內(nèi)窺鏡下L形開鎖器痕跡檢驗(yàn)的研究

朱紅慧，明小剛，婁 巖

（1.南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210046；2.南京市公安局 刑事科學(xué)技術(shù)研究所，江蘇 南京 210001）

L形開鎖器是替代鑰匙開鎖（也稱技術(shù)開鎖）的一種工具，目前利用其作案的案件一直呈上升趨勢(shì)，因缺乏相關(guān)的痕跡檢驗(yàn)方法，開鎖器痕跡利用率一直很低。L形開鎖器因外形類似L形而得名。開鎖時(shí)將其沿鎖芯孔槽伸入鎖孔內(nèi)，用L形的頭部頂壓彈子，同時(shí)結(jié)合一個(gè)附件撥片給鎖芯施加扭轉(zhuǎn)力矩，實(shí)現(xiàn)開鎖，并在鎖芯相關(guān)部件上留下痕跡。鎖芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，痕跡位置深，無法通過肉眼或普通顯微鏡直接觀察?，F(xiàn)有的痕跡檢驗(yàn)方法是通過拆解鎖具，分解鎖芯的各部件，利用普通顯微鏡對(duì)分布于鎖芯部件上的痕跡進(jìn)行觀察，但對(duì)于遺留在鎖芯鑰匙槽上的痕跡無法直接用顯微鏡進(jìn)行觀察。上述方法帶有一定的盲目性，部分痕跡在鎖具解剖過程中易遭到破壞，有時(shí)還因操作不甚弄錯(cuò)彈子的位置而使檢驗(yàn)結(jié)果失去價(jià)值。

內(nèi)窺鏡具有進(jìn)入窄小工作通道，達(dá)到較為深的部位，將視野深在部位的結(jié)構(gòu)放大，對(duì)無法進(jìn)入的區(qū)域進(jìn)行檢查與觀測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)窺鏡技術(shù)已在臨床醫(yī)學(xué)的探查、診斷、手術(shù)治療和工業(yè)無損檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在刑事技術(shù)領(lǐng)域中的利用，尤其是利用內(nèi)窺鏡對(duì)技術(shù)開鎖痕跡進(jìn)行檢驗(yàn)未見報(bào)導(dǎo)。本研究擬通過對(duì)內(nèi)窺鏡的調(diào)查分析，確定適用內(nèi)窺鏡的選擇方法，在對(duì)鎖芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行解剖分析的基礎(chǔ)上，利用拆解鎖具的方法（以下簡(jiǎn)稱“拆解法”）和內(nèi)窺鏡觀察的方法（以下簡(jiǎn)稱“內(nèi)窺鏡法”）對(duì)遺留在鎖芯中的痕跡進(jìn)行觀察，通過對(duì)兩種方法檢驗(yàn)結(jié)果的比較，探索、驗(yàn)證內(nèi)窺鏡條件下檢驗(yàn)技術(shù)開鎖痕跡的可行性。

