CN102125474B - 一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法和装置。该方法包括：利用图像获取装置获取所述医疗器械上多个槽或洞的图像；对所述每个槽或洞的图像进行数字图像处理，得到所述每个槽或洞的图形；计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置；调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述医疗器械的装载位置，对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。该方法和装置能够快速、高效地对医疗器械进行药物和/或聚合物装载。

Description

一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法和装置
技术领域
本申请涉及医疗仪器领域，特别是涉及一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法和装置。
背景技术
药物洗脱支架是近年来开展的治疗冠心病的一项新技术。药物洗脱支架也可称之为药物释放支架，通过包被于药物洗脱架表面的聚合物携带药物，当支架置入血管内病变部位后，药物自聚合物涂层中通过洗脱方式有控制地释放至心血管壁组织而发挥生物学效应。
单面涂层方式是目前将药物涂覆于支架表面的一种最新方式，单面涂层方式是在药物洗脱架表面加工出大量永不变形的可储存药物的小孔穴，这种小孔穴称为槽或洞，这些槽或洞可以提供药物洗脱。药物洗脱架上的槽或洞在微米数量级。因此，需要使用专用的装载方法和装置来进行药物和/或聚合物的装载。
在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术，在药物洗脱架进行药物和/或聚合物装载时，一次只能获取一张储存槽或洞的图像，在计算出这一张图像上储存槽或洞的中心位置后，对这一张图像上的槽或洞进行装载。上述装载方法，在装载时，存在装载速度慢和装载效率低的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法和装置，以实现快速、高效地将药物和/或聚合物装载到槽或洞内，技术方案如下：
一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法，所述医疗器械包含多个装载药物或聚合物的槽或洞，包括：
利用图像获取装置多次获取所述医疗器械上槽或洞的图像，每个图像包含至少一个完整的所述槽或洞的图形；
对所述每个槽或洞的图像进行数字图像处理，得到所述每个槽或洞的图形；
根据所述每个槽或洞的图形，计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置；
调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述每个槽或洞的装载位置，对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
优选地，所述图像处理具体实现为：
图像转化，将所述每个槽或洞的图像转化成多个像素点的集合；
图像预处理，对所述像素点的集合进行滤波处理，去除图像噪声；
图像处理，对预处理后的图像进行二值法处理，得到每个槽或洞的图形。
优选地，所述二值法处理具体实现为：
根据预处理后每个像素点的灰度值，利用二值法对每个像素点赋值，将符合预设值或者值域范围的像素点指定为目标像素点或背景像素点，连通所有被指定为目标像素点或背景像素点的像素点，得到所述每个槽或洞的图形。
优选地，所述计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置，具体实现为：
根据所述每个槽或洞的图形中各个像素点的空间坐标，计算所述每个槽或洞的图形的中心像素点的空间坐标；
确定所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标；
根据所述每个槽或洞的图形的中心像素点的空间坐标和所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，记为第一相对位置；
将所述每个槽或洞对应的第一相对位置记录成第一数组。
优选地，所述确定所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标具体实现为：
获取所述每个槽或洞的图像的四个顶点处的空间坐标；
根据所述四个顶点的空间坐标，计算出所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标。
优选地，所述计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置，具体实现为：
根据所述每个槽或洞的图形中各个像素点的像素坐标，计算所述每个槽或洞的图形的中心像素点的像素坐标；
确定所述每个槽或洞的图像的几何中心像素点的像素坐标；
根据所述每个槽或洞的图形的中心像素点的像素坐标和所述每个槽或洞的图像的几何中心像素点的像素坐标，计算两个像素点坐标的坐标差值，并将所述两个像素点的坐标差值转换成空间坐标差值，记为第一相对位置；
将所述每个槽或洞对应的第一相对位置记录成第一数组。
优选地，所述确定所述每个槽或洞的图像的几何中心像素点的像素坐标具体实现为：
获取所述每个槽或洞的图像四个顶点处的像素坐标；
根据所述四个顶点的像素坐标，计算出所述每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标。
优选地，所述计算所述每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标具体实现为：
根据所述每个槽或洞图像的分辨率，分别获取x方向和/或y方向像素点的中间值，此中间值就是所述每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标。
