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Quando sospettare una malattia vascolare polmonare. La probabilità ecocardiografica di

ipertensione polmonare, oltre il rigurgito tricuspidale

A cura di Sergio Caravita

1. Stima della pressione polmonare sistolica: limiti ed errori

2. Arteria polmonare: dimensioni e studio Doppler

3. Ventricolo destro e interdipendenza ventricolare

4. Atrio destro e vena cava inferiore

5. Sarà pre-capillare o post-capillare? Lo studio multiparametrico della diastole e l’integrazione dei parametri

Introduzione

La pressione polmonare sistolica, stimata durante esame ecocardiografico a partire dalla misura della

velocità massima di rigurgito tricuspidale, è un parametro accurato, ma dotato di un certo grado di

imprecisione. Conoscere i limiti (e i pregi) di tale stima è importante tanto per l’ecocardiografista che

esegue l’esame quanto per il clinico che l’ha richiesto e che ha in cura il paziente. Le linee guida

sull’Ipertensione Polmonare della Società Europea di Cardiologia sottolineano l’importanza di acquisire e

sapere interpretare parametri complementari alla velocità massima di rigurgito tricuspidale, al fine di

valutare in maniera più globale la “probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare”. Tali parametri

includono: il diametro dell’arteria polmonare, il tempo di accelerazione polmonare e il profilo di flusso

polmonare, la velocità protodiastolica di rigurgito polmonare, le dimensioni (relative) del ventricolo destro

rispetto al ventricolo sinistro e il suo eventuale impatto sul ventricolo sinistro (indice di eccentricità del

ventricolo sinistro), le dimensioni dell’atrio destro, nonché il diametro e la collassabilità inspiratoria della

vena cava inferiore.

In questa rassegna descriveremo individualmente questi vari parametri, provvedendo a fornirne una chiave

interpretativa così come dettagliato dalle linee guida, in modo da codificare la probabilità ecocardiografica

di ipertensione polmonare, contestualizzandola sul paziente con e senza fattori di rischio per malattia

vascolare polmonare. Infine, proveremo a integrare la valutazione della probabilità di ipertensione

polmonare con le attuali raccomandazioni per la valutazione della funzione diastolica del ventricolo sinistro,

che potrebbe idealmente fornire indicazioni aggiuntive circa l’eventuale eziologia di una sospetta

ipertensione polmonare (post-capillare vs pre-capillare).

1. Stima della pressione polmonare sistolica: limiti ed errori

L’ecocardiografia è la porta di entrata dell’algoritmo diagnostico dell’ipertensione polmonare. Questo

perché tale metodica, ampiamente diffusa sul territorio e relativamente a basso costo, permette una stima

non invasiva della pressione polmonare sistolica (PAPs).

La pressione polmonare sistolica (PAPs) stimata tramite metodica ecocardiografica Doppler è un parametro

di fondamentale importanza, tenuto conto che un aumento della PAPs stimata si associa a dispnea, ridotta

capacità funzionale e peggiore prognosi.

Tuttavia, la stima ecocardiografica della PAPs non è priva di limiti ed errori, che è utile conoscere per le loro

possibili ricadute cliniche.

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Nella valutazione della sua affidabilità, la PAPs stimata all’eco deve misurarsi con il gold standard, ovverosia

il cateterismo cardiaco destro. Quando confrontata al cateterismo cardiaco destro, la stima

ecocardiografica della PAPs si è a più riprese dimostrata essere accurata, ma imprecisa.

Accurata significa che, nel contesto di una popolazione, la media della PAPs stimata all’eco non differisce

dalla media misurata invasivamente, a dimostrare che la stima ecocardiografica della PAPs non presenta un

errore sistematico (il che rende questa stima particolarmente utile per studi di popolazione). Tuttavia, ciò

che è vero per una popolazione, può non essere vero per il singolo paziente: la stima ecocardiografica della

PAPs a livello individuale si è dimostrata imprecisa, ovverosia in grado di differire significativamente da

quanto misurato invasivamente.