1 內(nèi)窺鏡的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理及適用選擇

內(nèi)窺鏡有工業(yè)和醫(yī)用之區(qū)別，但無論是工業(yè)內(nèi)窺鏡還是醫(yī)用內(nèi)窺鏡從制造原理上可分為硬管鏡、纖維鏡和電子鏡三種。硬管內(nèi)窺鏡由工作鏡管、目鏡、光源接口三部分組成。工作鏡管由外鏡管、內(nèi)鏡管、光學(xué)鏡片、光導(dǎo)纖維四部分組成，光學(xué)鏡片是由許多柱狀透鏡組成并在內(nèi)鏡管內(nèi)形成光學(xué)系統(tǒng)，光導(dǎo)纖維在內(nèi)、外鏡管之間負(fù)責(zé)照明光的傳輸[1]。通過文獻(xiàn)分析得知，硬管內(nèi)窺鏡的鏡管長(zhǎng)度為50～150 mm，鏡頭直徑為5～0.5mm[2]，可伸入細(xì)小設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行直接觀察。若將硬管式內(nèi)窺鏡中的傳象透鏡系統(tǒng)換成傳象光纖束，外套管換成彈簧導(dǎo)管，利用光纖束既可傳象、又柔軟可彎曲的特性，便制成了在一定程度上可以任意彎曲的纖維鏡（又叫柔性內(nèi)窺鏡）[3]。柔性內(nèi)窺鏡的鏡管長(zhǎng)度為1000～10000mm，鏡頭直徑為 1～8mm[2]，適合在管道中使用，能隨意拐彎，讓視距延長(zhǎng)。電子內(nèi)窺鏡是一種集光、機(jī)、電等高精尖技術(shù)于一體的電子光學(xué)儀器，是繼硬管鏡和光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡之后的第三代內(nèi)窺鏡。其主要由內(nèi)窺鏡（endoscopy）、電視信息系統(tǒng)中心（video information system center）和電視監(jiān)視器（television monitor）三個(gè)主要部分組成[4]。它的成像主要依賴于連接鏡身的微型圖像傳感器（CCD），CCD就像是一臺(tái)微型攝像機(jī)，將攝取的圖像傳送到圖像處理器處理后，在電視監(jiān)視器的屏幕上顯示圖像，用于觀察、分析且可供多人同時(shí)觀看、研究，有利于案件的討論和分析，也有利于開鎖痕跡的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

綜上所述，用于開鎖痕觀察的內(nèi)窺鏡選擇關(guān)鍵是窺鏡的款式和鏡頭直徑必須與鎖芯的結(jié)構(gòu)相匹配。內(nèi)窺鏡鏡頭的外直徑必須小于鎖芯鑰匙槽的寬度（鎖芯鑰匙槽的寬度一般在2.5mm以下），基于鑰匙槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，技術(shù)開鎖痕跡檢驗(yàn)應(yīng)選擇硬性直桿式硬管內(nèi)窺鏡，且管徑以小于1 mm為宜。本研究選擇了直徑為1 mm和0.5 mm的ITI微型工業(yè)直桿式硬管內(nèi)窺鏡ITI。此鏡可以通過目鏡與攝像頭拆卸切換，實(shí)現(xiàn)硬管鏡和電子鏡的雙重性功能，通過相互可以置換的前視套筒和側(cè)視套筒實(shí)現(xiàn)物鏡的直視和斜視觀察。

2 材料和方法

2.1 材 料

ITI12400微型直桿式硬管內(nèi)窺鏡（美國(guó)ITI公司）、三維視頻體視顯微鏡（日本HIROX公司）、KH-300V/KH-300VD軟件、實(shí)驗(yàn)鎖具、L形開鎖器、解鎖工具。

2.2 方法

（1）首先選取插芯門鎖、球形門鎖、彈子掛鎖各28把（總共84把鎖具）、將三種鎖具平均分成兩組編號(hào)A、B，其中A組用原配鑰匙進(jìn)行約500次模擬使用實(shí)驗(yàn)，B組作為空白對(duì)照樣本。

（2）利用L形開鎖器對(duì)A組的各種鎖具進(jìn)行開鎖實(shí)驗(yàn)后，再平均分成兩組編號(hào)為A-1和A-2，將B組各種鎖具平均分成兩組編號(hào)為B-1和B-2。

（3）對(duì)A-1和B-1的各種鎖具按自然順序編號(hào)后，用解鎖工具進(jìn)行拆解，分解鎖芯中的彈子、彈簧等部件，將拆解的部件按照鎖具的結(jié)構(gòu)順序按放在橡皮泥上，用KH-300V/KH-300VD軟件拍照記錄，利用體視顯微鏡對(duì)遺留在鎖芯各部件上的加工痕跡、使用痕跡、L形開鎖器痕跡進(jìn)行觀察，對(duì)兩組鎖具的痕跡進(jìn)行比較。

