CH713057A1 - Method for counting distinguishable areas in a liquid. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zählen unterscheidbarer Bereiche in einer sich in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit, wobei besagte unterscheidbare Bereiche Substanz, die sich von besagter Flüssigkeit unterscheidet, umfasst und wobei besagte Flüssigkeit und mindestens ein Teil der Behälterwand durchlässig für elektromagnetische Strahlung eines Spektralbereichs sind. Das Verfahren umfasst die Schritte: i. Erzeugen einer Bewegung besagter Flüssigkeit relativ zu besagtem Behälter; ii. mindestens n-mal Abbilden besagter sich bewegender Flüssigkeit durch besagten durchlässigen Teil der Wand in besagtem Spektralbereich, wobei n mindestens 2 ist, dadurch Erzeugen von n Bilddatensätzen; iii. Erzeugen von mindestens einem Ergebnis-Bilddatensatz, der frei von gemeinsamen Bilddaten ist, durch Nichtbeachten der Bilddaten, die den n Bilddatensätzen gemeinsam sind; iv. Bestimmen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, abgebildet durch besagten mindestens einen Ergebnis-Bilddatensatz.The invention relates to a method and an apparatus for counting distinguishable regions in a liquid contained in a container, said differentiable regions comprising substance different from said liquid, and wherein said liquid and at least a part of the container wall are permeable to electromagnetic radiation Spectral range are. The method comprises the steps: i. Generating a movement of said liquid relative to said container; ii. imaging at least n times moving liquid through said transmissive portion of the wall in said spectral range, where n is at least 2, thereby generating n image data sets; iii. Generating at least one result image data set that is free of common image data by disregarding the image data common to the n image data sets; iv. Determining the number of distinguishable regions imaged by said at least one result image data set.
Description
Beschreibung [0001] Die hier angesprochene Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zählen unterscheidbarer Bereiche in einer Flüssigkeit.Description: The invention addressed here relates to a method for counting distinguishable areas in a liquid.
[0002] Im Hinblick auf weitere Aspekte betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verifizieren der mittels des Verfahrens bestimmten Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen in einer Flüssigkeit, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer kontrollierten Blasenrate, eine Vorrichtung zum Verifizieren der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, ein Verfahren zum Identifizieren von Partikeln in einer Flüssigkeit, ein Verfahren zum Detektieren eines Behälters, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, welche mit mindestens einem Partikel kontaminiert ist, und ein Verfahren zum Reduzieren falsch-positiver Befunde in der Qualitätskontrolle.With regard to further aspects, the invention relates to a method for verifying the number of distinct regions determined by the method, a device for determining the number of distinguishable regions in a liquid, a device for generating a controlled bubble rate, a device for verification the number of distinguishable regions, a method of identifying particles in a liquid, a method of detecting a container filled with a liquid contaminated with at least one particle, and a method of reducing false positives in quality control ,
[0003] Beim Füllen von Flüssigkeiten in Behälter, können unerwünschte Substanzen fälschlicherweise in die Flüssigkeit eingebracht werden. Es besteht ein Bedarf, das Vorhandensein solcher unerwünschten Substanzen in Flüssigkeiten, die in Behälter gefüllt sind, zu detektieren und zwar in einer solchen Art und Weise, dass diese Behälter von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden können. Insbesondere im Bereich pharmazeutischer Wirkstoffe, Impfstoffe und dergleichen sind die Anforderungen hinsichtlich der Qualitätskontrolle hoch.When filling liquids in containers, undesirable substances can be mistakenly introduced into the liquid. There is a need to detect the presence of such undesirable substances in liquids filled in containers, in such a manner that these containers can be excluded from further processing. Particularly in the field of pharmaceutical agents, vaccines and the like, the quality control requirements are high.
[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen sehr zuverlässigen Weg des Inspizierens flüssigkeitsgefüllter Behälter im Hinblick auf unterscheidbare Bereiche in der Flüssigkeit bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a very reliable way of inspecting liquid-filled containers with regard to distinguishable regions in the liquid.
[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.This object is achieved by a method according to claim 1.
[0006] Das erfindungsgemässe Verfahren ist ein Verfahren zum Zählen unterscheidbarer Bereiche in einer Flüssigkeit, die sich in einem Behälter befindet, wobei besagte unterscheidbare Bereiche eine Substanz umfassen, die sich von besagter Flüssigkeit unterscheidet, und wobei besagte Flüssigkeit und mindestens ein Teil der Behälterwand durchlässig für elektromagnetische Strahlung eines Spektralbereichs sind. Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst die Schritte: i. Erzeugen einer Bewegung besagter Flüssigkeit relativ zu besagtem Behälter; ii. mindestens n-mal Abbilden besagter sich bewegender Flüssigkeit durch besagten durchlässigen Teil der Wand in besagtem Spektralbereich, wobei n mindestens 2 ist, dadurch Erzeugen von n Bilddatensätzen; iii. Erzeugen mindestens eines Ergebnis-Bilddatensatzes, der frei von gemeinsamen Bilddaten ist, durch Nichtbeachten der Bilddaten, die den n Bilddatensätzen gemeinsam sind; iv. Bestimmen der Anzahl unterscheidbarer Bereiche, die abgebildet sind in mindestens einem der Ergebnis-Bilddatensätzen.The inventive method is a method for counting distinguishable areas in a liquid which is located in a container, said distinguishable areas comprising a substance which differs from said liquid, and wherein said liquid and at least a part of the container wall permeable for electromagnetic radiation of a spectral range. The inventive method comprises the steps: i. Generating a movement of said liquid relative to said container; ii. imaging at least n times moving liquid through said transmissive portion of the wall in said spectral range, where n is at least 2, thereby generating n image data sets; iii. Generating at least one result image data set that is free of common image data by disregarding the image data common to the n image data sets; iv. Determining the number of distinguishable regions that are mapped in at least one of the result image data sets.
