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THERMOREGULATION ET HYPOTHERMIE THERMOREGULATION ET HYPOTHERMIE CHEZ LE PATIENT PEDIATRIQUECHEZ LE PATIENT PEDIATRIQUE

Dr. Ornis Sara PH AR

Service d’anesthésie pédiatrique-D.A.R. A

CHRU Lapeyronie Montpellier

D.U. ANESTHESIE PEDIATRIQUE DU GRAND SUD

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Thermorégulation et hypothermie

• La capacité de thermorégulation est prioritaire pour la vie

• Les enfants se refroidissent plus rapidement que les adultes

• La capacité de thermorégulation est variable en rapport avec le

degré de développement de l’enfant: les thermorécepteurs se

développent dès la 26èmeet sont actifs à partir dès 28-30 semaines

d’aménorrhée

• L’hypothermie peut générer des complications secondaires dont

la sévérité dépend de son niveau et de sa durée

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Température de neutralité thermiqueTemperature ambiante pour laquelle la consommation

metabolique d’oxigène des individus est la moindre

Température critique

Temperature ambiante au-dessous de laquelle les

individus ne parviennent plus à mantenir leur

temperature centrale

Grande variabilité

Un nouveau né placé nu dans une pièce à 24°C se trouve dans la meme situation qu’un adulte exposé nu une temperature de 1°C

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Courbes comparatives de neutralité thermique

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Age T neutralité T critique

Adulte 28°C 1°C

Nouveau né 32°C 24°C

Prematuré 34°C 28°C

Recent Advances in Paediatrics, Gairdner, Hull, eds. Churchill, London; pp.171-216

Anesthésie pediatrique, Dalens, Veyckemans, pp 21-28

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Nouveau né et nourrisson: modifications thermiques et leur régulation (1)

• Le fœtus ne maintien pas tout seul sa température

• La température centrale du fœtus est supérieure de 0.5˚C environ à celle du sang aortique maternel, donc la thermorégulation avant la naissance s’effectue dans le sens d’une perte calorique à travers le placenta

• A la naissance le nouveau-né se retrouve dans un milieu aérien froid: la perte de température par évaporation va être rapide et importante surtout si pas séché

L’évaporation de 1g d’eau consomme 580 calories qui

doivent être fournies par le bébé

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Nouveau né et nourrisson: modifications thermiques et leur régulation (2)

Pendant les premiers mois de vie la perte de chaleur est favorisée par les facteurs suivants:

• Surface corporelle élevée par rapport au poids: 3 x qu’un adulte pour le nouveau né à terme

• Faible épaisseur du derme et de la couche de graisse sous-cutanée: les vaisseaux se trouvent tout près de la surface

• Fortes déperditions par évaporation • Vasodilatation médicamenteuse en cas d’anesthésie

Maintien de l’homéothermie

• Le controle de l’homéothermie est du à l’equilibre entre la termogenèse et la thermolise (perte de chaleur)

• Metabolisme de base: sourtout cerveau et foie, production de chaleur

• En cas d’exposition au froid: activation de la reponse thermoregulatrice centrale hypotalamique

• Vasoconstriction cutanée

• Thermogenese NON frissonante (metabolique)

à travers 2 mechanismes:• Glyco-lipolyse

• Destockage graisse brune

La thermogenese frissonante se developpe à partir de 5-6 ans

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Thermogenèse métabolique

Cette production metabolique de chaleur entraine une

consommation considerable d’oxigène (VO2)

Il existe une correlation directe entre la VO2 et le gradient de temperature peau-milieu exterieure (∆T°):

VO2(ml/Kg/min)= 4,23 + 0,573 ∆T°

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Définition de Normo-thermie etHypothermie chez l’enfant

• La définition de “normalité” thermique varie avec l’âge: augmente pendant les premiers 7 mois et descende de nouveau àpartir de 3 ans de vie: large variabilité

• Chez la plupart des nourrissons la valeur de température rectale, qui reflète la température centrale correspond à 37°C ± 0,5

• La définition de hypothermie est en rapport avec la température centrale:

Stress froid: 36.0 - 36.4˚C attention

Hypothermie modérée: 33 - 35.9˚C danger

Hypothermie sévère: < 32,9˚C conséquences graves

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Hypothermie: facteurs de risque particuliers

