药物智能检测设备（灯检机）应用与风险控制-李姝洁.pdf

药物智能检测设备应用与风险控制药物智能检测设备应用与风险控制 李姝洁李姝洁 2016.05.13 2 水针、粉针、口服液、糖浆及大输液等产品在我国使用量巨大，仅大输 液一项，我国年产量和年销量巨世界首位； 背景资料 人工灯检人工灯检：视力符合药典标准要求的操作工在一定的光照强度下，用肉眼对药液进行逐一检查但是： 1、对操作工视力要求较高，并非人人都能胜任； 2、生产效率低下，每人检查1000-2000pcs/h； 3、灯检人员视力不同，无统一标准； 4、灯检工易疲劳，或思想情绪也会造成漏检和误检； 5、对人的眼睛有一定损害； 6、灯检工作重复性强，单调枯燥，招工困难 自动灯检机自动灯检机：集光源发生系统、视觉识别系统、图像处理系统、高精密机械制造等模块于一体的高端设备，用机器视觉原理机器视觉原理对药液进行逐一检查 3  人工灯检与自动灯检的对比人工灯检与自动灯检的对比 比较内容比较内容 人工灯检人工灯检 自动灯检自动灯检 检测方法 经长期培训且视力均为4.9或 4.9以上的检测人员，在灯光 下进行检测 基于机器视觉的原理 检测项目 玻屑、纤维、白块、毛发等可 见异物；液位及外观缺陷 玻屑、纤维、白块、毛发等可 见异物；液位及外观缺陷 生产效率 1000~2000支/小时/人 24000～48000支/小时 检测精度 50~80微米 40微米 破损率 无 ≤0.03% 检测稳定性 不能长时间连续工作 可长时间连续工作 检测稳定性 不稳定 稳定 4 楚天安瓿自动灯检机楚天安瓿自动灯检机 自动灯检机是一种利用光学方法光学方法对药液中的异物进行检测，通过计算机图像分析与处理技术，对图像中所包含的信息进行一系列有效的运算和分析，确定异物的数量、类型，最终指挥工作机构对药瓶进行自动分选的智能型智能型机器。

楚天双盘自动灯检机楚天双盘自动灯检机 5  药瓶外观智能检测：药瓶外观智能检测：logo完整性、瓶盖缺陷、瓶身缺陷等； 药物智能检测的实例 中间凹坑中间凹坑 刮痕刮痕 边缘凹坑边缘凹坑 连接点断裂连接点断裂 结石结石 6  药液质量智能检测：药液质量智能检测：玻璃、纤维、毛发黑块、白块、铁屑 等; 药物智能检测的实例 玻璃玻璃 毛发毛发 纤维纤维 黑块黑块 7  药液装量智能检测：药液装量智能检测： 药物智能检测的实例 8 检测原理及过程：检测原理及过程： 检测过程采用的方法是模拟人眼的处理流程用机器视觉系统机器视觉系统（ 由LED光源、CCD相机、镜头等组成）识别液体中异物、装量和瓶外观缺陷 图图3 3 标准机器视觉系统标准机器视觉系统 9 1、到达检测工位前，瓶子沿着轴心高速旋转，瓶子中的液体随之旋转，带动异物离开瓶底并随药液旋转上升 2、到达检测工位时，启动急停装置使瓶身停止旋转，但异物会在惯性力驱动下按不同轨迹运动，此时启动视觉检测系统，使摄像机连续采集一定数目的、包含异物运动轨迹的序列图像 静止 旋转 急停 静止 旋转 急停 序列图像 分析结果 10 3、通过计算机图像分析与处理技术，首先将图像数字化，并对其中所包含的运动信息进行一系列有效的运算和分析，最终确定异物的数量和类型： 序列图像 分析结果 11 关键技术点 光源发生系统 视觉识别系统 图像处理系统（算法） 高精密机械 制造模块 自动灯检机主要组成模块：自动灯检机主要组成模块： 12  光源发生系统方面：光源发生系统方面： 在应用中，有时检测系统很难完成的工作，但通过优化光源便可达到 理想效果。