（4）用內(nèi)窺鏡對(duì)A-1和B-1的鎖芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，探尋內(nèi)窺鏡的檢驗(yàn)工作通道；用內(nèi)窺鏡按照⑶的觀察順序?qū)-2和B-2組鎖具各部件上的不同痕跡進(jìn)行觀察，對(duì)兩種檢驗(yàn)痕跡方法所得的結(jié)果進(jìn)行比較。

（5）歸納總結(jié)內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)L形開鎖器痕跡的方法。

3 結(jié)果

3.1 鎖芯的解剖結(jié)構(gòu)

圖1 鎖芯結(jié)構(gòu)與孔型槽形態(tài)

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鎖芯為圓柱形，沿圓柱的直徑開有軸向貫通的孔槽（這就是通常所說的鑰匙槽），孔槽使圓柱形鎖芯呈縱向開口狀，開口的寬度與原配鑰匙的脊背相等[5]?？撞蹆?nèi)部由凹陷和凸起兩部分結(jié)構(gòu)組成，凸起的部分稱之為方筋，凹陷的部分叫匙槽，方筋和匙槽將鎖芯的內(nèi)部分割成大小不等的多個(gè)狹長(zhǎng)空間。不同款式的鎖具其孔槽的形態(tài)和方筋的數(shù)量各不相同，從鎖芯的外端面可以區(qū)分孔槽的形態(tài)和觀察到方筋的數(shù)量，常見的孔槽的形態(tài)有直線形、折線形、和曲線形等多種形式（見圖1）[6]。其中，凸齒鑰匙開啟的鎖具多為折線形和直線形，平板凹齒鑰匙開啟的鎖具有直線形和曲線形兩種類型（以下就以此為兩種類型鎖具的代稱），本研究選擇了這兩種類型的孔槽鎖具作為研究的對(duì)象。假如沿鎖芯圓柱的直徑作一條直線，并將這條直線作為孔槽截面的長(zhǎng)軸，那么長(zhǎng)軸的垂線則為孔槽截面的短軸，凸齒鑰匙開啟的鎖具其圓頭彈子則徑向排列于孔槽的里側(cè)，并與孔槽的長(zhǎng)軸平行，彈子球面朝向孔槽的開口方向，這種類型鎖具的孔槽內(nèi)一般有1～3條方筋，其中必有一條阻擋于彈子球面的前方。平板凹齒鑰匙開啟的鎖具圓頭彈子則徑向排列于孔槽的三分之一處，并與孔槽的短軸平行，圓頭彈子球面朝向孔槽臂，在孔槽內(nèi)一般有2～4條方筋，且必有兩條分列于圓頭彈子的左右兩側(cè)。

3.2 內(nèi)窺鏡觀察鎖具痕跡的方法與結(jié)果

由于鎖芯復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，擬觀察的痕跡處于鎖芯不同的空間，因此，利用內(nèi)窺鏡對(duì)遺留在鎖芯中的L形開鎖器痕跡進(jìn)行觀察時(shí)，要根據(jù)痕跡所處的位置選擇不同的工作路徑和角度，分別進(jìn)行操作觀察。

3.2.1 圓頭彈子球面痕跡的觀察

將內(nèi)窺鏡的各部件按照實(shí)驗(yàn)室的使用方式進(jìn)行連接、安裝（ITI12400微型直桿式硬管內(nèi)窺鏡有實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)兩種觀察模式，即在攝像頭和目鏡之間切換），將側(cè)視套管裝配于鏡頭的外側(cè)。根據(jù)鎖芯孔槽的不同形態(tài)，確定內(nèi)窺鏡進(jìn)入鎖芯觀察痕跡的工作通道。凸齒鑰匙開啟的鎖具，內(nèi)窺鏡從圓頭彈子球面前端外側(cè)的匙槽與方筋交界處進(jìn)入，平板凹齒鑰匙開啟的鎖具，內(nèi)窺鏡從位于圓頭彈子上方的匙槽左右直角處進(jìn)入。窺鏡從既定的工作通道插入孔槽后，保持鏡管緊貼孔槽壁并移動(dòng)鏡頭，直至在視頻上看見圓頭彈子球面的影像，通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)窺鏡的側(cè)視套管調(diào)整鏡頭的角度尋找到位于圓頭彈子球面上的痕跡，旋轉(zhuǎn)窺鏡焦距控制圈，調(diào)整焦距使圖像達(dá)到清晰，用KH-300V/KH-300VD軟件記錄觀察到的痕跡（見圖2）。