• Prématurité

• Hypotrophie/petit poids

• Pathologies de base de l’enfant:

• Problèmes neurologiques/endocriniens

• Pathologies cardiaques/respiratoires

• Ouvertures pathologique de la surface cutanée

• Exposition à un milieu extérieure froid

• Bloc opératoire

• Interventions chirurgicales (laparotomie, thoracotomie)

• Sédation/anesthésie générale

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• Régulation centrale hypothalamique moins efficace

• Moins de graisse sous cutané

• Peau encore plus fine, vaisseaux très superficiels

• Surface corporelle très élevée par rapport au poids: 4 x adulte

• Moins de tonus musculaire: “frog posture” plutôt que flexion de membres

• Dépôts de graisse brune et de glycogène beaucoup plus faibles

Risques spécifiques liés à la prématurité

VSBébé en bonne santé Bébé malade

• Dépenses d’énergie augmentés

• Dépôts de graisse brune et de glycogène réduits voir absentes

• Grande vulnérabilité au stress froid et ses conséquences

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•Réponses hypothalamiques adaptées •Dépôts de graisse brune et de glycogène normalement présents•Capacité de produire chaleur et de le perdre selon les besoins extérieures

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A savoir... (1)

• Chez l’enfant la majorité de récepteurs thermiques se trouvent au niveau de: visage, cou, épaules

• Deux types de récepteurs: à la chaleur (fibres C amyéliniques) et au froid (fibres Aδ)

• L’information afférente est véhiculée au niveau des cordons postérieurs de la moelle épinière

• A ce niveau elle emprunte les voie spino-thalamiques et arrive au niveau de l’hypothalamus

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A savoir... (2)

• L’hypothalamus régule la température en comparant les potentiels thermiques intégrés provenant de la surface cutanée et des tissus profonds à des valeurs seuil

• L’intensité de la réponse thermorégulatrice dépend de l’importance de l’écart relevé entre ces informations et les valeurs seuil

• L’écart entre la valeur seuil FROID et la valeur seuil CHAUD peut varier sous certaines conditions (âge, état de vigilance, anesthésie, pathologies sévères)

• Les mécanismes de régulation sont bien fonctionnant chez le nourrisson et l’enfant, moins efficaces chez le prématuré, le sujet âgé où gravement malade

HYPOTHALAMUS

Seuil supérieur

Intervalle de neutralité:

Métabolisme de base

Seuil inférieur

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Réponse au chaud:•Vasodilatation active•Transpiration

Réponse au froid:•Vasoconstriction•Thermogenèse non frissonnante •Frissonnement/horripilation•Activité musculaire volontaire

Affé

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< 1°C pour le nouveau né

Modification des seuils de thermorégulation au cours de l’anesthésie

générale

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Réponses au froid: production/conservation de chaleur

5 MECHANISMES:

1. Réactions métaboliques physiologiques de base

2. Activité musculaire volontaire

3. Vasoconstriction périphérique

4. Frissonnement/horripilation

5. Thermogenèse NON frissonnante

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1) Réactions métaboliques physiologiques

• Métabolisme de base: production/utilisation d’énergie et de chaleur. Organes particulièrement actifs:

• Cerveau, foie, cœur, poumons, muscles...

• La production de chaleur est conséquente au métabolisme oxydatif de différentes substrats:

• Glucose• Graisse

• Protéines

Partiellement réduit par l’anesthésie générale

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2) Activité musculaire volontaire

• Changements de position

• Activité musculaire/physique

de réchauffement

• Concerne l’adulte et l’enfant

Utilité limitée chez le nouveau né/nourrisson

Totalement inhibée par l’anesthésie générale

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3) Vasoconstriction périphérique

• Réduit le flou sanguin superficiel, à commencer des extrémités (mains, pieds, oreilles, nez, lèvres...)

• Représente la première réaction thermorégulatrice reflexeà l’hypothermie, particulièrement évidente chez l’enfant

• Est un mécanisme à médiation physiologique noradrénergique qui n’est donc pas du tout inhibé par l’anesthésie générale

4) Frissonnement/horripilation

• Activité musculaire irrégulière et à haute fréquence

• Intervient que si les autre mécanismes ont étéinefficaces

• Désagréable

Observé que à partir de 5-6 ans, inhibé par

l’anesthésie générale, peut réapparaitre au réveil.

