可见异物检测（精选4篇）
可见异物检测 篇1
上海恒谊制药设备有限公司于2010年5月在第39届全国制药机械博览会上正式发布了一款新产品:可见异物检测仪。
“可见异物检测仪” (又称自动灯检仪) 是根据《中华人民共和国药典》2005年新增的检测方法, 采用光散射法检测原理, 可检测人眼难以判断的注射剂药液中的异物或微粒, 检测微粒25~50μm;也可检测到人眼无法检测的有色透明或液体色泽较深容器内的异物, 可排除“人工灯检”法主观判断因素的影响。Windows操作界面, 可由用户来设定不同异物颗粒大小的检测限度, 以满足用户的不同需求, 强大的数据处理能力, 具有高分辨率和高灵敏度, 使得检测结果更加科学、合理、准确。
“可见异物检测仪”是继上海恒谊成功推出胶囊重量检测机、药物金属检测机、药物包装材料检测仪器、自动检重秤等检测设备后发布的又一款高科技产品。在2010年5月南京的全国制药机械博览会以及6月上海的CPHL展会上, 上海恒谊的展位专门辟出一块检测设备展区, 备受中外客商青睐。
可见异物检测 篇2
1 系统硬件设计
1.1 系统工作原理
该系统针对机器视觉检测大输液异物过程中存在对噪声敏感、难以区分异物与气泡的问题而设计的一套自动检测系统。首先利用摄像机拍摄生产线上每只输液瓶的连续运动图像,并将图像信号送入DSP处理器,DSP利用嵌入至其中的异物检测识别算法对图像进行处理,并将处理后的数据送入ARM控制器中。最后控制器根据预设条件(可见异物的大小和数量)判断输液液体是否合格,并发送控制信号给执行机构,剔除不合格的输液瓶。
在静止时,输液瓶中的可见异物会沉在瓶底,而且输液瓶本身还可能存在瓶子缺陷、瓶外灰尘、瓶身刻度等静止干扰,这些都将增加检测的难度。为了将这些静止干扰与运动异物分离,设计了专门的旋转机构将输液瓶先旋转然后急停。由于惯性和重力的作用,可见异物将在输液中做旋转下沉运动。当从垂直于输液瓶的侧面拍摄图像时,异物将在序列图像中做类似直线的连续运动。此时,摄像机跟踪拍摄输液瓶以获得运动异物的连续图像,作为后续异物检测的基础。大输液中的异物分为黑色和白色两大类,为增加异物与背景的对比度,对黑色异物采用LED背部白光照明方式,对白色异物采用LED底部红光照明黑色背景方式。
1.2 基于DSP的检测系统设计
根据系统工作原理,该系统由光电传感器、夹持与旋转机构、LED光源、摄像机、DSP图像处理单元、ARM控制器、剔除机构等组成。本文采用了高灵敏型低照度工业CMOS摄像机,它采用美国OmniVision公司生产的OV7725作为核心传感器。OV7725工作电压低,提供单片VGA摄像头和图像处理的所有功能,包括自动曝光控制、自动白平衡等,VGA格式图像采集速率可高达60 S/s。通过标准的SCCB总线控制,可以输出多种分辨率的8 bit或10 bit图像,支持RGB和YUV/YCbCr等多种图像输出格式。在本设计中,采用的是8bit 640×480的YUV(4:2:2)格式,LED光源作为CMOS摄像机的辅助光源。本设计选择专用于数字媒体应用的高性能32 bit定点TMS320DM642 DSP[1]芯片作为运算器,专门处理耗时的异物检测识别算法,其工作主频最高达720MHz,处理性能可达5760MIPS,满足系统的精确性和实时性要求。TMS320DM642程序执行过程中,代码和数据缓存在SDRAM中,对应TMS320DM642上的CEO映射的地址空间。SDRAM使用两片HY57V283220TP-6,每个HY57V283220TP-6均为32 bit数据总线的SDRAM。其中,高32bit存储在一个SDRAM中,低32 bit存储在另一个SDRAM中,从而满足TMS320DM642所需的64 bit数据总线要求。系统外围部分选用了S3C2440处理器作为控制单元,包含了图像数据采集控制、剔除设备运行及光电传感器读取等功能。系统参数设置和运行过程显示采用了带触摸功能的AT043TN24液晶模块。检测系统如图1所示。
检测系统工作流程如下:
(1)传送带将输液瓶送至检测区,同时光电传感器检测到位后,输出检测信号至ARM控制器,ARM驱动输液旋转设备夹住瓶口并开始旋转。
(2)旋转输液瓶到达摄相机拍摄位置时,ARM停止旋转设备运行,同时开启摄像机及LED辅助光源。
(3)摄像机按照预先设定的曝光时间连续拍摄指定帧数的图像,以YUV(4:2:2)格式输出至DSP的SDRAM缓存区中。
(4)DSP运行异物检测与识别算法,对缓存区保存的序列图像数据进行处理,并将处理后的识别结果传送至ARM。
(5)ARM控制器根据预设的范围参数对识别结果进行判断,控制剔除设备剔除不合格的输液瓶,并将处理结果显示在LCD上。
2 系统检测识别算法设计
输液在旋转过程中不可避免地会产生向上运动气泡,为了提高检测的准确性,排除气泡干扰,本文采用先跟踪后检测的异物检测方法。首先对连续多帧旋转-急停-跟踪拍摄的大输液瓶图像中的可疑运动目标进行分割,初步确定异物的大小、数目、位置等信息,并以这些信息为基础连续跟踪数帧图像,根据运动目标在帧间运动的连续性和方向性判别异物气泡。为了避免运动异物在连续两帧中位移不大导致不利于检测的情况及满足检测的实时性要求,本文对每瓶输液瓶图像选取等时间间隔的5帧图像并取其亮度分量Y(即灰度信息)做检测。
在采集到的单帧图像中,包含有异物、静止干扰以及大量的噪声,使得异物目标和背景的对比度和图像的信噪比很低,不利于异物目标的提取。因此,本文首先建立序列图像的背景,然后利用背景减除法提取异物图像。为了更准确地分割出异物,本文对异物图像利用形态学方法进一步去除背景亮度,增强目标能量。最后利用阈值分割法进行异物分割。异物检测识别算法流程如图2所示。
2.1 背景获取
由于连续采集的输液瓶图像背景静止,且LED给光恒定,因此可认为图像背景基本不变。基于单高斯模型等背景估计法虽能精确估计出背景模型,但其精确度依赖于输入图像的帧数,需要大量的计算时间,难以达到实时性要求。参考文献[2]利用归一化互相关系数建立背景,本文将其简化。
归一化互相关系数的表达式为:
式中,I为图像的均值,N为图像均一化系数。由式(1)、式(2)可知,所有c的系数均有这一项,属于不变量,所以N可以简化为:
背景建立过程:(1)以第一帧图像I1为参考图像,利用简化的归一化互相关系数判断与其余图像Ii(i=2,3,…,5)之间的相似度。(2)根据式(4)选择最小C值的图像Ir,按式(5)建立序列图像的背景图像。
2.2 异物提取与图像增强
获得了背景模型后,就可以利用背景减除的方法提取运动异物目标。用公式表示为:
简单的背景消除后能够提取出异物,但同时也存在瓶身光斑、噪声点。为了进一步抑制这些背景干扰,本文首先对图像进行高帽变换,得到图像ftop。然后对图像进行低帽变换,得到图像fbot。最后用flop减去fbot,并取绝对值,使得图像中背景几乎为0,只剩异物目标。用公式表示为:
考虑到采集图像中异物像素的大小,本文在高低帽变换时采用3×3结构元素。
2.3 图像分割
为了精确定位目标,为后续的异物跟踪提供初始位置。本文采取与参考文献[3]相同的最大对比度阈值法分割异物,设求得的最佳阈值为T。利用T对图像按式(8)分割。
2.4 异物跟踪识别
本文采用Mean Shift[4]跟踪算法,该跟踪算法以搜索窗内的目标颜色直方图作为目标模型,避免了使用复杂模型描述目标的形状、外观及其运动,计算速度快,满足本文的实时性要求。Mean Shift算法首先计算目标模型,然后在图像对应位置计算候选目标模型,最后比较两个模型的相似度,以相似度最大化原则移动搜索窗,最终定位目标的真实位置。为了将Mean Shift算法更好地应用于输液异物跟踪,本文在Mean Shift算法的基础上进行了如下改进:
(1)为了克服对漂浮的纤维及快速降落的玻璃渣跟踪率不理想[3]的缺点,本文扩大Mean Shift搜索窗使其与目标当前区域有重叠,然后以上一帧中目标位置为中心开始搜索达到跟踪目的。