优选地，所述调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述医疗器械的装载位置，具体实现为：
确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置；
根据所述第一相对位置和所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
优选地，所述确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置，具体实现为：
获取所述图像获取装置中心的空间坐标；
获取所述装载装置出口的空间坐标；
根据所述图像获取装置中心的空间坐标与所述装载装置出口的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，记为第二相对位置。
优选地，所述根据所述第一相对位置和所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第一相对位置和所述第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述医疗器械，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
优选地，所述根据所述第一位置和第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第一相对位置，在x方向和/或y方向移动所述医疗器械，使所述每个槽或洞的图形的中心位置与所述图像几何中心处于同一纵轴上；
根据所述第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述装载装置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
优选地，所述调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述医疗器械的装载位置，具体实现为：
根据所述第一数组中的第一相对位置，在x方向和/或y方向移动所述图像获取装置，使所述每个槽或洞的图形的中心位置与所述每个槽或洞的图像的几何中心处于同一纵轴上；
确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置，将所述每个槽或洞相对应的第二相对位置记录成第二数组；
根据所述第二数组中的第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
优选地，所述确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置，具体实现为：
获取所述图像获取装置中心的空间坐标；
获取所述装载装置出口的空间坐标；
根据所述图像获取装置中心的空间坐标与所述装载装置出口的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，记为第二相对位置；
将所述每个槽或洞对应的第二相对位置记录成第二数组。
优选地，所述根据所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第二数组中的第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述医疗器械，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
优选地，所述根据所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第二数组中的第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述装载装置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
优选地，对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载，具体实现为：
当装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上后，打开装载装置的出口对所述槽或洞进行药物和/或聚合物装载；
对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
优选地，根据所需装载药物和/或聚合物的剂量，重复若干次对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
优选地，该方法还包括：调整所述医疗器械与图像获取装置的位置，使医疗器械上其它槽或洞处于图像获取装置的图像获取位置。
优选地，所述槽或洞的宽度在0.5-200微米之间。
优选地，所述槽或洞的宽度在20-80微米之间。
优选地，所述医疗器械是人体管腔内支架。
优选地，所述人体管腔内支架是血管支架。
优选地，所述的药物选自化学药物和/或生物活性物质。
优选地，所述化学药物选自免疫抑制剂和/或抗癌药物。
优选地，所述免疫抑制剂选自雷帕霉素及其衍生物，所述抗癌药物选自紫杉醇及其衍生物。
优选地，所述生物活性物质包括蛋白质、多肽、DNA、RNA和/或microRNA。
优选地，所述聚合物是生物可降解聚合物。
优选地，所述生物可降解聚合物选自由C、H和O构成的C2-C6脂肪族羟基羧酸的均聚物和共聚物中的一种或多种。
优选地，所述生物可降解聚合物是：
(1)D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸或ε-己内酯的均聚物中的一种或多种；和/或
(2)由D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸和ε-己内酯中任意两种以上作为单体所形成的共聚物中的一种或多种。
