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基于单细胞和空间组学的SARS-CoV-2感染后人肺组织成纤维细胞转录特征的研究

基于单细胞和空间组学的SARS-CoV-2感染后人肺组织成纤维细胞转录...

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作者：董钦周吉林大学

学位级别：硕士

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)导致新冠肺炎,其大流行对全球公共卫生安全造成危害。并发症可导致严重肺炎和急性呼吸窘迫综合征,对老年和有基础疾病的人群尤为严重。传... 详细信息

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)导致新冠肺炎,其大流行对全球公共卫生安全造成危害。并发症可导致严重肺炎和急性呼吸窘迫综合征,对老年和有基础疾病的人群尤为严重。传统转录组测序产物是测序状态下所有转录出的m RNA总和,不能在数据中分析特定细胞群的转录特征。而单细胞转录组测序精确到单个细胞的分辨率,可用于观测特定细胞群在宿主免疫反应激活时细胞分化状态及基因表达改变,识别未知的细胞类型或状态。空间转录组在此基础上添加了基因表达的空间信息,揭示了细胞的空间异质性。目前针对SARS-CoV-2感染的研究中,大多都集中免疫细胞,或支气管肺泡灌洗液及外周血单核细胞。炎症性疾病中靶向免疫细胞不可避免地会损害对感染的免疫反应,但靶向包括成纤维细胞在内的基质细胞可能会规避免疫抑制,同时消除受累组织的病理学。结合单细胞空间组学,可以探究SARS-CoV-2感染后成纤维细胞群状态功能以及在组织空间的变化,靶向成纤维细胞治疗可为耐药患者的常规免疫抑制治疗提供新思路。本文建立了一种机器学习优化框架以整合分析空间转录组数据与单细胞转录组数据。将预先识别的单细胞数据集通过将每个空间转录组学像素拟合为单个细胞类型的线性组合来创建细胞类型的空间图谱。通过拟合统计模型来估计每个像素的每种细胞类型的比例,但数据量多时计算量过大导致耗时过长,且占用内存资源。建立了一种基于Fletcher-Reeves共轭梯度法用于空间像素中的基因平均值的预测的优化框架,通过迭代地更新参数的方式来从梯度向量中获取模型优化信息,该方法具有步收敛性,在每次迭代中通过一个修正因子来使共轭方向相互正交,从而加快收敛速度,减少所需计算资源。本文绘制了SARS-CoV-2感染前后人肺组织的单细胞图谱,通过无偏聚类构建成纤维细胞分化谱系。确定了成纤维细胞被SARS-CoV-2刺激后部分激活并调节免疫反应,通过非线性降维和流形学习方法验证分化状态。构建蛋白互作网络筛选出活化成纤维细胞枢纽基因APOE,且在空间转录组数据中验证,为鉴定成纤维细胞活化状态提供潜在标志物。确定了活化成纤维细胞中具有免疫募集能力的亚群IR-fibro,转录特征验证其免疫募集能力。量化代谢活性,确定感染后提高脂质代谢,其中IR-fibro提升最为显著。基于共表达和DNA模基序分析推断基因调控网络,识别驱动成纤维细胞向IR-fibro分化的主调控子SPI1。通过基于概率的cellchat算法确定了感染后细胞通信次数更高,且成纤维细胞被上游细胞如巨噬细胞和单核细胞经代谢通路影响,作为分泌细胞经免疫炎症相关通路作用于巨噬细胞。优化了机器学习模型,优化后模型计算效能更佳。通过泊松分布的最大似然估计方法,绘制了感染前后空间图谱。新冠肺炎患者的肺组织中成纤维细胞与巨噬细胞存在相邻分布,IR-fibro亚群集中于仅在感染后出现的支气管相关淋巴组织,少量分布在免疫浸润区域。结论:1.建立了一种基于Fletcher-Reeves共轭梯度法用于空间像素中的基因平均值的预测的优化框架,通过迭代地更新参数的方式来从梯度向量中获取模型优化信息。相同收敛精度和下降步长条件下,优化后收敛所需要的迭代次数显著减少,提升计算效能,减少计算资源。***-CoV-2感染前后人肺成纤维细胞存在转录异质性,部分被激活分化为有免疫调节功能的活化成纤维细胞,为鉴定成纤维细胞活化状态提供潜在标志物APOE。3.活化成纤维细胞在SARS-CoV-2感染后提高脂质代谢,其中IR-fibro亚群与脂质代谢密切相关。识别SPI1作为驱动成纤维细胞向具有免疫募集能力的IR-fibro亚群分化的主调控子,为COVID-19治疗提供新靶点,且治疗中结合调节脂质代谢辅助治疗可能有更好的效果。***-CoV-2感染后细胞通讯更强,上游细胞通过代谢通路作用于成纤维细胞,成纤维细胞通过免疫炎症通路影响巨噬细胞。IR-fibro亚群聚集于仅在病毒感染后出现的支气管相关淋巴组织区域,少量存在于免疫浸润区域。