(2)为了正确区分灰度信息相似度较大的不同异物,避免错误跟踪,本文将纹理模型中表示边界和角的5种基本模式嵌入到Mean Shift算法中[5],综合利用异物的灰度信息和纹理信息表征目标。由于1纹理信息本身对目标具有较强的表示能力,考虑到实时性的要求,本文将256级灰度值量化到8级,利用40(8x5,5为纹理值的个数)个向量表示目标特征空间,为Mean Shift 256个向量表示法的15.625%,从而弥补了因加入纹理信息造成Mean Shift跟踪速度减慢的缺陷。
(3)为了减少Mean Shift算法的迭代次数,提高跟踪效率,参考文献[6]在进行Mean Shift跟踪时引入Kalman滤波器对目标的运动轨迹进行预测。由于等间隔输液图像中可认为目标做匀速运动,因此本文利用更简单的线性预测,即利用目标在前两帧中的位移来预测目标在新一帧的位置,然后以预测的目标位置在新一帧中展开搜索以定位目标。
(4)为进一步提高算法的跟踪效率和稳定性,本文在跟踪阶段对待跟踪的序列图像进行去背景及灰度膨胀处理,以增强提取出的小目标能量和增大检测目标的面积。
3 实验及结果分析
本文开发环境采用DSP集成开发环境CCS3.3(Code Composer Studio),它集成了配置、代码编辑、编译、代码生成、调试、数据跟踪与分析等功能,能够加快开发进程,提高工作效率。在实验中,对150 ml的透明瓶装大输液做检测。为了清晰地显示杂质,本文将包含异物部分的图像放大16倍,检测识别算法结果如图3～图5所示。
图3中,当搜索窗内存在两个相似目标时,Mean Shift跟踪算法可能会产生错误跟踪(跟踪到同一目标),而加入了纹理信息的改进Mean Shift算法。由于增加了目标特征空间,能很好地区分灰度信息较相似的目标,如图4所示。图5展示了目标在每帧图像中Mean Shift算法的迭代次数。曲线上标识了目标在当前帧中的坐标位置。未线性预测的平均Mean Shift迭代次数大于线性预测。图5(b)中,由于从第三帧开始引入了线性预测,迭代次数要比未预测的少。
本文对100瓶150 ml的透明瓶装大输液进行了试验检测,检测速度大约为0.8瓶/s,识别率平均达96.3%。
本文针对机器视觉检测大输液异物中存在的噪声敏感、难以区分异物与气泡问题,设计了一套自动检测系统。首先通过摄像机拍摄生产线上每瓶输液的运动序列图像,通过DSP运行异物检测与识别算法,对SDRAM缓存区中的序列图像进行专门处理,并将处理后的数据送入ARM控制器中,由ARM根据预设条件剔除不合格的输液瓶。本文首先利用简化的归一化互相关系数快速建立序列图像的背景,其次利用背景减除法提取异物图像,然后利用灰度形态学操作对异物图像进行图像增强以便准确分割异物,最后以改进的Mean Shift跟踪算法对运动异物进行跟踪,根据异物运动方向排除气泡干扰,保证检测准确率。本文设计的系统和方法满足自动化生产的要求。
参考文献
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[2]Lu Juan,Wang Yaonan,Zhang Jie,et al.On-line detection of foreign substances in glass bottles filled with trans- fusion solution through computer vision[C].Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Information and Automation,Zhangjiajie,China.New York:IEEE Press,2008.
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[4]COMANICIU D,RAMESH V,MEER P.Kernel-based object tracking[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2003,25(5):564-577.
