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Ibancovichi Camarillo JA y cols. Introducción a la ventilación mecánica en la Unidad de Cuidados Críticos
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128
ARTÍCULO
DE20(5):
REVISIÓN
AMMVEPE 2009;
128-132
AMMVEPE Vol. 20, No. 5 • Septimebre-Octubre 2009
pp 128-132
Introducción a la ventilación mecánica
en la Unidad de Cuidados Críticos
Introduction to mechanical ventilation in the Critical Care Unit
José Antonio Ibancovichi Camarillo,* Rafael Moran Muñoz,**
Martín Acevedo Arcique,** José Mauro Victoria Mora*
RESUMEN
ABSTRACT
La ventilación mecánica se refiere a la utilización de una máquina capaz de proporcionar algo o todo el trabajo de la respiración. El principal objetivo para proporcionar
ventilación mecánica son: hipoxemia, hipercapnia, y esfuerzo respiratorio excesivo
que no puede ser resuelto con tratamientos conservadores. El pronóstico depende
de la causa de enfermedad y el grado de patología pulmonar.
Mechanical ventilation is the use of a machine to perform some or all of the work of
breathing. The principal objective for mechanical ventilation includes hipoxemia,
hipercapnia, and excessive work of breathing that not resolve whit conservative
therapies. The prognosis varies with cause of diseases and the degree of pulmonary
pathology.
Palabras clave: Presión positiva intermitente, ventilación mecánica, insuficiencia
respiratoria.
Key words: Intermittent positive pressure, mechanical ventilation, respiratory failure.
INTRODUCCIÓN
Por más de 40 años la ventilación por presión positiva intermitente (VPPI) ha demostrado su utilidad en seres humanos
salvando muchas vidas. En estudios recientes la VPPI ha demostrado su utilidad
en la medicina veterinaria. El principal
objetivo de la ventilación por presión positiva intermitente a través de un ventilador mecánico es mejorar el intercambio
gaseoso pulmonar incrementando la ventilación alveolar (VA), la presión parcial de
oxígeno en sangre arterial (PaO2), incremento del volumen pulmonar, y evita zonas de atelectasia.1,2 La ventilación mecánica incrementa la capacidad residual
funcional pulmonar (CRF), que es el volumen de aire que queda en los pulmones
después de una espiración normal, disminuye el trabajo respiratorio, revierte la hipoxemia que pone en peligro la vida, y
evita el incremento de dióxido de carbono.1
Sin embargo, para poder llevar a cabo este
tipo de tratamiento, es importante que el médico conozca los conceptos generales de la
fisiología respiratoria y la utilización de equipos de ventilación mecánica. Por tanto, el
principal objetivo de este trabajo es proporcionar los conceptos generales sobre ventilación, sus indicaciones, y las funciones básicas del ventilador.
La ventilación puede ser definida como
el movimiento de aire a través del parén-
* Académicos del Hospital Veterinario para Pequeñas Especies de la Facultad de Medicina Veterinaria y
Zootecnia de la Universidad Autónoma del Estado de México.
** Residentes del segundo año de la especialidad en Medicina y Cirugía de Perros y Gatos. Hospital
Veterinario para Pequeñas Especies de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma del Estado de México.
Sobretiros: Dr. José Antonio Ibancovichi Camarillo.
Jesús Carranza 203. Col. Universidad. C.P. 50130. Toluca, Edo. de México. Tels.: 7222195988, 7222801083,
Fax: 7222801084.
Correo electrónico: [email protected].
quima pulmonar. Este mecanismo requiere de varios componentes como integridad de la caja torácica, los músculos que
participan en la respiración (músculos intercostales y diafragma), y el sistema nervioso central el cual se encarga de regular
la actividad muscular. La alteración en
cualquiera de estos componentes ocasiona alteraciones en el intercambio gaseoso (O2, CO2).1,2
INDICACIONES PARA
PROPORCIONAR VENTILACIÓN
MECÁNICA
La ventilación mecánica está indicada
cuando la PaO2 cae entre 50-60 mmHg,
o cuando la presión parcial de dióxido
de carbono (PaCO 2) se incrementa entre 50-60 mmHg.3
Los pacientes que requieren de ventilación mecánica se pueden dividir en tres
categorías (Cuadro 1):
1. Pacientes con hipoxemia < PaO2.
2. Pacientes con hipoventilación >
PaCO2.