[0007] Behälter, die in diesem Verfahren verwendet werden können, können Vials aus Plastik oder Glas, oder Plastikbeutel sein. Die Behälter müssen zumindest einen durchlässigen Wandabschnitt haben.Containers that may be used in this process may be plastic or glass vials, or plastic bags. The containers must have at least one permeable wall section.
[0008] Unterscheidbare Bereiche in der Flüssigkeit können Feststoffe, Partikel, Gasblasen, Flüssigkeitstropfen (Emulsion) und sehr allgemein dispergierte Substanzen, die sich von der Flüssigkeit unterscheiden, umfassen.Distinctive areas in the liquid may include solids, particles, gas bubbles, liquid drops (emulsion) and very generally dispersed substances other than the liquid.
[0009] Diese unterscheidbaren Bereiche bewegen sich zusammen mit der Flüssigkeit und sie blockieren oder streuen Licht oder andere elektromagnetische Strahlungen, sodass sie abgebildet werden können.These distinguishable areas move together with the liquid and they block or scatter light or other electromagnetic radiation so that they can be imaged.
[0010] Die Erfinder haben festgestellt, dass solche unterscheidbaren Bereiche unterschieden werden können von anderen Unregelmässigkeiten in einer Abbildung der Flüssigkeit, die durch einen durchlässigen Teil der Behälterwand erhalten wurde, wenn unterscheidbare Bereiche sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abbildungen bewegen und andere Objekte in der Abbildung, den Behälter eingeschlossen, mögliche Lichtreflektionen darauf und der Hintergrund sich nicht bewegen. Die sich relativ zum Behälter bewegende Flüssigkeit trägt die unterscheidbaren Bereiche mit sich, die als abgebildete unterscheidbare Bereiche an unterschiedlichen Stellen in unterschiedlichen, im Abbildungsschritt 2 erzeugten, Bilddatensätzen erscheinen.[0010] The inventors have found that such distinguishable regions can be distinguished from other irregularities in an image of the liquid obtained through a permeable part of the container wall when distinguishable regions move between two successive images and other objects in the image, trapped the container, possible light reflections on it and the background does not move. The liquid moving relative to the container carries with it the distinguishable regions appearing as imaged distinguishable regions at different locations in different image data sets generated in imaging step 2.
[0011] Ein Ergebnis-Bilddatensatz, der durch das Nichtbeachten der Bilddaten, welche den N Bilddatensätzen gemeinsam sind, frei von gemeinsamen Bilddaten ist, kann, beispielsweise für den Fäll n = 2, erstellt werden durch Subtrahieren der Intensitätsniveaus korrespondierender Pixel der beiden Bilddatensätze und durch Nichtberücksichtigen der Pixel, bei denen der resultierende Unterschied näher an 0 ist als an einem vorbestimmten Wert. Auf diese Art und Weise tragen Teile, die sich zwischen dem Erfassen der Bilddatensätze nicht bewegt haben, wie zum Beispiel der Hintergrund und der Behälter, nicht zum Ergebnis-Bilddatensatz bei. Für n grösser 2 können fortschrittlichere Algorithmen angewendet werden, um Abschnitte von Bilddaten zu identifizieren, die allen n Bilddatensätzen gemeinsam sind, und um diese zu entfernen, um ein Ergebnis-Bilddatensatz zu kreieren. Ein solcher Ergebnis-Bilddatensatz enthält die abgebildeten unterscheidbaren Bereiche, welche im Schritt 4 des Verfahrens identifiziert werden.A result image data set that is free from common image data by disregarding the image data common to the N image data sets can be created, for example, for the precipitate n = 2 by subtracting the intensity levels of corresponding pixels of the two image data sets and by disregarding the pixels where the resulting difference is closer to 0 than at a predetermined value. In this way, parts that did not move between capturing the image data sets, such as the background and the container, do not contribute to the result image data set. For n greater 2, more advanced algorithms can be applied to identify portions of image data that are common to all n image data sets and to remove them to create a result image data set. Such a result image data set contains the mapped distinguishable regions identified in step 4 of the method.
[0012] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche mit jeder der noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch dazu, umfasst das Verfahren das Erzeugen von m besagter Ergebnis-Bilddatensätzen, m < n, das Kombinieren besagter m Ergebnis-Bilddatensätzen, um einen weiterenIn an embodiment of the method according to the invention, which can be combined with any of the embodiments to be mentioned, if not in contradiction thereto, the method comprises generating m said result image data sets, m <n, combining said m result Image records to another
Ergebnis-Bilddatensatz zu erzeugen, das Zählen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, die abgebildet sind in besagtem weiteren Ergebnis-Bilddatensatz, und das Teilen der Anzahl der sich dadurch ergebenden abgebildeten unterscheidbaren Bereichen durch m.Generating a result image data set, counting the number of distinct regions mapped in said further result image data set, and dividing by m the number of resulting mapped distinguishable regions.
[0013] Das Kombinieren von m Ergebnis-Bilddatensätzen kann zum Beispiel ausgeführt werden durch Überlagern der m Ergebnis-Bilddatensätzen, um einen weiteren Bilddatensatz zu kreieren, der dieselbe Anzahl an Pixeln hat, oder durch Nebeneinanderlegen der m Ergebnis-Bilddatensätzen, um einen weiteren Bilddatensatz zu kreieren, welcher m-mal die Anzahl an Pixeln eines einzelnen Ergebnis-Bilddatensatzes besitzt.Combining m result image data sets can be performed, for example, by superimposing the m result image data sets to create another image data set having the same number of pixels, or by juxtaposing the m result image data sets with another image data set which has m times the number of pixels of a single result image data set.