优选地，所述生物可降解聚合物选自聚D，L-丙交酯、聚D-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚乙交酯-丙交酯和聚ε-己内酯中的一种或多种。
一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的装置，所述医疗器械上包含多个槽或洞，包括：
平台，用于放置所述医疗器械；
图像获取装置，位于所述平台上方，用于获取所述医疗器械上槽或洞的图像；
图像处理单元，与所述图像获取装置相连，用于对所述图像获取装置获取的槽或洞的图像进行数字图像处理；
位置计算单元，与所述图像处理单元相连，用于根据所述图像处理单元的处理结果计算需要的相对位置；
存储单元，与所述位置计算单元相连，用于记录所述位置计算单元计算得到的相对位置；
第一位置调节装置，与所述存储单元相连，还与所述平台连接，用于根据所述存储单元中的相对位置，通过移动所述平台，调整所述医疗器械与所述图像获取装置和/或所述装载装置之间的相对位置关系；
装载装置，位于所述平台上方，用于对所述医疗器械上的槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
优选地，该装置进一步包括：位置校准装置，与所述存储单元相连，用于校准所述图像获取装置中心位置与所述装载装置出口的空间位置关系。
优选地，所述平台包括：旋转平台和支架轴，所述支架轴贯穿固定在所述旋转平台中间，所述医疗器械放置在所述支架轴上。
优选地，所述图像获取装置是照相机或摄像机。
优选地，所述图像获取装置是工业照相机或摄像机。
优选地，所述图像处理单元包括：
图像转换子单元，用于将所述槽或洞的图像转化成多个像素点的集合；
图像预处理子单元，用于将所述像素点的集合进行滤波处理，去除图像噪声；
图像处理子单元，用于对预处理后的图像进行二值法处理，得到每个槽或洞的图形。
优选地，所述图像处理子单元根据预处理后每个像素点的灰度值，利用二值法对每个像素点赋值，将符合预设值或者值域范围的像素点指定为目标像素点或背景像素点，连通所有被指定为目标像素点或背景像素点的像素点，得到所述槽或洞的图形。
优选地，该装置进一步包括：
第二位置调节装置，与所述存储单元相连，与所述图像获取装置连接，用于根据所述存储单元中的相对位置，带动所述图像获取装置在水平坐标面上移动。
优选地，该装置进一步包括：
第三位置调节装置，与所述存储单元相连，与所述装载装置连接，用于根据所述存储单元中的相对位置，带动所述装载装置单元在水平面上移动。
优选地，所述图像获取装置轴线与所述装载装置轴线处于同一垂面上。
优选地，所述医疗器械上槽或洞的宽度在0.5-200微米之间。
优选地，所述医疗器械上槽或洞的宽度在20-80微米之间。
优选地，所述医疗器械是人体管腔内支架。
优选地，所述人体管腔内支架是血管支架。
优选地，所述的药物是包括化学药物和/或生物活性物质。
优选地，所述化学药物选自免疫抑制剂和/或抗癌药物。
优选地，所述免疫抑制剂选自雷帕霉素及其衍生物，所述抗癌药物选自紫杉醇及其衍生物。
优选地，所述生物活性物质选自蛋白质、多肽、DNA、RNA和/或microRNA。
优选地，所述聚合物是生物可降解聚合物。
优选地，所述生物可降解聚合物选自由C、H和O构成的C2-C6脂肪族羟基羧酸的均聚物和共聚物中的一种或多种。
优选地，所述生物可降解聚合物是：
(1)D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸或ε-己内酯的均聚物中的一种或多种；和/或
(2)由D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸和ε-己内酯中任意两种以上作为单体所形成的共聚物中的一种或多种。
优选地，所述生物可降解聚合物选自聚D，L-丙交酯、聚D-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚乙交酯-丙交酯和聚ε-己内酯中的一种或多种。
本申请实施例，多次获取包含有多个槽或洞的医疗器械上槽或洞的图像，对每个槽或洞进行图像处理，然后集中对每个槽或洞进行装载，减少装载过程中的位移运动路线，缩短了装载时间，提高了装载的速度和效率。
另外，本申请实施例采用机器视觉原理来寻找槽心或洞心，对医疗器械上每个槽或洞都进行了精确的定位，为装载药物和/或聚合物提供了准确的坐标，在快速装载的同时，保证了装载的精确度。
此外，本申请实施例采用间歇式装载方式，减少等待药物和/或聚合物挥发的时间，不仅缩短了装载时间，而且使装载的药物和/或聚合物更加均匀，提高了装载药物和/或聚合物的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所使用的带有槽或洞的血管支架的结构图及其局部放大图；
图2为本申请实施例提供的一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物方法的流程图；
图3本申请实施例提供的另一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物方法的流程图；
图4为本申请实施例图像获取装置所获取的槽或洞的图像；
图5为一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的装置的结构示意图；
图6为本申请实施例图像处理单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
图1为本申请所使用的带有槽或洞的血管支架及其局部放大图。
图1(a)示出了一种血管支架，它是由激光切割机切割金属圆管毛坯而成，并且在支架的外表面蚀刻有深度30微米，宽度为50微米，长度500微米的槽或洞。在每个支架上有若干个环，I所示的是其中一个环的局部放大图。如图1(b)所示，1为波杆，2为槽或洞，每个环上有若干个波杆，一个波杆上面有一个槽或洞。