关键词：单细胞转录组空间转录组严重急性呼吸综合征冠状病毒2型成纤维细胞共轭梯度法

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基于夹层多模光纤MZI传感器的人体心率与呼吸率监测研究

基于夹层多模光纤MZI传感器的人体心率与呼吸率监测研究

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作者：周富民重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,人类对于心脏病与睡眠呼吸暂停综合征疾病的关注度越来越高,这些疾病与人体心率（HR）与呼吸率（RR）息息相关。能够有效准确地对人体HR与RR进行监测成为当前一个热门的研究话题。现在被使用的人体HR与RR的检测设备主要为电学类... 详细信息

近年来,人类对于心脏病与睡眠呼吸暂停综合征疾病的关注度越来越高,这些疾病与人体心率（HR）与呼吸率（RR）息息相关。能够有效准确地对人体HR与RR进行监测成为当前一个热门的研究话题。现在被使用的人体HR与RR的检测设备主要为电学类传感器,这些设备通常都是接触式的,在对使用者监测的过程中,需要与使用者的皮肤进行直接接触,这大大的降低了使用者的舒适度,并且很大情况下会导致测量的结果与日常不符。同时这类设备的抗电磁干扰能力差,容易引入电磁噪声,这将会增加测量难度。基于床垫式的光纤传感器虽然可以避免上述问题,但是由于嵌入进床垫中导致光纤传感器的灵敏度太低,并且使用者要躺在床上才可以进行监测。因此,可穿戴式光纤传感器被逐渐应用于人体HR和RR监测领域。其中,光纤马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）因为其制作简单,灵敏度高等原因被广泛制作成可穿戴设备。本论文设计了一种可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器,并将其应用在人体HR与RR的监测研究中。本论文的主要内容如下:（1）详细介绍了夹层多模光纤MZI传感器的结构和工作原理。在Comsol仿真软件中分析渐变型多模光纤（graded-index multimode fiber,GIMMF）的纤芯传输模式LP-LP,采用Rsoft仿真软件计算不同长度的阶跃多模光纤（stepped index-multimode fiber,SIMMF）以及GIMMF对光纤传输光谱的影响,最终将SIMMF与GIMMF的长度设置为2 mm与2 cm。使用微弯变形器对夹层多模光纤MZI传感器进行封装用来提高压力灵敏度以及保护光纤,将微弯变形器的微弯间距Λ与微弯数量N分别设置为1 mm与18用来获得更高的灵敏度,并对封装后的夹层多模光纤MZI传感器的压力灵敏度进行了分析。（2）使用高精度光纤切割装置与光纤熔接机制作了夹层多模光纤MZI传感器。通过实验研究了夹层多模光纤MZI传感器的曲率与应变灵敏度,最大灵敏度分别为-21.75 d B/m和0.00135 d B/με,得出了对曲率响应度高的结论,因此可以通过加入微弯变形器使夹层多模光纤MZI传感器的性能得到提升。使用硅胶管、紫外胶水、非弹性材料魔术贴制备了微弯变形器,并通过魔术贴实现与可穿戴式胸带集成。对封装完成后的夹层多模光纤MZI微弯传感器进行微压力实验,得到了约98 d B/N微压力灵敏度,实验结果表明夹层多模光纤MZI微弯传感器非常适合测量微压力的生理信号。例如心跳信号、心冲击图（BCG）信号以及呼吸信号。（3）将可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器放置在心尖搏动区,去获得心跳信号,BCG信号以及呼吸信号。实验针对了5名男性和5名女性受试者分别在坐、站以及躺着的姿势下进行监测实验,使用平均误差（ME）、平均绝对误差（MAE）和平均绝对百分比误差（MAPE）以及它们所对应的标准差对实验误差进行了分析,结果均符合ANSI/AAMI EC13-2002标准。将所有HR数据进行了汇总并计算ME、MAE、MAPE以及其对应的标准差用来与市面上的其他设备进行对比分析,可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器的参数分别为-0.1±5.3 bpm、3.8±3.7 bpm以及4.9±4.9 bpm,均要高于市面上所认可的对比设备。计算出总体的HR与RR的Pearson系数为0.92与0.90,这意味着可穿戴式夹层多模光纤微弯MZI传感器达到了医疗设备的水平。并且发现对不同性别的受试者在不同姿势下进行监测时,HR的值会有所差异,具体体现为男性的HR会比女性的低;坐着姿势下的HR要低于站着的时候,并且高于躺着的时候。除此之外,可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器还能够测量BCG信号,对BCG信号的波形进行了分析,发现I、J和K特征峰均可以被识别,并且部分的数据中成功测量出F～N波,这表明传感器的灵敏度非常高,并且其准确度及一致性均符合标准。