Horripilation très peut efficace en production de chaleur

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5) Thermogenèse NON frissonnante

• Mécanisme d’accroissement endogène de la chaleur indépendant dès l’activité musculaire mécanique

• Obtenue à travers le métabolisme de la graisse brune

• Déclanchement hypothalamique

• Médiation reflexe orthosympathique noradrénergique

Opérationnelle dès la naissance

Moins efficace chez le prématuré

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La graisse brune (1)

• Source d’énergie très importante pour les enfants

• Très vascularisée et très innervée

• Forte présence en mitochondries: activité métabolique intense, très forte consommation d’oxygène (réactions de phosphorylation oxydative)

• Localisation spécifique:

• Région péri-rénale

• Base du cou, médiastin, aisselles

• Le long du rachis

• Elle n’est pas remplacée une fois “brulée”

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Localisation graisse brune

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La graisse brune (2)La graisse brune (2)

• Chez le nouveau né à terme représente le 4-10% de dépôts de graisse

• Chez le prématuré entre la 26-30èmesemaine elle est quasi absente et entre la 30-36èmeelle est présente que en petite quantité

• En général elle disparait dans les 3-6 mois après la naissance, mise àpart pour les enfants ayant subit des épisodes d’hypothermie sévère où répétée chez lesquels elle disparait plus rapidement

• L’hypoxie est à la base d’un disfonctionnement de la production de chaleur par métabolisme de la graisse brune et inversement un état de stress hypothermique peut entrainer un état hypoxique du à un excès de consommation d’O2

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Signes et symptômes d’instabilité thermique chez l’enfant

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Hypothermie conséquences et manifestations cliniques

• Peau froide à la touche

• Pâleur où marbrures

• Cyanose des extrémités

• Cyanose centrale

• Manque d’appétit

• Réduction de la mobilité gastro-intestinale: augmentation des résidus gastriques, distension abdo

• Agitation puis léthargie

• Hypotonie

• Hypoglycémie

• Polypnée

• Respiration superficielle oùirrégulière, déstresse respiratoire, fatigue

• Apnée

• Hypoxémie

• Acidose métabolique

• Instabilitéhémodynamique/hypotension

• Tachycardie/bradycardie

• Arythmies cardiaque, hypo contractilité

• Arrêt cardiaque

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Prévention de l’hypothermie

1) Maintien d’une température de neutralité thermique adaptée à l’âge de l’enfant dans l’environnement

• La neutralité thermique correspond à la température ambiante oùl’homéothermie n’est assurée que par des processus thermorégulateurs passifs avec un niveau de métabolisme minimal

• Contrairement à l’adulte, la zone de neutralité thermique est très étroite et ne dépasse probablement 1°C pour les nouveaux nés

• Pour le bébé on est dans la zone de neutralité thermique quand il arrive àmaintenir une température axillaire de 36,8°C +/- 0,3°C où rectale de 37°C +/- 0,5°C, avec une consommation minime d’oxygène et de calories

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Prévention de l’hypothermie

2) Réduction de pertes calorique du bébé• pour arriver à réduire efficacement les pertes de chaleur

il faut considérer les quatre mécanismes physiques qui sont à la base des tous les exchanges de température en nature

1) Conduction

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Echange de chaleur entre deux solides en contact direct entre eux, la chaleur passe du solide plus chaud au plus froid

•Fonction de: • Surface de contact• Conductivité thermique• Différence de température

• En pratique:• Rôle modeste en incubateur• Rôle important en peau à peau et en berceau chauffant

2) Convection

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Echange de chaleur due à l’exposition d’un solide chaud à un flou d’air

En pratique:• Convection cutanée:

• Naturelle • Forcée (courants d’air, ouverture hublots incubateur)

• Convection respiratoire:• Significative pour les enfants intubés et ventilés

3) Radiation

Echange de chaleur entre deux solides qui ne sont pas en contact direct entre eux

En pratique:• Principe de fonctionnement des incubateurs radiants• Principe de fonctionnement de la rampe chauffante au bloc

4) Evaporation

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Echange de chaleur qui se vérifie quand un milieu liquide se transforme en vapeur.