在槽或洞里面装载的药物和/或聚合物，所装载的药物可以是化学药物和/或生物活性物质。化学药物包括：免疫抑制剂和/或抗癌药物，免疫抑制剂选自雷帕霉素及其衍生物，抗癌药物选自紫杉醇及其衍生物。生物活性物质包括：蛋白质、多肽、DNA、RNA和/或microRNA。
所装载的聚合物可以是生物可降解聚合物。生物可降解聚合物选自由C、H和O构成的C2-C6脂肪族羟基羧酸的均聚物和共聚物中的一种或多种。
或者，上述生物可降解聚合物是：
(1)D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸或ε-己内酯的均聚物中的一种或多种；和/或
(2)由D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸和ε-己内酯中任意两种以上作为单体所形成的共聚物中的一种或多种。
或者，上述生物可降解聚合物选自聚D，L-丙交酯、聚D-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚乙交酯-丙交酯和聚ε-己内酯中的一种或多种。
方法实施例一：
在本实施例中医疗器械具体为血管支架，本申请实施例提供的一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法，如图2所示，该方法包括：
步骤210，利用图像获取装置多次获取所述血管支架的图像，每个图像包含至少一个完整的所述槽或洞的图形。
当血管支架较长时，可以一次选取血管支架上一个或多个环上的槽或洞进行多次拍照；当血管支架较短时，也可以一次对血管支架上所有环上的槽或洞进行拍照。所获取的槽或洞的图像可以记录为一个图像集，每一张图像中含有一个波杆中的一个槽或洞，假设该图像集中有m张图像，即共有m个槽或洞。
步骤220，对所述血管支架上每个槽或洞的图像进行数字图像处理，得到每个槽或洞的图形。
首先，将所每个槽或洞图像转化成多个像素点的集合，当图像转化成像素点的集合后，像素点的集合进行滤波处理，去除图像的干扰噪声。
其次，对预处理后的图像进行图像处理，主要是对预处理后的图像进行二值法处理，根据每个像素点的灰度值对像素点赋值，将符合预设值或者值域范围的像素点指定为目标像素点或背景像素点，连通所有被指定为目标像素点或背景像素点的像素点，形成目标像素体，即血管支架上槽或洞的图形，得到m个槽或洞的图像。
步骤230，根据获取的血管支架上每个槽或洞的图形，计算血管支架上每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定血管支架上每个槽或洞的装载位置。
首先，计算所述血管支架上每个槽或洞的图形的中心像素点的空间坐标。
根据从步骤220得到的m个槽或洞的图形，如图3所示，中心像素点P是每一个槽或洞的图形的中心位置。获取中心像素点P的像素坐标，然后转换得到中心像素点P的空间坐标(A，B)。
其次，确定血管支架上每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标。
根据所述槽或洞的图像，获取图像四个顶点处的空间坐标，根据四个顶点的空间坐标，计算出血管支架上每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标(A’，B’)，也就是图像获取装置的中心位置。
最后，根据中心像素点的空间坐标(A，B)和几何中心的空间坐标(A’，B’)，计算出上述两个坐标间的差值，这个差值用坐标的形式(A-A’，B-B’)来表示，即需要在x方向和/或y方向分别调整A-A’和B-B’的距离，才可以使槽或洞的图形的中心位置空间坐标(A，B)与图像的几何中心空间坐标(A’，B’)处于同一纵轴上。
对m个槽或洞都进行上述计算，将m个槽或洞所对应的坐标间差值(A-A’，B-B’)，记录成为第一数组。。
步骤240，调整装载装置与血管支架的相对位置，使装载装置的出口对准血管支架储存槽或洞的装载位置，对血管支架上槽或洞进行药物和/或聚合物装载。包括以下步骤：
步骤241，确定装载装置与图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置。
获取图像获取装置中心的空间坐标，获取装载装置出口的空间坐标，根据图像获取装置中心的空间坐标与装载装置出口的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，设上述两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值为(M，N)，将(M，N)记为第二相对位置。
如果图像获取装置和装载装置固定不变，第二相对位置可以预先计算得到，如果上述两个装置中任一个发送移动，则在步骤241中需要计算第二相对位置。
步骤242，以每个图像获取装置的中心位置为基准，按照第一数组中的第一相对位置，移动血管支架。使每个槽或洞的图形的中心位置与图像几何中心处于同一纵轴上。
选取数组中第一个元素，根据所记录的第一相对位置(A-A’，B-B’)的值，以图像中心位置的空间坐标(A’，B’)为基准，调整血管支架在x方向移动A-A’，在y方向移动B-B’，使每个槽或洞的图形中心位置与图像获取装置的中心处于同一纵轴上，也就是该槽或洞的装载位置和图像获取装置的中心在竖直方向重合，找到了槽或洞的装载位置。
步骤243，以装载装置的出口为基准，按照第二相对位置，移动血管支架，使每个槽或洞的装载位置与装载装置出口处于同一纵轴上。
将血管支架在x方向和/或y方向上分别移动M和N，使血管支架上槽或洞的装载位置与载装置的出口处于同一纵轴上。打开装载装置的出口，这样预先装载在装置中的药物和/或聚合物通过其出口被点滴到血管支架的槽或洞2中，对每个槽或洞进行同样的操作，进行药物和/或聚合物装载。
上述步骤242和步骤243分别是根据第一相对位置和第二相对位置移动血管支架，所以上述两个步骤还可以合并成一步来进行。
如图4所示，在步骤240完成装载之后，还可以包括步骤250：调整血管支架与图像获取装置的相对位置，使血管支架上其它药物槽处于图像获取装置的拍照位置。
