetros que muestran ambos tipos de curvas. Parámetros de mayor relevancia Capacidad vital (CV): máximo volumen exhalado de forma lenta desde una inspiración máxima. Se denomina también CV lenta o relajada. Capacidad vital forzada (FVC): Máximo volumen de aire exhalado con el máximo esfuerzo y rapidez partiendo de una inspiración máxima. Volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1): Volumen de aire exhalado en el primer segundo durante una maniobra de FVC. Es el patrón oro de la evaluación en el asma. Tambien llamado VEMS. FEF25%-75%:Flujo espiratorio forzado entre el 25 y el 75% de la FVC. Es el flujo medio alcanzado en el tramo de la curva comprendido entre el 25 y 75 % de la FVC. Parámetro muy sensible a la obstrucción de vías aéreas pequeñas. Flujo espiratorio máximo (FEM, FEFmax,  PEFR o pico flujo). FET: tiempo en segundos requerido para alcanzar el FVC (nos indica lo que dura el esfuerzo espiratorio) La correlación entre los diferentes parámetros de la espirometría _____________ Fte:Respirar.El Portal sobre el Asma en Niños y Adolescentes

¿Cuales son los problemas mas frecuentes al realizar una espirométría?

Algunos de los problemas más habituales que pueden encontrarse al efectuar una espirometría son:

• Inspiración no completa
• Espiración parcial antes de conectarse a la pieza bucal
• Fugas aéreas entre labios y pieza bucal
• Obstrucción parcial de la boquilla con la lengua o la dentadura postiza
• Deformación de la boquilla por los dientes
• Espiración no máxima ni progresiva (inicio dubitativo, inicio falso, etc.)
• Tos, sobre todo en el primer segundo.
• Maniobra de Valsalva
• Finalización precoz de la espiración forzada
• Efecto aprendizaje
• Fatiga
• Broncoespasmo inducido por la espiración forzada
• Realización de esfuerzos submáximos por miedo a la incontinencia en ancianos.

Calidad de las espirometrías en un estudio epidemiológico de terreno. Factores determinantes de la necesidad de repetir el examen en el estudio Platino-Chile

RESUMEN

La espirometría es el examen más utilizado para evaluar la función pulmonar y ocasionalmente se usa en estudios epidemiológicos. Evaluamos si las variables:sexo, edad, nivel socioeconómico, escolaridad, IMC, cursar concomitantemente con resfrío, tabaquismo, fecha del examen, haberse efectuado espirometría anteriormente y técnico responsable, se asociaban con la probabilidad de espirometrías insatisfactorias en una primera sesión. Quince enfermeras y una matrona que recibieron capacitación realizaron las espirometrías en 1.168 sujetos empleando un espirómetro Easy One NDD.  En la primera sesión 1.037 individuos (88,8%) efectuaron una espirometría satisfactoria fracasando 131 (11,2%). Se identificaron dos variables predictoras  del fracaso: edad y años de instrucción. Las causas más frecuentes de espirometrías insatisfactorias fueron: 1) No cumplir con criterios de aceptabilidad (77,1 %); 2) Falta de reproducibilidad (67,9%); 3) Caída de CVF post broncodilatador sin cambio en el VEF1 (36,6 %). De los 131 sujetos cuya espirometría fue insatisfactoria en la primera sesión, ochenta y nueve aceptaron repetirla, lográndose al final del estudio una espirometría satisfactoria en el 95,5% de la muestra. Personal técnico sin experiencia previa y adecuadamente entrenado, es capaz de lograr espirometrías de buena calidad en un estudio epidemiológico de campo. Las causas más frecuentes de repetición de examen guardan relación con dificultad de alcanzar criterios de aceptabilidad y reproducibilidad de la prueba. Factores gravitantes en la repetición son la edad y el nivel de instrucción de los sujetos examinados. El desempeño de los técnicos no constituyó un factor limitante para obtener una adecuada calidad de la espirometría en terreno.