[5]NING J,ZHANG L,ZHANG D,et al.Robust object tracking using joint color-texture histogram[J].International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence, ??2009,23(7):1245-1263.
可见异物检测 篇3
1 原辅材料因素及其控制
1.1 原辅材料因素
1.1.1 如果黄芪多糖提取过程控制不严,往往会造成黄芪多糖注射液原料里残留一定量的钙盐、锌盐、蛋白质、水解蛋白脂肪和未水解完全的糊精等。这些物质可以通过2μm以下的过滤器,药液经高压灭菌后,胶粒聚合并变大,在滤液中产生小白块等可见异物。
1.1.2 水中含有少量的钙、镁、铁离子,在一定条件下会形成络合离子,出现所谓白点;管路、储罐表面被水长期侵蚀,保护钝化膜被破坏后,金属离子或高分子链游离到水或药液中,形成白点甚至白块,严重的还会出现絮状物。
1.1.3 活性炭是黄芪多糖注射液生产中吸附杂质、除去热原等不可缺少的,但其中含有的微量金属离子能使药液氧化分解,增加其中的微粒。
1.2 控制方法
1.2.1 依据《中国兽药典》、《兽药质量标准》及相关技术标准规定,对原辅材料进行全项检查,以确保黄芪多糖含量达到70%以上,产品级别符合注射剂要求。通过组织现场考核,对供应商进行严格评估。
1.2.2 黄芪多糖注射液的pH值为5~7,而活性炭在偏酸性的环境中吸附效果好,配液时加入适量的酸,可以提高吸附效果。
1.2.3 在黄芪多糖注射液生产工艺中加入适量的螯合剂、助溶剂等,避免微量元素如钙、镁、铁以及钙盐、锌盐、蛋白质、水解蛋白脂肪等物质对药物质量的影响。
2 质量因素及其控制
2.1 安瓿质量因素
2.1.1 安瓿本身的质量
安瓿本身有毛口、裂伤等,灭菌时受热不均,容易导致玻屑及小玻点,我们对4家生产厂家的样品进行了检查,每家抽检1 000支,结果见表1。不同厂家的安瓿的质量不同,对黄芪多糖注射液中的可见异物也有着不同的影响。
注:样品检测过程中,于同一样品中发现玻屑、小玻点、白点三者中任意一项或几项并存即判定为不合格。表中数字代表不合格样品的数量。
2.1.2 安瓿的清洁度
清洗安瓿的水及冲水压力对安瓿的清洁度有很大影响。
2.2 控制方法
2.2.1 灌封前检测安瓿质量。通过对安瓿灌装一定量的注射用水并封口,检查灭菌前后安瓿本身的质量。
2.2.2 每批都须检查洗瓶水的澄明度,定期处理洗瓶水的过滤系统。
2.2.3 严格控制冲水压力和冲水时间,保证安瓿的清洁度。
3 机器设备因素及其控制
3.1 机器设备因素
3.1.1 洗瓶机
由于安瓿口径较小,洗瓶机上喷针位置稍有偏差,就易戳破安瓿口使玻屑掉入瓶内,这类玻屑在洗瓶工序中难以清除。
3.1.2 隧道烘箱
网带在工作中常有一些碎玻璃掉入,运行后挤压成细小微粒,风压如不正常会被带入安瓿内;烘箱内会产生黑色微粒,来源有多种说法,其中之一认为是金属氧化物;安瓿在网带上移动时瓶间的机械力挤压易造成破损,而机械力挤压越大玻屑产生几率越大。循环热风能将掉落的小玻屑带入洗净的安瓿内而产生可见异物。
3.1.3 传送线
隧道烘箱到灌封机之间有一段距离,安瓿直接暴露于百级层流下面,通过螺杆和扇形块的衔接传送,稍有差错就易将安瓿挤破,玻屑掉入安瓿内。
3.1.4 吹气装置
灌封前一般都设有吹气装置,压缩空气或其他气体将玻屑等微粒吹出,但如果压缩气体未经过必要的处理或处理不到位,或吹气位置设置不合理都会带入新的微粒。喷针多次戳破安瓿时自身尖部会拉毛,也将导致其他安瓿因颈部摩擦损伤而出现玻屑。