3. Combinación de ambas.
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Cuadro 1. Descripción de la insuficiencia respiratoria.
Insuficiencia respiratoria hipoxémica < PaO2
Insuficiencia respiratoria hipercápnica > PaCO2
• También llamada: insuficiencia respiratoria aguda tipo I.
• Definición: Incapacidad pulmonar para proporcionar
oxígeno de acuerdo con la demanda metabólica.
• Criterios de evaluación: PaO2 <60 mmHg o una
PaO2 <40 mmHg a cualquier nivel de fracción inspirada
de oxígeno (FiO2).
• Principales causas: Trastornos en la relación ventilación
perfusión (V/Q), hipoventilación alveolar, defectos en
la difusión, cortocircuito intrapulmonar o también llamado
“shunt”, y FiO2 baja.
• También llamada: insuficiencia respiratoria tipo II
• Definición: Insuficiencia pulmonar para eliminar
dióxido de carbono.
• Criterio de evaluación: PaCO2 > 50 mmHg.
La insuficiencia respiratoria hipoxémica puede ser ocasionada por un inadecuado intercambio gaseoso a nivel
alveolar o a nivel de los vasos sanguíneos pulmonares, cortocircuito intrapulmonar, alteraciones en la relación ventilación perfusión (V/Q), o disminución
en la fracción inspirada de oxígeno
(FiO2). Las principales causas de este
tipo de insuficiencia respiratoria en los
perros y gatos son:
1. Contusión pulmonar.
2. Ahogamiento.
3. Neumonía por aspiración de contenido gástrico.
4. Enfermedad cardiaca.
5. Inhalación de gases tóxicos.1-3
En la insuficiencia respiratoria hipercápnica los pacientes presentan un parénquima pulmonar normal pero son incapaces de mantener el proceso
ventilatorio, ocasionando un aumento de
la PaCO2. Las principales causas en el
perro y el gato son: lesión del sistema
nervioso central, anestésicos (pentobarbital), opiáceos, daño de las neuronas
aferentes de los músculos de la respiración (lesión cervical, lesiones de disco
intervertebral cervical), polineuropatías
(polirradiculitis), enfermedades de la placa neuromuscular (miastenia grave, botulismo, parálisis por garrapatas). La medición de los niveles de PaCO 2 es un
indicador de la ventilación alveolar y que
por lo general se ve afectada cuando disminuye el volumen minuto (100-300 mL
kg -1 min-1). 2,3 Una PaCO 2 mayor a 43
• Principales causas: Insuficiencia en el efecto de bomba
respiratoria (daño de la caja torácica, daño diafragmático,
lesión del sistema nervioso) Producción de CO2,
aumento del espacio muerto.
mmHg en el perro y mayor a 36 mmHg en
el gato deben ser consideradas como hipercapnia. Cuando la PaCO2 es mayor a
60 mmHg indica hipoventilación severa
que requiere de tratamiento ventilatorio
inmediato. Una PaCO2 elevada ocasiona
acidemia y trastornos neurológicos y
metabólicos importantes, como vasodilatación cerebral e incremento de la presión intracraneal. En seres humanos sanos, los músculos respiratorios
consumen de 2-5% del total de oxígeno.
En un estado de compromiso respiratorio la demanda energética de los
músculos respiratorios aumenta ocasionando un fenómeno conocido como fatiga respiratoria.2-5
Durante el periodo en que la PaO2 disminuye, 30 o 40% del gasto cardiaco trata
de mantener el flujo sanguíneo diafragmático a expensas de órganos vitales
como el encéfalo y riñones.2,3
MODOS VENTILATORIOS
Un modo ventilatorio se refiere a los parámetros que pueden establecerse en un ventilador mecánico y que una vez establecidos determinan el tipo de respiración que
se proporcionara, como la frecuencia respiratoria, y el punto en el que la respiración
inicia y termina. En la actualidad existen
diferentes tipos de ventiladores mecánicos
por lo que los parámetros y la nomenclatura pueden variar haciendo difícil estandarizar la información.