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Exactitud y precisión de la Espirometria

Los resultados espirométricos deben ser exactos o libres de errores para ser de utilidad. Por ejemplo, tres litros de aire inyectados en el espirómetro deben registrarse como tres litros de aire  en el trazo. Los resultados deben también ser precisos o reproducibles. Por ejemplo, un espirómetro debe ser capaz de registrar de manera constante tres litros, cuando esa cantidad se le inyecte en repetidas ocasiones. De esa manera, la información obtenida debe ser comparable entre diferentes condiciones externas o de un intervalo de tiempo a otro. La Sociedad Americana de Tórax (American Thoracic Society -ATS) ha jugado un papel preponderante en la estandarización y calibración de los instrumentos y las prácticas espirométricas. El documento de la ATS, Estandarización de la Espirometría---1994, una actualización, señala las serias consecuencias que pueden ocurrir si la precisión y la exactitud no se mantienen. 

La espirometría se utiliza para influir en decisiones acerca de los individuos, como sería en caso de las siguientes dudas: ¿Presenta el sujeto suficiente evidencia de una prueba pulmonar alterada para prohibírsele trabajar en determinado empleo? ¿Deberá un tratamiento ser iniciado o continuado? ¿Califica esta persona para una compensación del seguro por incapacidad, sobre la base de una alteración de sus pruebas de función pulmonar? Las respuestas a cada una de estas preguntas, basadas en maniobras espirométricas, pueden tener un efecto dramático en el estilo de vida de una persona, en sus estándares de vida así como en su futuro tratamiento. Durante la reciente evaluación de los espirómetros comerciales disponibles, se encontraron dispositivos que tenían errores sobre la CVF tan grandes como 1.5 L, un error del 25% . Si se utiliza un espirómetro inexacto, particularmente un espirómetro con poca reproducibilidad, la mejoría o el empeoramiento pueden deberse por completo a variaciones del espirómetro y no tener nada que ver con el sujeto. 

De manera semejante, se requieren espirómetros exactos para estudios epidemiológicos. Las tasas de mejoría o de deterioro de una función pulmonar medida, con relación a la exposición ambiental y/o a características individuales, pueden ser erróneas de no ser exactas, o si se utilizan espirómetros imprecisos. 

¿Qué se puede hacer para asegurar los resultados espirométricos más exactos y precisos? Más abajo se presentan, de manera resumida, los “Pasos de la estandarización de la espirometría” recomendados por la ATS en su actualización de 1994. 

Cada uno de los tópicos se cubre con mayor detalle en otras unidades de esta guía. Cuando se consideró apropiado, cada unidad se refiere tanto a los estándares de Cotton Dust como a los de la ATS. 

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Limitaciones de la espirométría

Aunque la espirometría puede ofrecer información útil para el diagnóstico y la detección, tiene ciertas limitaciones. Los resultados de la prueba pueden mostrar patrones de enfermedades restrictivas u obstructivas, pero estos resultados no son específicos para determinada enfermedad. Por ejemplo, el espirograma de una persona puede mostrar un VEF1 bajo pero el clínico puede no ser capaz de determinar si la causa se debe al asma, al enfisema o a alguna otra enfermedad obstructiva. Se necesitará información adicional tal como la de la exploración física, las radiografías de tórax, así como la historia clínica y los antecedentes ocupacionales.

La espirometría puede detectar frecuentemente enfermedades obstructivas en etapas tempranas, pero para algunas de las enfermedades restrictivas, puede no ser lo suficientemente sensible como para mostrar  anormalidades antes de que ocurra un daño extenso y en algunos casos, irreversible. Por ejemplo, se pueden hallar en los rayos X los signos de silicosis y de la neumoconiosis de los trabajadores de minas de carbón cuando los resultados de la espirometría aún son normales. De esa manera, la espirometría no deberá ser la única herramienta de detección dentro de un programa de vigilancia respiratoria. 