L’imprecisione della stima della PAPs può risiedere in più ragioni.

Innanzitutto bisogna ricordare che la PAPs è stimata a partire dalla misura della velocità massima di

rigurgito tricuspidale ottenuta al Doppler continuo (figura 1). Dalla velocità massima di rigurgito

tricuspidale, attraverso la formula di Bernoulli semplificata, si ottiene il gradiente ventricolo-atriale destro:

gradiente ventricolo atriale dx = 4 x (velocità max insufficienza tricuspidale)2

a cui sommare una stima della pressione atriale destra per ottenere la PAPs

PAPs = 4 x (velocità max insufficienza tricuspidale)2 + P atrio dx

Figura 1. Profilo della velocità di rigurgito tricuspidale al Doppler continuo. In questo caso, la velocità

massima di rigurgito tricuspidale è pari a 3,55 m/s, corrispondente ad un gradiente ventricolo-atriale destro

di circa 50 mmHg calcolato attraverso la formula di Bernoulli modificata.

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Tuttavia, l’equazione è valida in assenza di stenosi del tratto di efflusso ventricolare destro o dell’arteria

polmonare. Per di più, anche la stima della pressione atriale destra è ugualmente caratterizzata da una

analoga accuratezza e imprecisione, se confrontata con la misura invasiva (vedasi più oltre dettagli per la

stima della pressione atriale destra).

Soprattutto inoltre, la stima della PAPs dipende in maniera drammatica dalla qualità del segnale Doppler: in

assenza di un segnale Doppler adeguato, e con un orientamento parallelo a quello del fascio ultrasonoro, la

stima della PAPs risulta impossibile o inaffidabile. Bisogna inoltre ricordare che è per lo più difficile ottenere

un segnale Doppler di rigurgito tricuspidale durante tutto il ciclo respiratorio (potendo così mediare la PAPs

su più cicli respiratori) o a fine espirazione, come invece viene abitualmente fatto in sala di cateterismo,

laddove si dispone di una misurazione continua, battito a battito, della pressione polmonare.

Dati i limiti della stima ecocardiografica della PAPs, le linee guida ESC/ERS dell’ipertensione polmonare

propongono un all’ecocardiografia di non limitarsi alla stima della PAPs, ma di fornire piuttosto una

valutazione multiparametrica che permetta di fornire una “probabilità” ecocardiografica di ipertensione

polmonare.

I parametri che le linee guida suggeriscono di prendere in considerazione riguardano l’arteria polmonare, il

ventricolo destro ed il suo rapporto con il sinistro, ed infine il settore atrio destro / vena cava inferiore,

come illustrato in tabella 1.

VENTRICOLI ARTERIA POLMONARE VENA CAVA INFERIORE E

ATRIO DESTRO

Rapporto tra i diametri basali

di ventricolo destro e

ventricolo sinistro > 1.0

(VD/VS > 1)

Tempo di accelerazione sul

tratto di efflusso ventricolare

destro < 105 msec e/o notch

mesosistolico del profilo di

flusso polmonare

Diametro della vena cava

inferiore > 21 mm con ridotta

collassabilità inspiratoria (<50%

durante sniff o <20% durante

inspirazione tranquilla)

Appiattimento del setto

interventricolare (indice di

eccentricità del ventricolo

sinistro > 1.1 in sistole e/o in

diastole)

Velocità protodiastolica di

rigurgito polmonare > 2.2

m/sec

Superficie telesistolica

dell’atrio destro > 18 cm2

Diametro del tronco principale

dell’arteria polmonare > 25

mm

Tabella 1. Parametri ecocardiografici suggeriti dalle linee guida ESC/ERS per la valutazione della

probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare. VD=ventricolo destro; VS=ventricolo sinistro.

Combinando i risultati ottenuti dall’analisi dei parametri proposti dalle linee guida, emerge la probabilità

ecocardiografica di ipertensione polmonare, formulata secondo le raccomandazioni riassunte in figura 2. È

importante sottolineare che, per aumentare la probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare

fornita dal rigurgito tricuspidale, devono essere presenti delle anomalie in almeno 2 sui 3 item proposti

(ventricoli, arteria polmonare, vena cava inferiore + atrio destro).