L’évaporation constitue toujours une perte de chaleur

En pratique:•Deux sites physiologiques principaux:

• Evaporation cutanée• Evaporation respiratoire

• Si surface cutanée ouverte: • évaporation viscérale, importante au bloc opératoire

• Fonction de l’humidité ambiante

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Le bébé hospitalisé et encore plus au bloc opératoire est exposé à une multitude des

possibles sources de refroidissement

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Objects froids dans le lit

Paroit incubateur froide

Temp Amb Froide

Radiation

Table operatoire froide

Draps froids

Surfaces d'examen froides

Balance froide

Condution

Flou d'oxigen

Ventilation mechanique

Ventilation autour du lit

Convection

Ouverture chirurgicale

Couche muiée

Bain

Disinfection peroperatoire

Evaporation

Bebé

Effet de l’anesthésie sur la thermorégulation

L’anesthésie a pour effet d’élargir la zone inter-seuil

créant une zone dans laquelle la température

corporelle varie passivement en fonction de la

température ambiante

Nous pouvons identifier trois phases de variation thermique au cours de l’anesthésie

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1) Phase initiale: redistribution interne de la chaleur

Chez l’enfant la température centrale s’abaisse rapidement dès l’induction et pendant le 30-45 min qui suivent: effet redistribution

de la chaleur depuis les régions centrales vers la périphérie

• Peut dépasser -1°C chez le nouveau né

• Est liée à la vasodilatation induite par l’anesthésie

• Ne peut pratiquement pas être évitée, mais le réchauffement préalable des zones de surface réduit sa chute en élevant la température finale d’équilibre

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2) Phase secondaire: déperdition calorique vers le milieu extérieur

Déperdition calorique vers le milieu extérieur selon les 4 lois physiques: conduction, evaporation, convection, radiation.

• Est caractérisée par la de la température centrale de 0,5-1°C/h

• Prend fin dès l’installation d’une vasoconstriction périphérique efficace

• Chez le nouveau né et le nourrisson pertes importantes au niveau de la tête

• Le réchauffage de la salle d’opération, la mise en place de systèmes de réchauffage de l’enfant, d’un bonnet... peuvent réduire significativement la perte calorique du bébé en cette phase

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3) Phase finale: plateau thermique/réchauffement

• Phase de plateau où de réchauffement chez l’enfant: l’augmentation de la production métabolique de chaleur en réponse à l’hypothermie équilibre les pertes vers le milieu extérieure

• Rôle prépondérant de la thermogenèse non frissonnante, corrélée àune augmentation importante de la production de catécholamines, de la VO2, de la production de CO2, des réactions anaérobiques...

Le nouveaux nés, les prématurés, les bébé hypotrophiques auront

tendance à avoir des déperditions thermiques plus importantes

dans les deux premières et une manque d’efficacité des

mécanismes correcteurs dans la troisième phase

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Conséquences de l’hypothermie chez l’enfant anesthésié

Au cours d’une anesthésie une légère baisse de la température centrale est fréquente et n’a que peu de conséquences pour l’enfant, en cas d’hypothermie

importante et prolongée par contre, les effets peuvent être déletères:

1) OXYGENATION:• Diminution fréquence respiratoire si ventilation spontanée où au réveil de

l’anesthésie: hypoventilation alvéolaire

• Altération de la réponse physiologique à l’hypoxémie et à l’hypercapnie

• Baisse de la PaO2 sanguine et de la PO2 tissulaire: taux circulant de noradrénaline élevé, augmentation résistances pulmonaires, hypo perfusion périphérique due à vasoconstriction

• Augmentation de fixation d’O2 sur l’hémoglobine, déplacement de la courbe de dissociation vers la gauche, délivrance aux tissus plus difficile

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2) HEMOSTASE:

• Augmentation viscosité sanguine

• Tendance à l’hypocoagulabilité : allongement TP et TCA dù au ralentissement des réactions enzymatiques de la cascade coagulatrice

• Réduction agrégation plaquettaire due à réduction de la production de thromboxane A2

3) FONCTION CARDIAQUE:

• Diminution contractilité myocardique, fréquence et débit cardiaques: au-dessous de 28-30° le risque de fibrillation ventriculaire devient majeur

• Modifications ECG: élargissement QRS, allongement PQ, sus-décalage ST, inversion onde T, si < 31°C apparition de l’onde J (Osborne Wave)