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Definición de la espirometría

La espirometría es una prueba médica de tamizaje que va a medir varios aspectos de la función  respiratoria y del pulmón. Se lleva a cabo utilizando un espirómetro, un dispositivo especial que  registra la cantidad de aire que un sujeto inhala o exhala así como la velocidad a la cual dicho aire es desplazado hacia fuera o dentro del pulmón. Los espirogramas son trazos o registros de la información obtenida con la prueba. La prueba espirométrica más común requiere que la persona exhale tan fuerte como pueda, después de haber realizado una inspiración profunda. El esfuerzo del paciente se denomina maniobra espiratoria forzada.

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Publicación de NIOSH No. 2011-135:

El objetivo de este documento es usar las directrices profesionales estándar para proporcionar información concisa sobre las formas en las que se pueden identificar y corregir errores técnicos y de equipo encontrados durante las pruebas de espirometría. Ejemplos gráficos y texto descriptivo le permiten al usuario identificar fácilmente los problemas comunes encontrados en las pruebas. El documento (afiche 20" x 24") está diseñado para ser mostrado en áreas en las que se realizan las pruebas clínicas para que pueda ser usado fácilmente como referencia al realizar las pruebas.

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Glosario de términos usados en Espirométría

ATPS: Las letras son las iniciales en el idioma inglés de “temperatura ambiente y presión saturada con vapor de agua” (Ambient Temperature and Pressure Saturated with water vapor). Los volúmenes medidos directamente por el espirómetro basado en volumen (y sin conversión a BTPS) están en condiciones ATPS. 

ATS: La Sociedad Americana de Tórax (The American Thoracic Society) promueve la mejoría de la espirometría mediante el uso de sus recomendaciones. 

BTPS: Las letras son las iniciales en el idioma inglés de “temperatura corporal y presión saturada con vapor de agua (Body Temperature and Pressure Saturated with water vapor). Un volumen de gas se va a comprimir al enfriarlo. El volumen de gas exhalado de los pulmones a un espirómetro, se va a contraer debido a que los pulmones se encuentran más calientes que el espirómetro. De esa manera, es necesario ajustar los valores registrados con un factor deconversión BTPS, para determinar el volumen real de aire exhalado antes de sufrir una contracción. Este factor corrige el volumen de aire saturado con vapor de agua a la temperatura del cuerpo para varias temperaturas de los espirómetros. 

CAPACIDAD PULMONAR TOTAL (CPT): La suma de la capacidad vital y del volumen residual. 

CAPACIDAD VITAL (CV): La máxima cantidad de aire que puede ser exhalada después de de una inspiración profunda máxima. Es la suma del volumen corriente, del volumen de reserva espiratorio y del volumen de reserva inspiratorio. Puede ser medida durante la inhalación o durante la exhalación. 

CAPACIDAD VITAL FORZADA (CVF): El máximo volumen de aire que puede ser exhalado de manera forzada, después de una inspiración máxima. NOTA: La capacidad vital (VC) es la cantidad de aire que puede ser exhalada por un individuo después de tomar la mayor cantidad de aire, independientemente si ese aire es exhalado de manera forzada (CVF) o lentamente (CV). 

COMPLACENCIA O DISTENSIBILIDAD (COMPLIANCE): Representa la cantidad de presión necesaria para incrementar o disminuir el volumen de los pulmones. Los pulmones con enfisema tienen una distensibilidad elevada, mientras que los pulmones con enfermedad pulmonar intersticial tienen una distensibilidad baja. 

CURVA FLUJO/VOLUMEN (FLOW/VOLUME LOOP): Un trazado de la velocidad del flujo (sobre las “y”, o eje vertical) contra volumen (sobre las “x”, o eje horizontal), obtenido de una maniobra espiratoria forzada después de una inhalación máxima. 

ELASTICIDAD (ELASTIC RECOIL): La propiedad de los pulmones de regresar a su situación de reposo. La elasticidad natural del pulmón durante la espiración. 

ENFERMEDADES PULMONARES OBSTRUCTIVAS: Enfermedades que reducen el flujo de los pulmones. Entre estas enfermedades se incluyen asma, bronquitis crónica y enfisema. 