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Figura 2. Stima della probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare, in accordo alle linee guida

ESC/ERS. La stima di probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare si basa sulla velocità di

rigurgito tricuspidale e sulla presenza di segni aggiuntivi di ipertensione polmonare. NB devono essere

presenti dei segni in almeno 2 delle 3 categorie (ventricoli, arteria polmonare, vena cava inferiore + atrio

destro) per modificare la probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare. VD=ventricolo destro;

VS=ventricolo sinistro.

È interessante sottolineare che, combinando la probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare con

il contesto clinico (presenza o assenza di fattori di rischio per malattia vascolare polmonare), le linee guida

identificano percorsi diagnostici differenti, proponendo quindi di procedere (o meno) nell’algoritmo

diagnostico dell’ipertensione polmonare, come illustrato in tabella 2.

Probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare

Pazienti senza fattori di

rischio per PAH o CTEPH

Pazienti con fattori di

rischio per PAH o CTEPH

Bassa Considerare diagnosi

alternativa (IIa C) Follow-up

ecocardiografico (IIa C)

Intermedia

Considerare diagnosi alternativa (IIa C)

Considerare ulteriori approfondimenti,

compreso cateterismo cardiaco destro

(IIa B)

Condurre ulteriori approfondimenti (IIb C)

Alta

Condurre ulteriori approfondimenti, compreso cateterismo cardiaco destro

(I C)

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Tabella 2. Implicazioni diagnostiche relate alla probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare e

al contesto clinico, secondo le linee guida ESC/ERS. Nelle parentesi tonde sono indicati il livello di evidenza

e il grado di raccomandazione. PAH=pulmonary arterial hypertension (ipertensione arteriosa polmonare);

CTEPH=chronic thromboembolic pulmonary hypertension (ipertensione polmonare cronica

tromboembolica).

2. Arteria polmonare: dimensioni e studio Doppler

Studio dell’arteria polmonare

Il tratto di efflusso ventricolare destro e l’arteria polmonare sono in genere facilmente visualizzabili in

proiezione parasternale asse corto (figura 3) o altrimenti in proiezione asse lungo modificata o in proiezione

sottocostale.

Figura 3. Tronco principale dell’arteria polmonare dilatato in un paziente con ipertensione arteriosa

polmonare, visualizzato dalla proiezione parasternale asse corto.

Il limite superiore di normalità del diametro dell’arteria polmonare, secondo le raccomandazioni ASE e

EACVI, è posto a 21 mm. Il cut-off indicato dalle linee guida ESC/ERS per l’ipertensione polmonare è

prudenzialmente più alto, ovvero posto a > 25 mm.

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Doppler pulsato: profilo di flusso polmonare e tempo di accelerazione polmonare

Ponendo il volume campione Doppler pulsato sul tratto di efflusso ventricolare destro, ed avendo

l’accortezza di scegliere un allineamento ottimale con esso, è possibile campionarne il profilo di flusso. Il

normale profilo di flusso polmonare ha una forma triangolare con apice relativamente tardivo rispetto alla

durata complessiva dell’eiezione. Il tempo di accelerazione polmonare, ovverosia il tempo che intercorre

tra l’inizio dell’eiezione e l’apice del profilo di flusso al Doppler pulsato, risulta normalmente ampiamente

superiore a 105 msec, coerente con i bassi regimi pressori e l’alta distensibilità propri del circolo polmonare

(figura 4, pannello A). Un aumento della pressione e della resistenza nel circolo polmonare si associa quasi

invariabilmente a un accorciamento del tempo di accelerazione polmonare (figura 4, pannello B), per il

quale le linee guida ESC/ERS pongono un limite “patologico” per l’appunto a 105 msec. In uno stadio

successivo, è possibile osservare un notch del profilo di flusso polmonare (figura 4, pannello C), che si

ritiene sia un correlato della rigidità delle arterie polmonari con un rapido ritorno dell’onda riflessa. Il notch

può trovarsi in posizione mesosistolica o telesistolica, a seconda del livello di maggiore o minore gravità

dell’ipertensione polmonare.