[0014] Mithilfe dieser Ausführungsform des Verfahrens können manche unterscheidbaren Bereiche identifiziert werden, die ohne diesen zusätzlichen Schritt dieser Ausführungsform verborgen geblieben wären. Mögliche Mechanismen, die zu verborgenen unterscheidbaren Bereichen führen, können Objekte sein, die die Sicht auf einen unterscheidbaren Bereich oder auf eine Bewegung des unterscheidbaren Bereichs rechtwinklig zur Aufnahmeebene verdecken. Solch unterscheidbare Bereiche können in früheren oder späteren Ergebnis-Bilddatensätzen erscheinen. Mit der Kombination mehrere Ergebnis-Bilddatensätzen, verringert sich der Anteil an nichterkannten unterscheidbaren Bereichen.By means of this embodiment of the method, it is possible to identify some distinguishable areas which would have remained hidden without this additional step of this embodiment. Possible mechanisms leading to hidden distinguishable areas may be objects that obscure the view of a distinguishable area or movement of the distinguishable area perpendicular to the receiving plane. Such distinguishable regions may appear in earlier or later result image data sets. By combining multiple result image data sets, the proportion of unrecognized distinguishable regions decreases.
[0015] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche mit jeder der bereits genannten und jeder der noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, umfasst besagter Schritt i das Füllen besagter Flüssigkeit in besagten Behälter.In one embodiment of the inventive method, which can be combined with any of the already mentioned and each of the embodiments to be mentioned, if not in contradiction, said step i comprises the filling of said liquid in said container.
[0016] Konvektion in der Flüssigkeit, die erzeugt wird im Moment des Einfüllens der Flüssigkeit in den Behälter, führt zu einer ausreichenden relativen Bewegung der Flüssigkeit zum Behälter. Das Vorhandensein dieser Bewegung kann ausgenutzt werden, um die zusätzlichen Schritte ii bis iv des Verfahrens in einer Zeitspanne nach dem Füllen auszuführen bevor die Konvektionsbewegung verlangsamt wird.Convection in the liquid, which is generated at the moment of filling the liquid in the container, leads to a sufficient relative movement of the liquid to the container. The presence of this movement can be exploited to carry out the additional steps ii to iv of the process in a time after filling before the convection movement is slowed down.
[0017] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche mit jeder der bereits genannten und jeder der noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, umfasst besagter Schritt i das Bewegen besagten Behälters während dem Füllen oder nach dem Füllen, insbesondere durch Rotieren besagten Behälters.In one embodiment of the inventive method, which can be combined with any of the already mentioned and each of the embodiments to be mentioned, if not inconsistent, said step i comprises moving said container during filling or after filling, in particular by Rotate said container.
[0018] Das Bewegen kann auf eine Art und Weise ausgeführt werden, in der starke Turbulenzen oder Verwirbelung vermieden werden, mit dem Ziel das Einbringen von Blasen durch die Bewegung zu verhindern. Rotationssymmetrische Behälter können um ihre Rotationsachse gedreht werden, um eine Rotationsbewegung der Flüssigkeit innerhalb des Behälters zu induzieren.The agitation can be carried out in a manner in which strong turbulence or turbulence is avoided, with the aim of preventing the introduction of bubbles by the movement. Rotationally symmetric containers can be rotated about their axis of rotation to induce rotational movement of the liquid within the container.
[0019] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens welche mit jeder der bereits genannten und jeder noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, wird besagter Schritt ii im sichtbaren Lichtspektralbereich oder im Infrarotbereich ausgeführt.In one embodiment of the inventive method which can be combined with any of the already mentioned and each yet to be mentioned embodiments, if not in contradiction, said step ii is performed in the visible light spectral range or in the infrared range.
[0020] Um den Kontrast der Abbildung zu erhöhen, können starke Beleuchtung oder Blitzlicht in dem Spektralbereich, der zum Abbilden verwendet wird, angewandt werden. Starke Beleuchtung kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass unterscheidbare Bereiche mit Durchmessern so klein wie 50 Mikrometer stark genug beleuchtet werden, um detektierbar zu sein. Zur Beleuchtung verwendetes Licht kann weisses Licht oder monochromatisches Licht sein, wie zum Beispiel Licht aus einem hochintensiven Strahl einer roten LED oder einer Infrarot-LED. Eine Wiederholrate der Bildfassung von zum Beispiel 10 bis 20 Bildern pro Sekunde, kann geeignet sein, um sich bewegende unterscheidbare Bereiche anständig zu identifizieren.To increase the contrast of the image, strong illumination or flashlight may be applied in the spectral region used for imaging. Strong lighting can be used to ensure that distinguishable areas of diameters as small as 50 microns are illuminated sufficiently strong to be detectable. Light used for illumination may be white light or monochromatic light, such as light from a high intensity red LED beam or an infrared LED. A refresh rate of image acquisition of, for example, 10 to 20 frames per second may be suitable for properly identifying moving distinguishable areas.
[0021] Weiter im Bereich der Erfindung liegt ein Verfahren zum Verifizieren der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen. Dieses Verfahren kann mit jeder bereits genannten Ausführungsform und jeder noch zu nennenden Ausführungsform kombiniert werden, sofern nicht im Widerspruch.Further within the scope of the invention is a method of verifying the number of distinct areas. This method can be combined with any of the above-mentioned embodiment and each embodiment to be mentioned, unless contradicted.