因此，光源的选型很重要！ 不同的光源可以获得完全不同效果的图像，从而影响检测精度 13  不同任务选用不同的光源： - 任务：玻璃屑、纤维、瓶身外观等； - 性能要求：速度、精度等；  不同情况选用不同的颜色： - 不同的待检对象对不同光源颜色的吸收程度不同 - 有色口服液产品：近红外光 - 无色透明安瓿产品：白光  其他考虑因素： 价格、寿命、均匀性、反光去除等 14  视觉识别系统方面：视觉识别系统方面：  镜头： - 不同的工业镜头成像质量有着千差万别，材质、加工精度和镜片结 构等是影响因素 - 一支好的工业镜头，在分辨率、明锐度、景深方面都有很好的体现， 对各种像差的校正也比较好  CCD工业相机： - 根据不同的应用选择不同的相机和高分辨率相机：先扫描相机、面 阵相机、彩色相机等  图像采集模块 - 压缩数据，快速稳定的将图像传输到缓冲区中一方面保留了更多 的图像细节，极大的降低漏检；另一方面能够避免由于数据量大、传 输速度过低导致内存冲突问题而造成的药品误检 15  图像处理系统方面（算法）：图像处理系统方面（算法）： 采集到的序列图像 （获取异物运动信息） （提高图像清晰度，消 除图像之间的误差） （除去图像中的噪音，使 有用的信息更清晰） 图像校正 去除噪音 异物分割 异物目标跟踪 异物目标识别 （异物特征的提取） 16  图像处理系统方面（算法）：图像处理系统方面（算法）：  视觉信息的处理效果主要依赖于图像处理算法。

 主要作用是将获得的低质量的图像，通过算法处理成更适合人眼观察 或仪器检测的图像，从而提高检测精度，如： - 药液中细小悬浮物与气泡的区分算法； - 瓶身上固定脏污点与药液中异物的区分算法； - 口服液中明胶状物质与玻璃屑的区分算法； - 不同种类异物轨迹分析算法； - 丢帧情况下缺失信息的补偿算法； - 图像失真校准算法 17  机械模块方面：机械模块方面：  采用采用  采用全伺服驱动系统，实现高速稳定精确运行，提高图像采集质量  采用上压下托结构（国际最新技术），检测时底部中间与瓶托平面接 触，顶部锥形面接触保证瓶身外壁不受损伤，瓶子稳定高速匀速旋 转，根据检测需要转速可进行调整，进行360°检测 18  机械模块方面：机械模块方面：  采用采用  采用四通道出瓶（常规为三通道，可根据需要改为四通道）合格品 两通道（常规为单通道，可根据用户需要改为双通道）：具备自动换 盘功能，为人员转运提供充足的时间不合格品两通道：具备分类收 集功能，异物检测不合格品和瓶表面刮擦外观、装量不合格品  从整体上精简机械结构，使灯检机更加轻便、简洁，减少不可控的震 动因素对图像采集过程的影响，同时方便操作工拆装、清洁或更换规 格件。

19 风险分析及控制办法 项目项目 潜在风险潜在风险 控制办法控制办法 操作人员 操作工不按SOP操作，可能造成机 器运转不畅 严格、系统、定时地对灯 检机操作工进行培训 设备主要元 件精度及稳 定性 主要元件选用不合理，可能导致设 备的使用寿命变化和检测精度不够 确认设备重点元件的选型、 性能符合设计要求 待检品外观 （包材）质 量 待检品外观质量差，导致检测合格 率低 确保待检品外观质量 设备检测精 度 检测精度不准，导致产品漏检风险， 影响成品率 通过Knapp Test，人机对 比测试确定设备检测精度 电源（UPS） 可靠性 后备电源失效，导致断电时数据丢 失 确保后备电源稳定有效 20 风险分析及控制办法 项目项目 潜在风险潜在风险 控制办法控制办法 安装人员及 安装效果 安装人员资质不符合要求或未 按要求安装，导致潜在安装失 败的风险，设备无法正常运行， 影响生产 安装前检查施工人员的专业资质， 安装过程中严格按安装、性能确 认项目进行管控 清洁效果 清洁效果未达到标准，导致潜 在的破损的风险 严格按照灯检机清洁SOP操作 检测系统 软件运行不稳定，导致检测失 败的风险 1.URS阶段，认真分析所有需求， 明确检测工位布局及检测算法架 构 2.联机调试前，做充分的静态实 验，建立数据库（如：采像实验、 单工位灯检机测试等） 3.联机调试过程中，对实际生产 线上的产品进行批量测试，以确 保软件的精度及稳定性 4.批量跑瓶完成后，对软件系统 进行二次或多次优化。