3.1.5 灌封机
灌封机因机器缺陷、损坏维修不到位,或灌装机的玻璃灌注器因长时间使用而发生掉屑,会增加可见异物。灌封过程中出现炸瓶后,玻屑会溅入其他瓶中,增加可见异物。
3.1.6 容器具和运输管道
生产过程中,凡接触药液的容器具都有可能给药液带入微粒和细菌。管路系统对药液的影响特别重要,若使用不耐腐蚀的材质制作设备、容器、管道,将会后患无穷,被腐蚀的材质随时都可以进入药液中。
3.2 控制方法
3.2.1 洗烘灌设备的控制
理瓶时先将破瓶挑出,洗瓶时发现喷针位置不对应及时调整,减少洗瓶破损率。生产前注意调节隧道烘箱风压,清洁网带;安瓿的排列可以在保持不倒的情况下适当增加间距;洗瓶机速度与网带保持同步,也可略低于灌封速度,以减少过度挤压带来的破损;定期测定隧道烘箱尘埃粒,保障符合洁净度要求。
吹气所用的压缩气体不仅需要前期净化处理,而且要设置终端除菌过滤。吹气装置要在针头进入瓶内规定位置后才可以开始吹气,并保持一定压力,保证清除玻屑及其他可见异物。
3.2.2 容器具和管道的控制
容器具用前要彻底清洗和消毒。更换品种或连续生产三天以上要进行管道大处理,用碱液进行在线清洗和消毒,生产半个月后要将管道拆卸进行彻底处理。
4 过滤因素及其控制
4.1 过滤因素
在黄芪多糖注射液配液过程中,过滤是非常重要的步骤。但是过滤过程经各种途径,可带入微小颗粒、杂质,影响药液的质量。
4.2 控制办法
4.2.1 为了严格控制黄芪多糖注射液的过滤工艺,宜采用预过滤和终端过滤的过滤装置,并用加压过滤和高位桶静压联合过滤装置,可显著提高可见异物的截流率。
4.2.2 终端滤芯的清洗很重要。将滤芯用纯化水把残留药液反冲干净,然后用热碱(5%)浸泡3 h,再用纯化水反冲至pH值合格。最后用消毒柜115℃灭菌30 min。
4.2.3 在预过滤器中装上孔径为0.22μm的折叠式聚丙烯滤芯,从而避免堵塞终端滤芯。终端滤芯为孔径0.22μm的折叠式聚砜烯滤芯,这种配置有利于提高过滤速度和过滤效果。
5 其他影响因素及其控制
5.1 其他影响因素
灯检过程中若发现白点分布均匀,则环境污染的几率较大。洁净室内最大的污染源往往是人,更需要关注人体的发菌量。室内空气中的微生物主要附在微粒或由人体鼻腔与口腔喷出的飞沫中。因此,人是灰尘量和细菌散发量的主要因素,必须进行控制。
5.2 控制方法
5.2.1 空气净化系统,尤其是高效过滤器的有效使用,如隧道烘箱中高效过滤器的安装、维护和日常检测,百级层流罩的有效运行。
5.2.2 环境的清洁效果,环境清洁和设备清洁所使用的消毒液需过滤后使用,避免带入新的微粒;清洁卫生用具必须符合要求。
5.2.3 洁净服的面料、款式、穿戴和清洁方法、传递方法应当避免可见异物的产生。
5.2.4 严格控制进入洁净室人员的数量,并关注人员洁净服、口罩的穿戴使用,加强相关人员的培训,减少人为带入微粒。
6 总结
总之,影响黄芪多糖注射液中可见异物的因素是多方面的,既有客观因素也有主观因素。在工作中除注意以上五方面的因素外,还要注意厂房设施材料方面的影响因素。只有综合考虑,加强每个环节的管理,提高技术水平,才能杜绝黄芪多糖注射液生产过程中可见异物的产生。
摘要：本文对黄芪多糖注射液中可见异物的成因进行了查找和分析,并建立其控制方法,降低可见异物的检出率,以达到黄芪多糖注射液规模化、标准化生产的要求。
关键词：黄芪多糖注射液,可见异物,控制方法
参考文献
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[2]赵宗艾.药物制剂机械[M].北京:化学工业出版社,1998.