[0022] Das Verfahren zum Verifizieren der Anzahl an durch das oben genannte erfindungsgemässe Verfahren bestimmten unterscheidbaren Bereichen umfasst die Schritte: a) Einführen eines ersten Endes einer Kapillare in eine sich in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit; b) Versorgen eines zweiten Endes der Kapillare mit einem Gas geregelten Drucks; c) Kreieren von Gasblasen durch Einleiten besagten Gases durch besagte Kapillare in besagte sich im Behälter befindlichen Flüssigkeit; d) Bestimmen der Anzahl an Gasblasen in besagter Flüssigkeit; e) Wiederholen von Schritt c) und Aussetzen der Flüssigkeit gegenüber den Schritten ii bis iv nach Anspruch 1; f) Vergleichen der bestimmten Anzahl an Gasblasen mit der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, abgebildet in besagtem mindestens einen Ergebnis-Bilddatensatz.The method for verifying the number of distinguishable regions determined by the above-mentioned method of the invention comprises the steps of: a) introducing a first end of a capillary into a liquid in a container; b) supplying a second end of the capillary with a gas regulated pressure; c) creating gas bubbles by introducing said gas through said capillary into said liquid in the container; d) determining the number of gas bubbles in said liquid; e) repeating step c) and exposing the liquid to steps ii to iv of claim 1; f) comparing the determined number of gas bubbles with the number of distinct regions imaged in said at least one result image data set.
[0023] Die Erfinder haben erkannt, dass dieses Verfahren das Herstellen einer wohldefinierten Anzahl und wohldefinierten Grösse an Gasblasen in der Flüssigkeit ermöglicht. Diese Gasblasen werden dann als unterscheidbare Bereiche in der Flüssigkeit identifiziert. Eine Bewegung der Blasen wird erzeugt durch Schritt c), sodass in Schritt e) die Schritte ii bis iv direkt nach Schritt c), dem Erzeugen der Gasblasen, ausgeführt werden können. Die in diesem Verfahren verwendete Kapillare kann einen Durchmesser im Bereich von 50 bis 250 um besitzen. Der angewandte Druck kann im mbar Bereich liegen. Die Länge und der Durchmesser der Kapillare bestimmen den Flusswiderstand. Zusammen mit dem angewandten Druck können diese Grössen so gewählt werden, dass sie einen geeigneten Volumenfluss an in die Flüssigkeit eindringenden Gases zu erreichen. Das Volumen an in die Flüssigkeit eindringenden Gases bestimmt die Anzahl an Blasen für gegebene Bedingungen der Blasenproduktion. Die Anzahl an erzeugten Blasen kann daher durch Einstellen der Zeit, während der ein konstanter Volumenfluss an Gas in die Flüssigkeit eindringt, gesteuert werden.The inventors have recognized that this method makes it possible to produce a well-defined number and well-defined size of gas bubbles in the liquid. These gas bubbles are then identified as distinguishable regions in the liquid. A movement of the bubbles is generated by step c), so that in step e) the steps ii to iv can be carried out directly after step c), the generation of the gas bubbles. The capillary used in this process may have a diameter in the range of 50 to 250 microns. The applied pressure can be in the mbar range. The length and the diameter of the capillary determine the flow resistance. Together with the pressure applied, these quantities can be selected to provide a suitable volume flow of gas entering the liquid. The volume of gas entering the liquid determines the number of bubbles for given conditions of bubble production. The number of bubbles produced can therefore be controlled by adjusting the time during which a constant volume flow of gas enters the liquid.
[0024] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche mit jeder der bereits genannten und jeder der noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, wird Schritt d) manuell ausgeführt, insbesondere in Echtzeit oder verzögert mittels einer Aufnahme, wie beispielsweise einer Aufnahme eines Bildes oder eines Videos.In one embodiment of the inventive method, which can be combined with any of the already mentioned and each of the embodiments to be mentioned, unless contradictory, step d) is carried out manually, in particular in real time or delayed by means of a recording, such as a shot of an image or a video.
[0025] Ist die Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, d.h. in diesem Fall die Anzahl an Blasen, niedrig, bis ungefähr 20, kann das Verfahren in Echtzeit und mittels eines menschlichen Auges ausgeführt werden. Bei einer grösseren Anzahl kann die Bestimmung der Anzahl durch Analysieren von zuvor erfassten Bildern oder einem Film ausgeführt werden.If the number of distinguishable regions, i. In this case, the number of bubbles, low, to about 20, the method can be performed in real time and by means of a human eye. With a larger number, the determination of the number can be carried out by analyzing previously acquired images or a movie.
[0026] Die Erfindung ist weiter auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen in einer Flüssigkeit gerichtet. Es handelt sich um eine Vorrichtung zum Bestimmen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen in einer sich in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung ausgelegt ist, das erfindungsgemässe Verfahren auszuführen. Die Vorrichtung umfasst: - einen Träger für einen eine Flüssigkeit beinhaltenden Behälter, wobei besagte Flüssigkeit und mindestens ein Teil der Behälterwand durchlässig für elektromagnetische Strahlung eines Spektralbereichs sind, und wobei besagter Träger optional bewegbar ist, insbesondere rotierbar; - mindestens ein Bilderfassungsgerät, dass so positioniert ist, dass die optische Ache des Bilderfassungsgerätes mindestens den durchlässigen Teil der Behälterwand schneidet; - eine Bilderfassungssteuereinheit, die geeignet ist, um besagtes mindestens eine Bilderfassungsgerät n-mal auszulösen, wobei n mindestens 2 ist; - eine Auswerteeinheit zum Erzeugen mindestens eines Ergebnis-Bilddatensatzes, der frei von gemeinsamen Daten ist, und zum Bestimmen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, die in besagtem mindestens einen Ergebnis-Bilddatensatz abgebildet sind.The invention is further directed to an apparatus for determining the number of distinct regions in a liquid. It is a device for determining the number of distinguishable regions in a liquid contained in a container, wherein the device is designed to carry out the method according to the invention. The device comprises: a carrier for a container containing a liquid, said liquid and at least a part of the container wall being permeable to electromagnetic radiation of a spectral region, and wherein said carrier is optionally movable, in particular rotatable; at least one image capture device positioned such that the optical axis of the image capture device intersects at least the transmissive portion of the container wall; an image capture control unit adapted to trigger said at least one image capture device n times, where n is at least 2; - An evaluation unit for generating at least one result image data set that is free of common data, and for determining the number of distinguishable areas that are mapped in said at least one result image data set.