步骤210到步骤240可以实现对血管支架上多个药物槽进行装载，若需要对整个血管支架上所有槽进行装载，在一次装载完成后，首先将血管支架移回到图像获取装置拍照范围，其次旋转血管支架一定角度和/或平移血管支架一定距离，使血管支架上其它槽或洞移动到图像获取装置的拍照位置。这样在一次对多个槽或洞完成装载之后，可以接着对血管支架上其它槽或洞进行循环装载。进而完成对整个血管支架的装载。
本领域技术人员知道，在实际应用时医疗器械还可以是胆管支架、食管支架、输尿管支架等其它人体管腔内支架，本实施例中医疗器械具体为血管支架，不应构成对本申请的限制。
此外，根据所需装载药物和/或聚合物的剂量，装载时可以重复步骤240若干次。避免一次装载过多，影响了药物和/或聚合物的附着效果。分多次装载可以留给药物和/或聚合物挥发的时间，使装载更加均匀，提高了装载的药物和/或聚合物的质量。
方法实施例二：
本发明实施例一，在步骤230中，还可以根据像素坐标确定出血管支架上每个槽或洞的装载位置，具体由以下步骤实现：
首先，计算血管支架上每个槽或洞的图形的中心像素点的像素坐标。
根据从步骤220得到的m个槽或洞的图形，如图3所示，中心像素点P是每一个槽或洞的图形的中心位置。获取中心像素点P的像素坐标值(a，b)。
其次，确定血管支架上每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标。
根据所拍槽或洞的图像，获取图像四个顶点处的像素坐标，根据四个顶点的像素坐标和每个槽或洞的分辨率，分别获取x方向和/或y方向像素点的中间值，这个中间值就是血管支架上每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标(a’，b’)，同样也是图像获取装置的中心。
最后，根据中心像素点的像素坐标(a，b)和几何中心的像素坐标(a’，b’)，计算出上述两个坐标间的差值，同样，这个差值用坐标的形式(a-a’，b-b’)来表示，即需要在x方向和/或y方向分别调整a-a’和b-b’的距离，才可以使槽或洞的图形的中心位置像素坐标(a，b)与图像的几何中心像素坐标(a’，b’)重合，即该槽或洞的图形中心位置和图像获取装置的中心重合，找到了槽或洞的装载位置。
方法实施例三：
本发明实施例一和/或实施例二，在步骤241中还可以以每个槽或洞的图形的中心位置为基准，移动图像获取装置，则该步骤为：
步骤242，以每个槽或洞的中心位置为基准，按照第一数组中的第一相对位置，移动图像获取装置。使每个槽或洞的图形的中心位置与图像几何中心处于同一纵轴上。
选取数组中第一个元素，根据所记录的第一相对位置的值，以每个槽或洞的中心位置的空间坐标为基准，调整血管支架在x方向和/或y方向移动，使图像获取装置的中心与每个槽或洞的图形中心位置处于同一纵轴上，也就是该槽或洞的装载位置和图像获取装置的中心在竖直方向重合，找到了槽或洞的装载位置。
方法实施例四：
本发明实施一、实施例二和/或实施例三，在步骤243中同样还可以以每个槽或洞的图形的中心位置为基准，移动装载装置，则该步骤为：
步骤243，以每个槽或洞的中心位置为基准，按照第二相对位置，装载装置，使每个槽或洞的装载位置与装载装置出口处于同一纵轴上。
将装载装置在x方向和/或y方向上分别移动-M和-N，使装载装置的出口与血管支架槽或洞的装载位置处于同一纵轴上。打开装载装置的出口，这样预先装载在装置中的药物和/或聚合物通过其出口被点滴到血管支架的槽或洞2中，对每个槽或洞进行同样的操作，进行药物和/或聚合物装载。
相应于上面的方法实施例，本申请还提供一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的装置。
装置实施例一：
如图5所示，该装置包括：平台、图像获取装置52、图像处理单元53(图中未示出)、位置计算单元54(图中未示出)、第一位置调节装置(图中未示出)、存储单元(图中未示出)、装载装置56、龙门架57和底座58。
其中，平台包括旋转平台511和支架轴412，支架轴512贯穿在旋转平台511中间，与之垂直，并固定在旋转平台511上。旋转平台511可以是圆形，也可以是其它几何形状，在垂直面上可以自由旋转。
龙门架57和底座58的作用是固定支撑作用，龙门架57设置在底座58上，并与底座58垂直。
图像获取装置52固定在龙门架57横梁上，并垂直与龙门57的横梁。图像处理单元53与图像获取装置52相连，图像获取装置52在实际应用中采用工业相机或的摄像机。在对血管支架拍照时，为了使拍到图像清晰，需要对血管支架进行照明，本申请实施例采用2个12V亮度可调电源，分别控制一个点光源和一个环形光源，来提供所需照明。
图像处理单元53接收并处理图像获取装置52所拍照的图像，将经过处理的图像数据发送给位置计算单元54。
如图6所示，图像处理单元53包括：
图像转换子单元61，用于将所述图像获取装置52所获取的每个槽或洞的图像转化成多个像素点的集合；
图像预处理子单元62，用于将所述像素点的集合进行滤波处理，去除图像噪声；
图像处理子单元63，用于对预处理后的图像进行二值法处理，得到每个槽或洞的图形。
位置计算单元54，用于根据图像数据计算得到相对位置数据，并将相对位置数据发送给存储单元。
存储单元，用于存储位置计算单元54计算得到的相对位置数据，将记录的相对位置数据发送给位置调节装置或者发送给外部可视部件以供操作人员进行下一步操作。
第一位置调节装置包括控制芯片(图中未示出)和移动装置551，控制芯片接收存储单元的相对位置数据，生成控制指令，控制移动装置551分别在x方向和/或y方向上移动，移动装置551位于龙门架中，在图像获取装置52的下方，平台固定在移动装置551上，移动装置551在x方向和/或y方向移动，可以带动平台作相应的移动。
装载装置56也固定在龙门架57的横梁上，并且也与龙门架57的横梁垂直，装载装置56中预先装有需要的药物和/或聚合物，装载装置的出口是561。