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4) ALLONGEMENT DU TEMPS DE CURARISATION ET DE REVEIL DES L’ANESTHESIE

• Diminution du MAC et augmentation de la solubilité sanguine des halogénés: réveil retardé

• Diminution de la clairance du propofol par diminution du débit sanguin hépatique et diminution des catalyses enzymatiques

• Augmentation de la T1/2 des morphiniques

• Prolongation durée d’action des curares non dépolarisants:

• Durée d’action de l’atracurium augmentée de 60% à 34 °

• Durée d’action du vécuronium majorée de 25 % par chaque degré perdu

• Risque majeur de curarisation résiduelle

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5) RISQUE D’INFECTION:

• Diminution des mécanismes immunitaires avec dysfonctionnement cellulaire et enzymatique

• Diminution de la PO2 tissulaire par la biais de la vasoconstriction (anaérobies)

• Cicatrisation plus lente: enzyme de synthèse du collagène PO2 dépendante

6) AUTRE:

• Perturbation métabolisme du glucose

• Altération fonction rénale avec chute de la diurèse et du pouvoir de concentration des urines due à vasoconstriction/hypoxigènation

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Monitorage de la température au bloc opératoire

Indispensable: permet de diagnostiquer et traiter rapidement les hypo et les hyperthermies

• Fondamentale aussi au cours des interventions < 30 min: chute température centrale surtout importante en débout d’anesthésie

• En cas de chirurgie majeure la température la plus proche à celle dans l’artère pulmonaire est la température œsophagienne (écart 0,1-0,5°C)

• Il faut inspecter toute sonde thermique avant usage (risque de brulures)

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Monitorage de la température au bloc opératoire: sites de mesure

Site Avantages Inconvénients

Tympan Proche hypothalamus

Nasopharynx Proche carotide Influencé par la température des gas inspirés, risque epistaxis

Oesophage Proche du coeur Seulement si intubé

Rectum Facile, très utilisé Retard en cas de variation rapideMesure influencée par les manoeuvres chirurgicalesRisque de perforation

Vessie Meilleur que le rectum Debit urinaire doit etre elevé

Bouche Facile Peut fiable

Creux axillaire Facile Temps de mesure long

Peau Facile Peut fiable

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Prévention de l’hypothermie péri opératoire (1)

• Méthodes passives: destinés à limiter les pertes de chaleur par conduction, convection, évaporation, radiation• Température salle, couverture de l’enfant, humidification

gaz inspirés...

• Méthodes actives: transfert de chaleur à l’enfant• Matelas chauffant, air pulsé, réchauffement liquides

administrés...

Prévention de l’hypothermie péri opératoire (2)

1) Température de la salle d’opérationBut: atténuer la chute de température centrale qui s’observe pendant la première heure d’anesthésie

24- 26°C pour le nouveau né et le petit nourrisson

> 21°C pour l’enfant

2) Lampe radiante à infrarouges thermo-asservies

But: assurer une ambiance thermique chaude, elles diminuent jusqu’au 77% les pertes thermiques cutanées

3) Isolation de la peau, drap chauds

But: limiter les pertes thermiques cutanées, le bonnet est particulièrement utile chez les plus petits, champs opératoires en plastique

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Prévention de l’hypothermie péri opératoire (3)

4) Réchauffement de la peau à l’aide d’un système chauffant:• Air pulsé (Warmtouch®, Hugger®)

• Matelas à circulation d’eau chaude (Thermowrapping®)

5) Humidification des gaz inspirés (nez artificiel, humidificateur-réchauffeur, circuit-fermé)

6) Réchauffement des liquides perfusés en IV

7) Réchauffement des liquides d’irrigation chirurgicale

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CONCLUSION

• L’hypothermie en anesthésie pédiatrique est:• Rapide• Dangereuse• Impact potentiellement prolongé: réveil retardé, infections, saignement,

durée de séjour hospitalier, complications hémodynamiques, métaboliques...

• Source majeure d’inconfort

• Mot clé:PREVENTION PREVENTION

• Nous disposons de plusieurs armes efficace: UTILISONSUTILISONS --LES DES LE DEBUT DE CHAQUE LES DES LE DEBUT DE CHAQUE

ANESTHESIE!ANESTHESIE!

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