使用高速多譜成像進行藥品質(zhì)量檢驗

制藥業(yè)是一個復(fù)雜的過程，主要涉及藥物和藥品的制造。作為全自動高速制造過程，制藥業(yè)的生產(chǎn)尤其具有挑戰(zhàn)性。它受到公共衛(wèi)生當(dāng)局的嚴(yán)格監(jiān)管。

容器缺陷、藥品錯誤或缺失、標(biāo)簽錯誤、包裝不當(dāng)或脫色都會給消費者帶來風(fēng)險，因此需要嚴(yán)格檢查制造過程的不同階段。為了生產(chǎn)安全的藥品，最 大限度地降低消費者風(fēng)險，同時在競爭激烈的市場中取得成功，需要高效、多功能且靈敏的質(zhì)量控制系統(tǒng)。使用相機技術(shù)的光學(xué)質(zhì)量控制在完成制藥生產(chǎn)中具有挑戰(zhàn)性的檢查任務(wù)方面發(fā)揮著重要作用。

藥品有各種形式和包裝，最常見的是泡罩包裝和藥片。它們主要由三部分組成：腔體、密封件和藥片或藥物本身。腔體由合成材料或鋁制成，用于容納藥物。

腔體和藥物用合成材料、鋁、紙或軟箔密封。盡管在包裝前對每個組件進行嚴(yán)密監(jiān)控，但在初級包裝過程中仍會出現(xiàn)缺陷。必須識別包裝或內(nèi)容物的損壞，包括放置、著色或標(biāo)簽不正確，并最終移除有缺陷的產(chǎn)品。

大多數(shù)藥品的生產(chǎn)數(shù)量都非常高。光學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)以及復(fù)雜的機器學(xué)習(xí)算法可以處理大量數(shù)據(jù)，同時提供高靈敏度的缺陷識別。使用高速光學(xué)控制系統(tǒng)，可以檢查整個樣品，這與其他質(zhì)量控制系統(tǒng)（如手動或機械檢查）相比是一個主要優(yōu)勢，因為手動或機械檢查可能會在檢查過程中破壞樣品。使用機械檢查系統(tǒng)可以處理的樣品尺寸也有限制。

多年來，藥品包裝的檢測一直采用傳統(tǒng)的 RGB 相機，僅使用可見特征來檢測瑕疵。隨著多光譜相機的出現(xiàn)，現(xiàn)在可以超越可見光譜。多光譜相機可捕獲多個離散定位光譜帶的信息，包括可見區(qū)域之外的光譜帶。

除了可見的 RGB 成像外，多光譜成像中的附加光譜帶還有助于根據(jù)化學(xué)成分區(qū)分不同的藥片，即使藥片已經(jīng)封裝和密封。此外，還可以測量藥片中活性藥物成分 (APC) 的數(shù)量和均勻度。

與傳統(tǒng)的質(zhì)量控制檢測系統(tǒng)相比，同時評估外在和內(nèi)在屬性的可能性具有重大優(yōu)勢?？梢允褂每梢姽庾V檢查包裝狀況、標(biāo)簽和劑量說明以及顏色編碼等外在屬性?？梢允褂锰囟ü庾V帶（通常在近紅外 (NIR) 區(qū)域）捕獲藥品包裝的內(nèi)在屬性，例如藥丸破損、液體填充水平、異物和藥丸數(shù)量。

多光譜成像還可用于與錯誤識別缺陷相關(guān)的應(yīng)用。例如，在注射用藥物中，檢查對于驗證注射用溶液中沒有顆粒至關(guān)重要。多光譜成像可以更容易地區(qū)分氣泡和顆粒，以最 大限度地減少浪費，同時確保注射藥物的純度。

先進的多光譜成像技術(shù)還有助于檢查藥品的化學(xué)成分。內(nèi)在和外在信息可以結(jié)合起來進行質(zhì)量評估。這使得生產(chǎn)商可以擁有單一的質(zhì)量控制設(shè)置，這種設(shè)置通常更強大、操作更簡單、維護更方便。

個性化醫(yī)療將成為未來醫(yī)藥行業(yè)的一個重要領(lǐng)域，藥物將根據(jù)個人的潛在健康狀況、對特定化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)以及對特定患者的有效性進行生產(chǎn)。相機技術(shù)與人工智能相結(jié)合將繼續(xù)在個性化藥物的質(zhì)量檢測中發(fā)揮重要作用。

為了支持藥品生產(chǎn)線的高吞吐量，現(xiàn)代檢測系統(tǒng)需要配備高速多光譜相機，這些相機能夠同時高速檢測多個光譜帶。10GBASE-T（10 GigE Vision）等高性能接口不僅具有高幀速率的帶寬，還支持通過單根電纜進行多流輸出，每個波段均可獨立控制，以便進行單獨分析或在主機處理器上融合在一起。

另一個重要的考慮因素是相機設(shè)備的空間分辨率。相機中使用了多種多光譜技術(shù)。有些使用像素級濾光片陣列或多條光路，犧牲空間細(xì)節(jié)來獲得光譜多樣性。

藥品檢測系統(tǒng)要求每個通道具有較高的空間分辨率，以確保可以清晰識別藥丸表面的裂紋或異物、液體中的氣泡、外包裝上的劑量說明等小缺陷。

各個光譜帶的精 確對準(zhǔn)和重疊有助于精 確識別缺陷的位置和大小。它還有助于同時追蹤和關(guān)聯(lián)通過不同光譜帶看到的缺陷特征。具有全傳感器分辨率和所有光譜帶的單光軸的多光譜相機通常是實現(xiàn)此類結(jié)果的最精 確方法。

最后，未來藥品檢測系統(tǒng)的制造商將受益于新的定制技術(shù)，該技術(shù)使他們能夠精 確指定其特定應(yīng)用所需的光譜帶的大小和位置。通過這種方式，他們可以將波段數(shù)量保持在最 低限度，以最 大限度地提高系統(tǒng)的效率。擁有比所需更多的光譜帶會導(dǎo)致光源要求更高，并會大大降低多光譜系統(tǒng)的速度。

視覺系統(tǒng)制造商可以使用定制方法在波段數(shù)量、系統(tǒng)速度和檢測過程效率之間建立適當(dāng)?shù)钠胶狻?/span>