关键词：夹层多模光纤MZI 微弯传感器心率呼吸率心冲击图

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肢体残疾人人际交往自卑心理的个案介入研究 ——以理性情绪治疗为基础

肢体残疾人人际交往自卑心理的个案介入研究 ——以理性情绪治疗...

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作者：周偲贵州师范大学

学位级别：硕士

随着社会矛盾的演变和经济社会的不断发展,肢体残疾人更加关注实现自身人生价值的可能性,以及自我就业和人际交往的重要性。他们逐步培养新的思想观念,适应新的生活方式,并积极融入社会大环境。在肢体残疾人的人际交往中,个体的认知过... 详细信息

随着社会矛盾的演变和经济社会的不断发展,肢体残疾人更加关注实现自身人生价值的可能性,以及自我就业和人际交往的重要性。他们逐步培养新的思想观念,适应新的生活方式,并积极融入社会大环境。在肢体残疾人的人际交往中,个体的认知过程起着至关重要的作用,但在实际交往中,一些肢体残疾人可能会产生自卑心理。然而,现有研究很少关注这一群体的人际交往自卑心理,大多集中于就业等显性问题的研究。因此,本文认为,解决肢体残疾人人际交往自卑心理有助于减轻他们的心理压力,促进他们更好地融入社会,增加就业机会。深入分析这一问题并探索解决之道具有重要的理论意义;而改善肢体残疾人人际交往自卑心理,则对于提升其生活稳定性、改善负面情绪、恢复正常社会功能、实现自我价值,具有重要的现实意义。然而,关于肢体残疾人人际交往自卑心理的个案干预研究还十分匮乏,因此,对此进行研究具有重要的实践意义。本文采用个案工作专业方法,运用个案介入模式——理性情绪治疗模式,对服务对象进行一对一的帮扶。通过参与式观察、深度访谈和量表使用等方法收集资料,并对介入前后的资料进行对比分析。主要借助理性情绪治疗模式,从认知、情绪和行为三个方面总结分析了X社区肢体残疾人人际交往自卑心理的现状、表现及成因。在与案主的深度访谈中,运用理性情绪治疗模式的ABC理论对案主的非理性信念进行了逐一剖析,并利用温迪-戴登的问题清单模式整理了案主的非理性信念。在检查非理性信念的过程中,运用了角色扮演、识别等技巧;在与非理性信念辩论的过程中,则主要采用了辩论、质疑、理性功课、放弃自我评价、自我表露、示范等辩论技巧。在介入后期,通过布置家庭作业的方式,运用“快捷卓丹REBT表格”以及艾利斯的11条非理性信念,对介入效果进行了支持和巩固。同时,理性情绪治疗模式倡导广泛采用其他个案工作的模式和理论,因此,在本文的部分分析中,还借用了社会支持网络理论以及生态系统理论等。研究最终发现,案主的变化较为明显,将自身人际交往自卑心理的非理性信念替换为理性信念,形成了理性的思维模式;案主的潜能得以充分发挥,在介入过程中学会了自辩和自助;社会支持网络得以扩大,社交和就业自信心得以提升。个案工作个别化以及专业化的服务模式在其中发挥了重要作用,同时从服务最后的成效来看,理性情绪治疗模式对于肢体残疾人的人际交往自卑心理是有效的,且对案主主观上融入社会有良好的促进作用。