A)

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B)

C)

8

Figura 4. Diversi pattern di profilo di flusso polmonare. Pannello A: soggetto con normale profilo di flusso

polmonare. Pannello B: soggetto con tempo di accelerazione polmonare corto (84 msec). Pannello C:

soggetto con tempo di accelerazione polmonare corto e notch mesosistolico.

Doppler continuo: velocità protodiastolica di rigurgito polmonare

In presenza di un rigurgito polmonare, è possibile campionarne la velocità protodiastolica (figura 5). Tale

velocità correla bene con la pressione polmonare media, tant’è che, sempre utilizzando la formula di

Bernoulli modificata, è teoricamente possibile stimare la pressione polmonare media, aggiungendo al

gradiente pressorio derivato dalla velocità protodiastolica di rigurgito polmonare la stima della pressione

atriale destra.

Figura 5. Profilo Doppler continuo del rigurgito polmonare, con velocità protodiastolica aumentata, pari a

3,08 m/s.

Il cut-off per la velocità protodiastolica di rigurgito polmonare è posto a > 2.2 m/sec dalle linee guida

ESC/ERS sull’ipertensione polmonare, il che corrisponde, in presenza di una pressione atriale destra pari a 5

mmHg, a una pressione polmonare media > 24 mmHg.

3. Ventricolo destro e interdipendenza ventricolare

La valutazione ecocardiografica delle dimensioni e della funzione ventricolare destra non è semplice a

causa della forma geometrica complessa di questa camera.

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Le raccomandazioni ASE e EACVI per lo studio del ventricolo destro forniscono dei cut-off di normalità per

le dimensioni lineari e tridimensionali di questa camera, le più comuni delle quali riportate nella tabella 3.

Come si può intuire, la valutazione multiparametrica richiesta dalle raccomandazioni ASE/EACVI è

relativamente complessa e time demanding, richiedendo proiezioni dedicate (ad es. proiezione apicale 4

camere modificata, figura 6) e/o l’impiego di tecnologie di utilizzo non necessariamente routinario (ad es.

3D per lo studio dei volumi, figura 7).

Misure lineari o tridimensionali del ventricolo destro Valori di normalità

Diametro basale < 42 mm

Diametro medio < 36 mm

Area telediastolica del ventricolo destro < 12.7 cm2/m2 (uomini) < 11.6 cm2/m2 (donne)

Area telesistolica del ventricolo destro < 7.5 cm2/m2 (uomini) < 6.5 cm2/m2 (donne)

Volume telediastolico del ventricolo destro < 88 mL/m2 (uomini) < 75 mL/m2 (donne)

Volume telesistolico del ventricolo destro < 45 mL/m2 (uomini) < 37 mL/m2 (donne)

Tabella 3. Valori di normalità ecocardiografici per le misure del ventricolo destro.

Figura 6. Proiezione apicale 4 camere modificata per lo studio del ventricolo destro. AD=atrio destro;

AS=atrio sinistro; VD=ventricolo destro; VS=ventricolo sinistro.

VD

AD

AS

VS

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Figura 7. Ricostruzione tridimensionale del ventricolo destro tramite metodica ecocardiografica, ottenuta

con sistema TomTec. In blu, l’anello tricuspidale. In viola, il piano della valvola polmonare.

Le linee guida dell’ipertensione polmonare ESC/ERS, che non si pongono l’obiettivo più generale di fissare i

valori di normalità, ma piuttosto di poter distinguere una ipertensione polmonare (con le sue conseguenze)

da una emodinamica polmonare normale, utilizzano un approccio più semplice e immediato,

semiquantitativo, che consiste nel valutare il rapporto tra le dimensioni del ventricolo destro e quelle del

ventricolo sinistro in proiezione 4 camere apicale (rapporto VD/VS > 1, figura 8) nonché i segni di

sovraccarico del piccolo circolo, quali ad esempio l’appiattimento del setto interventricolare (indice di

eccentricità del ventricolo sinistro > 1.1 in asse corto parasternale), come rappresentato in figura 9.