Los cuatro factores que se encuentran
involucrados en la presión positiva intermitente son:
1.
2.
3.
4.
Volumen.
Presión.
Flujo.
Tiempo.
Ventilador ciclado por volumen
El ventilador termina su ciclo cuando
el volumen tidal o volumen corriente preestablecido es liberado.
En este caso el volumen corriente
(Vc) es siempre el mismo, sin embargo,
la presión de la vía aérea puede variar,
dependiendo de la patología pulmonar
o de las fuerzas elásticas del pulmón a
vencer (complianza pulmonar). El principal problema al utilizar este modo de
ventilación es que se puede ocasionar
sobredistensión alveolar y lesión pulmonar (Volutrauma pulmonar), si la presión requerida para alcanzar el volumen
corriente es muy alta.
Ventilador ciclado por presión
El ventilador termina su ciclo cuando la
presión preestablecida es alcanzada. En
este caso el volumen corriente puede variar, pero mantienen estable la presión en
la vía aérea. La principal desventaja al utilizar este tipo de modo ventilatorio es que
el volumen corriente disminuye cuando
la complianza pulmonar es baja.
Ventilador ciclado por flujo
El ventilador termina su ciclo cuando la
tasa de flujo inspiratorio disminuye al
punto establecido.
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Ventilador ciclado por tiempo
El ventilador termina su ciclo cuando el
tiempo establecido es alcanzado.
Los modos ventilatorios ciclados por
flujo y por tiempo se utilizan con mayor
frecuencia en medicina humana por lo que
no serán discutidos en este trabajo.
La ventilación de alta frecuencia, libera un volumen corriente pequeño de 1-3
mL kg-1 pero a una frecuencia alta de 100300 respiraciones min-1. La ventaja que
posee este sistema es que puede ser utilizado en pacientes hipovolémicos, esto se
debe a que la presión que se alcanza en la
vía aérea es baja sin ocasionar deterioro
hemodinámico.3
Patrones respiratorios
proporcionados por el ventilador
Los ventiladores para cuidados críticos pueden proporcionar tres tipos de
respiración:
•
•
•
Ventilación mandatoria continua.
Ventilación mandatoria intermitente
(IMV).
Ventilación espontánea continua.
En la ventilación mandatoria continua, todas las respiraciones son mandatorias, esto quiere decir que todas las respiraciones son iniciadas y terminadas por
el ventilador.
En la ventilación mandatoria intermitente se combina respiraciones mandatorias con respiración espontánea, lo cual
significa que algunas respiraciones son
iniciadas y terminadas por el ventilador
mientras que otras son iniciadas y terminadas pro el paciente. Este tipo de ventilación también se le conoce como ventilación mandatoria sincronizada
(SIMV), lo que permite que exista una
mejor sincronización del ventilador con
el paciente, y es un modo ventilatorio
que se utiliza con frecuencia para realizar
la interrupción de la ventilación mandatoria o controlada.2,3
En la ventilación espontánea continua todas las respiraciones son espontáneas, en donde el paciente inicia y termina todas las respiraciones. Este modo
ventilatorio se utiliza en pacientes que
mantienen un volumen minuto normal.
Algunos ventiladores son capaces de
aumentar la respiración espontánea incrementando la presión de la vía aérea
durante la inspiración; a lo cual se le conoce como presión de soporte. La presión de soporte puede ayudar a vencer
la resistencia ocasionada por el tubo endotraqueal, humidificador y válvulas del
ventilador. De acuerdo con la literatura
en seres humanos se sugiere iniciar con
una presión de soporte de 6-8 cmH2O.
Otra ventaja que proporciona la ventilación espontánea continua es el poder elevar la presión de la vía aérea basal durante la inspiración o exhalación. Esta
presión también es conocida como presión continua de la vía aérea (CPAP)
evitando el desarrollo de atelectasias y
mejora el intercambio gaseoso.2,3
PRESIÓN POSITIVA
TELEESPIRATORIA (PEEP)
La mayoría de los ventiladores poseen
la opción de poder incrementar la presión de la vía aérea durante la exhalación; también conocida como presión
positiva al final de la espiración o presión positiva teleespiratoria (PEEP). Esta
presión evita la formación de atelectasias manteniendo a los alvéolos abiertos y funcionales para el intercambio
gaseoso. Los pacientes con enfermedad
pulmonar por lo general requieren de
PEEP (10-12 cmH2O); sin embargo, es
importante recordar que el aumento de
la presión intratorácica conlleva a deterioro cardiovascular.2-7 Por lo cual se requiere de monitorización continua de la
presión arterial.