ENFERMEDADES PULMONARES RESTRICTIVAS: Enfermedades que reducen la capacidad de los pulmones para expandirse plenamente, pero que no necesariamente afectan el flujo de aire. La asbestosis y la silicosis, dos de las enfermedades restrictivas más frecuentes dentro de las enfermedades ocupacionales, son causadas por el depósito de tejido fibroso en el pulmón. 

ESPIROGRAMA: Un solo trazo o gráfica que registra las maniobras respiratorias. Se expresan estas gráficas como trazos volumen/tiempo o flujo/volumen, dependiendo del espirómetro usado. 

ESPIROGRAMA ACEPTABLE: Una maniobra espiratoria forzada, después de una inhalación máxima, que está libre de titubeos o falsos inicios, de tos, de un final prematuro, de un esfuerzo variable o de errores de línea de base. Se deberán obtener tres maniobras aceptables antes de evaluar la variabilidad excesiva. 

ESPIRÓMETRO: Un instrumento para medir los volúmenes pulmonares y las velocidades de flujo. Las dos principales clases de espirómetros comprenden los que detectan volúmenes y los que detectan flujos. 

ESPIRÓMETRO DE FLUJO: Un tipo de espirómetro que mide qué tan rápido el aire se mueve hacia adentro o hacia fuera de los pulmones. Los espirómetros de flujo son habitualmente más pequeños que los espirómetros de volumen. Los ejemplos incluyen el neumotacógrafo, el anemómetro de alambre caliente y el de turbina. 

ESPIRÓMETRO DE VOLUMEN: Un tipo de espirómetro que registra la cantidad de aire inhalado o exhalado dentro de cierto tiempo. Ejemplos de este tipo son los espirómetros de sello de agua, de sello seco y los instrumentos de fuelle. 

ESTUDIOS LONGITUDINALES: Información obtenida del mismo individuo o grupo de individuos, a intervalos regulares, sobre un período extenso de tiempo. Los valores de las últimas pruebas son comparados con los resultados de las previas pruebas del grupo. 

EXACTA: Una medición que se encuentra muy cercana al valor verdadero o que se encuentra libre de errores. En términos prácticos, una medición que se encuentra dentro de un rango predeterminado del verdadero valor de la medición. 

EXTRAPOLACIÓN RETRÓGRADA (BACK EXTRAPOLATION): El método para determinar el tiempo cero de un espirograma, y que es particularmente importante cuando el punto exacto de inicio de la maniobra espiratoria forzada no resulta obvio. Ya que el VEF1 se ve afectado por el punto en la gráfica que se selecciona como el inicio, se debe usar un método uniforme para determinarlo. 

FACTOR DEL INSTRUMENTO: En ciertos espirómetros de sello de agua, se refiere a la constante que indica el volumen de desplazamiento por milímetro del movimiento vertical de la campana. 

FEF25-75%: Flujo meso-espiratorio forzado (mid forced expiratory flow) medido desde el punto en el cual se logra el 25% de la CVF, hasta el punto donde se alcanza el 75% de la CVF (durante el segmento medio de la CVF). Se abrevia como MMEF, MMFR o MMF. 

FIN DE LA PRUEBA: El punto durante la maniobra espiratoria forzada cuando se alcanza la meseta.

LLN: El límite inferior (lower limit of normal) de lo normal es el valor por abajo del cual solamente 5% de la población “normal” de referencia deberá tener valores observables. El valor específico del LLN es dependiente de la población de estudio y de los métodos usados para derivar los valores de referencia. El LLN deberá estar disponible en la fuente de valores de referencia. 

MANIOBRA ESPIRATORIA FORZADA: La maniobra básica y fundamental de la espirometría, y en la cual el sujeto toma aire de la manera más intensa posible, y lo expulsa a través de una boquilla tan fuerte y rápido como pueda. Se le denomina también como maniobra de capacidad vital forzada. 

MEJOR CURVA: Un espirograma aceptable que tiene la suma más grande del VEF1 y la CVF. 