圖2 內(nèi)窺鏡下彈子球面痕跡

3.2.2 圓頭彈子柱面痕跡的觀察

凸齒鑰匙開啟的鎖具，彈子柱面與匙槽壁之間的距離較小（一般小于1 mm），應(yīng)選擇用0.5 mm的內(nèi)窺鏡進(jìn)行柱面痕跡的觀察。具體操作方法：鏡管從彈子球面前方的方筋直角處進(jìn)入孔槽，調(diào)整鏡頭的觀察角度，或沿彈子柱面與孔槽壁之間的空隙插入孔槽，并移動(dòng)鏡頭至理想的觀察角度，注意與彈子柱面保持距離，否則可能造成內(nèi)窺鏡鏡頭的損壞。平板凹齒鑰匙開啟的鎖具彈子柱面與兩側(cè)孔槽壁的間隙較大（一般在2～2.5mm），遠(yuǎn)大于內(nèi)窺鏡鏡頭直徑，彈子柱面痕跡的觀察用1mm的內(nèi)窺鏡分別從圓頭彈子兩側(cè)的匙槽進(jìn)入，可以平移鏡頭從多個(gè)角度觀察到彈子兩側(cè)柱面上的痕跡（見圖3）。

圖3 內(nèi)窺鏡下彈子柱面痕跡

3.2.3 孔槽壁上痕跡的觀察

通過拆解法研究發(fā)現(xiàn)，L形開鎖器開鎖時(shí)除了在彈子球面上集中留下痕跡外，還會(huì)在與球面相毗鄰的部件上留下痕跡。因此，在利用內(nèi)窺鏡進(jìn)行L形開鎖器痕跡檢驗(yàn)時(shí)，有必要先確定孔槽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與圓頭彈子之間的位置關(guān)系。彈子著生于彈子孔，彈子孔口是檢驗(yàn)孔槽壁痕跡的第一個(gè)標(biāo)志，其表面時(shí)常留有L形開鎖器的痕跡。具體操作方法：在觀察柱面痕跡時(shí)，向彈子基部平移鏡頭或調(diào)整鏡頭角度就可以實(shí)現(xiàn)該處痕跡的觀察。通常在圓頭彈子的正前方或左右兩側(cè)有方筋的阻檔，這是孔槽壁痕跡檢驗(yàn)的第二個(gè)標(biāo)志。方筋在內(nèi)窺鏡下表現(xiàn)為當(dāng)鏡頭向前移動(dòng)時(shí)可見一側(cè)有鐵軌樣凸起，側(cè)視觀察凸起頂端，有時(shí)可見凹陷狀痕跡。內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)孔槽壁痕跡的第三個(gè)標(biāo)志是與圓頭彈子球面相對(duì)的匙槽壁，檢驗(yàn)此部位痕跡的具體方法：在觀察彈子球面痕跡時(shí)，將內(nèi)窺鏡旋轉(zhuǎn)180°就能觀察到匙槽壁上的加工痕跡或散落其間的L形開鎖器痕跡（見圖4）。