La PEEP intrínseca o también llamada auto-PEEP es un fenómeno que puede ser el resultado de ciertos modos
ventilatorios en donde el paciente no
completa la exhalación antes de que se
inicie la siguiente inspiración. Esto ocasiona un aumento de la presión espiratoria y que posee el mismo efecto que la
PEEP extrínseca; sin embargo, la PEEP
intrínseca tiene un inicio insidioso y
no puede ser controlada de manera directa. 3
AJUSTE DEL VENTILADOR
El ajuste del ventilador debe realizarse con
base en la fisiopatología pulmonar y la
condición física de cada paciente.
•
Ajuste del volumen corriente: El volumen corriente o volumen tidal es la
cantidad de gas que se mueve dentro
y fuera del paciente durante un ciclo
respiratorio normal y que por lo general
es medido en la rama espiratoria del circuito de respiración. El producto del
volumen corriente y la frecuencia respiratoria se conoce como volumen minuto. Por lo general se recomienda iniciar con un volumen corriente de 8-15
mL kg-1 manteniendo un volumen minuto de 100-300 mL kg-1 min-1. Existen
diversos estudios en medicina humana y veterinaria que hablan sobre el
manejo del síndrome de distrés respiratorio en donde se recomienda instaurar estrategias ventilatorias de protección pulmonar en donde se utiliza
un volumen corriente de 6-8 mL kg.3-6
FRECUENCIA RESPIRATORIA Y
RELACIÓN INSPIRACIÓN:
ESPIRACIÓN (I:E)
La frecuencia respiratoria inicial puede ser
de 8-15 respiraciones por minuto y debe de
ajustarse en base a la concentración
de CO2 espirado. En donde podemos utilizar la siguiente fórmula:
FR= (FR x PaCO2) ÷ la PaCO2 deseada.
donde:
FR = Nueva frecuencia respiratoria.
La relación entre el tiempo inspiratorio
y el tiempo espiratorio también se conoce
como relación I:E y está determinada por
la frecuencia respiratoria y la duración
entre la inspiración y la espiración. Por lo
general la relación I:E recomendada es 1:2.
Una frecuencia respiratoria alta puede
ocasionar una relación I:E inversa (tiempo espiratorio mayor al tiempo inspiratorio). Una relación inversa I:E ha sido estudiada en el hombre con efectos benéficos,
pero pueden poner en riesgo al paciente
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de desarrollar PEEP intrínseca y compromiso cardiovascular.2,3
El tiempo inspiratorio debe mantenerse entre 1.5 a 2.5 segundos. Una relación
I:E de 1:3 se asemeja con mayor precisión
a la respiración espontánea.9,10 Para poder ajustar una relación 1:3 es importante
determinar el flujo para ello se utiliza la
siguiente fórmula:
F = volumen minuto x ∑(I:E) 10
donde:
F = Flujo
∑(I:E) = Suma de la relación I:E
En un perro de 20 kg en donde queremos establecer una relación 1:3 con 15
respiraciones por minuto y un volumen
corriente de 200 mL.
F = volumen minuto x ∑(I:E) 10
F = (200 mL x 15) x (1 +3)
F = 12 [L • min-1]
FRACCIÓN INSPIRADA
DE OXÍGENO (FIO 2 )
La fracción inspirada de oxígeno inicial
deberá ser de 1 (100%) con el objetivo
de que la hipoxemia no agrave la adaptación del paciente al ventilador. Sin embargo, una FiO2 del 100% por más de 4872 h ocasiona la muerte en varios
modelos de experimentación. La FiO2 no
debe de exceder del 0.6 (60%) durante
periodos prolongados de ventilación.25
En un paciente con enfermedad severa
del parénquima pulmonar se recomienda
iniciar con una FiO2 de 1.0 un Vc de 6-8 mL
kg y 15 respiraciones por minuto con ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV). El objetivo es reducir la FiO2
a 0.6 lo antes posible.