[0027] Das Bilderfassungsgerät kann beispielsweise eine Digitalkamera sein. Die Bilderfassungssteuereinheit und/oder die Auswerteeinheit kann als Mikrokontroller oder Mikroprozessor implementiert sein. Das Auslösen des Bilderfassungsgerätes kann durch Senden von Auslösesignalen über eine elektrische oder eine drahtlose Schnittstelle ausgeführt werden. Im Falle einer Videokamera müssen lediglich Startsignal, Stoppsignal und Bildrate übermittelt werden. Die Auswerteeinheit kann ein mit einer Software zur Bildverarbeitung ausgestatteter Computer sein. Die Auswerteeinheit kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) speziell geeignet für die Bildverarbeitung sein.The image capture device may be, for example, a digital camera. The image acquisition control unit and / or the evaluation unit can be implemented as a microcontroller or microprocessor. The triggering of the image capture device may be accomplished by sending trigger signals via an electrical or wireless interface. In the case of a video camera, only the start signal, stop signal and frame rate need to be transmitted. The evaluation unit may be a computer equipped with image processing software. The evaluation unit can be an application-specific integrated circuit (ASIC) especially suitable for image processing.
[0028] Die Erfindung ist weiter auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer kontrollierten Blasenrate gerichtet, wobei die Vorrichtung umfasst: - einen Behälter zum Aufnehmen einer Flüssigkeit; - eine Quelle komprimierten Gases; - eine Kapillare in kontrollierbarer Fluidverbindung mit besagter Quelle komprimierten Gases und operativ verbunden mit besagtem Behälter.The invention is further directed to a device for generating a controlled bubble rate, the device comprising: a container for receiving a liquid; a source of compressed gas; a capillary in controllable fluid communication with said source of compressed gas and operatively connected to said container.
[0029] Eine solche Vorrichtung kann verwendet werden, um das erfindungsgemässe Verfahren zum Verifizieren der Anzahl an unterscheidbaren Bereich auszuführen. Die Quelle komprimierten Gases kann ein Druckzylinder oder eine Pumpe sein. Die kontrollierbare Fluidverbindung kann implementiert sein als Druckminderventil, welches zusätzlich mit einem Zwei-Wege-Ventil kombiniert sein kann, insbesondere mit einem elektromagnetisch steuerbaren Zwei-Wege-Ventil. Die in der Vorrichtung verwendete Flüssigkeit kann zum Beispiel Wasser, Alkohol oder Glyzerin sein. Die Flüssigkeit kann so gewählt sein, dass sie identisch ist zu derjenigen, die in den erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden soll, sodass das Verhalten der durch die Vorrichtung zum Erzeugen einer kontrollierten Blasenrate erzeugten Blasen vergleichbar zu einer realitätsnahen Situation ist. Viskosität und Dichte der Flüssigkeit beeinflussen die Grösse, das Bewegungsverhalten etc. der erzeugten Blasen und beeinflussen die Wahl geeigneter Flüssigkeiten. Der Behälter kann eine Öffnung hin zum Umgebungsdruck haben, um konstante Druckbedingungen über eine längere Sequenz der Blasenproduktion sicherzustellen.Such an apparatus may be used to carry out the inventive method of verifying the number of distinctable areas. The source of compressed gas may be a pressure cylinder or a pump. The controllable fluid connection may be implemented as a pressure reducing valve, which may additionally be combined with a two-way valve, in particular with an electromagnetically controllable two-way valve. The liquid used in the device may be, for example, water, alcohol or glycerin. The liquid may be selected to be identical to that to be used in the methods of the invention so that the behavior of the bubbles produced by the controlled bubble rate device is comparable to a realistic one. Viscosity and density of the liquid influence the size, the movement behavior etc. of the generated bubbles and influence the choice of suitable liquids. The container may have an opening to the ambient pressure to ensure constant pressure conditions over a longer sequence of bubble production.
[0030] Die Erfindung ist weiter gerichtet auf eine Vorrichtung zum Verifizieren der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen. Die Vorrichtung zum Verifizieren der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen ist vorgesehen, um das erfindungsgemässe Verfahren zum Zählen unterscheidbarer Bereiche in einer Flüssigkeit auszuführen, und umfasst die erfindungsgemässeThe invention is further directed to an apparatus for verifying the number of distinguishable areas. The device for verifying the number of distinguishable regions is provided to carry out the method according to the invention for counting distinguishable regions in a liquid, and comprises the device according to the invention
Vorrichtung zum Bestimmen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen einer sich in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit und die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erzeugen einer kontrollierten Blasenanzahl.Device for determining the number of distinguishable regions of a liquid in a container and the device according to the invention for producing a controlled number of bubbles.
[0031] Weiter im Bereich der Erfindung liegt ein Verfahren zum Identifizieren von Partikeln in einer sich in einem Behälter befindlichen Flüssigkeit, wobei besagte Flüssigkeit und mindestens ein Teil der Behälterwand durchlässig für elektromagnetische Strahlung eines Spektralbereichs ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: - Automatisches Füllen besagten Behälters mit besagter Flüssigkeit; - Überwachen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen in besagter Flüssigkeit, die in besagten Behälter gefüllt ist, durch ein in besagtem Spektralbereich arbeitendes Bildgebungsverfahren; - Verringern der Rate an unterscheidbaren Bereichen in besagter, in dem Moment automatisch abgefüllter, Flüssigkeit und/oder Verringern der Rate an unterscheidbaren Bereichen in besagter, nacheinander in aufeinander folgende Behälter automatisch abgefüllter, Flüssigkeit, wobei besagtes Verringern ausgeführt wird durch Anpassen mindestens eines Abfüllparameters des besagten momentanen und/oder nacheinander folgenden automatischen Füllens, dabei Erzeugen von flüssigkeitsgefüllten Behältern mit einem Minimum an unterscheidbaren Bereichen, wobei verbleibende unterscheidbare Bereiche zumindest überwiegend als Partikel identifizierbar sind, und weiter Erzeugen eines Sets an Abfüllparametern, das die Rate an unterscheidbaren Bereichen verringert.Further within the scope of the invention is a method of identifying particles in a liquid in a container, said liquid and at least a portion of the container wall being transmissive to electromagnetic radiation of a spectral region, the method comprising the steps of: - automatic Filling said container with said liquid; - monitoring the number of distinguishable regions in said liquid filled in said container by an imaging method operating in said spectral region; Decreasing the rate of distinguishable areas in said momentarily automatically bottled liquid and / or decreasing the rate of distinguishable areas in said one after the other automatically bottled liquid in successive tanks, said decreasing being carried out by adjusting at least one of the filling parameters of said instantaneous and / or sequential automatic filling, thereby producing liquid-filled containers with a minimum of distinguishable regions, remaining remaining distinguishable regions being at least predominantly identifiable as particles, and further generating a set of filling parameters which reduces the rate of distinguishable regions.