PRECISO: Capaz de dar resultados consistentes y reproducibles en sucesivas ocasiones. Un espirómetro que no está adecuadamente calibrado puede producir resultados precisos pero que no son exactos.

PUNTO DEL TIEMPO CERO: En la medición del VEF1, es el punto que señala el inicio de la prueba y se obtiene usando una extrapolación retrógrada. 

REPRODUCIBILIDAD: La capacidad de una prueba, de obtener el mismo resultado de un 

individuo cuando la prueba se repite en varias ocasiones. La reproducibilidad se determina 

verificando los excesos de variabilidad entre los dos valores mayores para la CVF y el VEF1, 

obtenidos de tres espirogramas calificados como aceptables. 

RESISTENCIA AL FLUJO DE AIRE: La facilidad con la cual el aire puede pasar a través de las vías aéreas. El número, la longitud y el diámetro de las vías aéreas, determinan la magnitud de la resistencia que existe. 

SINERGISMO: Ocurre cuando el efecto combinado de dos o más sustancias es mayor que la suma de los efectos de cada sustancia. 

TIEMPO ESPIRATORIO: El tiempo requerido por un sujeto para expulsar su mayor volumen (CVF). Por motivos de control de calidad, el tiempo espiratorio total es el tiempo desde el comienzo de la exhalación, hasta el final de la maniobra espiratoria del sujeto. Como regla nemotécnica, el tiempo espiratorio total deberá ser mayor de 6 segundos. 

TRAZO DE TIEMPO REAL (REAL TIME TRACING): Un espirograma que se genera conforme se lleva a cabo la maniobra espiratoria forzada. 

VALORES NORMALES ESPERADOS: Valores esperados de varios volúmenes pulmonares y velocidades de flujo, obtenidos de sujetos sanos no fumadores. Los valores están ajustados para el sexo, la edad, la talla y la raza. 

VEF1/CVF (expresado como proporción o porcentaje): Es el volumen espiratorio forzado en un segundo, expresado como porcentaje de la capacidad vital forzada. Se trata de la fracción del total que se exhala en el primer segundo. Es el índice de la velocidad del flujo aéreo espiratorio. Se calcula utilizando el VEF1 mayor obtenido y la CVF mayor obtenida, aún cuando ambas mediciones no sean de la misma curva. Un VEF1/CVF% disminuido se asocia con una obstrucción de la vía aérea. 

VERIFICACIÓN DE LA CALIBRACIÓN: (CALIBRATION CHECK). Determinación periódica de la capacidad del espirómetro para realizar mediciones exactas de volumen y tiempo (y de flujo, si resulta apropiado). 

VOLUMEN CORRIENTE, VOLUMEN TIDAL (TIDAL VOLUMEN, TV): El volumen de aire inhalado o exhalado durante una respiración tranquila y normal. 

VOLUMEN DE RESERVA ESPIRATORIA (VRE). La máxima cantidad de aire exhalado de  una manera forzada, después de una inspiración y una espiración normal. 

VOLUMEN DE RESERVA INSPIRATORIO (VRI): La máxima cantidad de aire inhalado de  manera forzada, después de una inhalación normal. 

VOLUMEN ESPIRATORIO FORZADO EN UN SEGUNDO (VEF1): El volumen de aire exhalado durante el primer segundo de la maniobra espiratoria forzada. Se le puede también considerar como el flujo promedio durante el primer segundo de la maniobra de la CVF. 

VOLUMEN EXTRAPOLADO: El volumen que fue determinado por una línea perpendicular, desde el punto de tiempo cero, hasta el punto donde intercepta la curva de la CVF. El volumen extrapolado debe ser menor de 150 ml (para una CVF menor de 3 L), o menor de 5% (para aquellas CVF mayores de 3 L), para que el trazo se considere apropiado. Un volumen extrapolado elevado se debe a un comienzo lento o un titubeo al inicio de la maniobra. 

VOLUMEN RESIDUAL (VR): La cantidad de aire que permanece en los pulmones después de una exhalación completa. Este volumen no se puede medir en una espirometría

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