本发明实施例，装载过程中，第一位置调节装置根据单元的相对位置数据，控制移动装置551移动，从而带动平台上的血管支架移动。首先移动血管支架，使血管支架上槽或洞的中心位置与图像获取装置52的中心位置处于同一纵轴上，其次再移动血管支架，使血管支架上槽或洞的中心位置与装载装置的出口561处于同一纵轴上，最后打开装载装置的出口，进行装载。在上述装载过程中，只需移动血管支架即可完成，图像获取装置52和装载装置56位置固定。
在装载过程中，第一位置调节装置还可以直接根据单元的第一相对位置和第二相对位置的相对位置数据，控制移动装置551移动，移动血管支架，使血管支架上槽或洞的中心位置与装载装置的出口561处于同一纵轴上，然后打开装载装置的出口，进行装载。
装置实施例二：
在本发明实施例中，该装置进一步包括：
位置校准装置，用于校准图像获取装置中心位置与装载装置出口的空间位置关系。
第二位置调节装置，与所述存储单元相连，与所述图像获取装置连接，用于带动所述图像获取装置在水平坐标面上移动。
本申请实施例，装载过程中，首先移动图像获取装置，使血管支架上槽或洞的中心位置与图像获取装置的中心位置处于同一纵轴上，其次移动血管支架，使血管支架上槽或洞的中心位置与装载装置的出口处于同一纵轴上，最后进行打开装载装置的出口，进行装载。在上述装载过程中，不仅移动血管支架，还移动图像获取装置，装载装置固定不动。
装置实施例三：
在本发明实施例中，该装置进一步包括：
位置校准装置，用于校准图像获取装置中心位置与装载装置出口的空间位置关系。
第三位置调节装置，与所述存储单元相连，与所述装载装置连接，用于带动所述装载装置在水平坐标面上移动。
本申请实施例，多次获取包含有多个槽或洞的医疗器械上槽或洞的图像，对每个槽或洞进行图像处理，然后集中对每个槽或洞进行装载。减少装载过程中的位移运动路线，缩短了装载时间，提高了装载的速度和效率。
另外，本申请实施例采用机器视觉原理来寻找槽心或洞心，对血管支架每个槽或洞都进行了精确的定位，为装载药物和/或聚合物提供了准确的坐标，在快速装载的同时，保证了装载的精确度。
此外，本申请实施例采用间歇式装载方式，减少等待药物和/或聚合物挥发的时间，不仅缩短了装载时间，而且使装载的药物和/或聚合物更加均匀，提高了装载药物和/或聚合物的质量。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (53)

1.一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的方法，所述医疗器械包含多个装载药物或聚合物的槽或洞，其特征在于，包括：
利用图像获取装置多次获取所述医疗器械上槽或洞的图像，每个图像包含至少一个所述槽或洞的完整图形；
对所述每个槽或洞的图像进行数字图像处理，得到所述每个槽或洞的图形；
根据所述每个槽或洞的图形，计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置；
调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述每个槽或洞的装载位置，对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像处理具体实现为：
图像转化，将所述每个槽或洞的图像转化成多个像素点的集合；
图像预处理，对所述像素点的集合进行滤波处理，去除图像噪声；
图像处理，对预处理后的图像进行二值法处理，得到每个槽或洞的图形。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二值法处理具体实现为：
根据预处理后每个像素点的灰度值，利用二值法对每个像素点赋值，将符合预设值或者值域范围的像素点指定为目标像素点或背景像素点，连通所有被指定为目标像素点或背景像素点的像素点，得到所述每个槽或洞的图形。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置，具体实现为：
根据所述每个槽或洞的图形中各个像素点的空间坐标，计算所述每个槽或洞的图形的中心像素点的空间坐标；
确定所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标；
根据所述每个槽或洞的图形的中心像素点的空间坐标和所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，记为第一相对位置；
将所述每个槽或洞对应的第一相对位置记录成第一数组。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标具体实现为：
获取所述每个槽或洞的图像的四个顶点处的空间坐标；
根据所述四个顶点的空间坐标，计算出所述每个槽或洞的图像的几何中心的空间坐标。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述每个槽或洞的图形的中心位置，并根据该中心位置确定所述每个槽或洞的装载位置，具体实现为：
根据所述每个槽或洞的图形中各个像素点的像素坐标，计算所述每个槽或洞的图形的中心像素点的像素坐标；
确定所述每个槽或洞的图像的几何中心像素点的像素坐标；
根据所述每个槽或洞的图形的中心像素点的像素坐标和所述每个槽或洞的图像的几何中心像素点的像素坐标，计算两个像素点坐标的坐标差值，并将所述两个像素点的坐标差值转换成空间坐标差值，记为第一相对位置；
将所述每个槽或洞对应的第一相对位置记录成第一数组。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述每个槽或洞的图像的几何中心像素点的像素坐标具体实现为：
获取所述每个槽或洞的图像四个顶点处的像素坐标；
根据所述四个顶点的像素坐标，计算出所述每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算所述每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标具体实现为：