关键词：理性情绪治疗肢体残疾人自卑心理人际交往非理性信念

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ZB材料公司外墙保温产品竞争战略研究

ZB材料公司外墙保温产品竞争战略研究

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作者：周柏宇河北大学

学位级别：硕士

21世纪以来,随着科技水平的不断发展,外墙保温材料行业也在发生剧变。从最传统的外墙保温涂料,到后来的外贴式保温板,再到如今的一体化保温产品,市场的主流产品也在不断的改造升级。当前,很多地区的住房与城乡建设部门都在出台相关政策... 详细信息

21世纪以来,随着科技水平的不断发展,外墙保温材料行业也在发生剧变。从最传统的外墙保温涂料,到后来的外贴式保温板,再到如今的一体化保温产品,市场的主流产品也在不断的改造升级。当前,很多地区的住房与城乡建设部门都在出台相关政策推行一体化保温产品,这对行业发展起到了推动作用。但与此同时,我国的房地产投资规模增速和建筑业增加值都在逐渐下降,这意味着市场规模在逐渐减小。面对政策和宏观经济形势的变化,外墙保温产品的竞争战略也要随之改变。所以,本文选取了河北ZB保温材料制造有限公司的内置一体化保温产品作为研究对象,该产品具有一定的代表性。结合外部环境和内部环境综合考虑,对产品的竞争战略进行研究。河北ZB保温材料制造公司属于行业内规模较大且技术水平比较领先的龙头企业,其内置双挂网一体化保温产品在省内也占有较高的市场份额。但是公司内部目前也面临着客户欠款过多导致现金流不足和产品技术认证到期等不利因素,迫切需要对产品的竞争战略进行及时有效的调整,来更好的应对未来更加激烈的市场竞争环境。首先,本文利用李克特5点量表对ZB材料公司外墙保温产品的现行竞争战略进行识别,通过问卷调查的方式确定该产品的现行竞争战略为差异化战略。然后,基于企业产品价值链理论,从企业基本活动和企业辅助活动两个层面对企业进行内部环境分析,之后又基于PEST分析模型与波特“五力”分析模型对产品进行外部环境分析,分别制作访谈提纲并进行访谈调查,提炼出公司内部的主要优劣势要素和外部环境的主要机会和威胁要素。之后,根据提炼出的要素对产品进行IFE和EFE评价,采用四次问卷调查的方式获得内外部各要素的权重及评分,将数据进行统计后结果显示产品现行差异化战略既不能很好的响应企业内部优势和劣势,也不能很好的响应外部机会和威胁,所以需要对产品的竞争战略进行调整,重新提出新的竞争战略。接下来,本文通过SWOT模型分析出多条业务层面的备选战略并将其归类为三大基本竞争战略类型,再用QSPM模型进行战略评价,同样采用问卷调查的方式获得数据,调查结果显示成本领先战略和差异化战略的得分均高于评分标准,其中成本领先战略的分数高于差异化战略的分数且两者评分差距不大,所以得出结论ZB材料公司的外墙保温产品应该选择成本领先为主,差异化战略为辅的混合竞争战略。最后,本文基于企业价值链理论,从企业基本活动和企业辅助活动两个层面的九个维度,为ZB材料公司的外墙保温产品开展混合竞争战略提出相关具体实施建议。