SUSPIROS
Algunos ventiladores tienen incorporados respiraciones con suspiros intermitentes. Las respiraciones con suspiros
son una estrategia ventilatoria adicional que reduce la incidencia de atelectasias. 4,5
MANEJO Y CUIDADOS
DEL PACIENTE
Los pacientes que serán sometidos a ventilación mecánica deberá colocarse un tubo
endotraqueal y mantenerse bajo anestesia general. Por lo general los animales
con traumatismo craneoencefálico o enfermedad severa de la placa neuromuscular pueden ser ventilados mecánicamente
sin necesidad de anestésicos facilitándose la evaluación neurológica.
Los pacientes que son mantenidos bajo
anestesia general son incapaces de toser
y expectorar las secreciones respiratorias
predisponiéndose a obstrucción del tubo
endotraqueal. Por lo tanto es necesario
realizar succión en la vía aérea cada 4 horas por medio de una técnica aséptica, lo
cual evita de complicaciones como la obstrucción del tubo endotraqueal e infecciones respiratorias. Se recomienda cambiar
el tubo endotraqueal cada 24 horas y el
circuito respiratorio cada 48 horas.
La colocación de un humidificador en
el circuito de respiración favorece la presencia de secreciones menos espesas y
protege el epitelio de las vía aérea.
La flora bacteriana de la cavidad bucal
es un factor predisponente para el desarrollo de neumonía, por lo que es importante realizar lavados de la cavidad oral
con solución antiséptica de clorexidina.
Se recomienda la aplicación de substituto
de lagrima cada dos horas con el objetivo
de evitar la resequedad de la córnea y la
formación de úlceras corneales.
Los pacientes deberán de ser colocados en una superficie acolchonada con el
objetivo de evitar úlceras por decúbito o
lesión de nervios periféricos, así como
proporcionar soporte térmico.2-5
Para evitar el edema y la congestión
hipostática los pacientes deberán moverse de posición cada cuatro horas. Es importante la evaluación de los catéteres
endovenosos con el fin de evitar complicaciones como flebitis e infecciones.
En caso de mantener a un paciente bajo
ventilación mecánica durante periodos
prolongados por más de 48 horas es necesario llevar a cabo una estricta terapia
de líquidos así como proporcionar una
nutrición adecuada a través de sonda
131
naso-esofágica y en algunos casos nutrición parenteral.2-5
No existe una técnica anestésica recomendada, pero se recomienda las técnicas de anestesia total intravenosa a través de hipnóticos como el propofol,
pentobarbital sódico, diacepam, y añadir
opiáceos o bloqueantes neuromusculares,
dependiendo de la condición física de cada
paciente.
Los pacientes sometidos a ventilación
mecánica deben mantenerse bajo un mínimo de monitorización como pulsioximetría, medición de CO2 espirado, evaluación
de la presión arterial, temperatura corporal y de la eficiencia respiratoria (PaO2/
FiO2, y gradiente alveolo- arterial de oxígeno P(A-a)O2 a través de análisis gasométricos.
EVALUACIÓN DE LA
EFICIENCIA RESPIRATORIA
Para evaluar la eficiencia respiratoria comúnmente se utilizan el gradiente alveolo-arterial de oxígeno P(A-a)O2 y la relación PaO2/FiO2.
En pacientes sin patología pulmonar la
diferencia de oxigeno a nivel alveolar PAO2
y a nivel arterial PaO2 es nula. Sin embargo, cuando esta diferencia se hace notoria comúnmente se debe a insuficiencia
respiratoria o cortocircuito patológico de
origen cardiaco.
Para calcular el gradiente alveolo-arterial de oxígeno P(A-a)O2 es importante realizar la ecuación del gas alveolar:
PAO2 = FiO2 (PB-PH2O) - (PaCO2 ÷ RQ).4,5
donde:
PB =
Presión barométrica
(a nivel del mar es de 760 mmHg).
PH2O = Presión de vapor de agua (50)
PaCO2= Presión parcial de dióxido
de carbono en sangre arterial.