根据所述每个槽或洞图像的分辨率，分别获取x方向和/或y方向像素点的中间值，此中间值就是所述每个槽或洞的图像的几何中心的像素坐标。
9.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述医疗器械的装载位置，具体实现为：
确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置；
根据所述第一相对位置和所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置，具体实现为：
获取所述图像获取装置中心的空间坐标；
获取所述装载装置出口的空间坐标；
根据所述图像获取装置中心的空间坐标与所述装载装置出口的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，记为第二相对位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一相对位置和所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第一相对位置和所述第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述医疗器械，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置和第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第一相对位置，在x方向和/或y方向移动所述医疗器械，使所述每个槽或洞的图形的中心位置与所述图像几何中心处于同一纵轴上；
根据所述第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述装载装置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
13.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述调整装载装置与所述医疗器械的相对位置，使所述装载装置的出口对准所述医疗器械的装载位置，具体实现为：
根据所述第一数组中的第一相对位置，在x方向和/或y方向移动所述图像获取装置，使所述每个槽或洞的图形的中心位置与所述每个槽或洞的图像的几何中心处于同一纵轴上；
确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置，将所述每个槽或洞相对应的第二相对位置记录成第二数组；
根据所述第二数组中的第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述确定所述装载装置与所述图像获取装置的相对位置，记为第二相对位置，具体实现为：
获取所述图像获取装置中心的空间坐标；
获取所述装载装置出口的空间坐标；
根据所述图像获取装置中心的空间坐标与所述装载装置出口的空间坐标，计算两个空间坐标在x方向和/或y方向上的坐标差值，记为第二相对位置；
将所述每个槽或洞对应的第二相对位置记录成第二数组。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第二数组中的第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述医疗器械，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二相对位置，调整所述装载装置与所述医疗器械的相对位置，具体实现为：
根据所述第二数组中的第二相对位置，在x方向和/或y方向上移动所述装载装置，使得所述装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上。
17.根据权利要求11、12、15或16所述的方法，其特征在于，对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载，具体实现为：
当装载装置的出口与所述每个槽或洞的图形的中心位置处于同一纵轴上后，打开装载装置的出口对所述槽或洞进行药物和/或聚合物装载；
对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所需装载药物和/或聚合物的剂量，重复若干次对所述每个槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法还包括：调整所述医疗器械与图像获取装置的位置，使医疗器械上其它槽或洞处于图像获取装置的图像获取位置。
20.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述槽或洞的宽度在0.5-200微米之间。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述槽或洞的宽度在20-80微米之间。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是人体管腔内支架。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述人体管腔内支架是血管支架。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的药物选自化学药物和/或生物活性物质。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述化学药物选自免疫抑制剂和/或抗癌药物。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述免疫抑制剂选自雷帕霉素及其衍生物，所述抗癌药物选自紫杉醇及其衍生物。
27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述生物活性物质包括蛋白质、多肽、DNA、RNA和/或microRNA。