È stato suggerito che l’analisi temporale dell’appiattimento del setto interventricolare potrebbe

eventualmente permettere di discriminare un sovraccarico “di pressione” da un sovraccarico “di volume”.

In particolare, l’appiattimento prevalentemente telediastolico del setto interventricolare potrebbe

suggerire un sovraccarico “prevalente” di volume del piccolo circolo (secondario ad es. insufficienza

cardiaca sinistra con congestione polmonare, insufficienza tricuspidale severa, shunt intracardiaco), mentre

un appiattimento telesistolico, o sisto-diastolico, con importante deformazione “D-shape” del ventricolo

sinistro (ovverosia un ventricolo sinistro che in asse corto parasternale assume la forma di una lettera D)

potrebbe suggerire un sovraccarico prevalente di pressione (es. malattia vascolare polmonare).

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Figura 8. Proiezione apicale 4 camere di un paziente con ipertensione arteriosa polmonare. Si noti la

dilatazione evidente delle camere destre e il relativo “schiacciamento” delle camere di sinistra, che

appaiono di piccole dimensioni. Il rapporto tra il diametro basale del ventricolo destro ed il diametro basale

del ventricolo sinistro è largamente > 1. Analogamente, il rapporto tra la superficie dell’atrio destro e quella

dell’atrio sinistro è > 1, con un setto interatriale sinistro-convesso. AD=atrio destro; AS=atrio sinistro;

VD=ventricolo destro; VS=ventricolo sinistro.

VD VS

AD AS

12

A)

B)

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Figura 9. Ventricolo sinistro in asse corto parasternale per la valutazione dell’indice di eccentricità.

Pannello A: normale indice di eccentricità del ventricolo sinistro (rapporto tra i diametri del ventricolo

sinistro = 1). Pannello B: indice di eccentricità del ventricolo sinistro alterato (rapporto tra i diametri del

ventricolo sinistro > 1.1), che suggerisce un sovraccarico pressorio del piccolo circolo.

4. Atrio destro e vena cava inferiore

Le linee guida ESC/ERS raggruppano insieme atrio destro e vena cava inferiore quale ulteriore item di

valutazione della probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare.

Le dimensioni dell’atrio destro sono relate alla sua pressione intracavitaria e pertanto sono un importante

parametro che riflette effettivamente lo scompenso destro. Non per niente le dimensioni dell’atrio destro

si sono dimostrate predittore prognostico ecocardiografico in alcuni studi sull’ipertensione polmonare.

Le raccomandazioni per la quantificazione delle camere cardiache ASE/EACVI propongono dei limiti di

normalità per le dimensioni dell’atrio destro, soprattutto in termini di volume indicizzato per la superficie

corporea e con diversi valori di riferimento in relazione al sesso.

Viceversa, le linee guida ESC/ERS per l’ipertensione polmonare, al pari di quanto riportato sopra per la

valutazione delle dimensioni del ventricolo destro, propongono un approccio più semplice, con un unico

valore di riferimento (cut-off) per la superficie dell’atrio destro, posto a 18 cm2.

In maniera analoga, il diametro e la collassabilità della vena cava inferiore sono correlati alla pressione

venosa centrale. Esistono diverse modalità proposte in letteratura per stimare la pressione venosa centrale

a partire dalle diverse combinazioni di dimensioni e collassabilità inspiratoria della vena cava inferiore, che

prevedono per lo più la risposta ad una inspirazione rapida (sniff).