[3]郁双妹.输液玻璃瓶洗瓶机的现状[J].医药工程设计,1993,(1):31-34.
[4]秦保振.洗瓶机的现状及发展趋势[J].机电信息,2007,29(7):31-34.
可见异物检测 篇4
氟罗沙星在在冰醋酸中易溶解, 在水中极微溶或几乎不溶。使用药用乳酸调节氟罗沙星注射液的pH值较使用冰醋酸调节更为稳定。氟罗沙星注射液的稳定性与pH值的调节范围有关。笔者就氟罗沙星注射液中的可见异物与pH值的关系进行了相关实验, 先报道如下。
1 实验仪器与试药
1.1 仪器
采用美国Agilent公司生产的1200型高效液相色谱仪, 上海梅特勒—托利多仪器有限公司生产的DE-320型精密pH计和AE200型电子分析天平, 上海远东机械设备总厂生产的PGA6/1-2型安瓿灌装封口机, 重庆使用省实验仪器厂生产的SHH-150S型药品稳定性试验箱。
1.2 试药
本次实验所用氟罗沙星产自扬子江药业集团有限公司;药用乳酸产自无锡市山禾集团福祈制药有限公司。
2 实验方法
2.1 性状
氟罗沙星注射液应为淡黄色或淡黄绿色澄明液体。
2.2 p H值
2010年《中国药典》规定氟罗沙星注射液的pH值范围3.5～5.5, 严格按照附录ⅥH方法进行该药品的pH值检测。
2.3 可见异物
2010年《中国药典》规定, 20支供试品中均不得检出明显可见异物, 如有一支有可见异物应另取20支药品进行同法复查, 均不能检出。
2.4 液相色谱条件
Agilent HC C18色谱柱 (250mm×4.6mm, 5μm) ;波长286nm;填充剂用十八烷基硅烷键合硅胶;流动相用三乙胺磷酸溶液 (三乙胺5mL磷酸7mL, 加水至1000mL) -乙腈 (82∶18) 。以氟罗沙星峰计算, 理论板数应大于或等于2000, 氟罗沙星峰和相邻杂质峰的分离度应符合要求。
2.4.1 有关物质检测
取适量氟罗沙星, 每1mL中含有2.0mg的比例加入流动相, 作为本次实验的供试品溶液;每1mL中含有20μg的比例加入流动相, 作为对照溶液。取20μL对照溶液注入液相色谱仪, 调节灵敏度并按照满量程的20～50%调节主成分峰的峰高, 各取对照溶液与供试品溶液20μL, 分别注入液相色谱仪, 并记录。色谱图中如含有杂质峰, 各杂质峰面积的总和不得大于对照溶液的主峰面积 (1.0%) 。
2.4.2 佛罗沙星注射液不同pH值的稳定性
将配制的氟罗沙星注射液平均分成8份, 并以3.5、3.7、4.0、4.2、4.5、5.0、5.5的要求调节注射液的pH值。 (2) 将pH值3.5、3.7、4.0、4.4、4.5的氟罗沙星注射液放置于121℃环境中进行15分钟的灭菌操作 (1) 。 (3) 对pH值分别为4.0、4.4、4.5的氟罗沙星注射液进行加速试验 (温度为25±2℃) (见表2) 。 (4) 对pH值分别为4.0、4.4、4.5的氟罗沙星注射液进行低温试验 (温度为28℃) (表3) 。
3 结果
(1) pH值为4.5时, 有少量结晶析出;pH值为5.0时, 析出结晶量明显增加;pH值为5.5时, 出现浑浊。pH值>4.5时, 溶解性降低。 (2) pH值为3.5、3.7时有关物质增加, pH值范围为4.0～4.4之灭菌后, 性状及可见异物符合有关规定。 (3) pH值范围4.0～4.4经加速试验后, 其pH值、性状、可见异物均无明显变化, 具有稳定性。 (4) pH值范围4.0～4.4经低温试验后其性状、pH值、可见异物均无明显变化, 具有稳定性。
4 讨论