RQ = Cociente respiratorio (0.8).
En pacientes que respiran aire ambiente (FiO2 = 0.21) el gradiente alveolo-arterial de oxígeno normal es menor a 15
mmHg; sin embargo, ésta puede aumentar de 5-7 mmHg por cada incremento del
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Cuadro 2. Complicaciones asociadas a la ventilación mecánica.
Pulmonares
Extra pulmonares
Lesión pulmonar inducida por el ventilador
Neumonía asociada al ventilador
Neumotórax
Asincrónica del paciente-ventilador
Oclusión del tubo endotraqueal
Toxicidad por oxígeno (FiO2 > 60%)
Necrosis de la tráquea
Úlceras orales
Úlceras corneales
Úlceras por decúbito
Atrofia muscular
Edema periférico
10% en la FiO2. Cuando el gradiente alveolo arterial de oxígeno es normal en un
paciente con hipoxemia (< PaO2), la principal causa de hipoxemia es la hipercapnia (> PaCO2).4,5
La relación PaO2/FiO2 es un método
menos complicado para evaluar la capacidad de oxigenación a diferentes niveles
de oxígeno inspirado (FiO2). Esto se calcula fácilmente dividiendo la PaO2 y la FiO2
en la que se encuentra el paciente. En los
pacientes sanos que respiran oxigeno al
21% la relación normal es de 500. Una relación de 300-500 debe ser considerada
como enfermedad leve, de 200-300 como
lesión pulmonar aguda (ALI) y una relación menor a 200 como síndrome de distrés respiratorio (ARDS).6-10
COMPLICACIONES DURANTE
LA VENTILACIÓN MECÁNICA
La ventilación mecánica invierte la fisiología normal de la ventilación, aumentando la
presión intratorácica e intrapleural durante
la fase inspiratoria. De esta inversión de presiones se derivan algunas de las complicaciones de la ventilación mecánica como son
las alteraciones hemodinámicas.2-5
Las complicaciones relacionadas con
la ventilación mecánica están determinadas por varios factores como son la patología del paciente, la duración de la ventilación y las características del modo
ventilatorio. Entre las complicaciones más
comunes derivadas de la ventilación mecánica se encuentran las lesiones sobre
la mucosa de la tráquea como consecuencia del sobre insuflado del globo del tubo
endotraqueal; el barotrauma pulmonar,
neumotórax, neumomediastino, enfisema
•
•
La utilización de la ventilación mecánica requiere de personal entrenado
en cuidados intensivos.
La utilización de la ventilación mecánica requiere de equipos de diagnóstico (gases sanguíneos) y de monitorización como: electrocardiografía, CO2
espirado, presión arterial, temperatura, pulsioximetría.
BIBLIOGRAFÍA
subcutáneo, y neumonía la cual ocurre en
el 30 % de los pacientes ventilados mecánicamente.
Otra complicación importante derivada de la ventilación mecánica es la disminución del retorno venoso y la consecuente reducción del gasto cardiaco como
consecuencia del incremento de la presión
intratorácica y la compresión de la vena
cava. Por otro lado, la distensión alveolar
comprime los vasos pulmonares, resultando en un incremento de la resistencia vascular pulmonar y de la poscarga ventricular derecha; todo ello resulta en un
desplazamiento del septo interventricular
y disminución de la distendibilidad del
ventrículo izquierdo.
La ventilación por presión positiva intermitente incrementa los niveles de la
hormona antidiurética y disminuye la producción del factor natriurético atrial favoreciendo la retención de líquidos.3
También se ha descrito una disminución del flujo sanguíneo portal lo cual
puede disminuir la tasa metabólica de algunos fármacos.
Debido a los efectos adversos que se
pueden ocasionar al instaurar ventilación
por presión positiva intermitente es importante la monitorización de los parámetros que evalúen una adecuada perfusión
a los tejidos (PaO2, SpO2, lactato, presión
arterial, temperatura)2,3 (Cuadro 2).
CONCLUSIONES
•
En la práctica veterinaria la ventilación
mecánica es una herramienta poco utilizada en pacientes con compromiso
respiratorio que no responden a tratamientos convencionales.
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