圖4 內(nèi)窺鏡下孔槽壁上痕跡

4 討論

4.1 內(nèi)窺鏡工作通道的選擇與進(jìn)入

進(jìn)行內(nèi)窺鏡下L形開鎖器痕跡的觀察，正確選擇工作通道至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，因不同鎖具鎖芯結(jié)構(gòu)存在著差異，內(nèi)窺鏡下痕跡觀察工作通道不盡相同。例如：凸齒鑰匙開啟的鎖具，圓頭彈子位于孔槽一側(cè)，彈子球面前端空間相對(duì)較大，球面前端的匙槽與方筋交界處可作為內(nèi)窺鏡工作通道，柱面周圍空間相對(duì)較小，只能將柱面與四周的空隙作為工作通道；平板凹齒鑰匙開啟的鎖具，圓頭彈子位于孔槽三分之一處，彈子球面緊挨孔槽壁，其間的空隙是彈子球面痕跡觀察通道，柱面兩側(cè)是鑰匙槽的位置所在，左右兩側(cè)匙槽直角處是其痕跡觀察的天然工作通道。因此，在進(jìn)行痕跡觀察前，首先通過鎖芯外端面的形態(tài)辨別鎖芯孔槽的類型，確定鎖芯孔槽的類別，根據(jù)鎖芯孔槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)判斷圓頭彈子在孔槽中所處的位置及彈子球面的朝向，再根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)條件確定內(nèi)窺鏡的工作路徑。通過解剖鎖具實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鎖芯匙槽與圓頭彈子之間多有方筋阻隔，阻截了內(nèi)窺鏡直達(dá)彈子表面的視野。因此，內(nèi)窺鏡的工作通道的選擇應(yīng)遵循與圓頭彈子相同或相鄰的空間，使內(nèi)窺鏡視野能夠直達(dá)觀察目標(biāo)的原則。

內(nèi)窺鏡進(jìn)入工作通道的方法是進(jìn)行鎖芯痕跡觀察的又一個(gè)關(guān)鍵，我們通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出兩種操作方法：（1）移動(dòng)內(nèi)窺鏡法，即通過旋轉(zhuǎn)工作手輪移動(dòng)內(nèi)窺鏡，將窺鏡探針式鏡頭按照既定的工作通道漸漸插入孔槽，同時(shí)保持窺鏡鏡頭緊貼孔槽壁向前移動(dòng)，探尋遺留在各部件上的痕跡。（2）移動(dòng)鎖具法，即通過移動(dòng)鎖具，將鏡頭一次插入到鎖芯的盡頭，調(diào)整內(nèi)窺鏡的工作距離后，再操作內(nèi)窺鏡的移動(dòng)工作手輪，使內(nèi)窺鏡反方向逐漸朝鎖孔外移動(dòng)，觀察各部件上的痕跡。前一種方法存在因旋轉(zhuǎn)工作手輪不甚而損壞鏡頭的潛在危險(xiǎn)，后一種方法在操作上相對(duì)更安全。

4.2 內(nèi)窺鏡下檢驗(yàn)技術(shù)開鎖痕跡的可行性

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鑰匙最小厚度為1.5 mm，而內(nèi)窺鏡鏡頭最小直徑為0.5mm，給內(nèi)窺鏡條件下檢驗(yàn)鎖芯中的痕跡提供了充分的條件。內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)法借用鑰匙的工作路徑，且自帶光源和攝像系統(tǒng)，痕跡經(jīng)放大后傳至顯示屏，相當(dāng)于將深在而狹小的視野放大、變淺，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖芯內(nèi)部空間的顯露，使檢驗(yàn)操作更容易，同時(shí)內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)保持了痕跡之間的位置不變。

通過研究發(fā)現(xiàn)，L形開鎖器開鎖時(shí)因L形頭部對(duì)彈子球面反復(fù)壓撥、拉劃：（1）會(huì)在圓頭彈子的球面留下擦劃或印壓痕跡，會(huì)因?yàn)殚_鎖器進(jìn)出鑰匙孔槽或在鎖孔內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)；（2）會(huì)在彈子柱面上留下刮擦痕跡；（3）會(huì)在平頭彈子柱面留下剪切痕跡；（4）會(huì)在彈子孔口附近留下擦劃痕跡；（5）會(huì)在鑰匙槽上留下印壓或擦劃痕跡。其中，（1）、（2）、（3） 痕跡利用顯微鏡可以直接觀察，（4）、（5）則必須通過鋸解鎖芯才能實(shí)現(xiàn)觀察，操作較為復(fù)雜。利用內(nèi)窺鏡進(jìn)行上述痕跡的觀察除平頭彈子柱面上的痕跡外，均可實(shí)現(xiàn)鏡下的直接觀察，操作較為方便，同時(shí)也有利于案件的討論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)84把鎖具實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納發(fā)現(xiàn)，內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)法在痕跡的形態(tài)、類型、遺留部位的判斷與拆解法的差異無顯著性。內(nèi)窺鏡下觀察痕跡的范圍可達(dá)到傳統(tǒng)方法的檢驗(yàn)效果（見表1～3）。