[0032] Der automatische Füllschritt des Verfahren kann in einer automatischen Ampullen-Abfüllmaschine für Medikamente oder Impfstoffe ausgeführt werden. Die Abfüllparameter können einen Volumenfluss der Flüssigkeit während des Abfüllens, eine Höhe, aus der die Flüssigkeit in den Behälter dispergiert wird und/oder Temperatur und Druck der Flüssigkeit umfassen. Die Schritte des Verfahrens können für jeden befüllten Behälter wiederholt werden. Das Anpassen der Abfüllparameter kann nach dem Befüllen und Überwachen einer Charge eine Vielzahl an Behältern ausgeführt werden. Eine solche chargenweise Optimierung kann ausgeführt werden, sobald die Anzahl an detektierten unterscheidbaren Bereichen so niedrig ist, dass das Ergebnis einzelner Behälter nicht als Zeichen einer Verbesserung interpretiert werden kann (zum Beispiel falls es null unterscheidbare Bereiche in den meisten Behältern gibt). Ein Verringern der Rate an unterscheidbaren Bereichen kann über eine längere Serie an schrittweisen Verbesserungen der Abfüllparameter erreicht werden. Zusammenfassend kann das Verfahren angewandt werden, um Parameter in einem automatischen Füllprozess zu bewerten und den Prozess zu optimieren mit dem Ziel Blasen zu reduzieren.The automatic filling step of the method can be carried out in an automatic ampoule filling machine for medicaments or vaccines. The filling parameters may include a volume flow of the liquid during filling, a height from which the liquid is dispersed into the container and / or temperature and pressure of the liquid. The steps of the process can be repeated for each filled container. Adjustment of the filling parameters may be carried out after filling and monitoring a batch of a plurality of containers. Such batch optimization may be performed as soon as the number of detectable distinguishable regions is so low that the result of individual containers can not be interpreted as an indication of improvement (for example, if there are zero distinguishable regions in most containers). Decreasing the rate of distinguishable ranges can be achieved over a longer series of incremental improvements to the filling parameters. In summary, the method can be used to evaluate parameters in an automatic filling process and to optimize the process with the aim of reducing bubbles.
[0033] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zum Identifizieren von Partikeln in einer Flüssigkeit, welche mit jeder der bereits genannten und jeder der noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, umfasst das erfindungsgemässe Verfahren zum Identifizieren von Partikeln in einer Flüssigkeit weiter den Schritt des Bestimmens der Anzahl an identifizierten Partikeln.In an embodiment of the method according to the invention for identifying particles in a liquid, which can be combined with any of the already mentioned and each of the embodiments to be mentioned, if not in contradiction, the method according to the invention comprises identifying particles in a liquid further the step of determining the number of identified particles.
[0034] Die Erfinder haben festgestellt, dass nach dem Ausführen des Verfahrens zum Identifizieren von Partikeln in einer Flüssigkeit, wie oben beschrieben, der zusätzliche Schritt des Bestimmens der Anzahl an identifizierten Partikeln als Ergebnis die Anzahl an festen Partikeln in der Flüssigkeit liefert, da das Vorhandensein von Gasblasen weitgehend eliminiert wird durch die vorhergehenden Schritte des Verfahrens. Dieses Verfahren kann den Grundstein legen für eine erfolgreiche Partikelüberprüfung in pharmazeutischen Behältern.The inventors have found that after carrying out the method for identifying particles in a liquid as described above, the additional step of determining the number of identified particles as a result provides the number of solid particles in the liquid, as the Presence of gas bubbles is largely eliminated by the previous steps of the process. This procedure can lay the foundation for successful particle testing in pharmaceutical containers.
[0035] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zum Identifizieren von Partikeln in einer Flüssigkeit, welche mit jeder der bereits genannten und jeder der noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, umfasst der Überwachungsschritt: i. Erzeugen einer Bewegung besagter Flüssigkeit relativ zu besagtem Behälter; ii. Mindestens n-mal Abbilden besagter sich bewegender Flüssigkeit in besagtem Spektralbereich durch besagten durchlässigen Wandabschnitt, wobei n mindestens 2 ist, dadurch Erzeugen von n Bilddatensätzen; .ii. Erzeugen von mindestens einem Ergebnis-Bilddatensatz, der frei von gemeinsamen Bilddaten ist, durch Nichtbe-achten der Bilddaten, die den n Bilddatensätzen gemeinsam sind; iv. Bestimmen der Anzahl unterscheidbarer Bereiche, die abgebildet sind in besagtem mindestens einen Ergebnis-Bilddatensatz.In an embodiment of the method according to the invention for identifying particles in a liquid, which can be combined with any of the already mentioned and each of the embodiments to be mentioned, if not in contradiction, the monitoring step comprises: i. Generating a movement of said liquid relative to said container; ii. Imaging at least n times said moving liquid in said spectral range through said transmissive wall portion, where n is at least 2, thereby generating n image data sets; .ii. Generating at least one result image data set which is free from common image data by disregarding the image data common to the n image data sets; iv. Determining the number of distinguishable regions that are mapped in said at least one result image data set.