21 新的挑战 冻干粉剂类药品如何检测？冻干粉剂类药品如何检测？ GMP标准附录1，无菌药品 第79条：无菌药品应逐一对其外部污染或其他 缺陷进行检查如采用灯检法……  方案1：人工灯检  方案2：冻干自动灯检机 局限性在于：局限性在于： •人工灯检对视力要求较高，并非人人都可胜任 •灯检人员视力不同，无统一判断标准，且生产效率低下 •对于包裹于粉剂内部的异物颗粒，特别是玻璃块（屑），人工灯 检和自动灯检均无法识别； 22 设备概述：设备概述： 楚天FJRZ2型冻干粉剂X射线自动检测机是基于国外成熟技术基础上，结合我国冻干粉剂类药品的现状研发而成 23 检测流程：检测流程： 待检西林瓶经进瓶拨轮进入X X射线密闭检测区射线密闭检测区，再通过传输系统送至X X光光检测工位检测工位当西林瓶到达检测工位时，启动X光成像系统对其进行扫描并进行扫描并成像成像，然后通过高速图像处理系统分析高速图像处理系统分析并识别出不合格品，最后指挥机械机制对样品进行分选 X光发生器 同步带供瓶系统 X光探测器 合格品通道 不合格品通道 24 检测原理：检测原理： 由于冻干粉不具透光性，传统冻干制品自动灯检机只能采用表面拍照技术对异物进行分析，无法识别内部异物。

该设备利用X光的穿透性、荧光穿透性、荧光性和摄影效应性和摄影效应的特性，对包裹在粉剂（块）内部的异物颗粒进行检测与识别（注：异物颗粒的密度与药品的密度之间须存在一定数量的密度差，且药品的性质不受X光照射的影响） 目前可识别出的异物种类：目前可识别出的异物种类：玻璃、金属等； 目前无法识别的异物种类：目前无法识别的异物种类：纤维、毛发、胶塞屑等； 25 1 1、如何提高检测精度：、如何提高检测精度：当前配置下的检测精度为100μm左右，可通过更换硬件或优化图像处理算法来提高检测精度（注：由于X光成像本身的局限性，无法达到如自动灯检机一样的检测精度） 2 2、异物种类的多样性：、异物种类的多样性： X光成像的关键就是不同物质之间的密度差，只要是异物与药粉之间存在明显密度差，就能识别出来纤维、毛发之类的异物很难识别，但这类异物一般的存在方式是附着于粉剂（块）的表面，用自动灯检机可以检出来 3 3、药品活性问题：、药品活性问题：在对客户提供的样品进行测试后，再将样品寄回给客户，由药厂方面组织专业人员进行化学实验，来确定药物成分是否受到破坏 技术难点讨论 26 4 4、检测性能问题：、检测性能问题：研发人员开发自检程序，用于每次开机前的自检。

在设备空转时启动自检程序，再根据程序运行结果对设备性能做出判断，减少人与设备的接触； 5 5、防护问题：、防护问题：除了设计安全可靠的防护结构之外，我们也会寻求第三方机构对设备进行必要的认证，同时制定严格的操作规程，并对药厂的操作人员进行培训； 6 6、检测功能多样化：、检测功能多样化：可以尝试在机械空间布局允许的情况下，在进瓶处或X光射线区内增加一个或两个视觉检测工位视觉检测工位但如果用户要求增加的功能多样，尤其是涉及到粉块形状、瓶身外观等方面的检测，则只能再连线一台自动灯检机 请各位专家指正！请各位专家指正！ 谢谢 谢！谢！ 。