Anche in questo caso, le linee guida ESC/ERS propongono un approccio più semplice e dicotomico,

permettendo eventualmente di aumentare la probabilità ecocardiografica di ipertensione polmonare in

presenza di una vena cava inferiore dilatata (diametro > 21 mm) e con ridotta collassabilità inspiratoria,

quest’ultima definita da una riduzione di calibro < 50% durante sniff o < 20% durante respiro spontaneo

(figura 10).

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Figura 10. Vena cava inferiore, visualizzata in proiezione sottocostale. Il diametro cavale appare dilatato

(>20 mm).

5. Sarà pre-capillare o post-capillare? Lo studio multiparametrico della diastole e l’integrazione dei

parametri

Oltre a fornire una probabilità di ipertensione polmonare, l’ecocardiografia può fornire degli indizi

relativamente alla sua tipologia: pre-capillare (ovvero una malattia vascolare polmonare vera e propria) vs

post-capillare (ovvero secondaria ad una malattia del cuore sinistro).

Se è chiaro che in presenza di una depressione della frazione di eiezione ventricolare sinistra o di malattie

valvolari severe (mitralica o aortica) l’eziologia più probabile di una eventuale ipertensione polmonare è

post-capillare, in presenza di una normale frazione di eiezione ventricolare sinistra o in assenza di

valvulopatie significative tale valutazione risulta più difficile. In questo caso, lo studio dei parametri che

sono utilizzati per caratterizzare della funzione diastolica del ventricolo sinistro può fornire degli elementi

aggiuntivi.

Nella figura 11 è riportato l’algoritmo diagnostico proposto dalle raccomandazioni ASE/EACVI per lo studio

della funzione diastolica ventricolare sinistra nel paziente con normale frazione di eiezione ventricolare

sinistra.

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Figura 11. Algoritmo ASE/EACVI per la classificazione della funzione diastolica e per la stima delle

pressioni di riempimento tramite ecocardiogramma.

È importante sottolineare che non esiste nessun parametro “magico”, preso individualmente, ma che la

probabilità di trovarsi nel contesto di normale o aumentata pressione atriale sinistra è formulata in base

alla combinazione di multipli elementi.

Come si può notare, i parametri chiave proposti per la valutazione della funzione diastolica sono:

- le dimensioni (volume indicizzato) dell’atrio sinistro

- il rapporto tra la velocità dell’onda E del flusso transmitralico e l’onda E’ laterale, settale o media

del Doppler tissutale

- la velocità massima del rigurgito tricuspidale

Tuttavia, appare ovvio che nella valutazione di una ipertensione polmonare in fase di accertamenti, non

conoscendo la natura pre- o post-capillare della stessa, ci si debba spesso affidare unicamente al rapporto

E/E’ e alle dimensioni dell’atrio sinistro.

Inoltre, seppure l’algoritmo diagnostico proposto dalle recenti raccomandazioni ASE/EACVI presenti una

migliore capacità discriminativa, rispetto all’algoritmo proposto nel 2012, tra pressioni di riempimento

normali ed aumentate, esso non risulta comunque infallibile, potendo peraltro presentare, a seconda degli

studi, un basso valore predittivo positivo (e un alto valore predittivo negativo) o un alto valore predittivo

negativo (e un basso valore predittivo positivo).

Anche per ovviare a tali limiti, sono stati proposti in letteratura alcuni score ecocardiografici che combinano

dei parametri relati alla funzione diastolica e dei parametri relati al sovraccarico destro per “predire” la

probabilità di ipertensione polmonare pre- vs post-capillare. Tuttavia, nessuno di questi score, derivati da

coorti monocentriche, è stato validato al momento su altre coorti.

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Questo fa sì che la probabilità ecocardiografica debba necessariamente essere integrata con altre

informazioni cliniche rilevanti, quali la storia clinica (es. fattori di rischio per disfunzione diastolica come

sindrome metabolica, coronaropatia; sintomi come dispnea parossistica notturna o ortopnea), l’esame

obiettivo (segni di scompenso sinistro o destro), l’elettrocardiogramma (es. fibrillazione atriale, segni di

ipertrofia/sovraccarico del ventricolo sinistro), etc.

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