[0036] Da der Überwachungsschritt entsprechend dieser Ausführungsform gleiche Schritte enthält, wie das Verfahren gemäss Anspruch 1, treffen Bemerkungen, die im Hinblick auf das Verfahren gemäss Anspruch 1 gemacht wurden, ebenfalls auf die gegenwärtige Ausführungsform zu.Since the monitoring step according to this embodiment includes the same steps as the method according to claim 1, comments made in view of the method according to claim 1 also apply to the present embodiment.
[0037] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zum Identifizieren von Partikeln in einer Flüssigkeit, welche mit jeder der bereits genannten Ausführungsformen und jeder noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, wird die Bewegung durch das automatische Füllen erzeugt.In one embodiment of the method according to the invention for identifying particles in a liquid, which can be combined with any of the already mentioned embodiments and any other embodiments to be mentioned, unless otherwise contradictory, the movement is generated by the automatic filling.
[0038] Das automatische Füllen, zum Beispiel ausgeführt durch eine Abfüllanlage, kann in dem Moment, in dem die Flüssigkeit in den Behälter gefüllt wird, zu Konvektion, und dadurch zu einer ausreichenden relativen Bewegung der Flüssigkeit zum Behälter selbst, führen. Das Vorhandensein dieser Bewegung kann ausgenutzt werden, um die zusätzlichen Schritte ii bis iv des Verfahrens in einem Zeitraum nach dem Abfüllen auszuführen, bevor die Konvektion sich verlangsamt.The automatic filling, for example carried out by a filling plant, at the moment in which the liquid is filled in the container, to convection, and thereby to a sufficient relative movement of the liquid to the container itself, lead. The presence of this movement can be exploited to carry out the additional steps ii to iv of the process in a period after filling before the convection slows down.
[0039] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche mit jeder der bereits genannten Ausführungsformen und jeder noch zu nennenden Ausführungsformen kombiniert werden kann, sofern nicht im Widerspruch, wird das Anpassen ausgeführt mittels einer negativen Rückkopplung, deren Zielgrösse eine minimale beobachtete Anzahl an unterscheidbaren Bereichen ist.In one embodiment of the method according to the invention, which can be combined with any of the already mentioned embodiments and any other embodiments to be mentioned, if not in contradiction, the adaptation is carried out by means of a negative feedback whose target variable has a minimum observed number of distinguishable regions is.
[0040] Eine solche negative Rückkopplung kann das Speichern der Ergebnisse mehrere Anpassungen der Abfüllparameter und des korrespondierenden Effekts auf die Anzahl an unterscheidbaren Bereichen einschliessen. Resultiert eine Anpassung des Abfüllparameters in einer Reduktion der beobachteten Anzahl an unterscheidbaren Bereichen, kann die Richtung der Anpassung für einen weiteren Anpassungsschritt beibehalten werden. Nimmt die beobachtete Anzahl an unterscheidbaren Bereichen zu, wird jedoch die Richtung der Anpassung für weitere Anpassungen umgekehrt.Such negative feedback may include storing the results of multiple adjustments of the filling parameters and the corresponding effect on the number of distinguishable regions. If an adjustment of the filling parameter results in a reduction of the observed number of distinguishable regions, the direction of the adaptation can be maintained for a further adaptation step. However, as the number of distinguishable ranges increases, the direction of adjustment is reversed for further adjustments.
[0041] Die Erfindung ist weiter auf ein Verfahren zum Detektieren eines mit mindestens einem Partikel kontaminierten Behälters gerichtet. Dieses Verfahren ist ein Verfahren zum Detektieren, eines Behälters, unter einer Vielzahl an befüllten Behältern, wobei der besagte Behälter mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die mit mindestens einem Partikel kontaminiert ist, wobei besagte Flüssigkeit und mindestens ein Teil der Wand des Behälters durchlässig für elektromagnetische Strahlung eines Spektralbereichs sind. Das Verfahren umfasst die Schritte: - Füllen der Vielzahl an Behältern mittels Einsatz eines Setups an Abfüllparametern, die die Rate an unterscheidbaren Bereichen verringern, und welche durch das erfindungsgemässe Verfahren erhalten wurden; - Überwachen der Anzahl an unterscheidbaren Bereichen in der Flüssigkeit für jeden der besagten befüllten Behälter durch ein Bildgebungsverfahren, das in besagtem Spektralbereich arbeitet; - Entscheiden für welchen befüllten Behälter die Anzahl an unterscheidbaren Bereichen mindestens 1 ist und dadurch detektieren des Behälters, welcher mit einer mit mindestens einem Partikel kontaminierten Flüssigkeit gefüllt ist.The invention is further directed to a method for detecting a container contaminated with at least one particle. This method is a method of detecting a container among a plurality of filled containers, said container being filled with a liquid contaminated with at least one particle, said liquid and at least a portion of the wall of the container being permeable to electromagnetic Are radiation of a spectral range. The method comprises the steps of: filling the plurality of containers by using a setup of filling parameters that reduce the rate of distinguishable areas and which have been obtained by the method according to the invention; - monitoring the number of distinct regions in the liquid for each of said filled containers by an imaging process operating in said spectral region; - Deciding for which filled container the number of distinguishable regions is at least 1 and thereby detecting the container which is filled with a liquid contaminated with at least one particle.