关键词：外墙保温产品竞争战略成本领先战略差异化战略混合战略

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成都市W区中小学校园突发事件应急管理研究

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作者：周邱瑶四川师范大学

学位级别：硕士

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基于视觉的固定翼飞行器着陆阶段跑道识别方法研究

基于视觉的固定翼飞行器着陆阶段跑道识别方法研究

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作者：胡宇周中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

视觉信息对于固定翼飞机的进近和最终着陆非常重要,无论是对于遥控飞行或者自主着陆,视觉信息往往是决定飞行器最终是否能够安全着陆的关键。当前,得益于计算机算力的迅猛增长,计算硬件效率提升,以及深度模型的快速迭代,计算机视觉技术... 详细信息

视觉信息对于固定翼飞机的进近和最终着陆非常重要,无论是对于遥控飞行或者自主着陆,视觉信息往往是决定飞行器最终是否能够安全着陆的关键。当前,得益于计算机算力的迅猛增长,计算硬件效率提升,以及深度模型的快速迭代,计算机视觉技术也得到了前所未有的发展,而其在视觉导航领域的应用也逐渐成为现实。基于神经网络的深度视觉识别模型能够完成各种复杂任务,通过设计模型和调整参数,并最终使用合适数据集对模型进行训练,便可以得到能够准确识别特定特征的深度模型。本文主要研究针对固定翼飞机基于视觉的跑道识别方法,对图像进行跑道特征的识别,并对飞机的相对位置姿态进行估算。本文的研究工作分为:(1)对当前已有的跑道识别方法进行分类研究,分析传统识别算法与基于深度模型的识别方法的核心思想,对其步骤原理进行分析,概括各类算法的优势与不足。(2)研究使用深度模型对跑道进行识别的方法,提出一种基于视觉的跑道识别算法,可以提取出输入图像中的跑道特征信息。由于缺乏现成的跑道数据集,本文所使用的自建跑道数据集,是通过Microsoft Flight Simulator 2020模拟平台进行图像提取,使用Label Me标注软件进行跑道特征的标注,最终建成可供深度模型训练的跑道数据集。(3)研究Mobile Net V3网络结构,并对其LRASPP模块进行改造,使其在训练过后能够同时输出跑道特征区域的语义分割和跑道特征线的概率分布图,这个模型称作ERFE(Efficient Runway Feature Extractor)。对于ERFE输出的概率分布图,本文使用了一种带权重的回归算法对跑道特征线进行重构,使特征线能够被抽象化。为了量化抽象化过后的线条与标记线条之间的误差,本文使用了一种在标注线段方向上的积分算法来计算误差。(4)对于已经抽象化得到的特征线条,本文将利用基于PNP(Perspective-N-Point)算法的方法对飞机三维姿态和三维位置进行估算,或者在缺乏足够跑道特征的情况下解算三维姿态和二维位置,并设计RVC(Runway Visual Calibratoin)算法对飞机位姿参数进行校准。