研究發(fā)現(xiàn)，L形開鎖器開鎖時(shí)圓頭彈子球面是其主要的攻擊目標(biāo)。因此，圓頭彈子球面上遺留的是主要痕跡，與其相鄰部件上的痕跡則是在攻擊彈子球面時(shí)附帶形成的痕跡。這些痕跡與主痕跡之間的相互位置關(guān)系，一方面，可以反映開鎖工具在鎖芯中的運(yùn)動(dòng)軌跡，形成L形開鎖器固有的痕跡組合特征；另一方面，也反映不同人操作工具的習(xí)慣特征，這兩種特征只有在保持痕跡原始的位置關(guān)系的條件下才能存在。拆解法必須將疑有痕跡的各部件分解后進(jìn)行分別檢驗(yàn)，使單個(gè)痕跡能夠得到充分的分析檢驗(yàn)，這種檢驗(yàn)操作方法不僅使原有部件的位置關(guān)系發(fā)生了變化，痕跡原有的方向、角度和相互之間的位置關(guān)系也因此發(fā)生了改變，難以進(jìn)行痕跡原始位置關(guān)系的重建，客觀上造成了對(duì)上述兩種組合特征的破壞（實(shí)踐中只能依據(jù)痕跡所處的部件，結(jié)合鎖芯的結(jié)構(gòu)分析推斷痕跡組合特征與工具運(yùn)動(dòng)軌跡之間的關(guān)系）。內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)法則因其對(duì)鎖具內(nèi)部痕跡的無損傷檢驗(yàn)，避免了對(duì)痕跡組合特征和習(xí)慣特征的影響。

表1 84把鎖具實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 拆解法與內(nèi)窺鏡法對(duì)鎖芯不同部位上痕跡觀察效果的比較

表3 拆解法與內(nèi)窺鏡法對(duì)鎖芯不同部位上痕跡種類辨別效果的比較

5 結(jié)論

通過研究證明，彈子鎖鎖芯的結(jié)構(gòu)與內(nèi)窺鏡設(shè)備的發(fā)展水平具備了內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)開鎖痕跡的物質(zhì)條件?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)開鎖痕跡的方法是：選擇適合的內(nèi)窺鏡鏡頭，根據(jù)鎖芯的款式確定內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)開鎖痕跡的工作通道，從移動(dòng)內(nèi)窺鏡法和移動(dòng)鎖具法兩種操作方法中，選擇合適的進(jìn)入工作通道的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)開鎖痕跡的觀察。內(nèi)窺鏡下可以觀察到圓頭彈子球面和柱面上的痕跡、位于彈子孔孔口附近的痕跡以及遺留在孔槽壁上的痕跡。當(dāng)然，內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)法作為開鎖痕跡檢驗(yàn)提供的一種新方法，目前還處于摸索階段，存在很多問題。如由于內(nèi)窺鏡直徑較小，鏡頭的通光量受限，痕跡圖像的明亮程度不夠，目前的內(nèi)窺鏡顯像系統(tǒng)是單眼圖像，顯現(xiàn)的目標(biāo)圖像缺乏立體感，內(nèi)窺鏡下觀察時(shí)，對(duì)于被方筋阻擋的痕跡以及位于平頭彈子柱子面上剪切痕跡如何觀察，還有待于進(jìn)一步研究。

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