[0042] Die Erfinder haben festgestellt, dass, wenn die Anzahl an unterscheidbaren Bereichen einmal niedrig ist, die Anzahl an Blasen nahezu eliminiert ist und die beobachteten unterscheidbaren Bereiche mit hoher Wahrscheinlichkeit feste Partikel sind. Die niedrige Anzahl an unterscheidbaren Bereichen wird erreicht, wenn optimierte Abfüllparameter, wie mittels des erfindungsgemässen Verfahrens ermittelt, eingesetzt werden.The inventors have found that when the number of distinguishable regions is once low, the number of bubbles is almost eliminated and the observed distinguishable regions are likely to be solid particles. The low number of distinguishable regions is achieved when optimized filling parameters, as determined by means of the method according to the invention, are used.
[0043] Die Erfindung ist weiter gerichtet auf ein Verfahren zum Verringern falsch-positiver Befunde in der Qualitätskontrolle von flüssigkeitsgefüllten Behältern in Hinblick auf eine Kontamination mit Partikeln, umfassend die Schritte gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zum Detektieren eines mit mindestens einem Partikel kontaminierten Behälters.The invention is further directed to a method of reducing false-positives in the quality control of liquid-filled containers with respect to particle contamination, comprising the steps of the inventive method of detecting a container contaminated with at least one particle.
[0044] Die Erfinder haben festgestellt, dass in der Qualitätskontrolle, im Hinblick auf eine Kontamination mit Partikeln, die Fälle einer tatsächlichen Kontamination mit festen Partikeln extrem selten sind und im ppm (parts per million) Bereich liegen mögen. Die meisten Fälle detektierter unterscheidbarer Bereiche sind daher falschpositive Befunde, d.h. falscher Alarm. Handelt es sich bei den unterscheidbaren Bereichen um Gasblasen, so verschwinden diese nach einer gewissen Zeit und verursachen keine Probleme. Jedoch werden sie als unterscheidbare Bereiche detektiert und verursachen einen falschen Alarm.The inventors have found that in the quality control, in terms of contamination with particles, the cases of actual contamination with solid particles are extremely rare and may be in ppm (parts per million) range. Most cases of detected distinguishable regions are therefore false positive findings, i. false alarm. If the distinguishable areas are gas bubbles, they disappear after a certain time and cause no problems. However, they are detected as distinguishable areas and cause a false alarm.
[0045] Die Auftrittsrate an falsch-positiven Befunden in der Qualitätskontrolle teurer Flüssigkeiten, wie beispielsweise Impfstoffe oder Medikamente, kann einen signifikanten Beitrag zu den finalen Produktionskosten der abgefüllten Flüssigkeitsdosis haben, da die entsprechende Dosis entweder komplett aussortiert werden muss oder mindestens einer weiteren Untersuchung unterzogen werden muss, um eine Kontamination auszuschliessen. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Detektieren eines mit mindestens einem Partikel kontaminierten Behälters verringert die Anzahl an Blasen, die durch das Füllen und die Handhabung der Behälter erzeugt werden, und verringert dadurch die Anzahl an falsch-positiven Befunden in der Qualitätskontrolle im Hinblick auf Kontamination mit Partikeln.The rate of occurrence of false positives in the quality control of expensive fluids, such as vaccines or drugs, can make a significant contribution to the final production cost of the filled fluid dose, since the appropriate dose must either be completely sorted out or at least undergo further testing must be in order to exclude contamination. The inventive method of detecting a container contaminated with at least one particle reduces the number of bubbles generated by the filling and handling of the containers and thereby reduces the number of false positives in quality control for particle contamination.
[0046] In den oben diskutierten Verfahren kann die Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinander folgenden Abbildungen in der Grössenordnung von 10 bis 1000 Millisekunden, insbesondere um 100 Millisekunden, liegen. Expositionszeiten, Belichtungszeiten bzw. Dauer eines Blitzes zum Erfassen der Abbildungen können einen Bruchteil einer Verzögerung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abbildungen ausmachen, um scharfe Abbildungen zu erhalten.In the methods discussed above, the time difference between two consecutive mappings can be of the order of 10 to 1000 milliseconds, and more preferably 100 milliseconds. Exposure times, shutter speeds, or the duration of a flash to capture the images can be a fraction of a delay between two consecutive shots to get sharp images.
[0047] Abfüllparameter können sein: Druck, Temperatur der in Behälter zu füllenden Flüssigkeit, Durchmesser von Leitungen oder Düsen oder Pipettenspitzen, Volumenfluss der Flüssigkeit, die Höhe, aus welcher die Flüssigkeit in einen Behälter dispergiert wird, etc.Filling parameters can be: pressure, temperature of the liquid to be filled in containers, diameter of lines or nozzles or pipette tips, volume flow of the liquid, the height from which the liquid is dispersed in a container, etc.
[0048] Die Erfindung soll nun anhand von Figuren weiter erläutert werden. Es zeigen:The invention will now be explained with reference to figures. Show it:
Fig. 1: ein schematisches Flussdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens;1 shows a schematic flow diagram of the method according to the invention;
Fig. 2a: ein schematisches Beispiel zum Erzeugen von Ergebnis-Bilddatensätzen, die frei sind von gemeinsamen Bilddaten, wie es in Schritt iii der Verfahren gemäss Anspruch 1 und Anspruch 13 gemacht werden kann;Fig. 2a is a schematic example for generating result image data sets which are free from common image data, as can be done in step iii of the methods according to claim 1 and claim 13;
Fig. 3a: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen einer kontrollierten Blasenrate.Fig. 3a: a schematic representation of an apparatus for generating a controlled bubble rate.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH01395/16A CH713057B1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Method for counting distinguishable areas in a liquid and apparatus therefor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CH01395/16A CH713057B1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Method for counting distinguishable areas in a liquid and apparatus therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| CH713057A1 true CH713057A1 (en) | 2018-04-30 |
| CH713057B1 CH713057B1 (en) | 2021-05-14 |
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ID=62044236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH01395/16A CH713057B1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Method for counting distinguishable areas in a liquid and apparatus therefor |
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|---|---|
| CH (1) | CH713057B1 (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH713057B1 (en) | 2021-05-14 |
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