关键词：视觉导航神经网络跑道识别位姿估计自动着陆

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融入建模思想的初中数学情境教学实践研究

融入建模思想的初中数学情境教学实践研究

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作者：曾庆周信阳师范大学

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体教融合背景下广东省青少年篮球后备人才培养模式研究

体教融合背景下广东省青少年篮球后备人才培养模式研究

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作者：周潘武汉体育学院

学位级别：硕士

2020年教育部与国家体育总局联合颁布了《关于深化体教融合促进青少年健康发展的意见》为青少年篮球后备人才培养工作指明了新方向。篮球作为三大球项目的核心项目,体教融合的推出为培养篮球人才赋予了新动能和新使命。鉴于此,本研究采... 详细信息

2020年教育部与国家体育总局联合颁布了《关于深化体教融合促进青少年健康发展的意见》为青少年篮球后备人才培养工作指明了新方向。篮球作为三大球项目的核心项目,体教融合的推出为培养篮球人才赋予了新动能和新使命。鉴于此,本研究采用文献资料法、访谈法、实地考察法和数理统计等研究方法,以体教融合背景下广东省青少年篮球后备人才培养模式为研究对象,探究广东省青少年篮球后备人才培养模式的现状,系统分析目前模式存在的优势、问题、影响因素等,并提出优化路径,以期为其他省、市以及全国篮球后备人才培养提供理论参考和实践镜鉴。研究结论如下:(1)体教融合背景下,广东省教育和体育部门结合青少年篮球后备人才的培养现状发布了相关政策文件,进一步深化了广东省体教融合的发展;目前广东省青少年篮球后备人才培养模式主要有民办学校培养模式(自主与合作共存)、校企合作模式、校校合作模式和传统培养模式;多样化的培养模式为广东省竞技篮球的发展提供了人才储备。(2)民办学校培养模式,主要是自主培养,或与职业俱乐部合作培养并建立输送关系,其优势在于招生的限制性更小,教练员和运动员的选择面更大,打破了传统的地域性招生问题,比赛的自主性和选择性也较为宽广;该模式实现了招生、训练、培养、输送和服务的一体化。由于民办主要依赖私人或企业资金,经费多用于文化教育,篮球人才培养经费有一定的局限性。(3)校企合作模式,中学与职业俱乐部合作共建的方式;这种模式打破了传统篮球特色学校的界限,不再是以政策支持的传统篮球强校才能进行人才培养和输送,学校在篮球后备人才的训练上,不以体育课程模式进行,而是采用职业竞技篮球的需要进行训练和培养,是一种新型的体教融合。校企合作可以让学校篮球运动员向职业篮球运动员进行转化,进一步为竞技篮球后备人才提供保障,但部分学校为招生出现了一系列不正当的竞争手段,从而影响局部地区篮球后备人才的发展。(4)校校合作模式,通过中学与高等学校进行合作共建“中学—大学—职业队”的梯队式人才培养模式。主要是为了给学生运动员提供更多的出路,校校合作模式既可以培养优秀的篮球运动员进入职业队乃至国家队,为竞技篮球的发展提供后备人才基数保障;同时也能够通过升学的方式进入到大学提升学历,为以后就业提供基础,形成了良好的“两条腿”走路的篮球后备人才培养模式。(5)传统的篮球后备人才培养模式,细分为:“一校一品”篮球特色学校、体校培养模式、俱乐部青训培养模式。这些培养模式仍然肩负着培养和输送人才的使命,但随着体教融合的不断深化,传统模式也在不断地融合与进步,从以前单一的人员选拔到现在进入到各级各类学校中去进行人才选拔,这样的变化凸显了各类模式在人才选拔方面的竞争非常激烈,从而提升了广东省篮球后备人才的培养质量。(6)广东省青少年篮球后备人才培养存在的问题有:地域性发展不平衡;学训矛盾仍然存在;篮球后备人才输送渠道单一;运动员选材机制不够完善。其优化路径为:政府整合教育和体育资源,以强带弱,促进各地域公平发展;因材施教,细化学生阶段培养,促进全面发展;扩大招生宣传力度,拓宽篮球人才输送渠道;各学校应注重协同配合,构建完整的选材制度。

关键词：广东省篮球后备人才体教融合培养模式

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