28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物是生物可降解聚合物。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述生物可降解聚合物选自由C、H和O构成的C2-C6脂肪族羟基羧酸的均聚物和共聚物中的一种或多种。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述生物可降解聚合物是：
(1)D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸或ε-己内酯的均聚物中的一种或多种；和/或
(2)由D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸和ε-己内酯中任意两种以上作为单体所形成的共聚物中的一种或多种。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述生物可降解聚合物选自聚D,L-丙交酯、聚D-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚乙交酯-丙交酯和聚ε-己内酯中的一种或多种。
32.一种在医疗器械上装载药物和/或聚合物的装置，所述医疗器械上包含多个槽或洞，其特征在于，包括：
平台，用于放置所述医疗器械；
图像获取装置，位于所述平台上方，用于获取所述医疗器械上槽或洞的图像；
图像处理单元，与所述图像获取装置相连，用于对所述图像获取装置获取的槽或洞的图像进行数字图像处理；
位置计算单元，与所述图像处理单元相连，用于根据所述图像处理单元的处理结果计算需要的相对位置；
存储单元，与所述位置计算单元相连，用于记录所述位置计算单元计算得到的相对位置；
第一位置调节装置，与所述存储单元相连，还与所述平台连接，用于根据所述存储单元中的相对位置，通过移动所述平台，调整所述医疗器械与所述图像获取装置和/或所述装载装置之间的相对位置关系；
装载装置，位于所述平台上方，用于对所述医疗器械上的槽或洞进行药物和/或聚合物装载。
33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，进一步包括：位置校准装置，与所述存储单元相连，用于校准所述图像获取装置中心位置与所述装载装置出口的空间位置关系。
34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述平台包括：旋转平台和支架轴，所述支架轴贯穿固定在所述旋转平台中间，所述医疗器械放置在所述支架轴上。
35.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述图像获取装置是照相机或摄像机。
36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，所述图像获取装置是工业照相机或摄像机。
37.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述图像处理单元包括：
图像转换子单元，用于将所述槽或洞的图像转化成多个像素点的集合；
图像预处理子单元，用于将所述像素点的集合进行滤波处理，去除图像噪声；
图像处理子单元，用于对预处理后的图像进行二值法处理，得到每个槽或洞的图形。
38.根据权利要求37所述的装置，其特征在于，所述图像处理子单元根据预处理后每个像素点的灰度值，利用二值法对每个像素点赋值，将符合预设值或者值域范围的像素点指定为目标像素点或背景像素点，连通所有被指定为目标像素点或背景像素点的像素点，得到所述槽或洞的图形。
39.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，进一步包括：
第二位置调节装置，与所述存储单元相连，与所述图像获取装置连接，用于根据所述存储单元中的相对位置，带动所述图像获取装置在水平坐标面上移动。
40.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，进一步包括：
第三位置调节装置，与所述存储单元相连，与所述装载装置连接，用于根据所述存储单元中的相对位置，带动所述装载装置单元在水平面上移动。
41.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述图像获取装置轴线与所述装载装置轴线处于同一垂面上。
42.根据权利要求32-41任一项所述的装置，其特征在于，所述医疗器械上槽或洞的宽度在0.5-200微米之间。
43.根据权利要求42所述的装置，其特征在于，所述医疗器械上槽或洞的宽度在20-80微米之间。
44.根据权利要求32-41任一项所述的装置，其特征在于，所述医疗器械是人体管腔内支架。
45.根据权利要求44所述的装置，其特征在于，所述人体管腔内支架是血管支架。
46.根据权利要求32-41一项所述的装置，其特征在于，所述的药物是包括化学药物和/或生物活性物质。
47.根据权利要求46所述的装置，其特征在于，所述化学药物选自免疫抑制剂和/或抗癌药物。
48.根据权利要求47所述的装置，其特征在于，所述免疫抑制剂选自雷帕霉素及其衍生物，所述抗癌药物选自紫杉醇及其衍生物。
49.根据权利要求46所述的装置，其特征在于，所述生物活性物质选自蛋白质、多肽、DNA、RNA和/或microRNA。
50.根据权利要求32-41中任一项所述的装置，其特征在于，所述聚合物是生物可降解聚合物。
51.根据权利要求50所述的装置，其特征在于，所述生物可降解聚合物选自由C、H和O构成的C2-C6脂肪族羟基羧酸的均聚物和共聚物中的一种或多种。
52.根据权利要求50所述的装置，其特征在于，所述生物可降解聚合物是：
(1)D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸或ε-己内酯的均聚物中的一种或多种；和/或
(2)由D-乳酸、L-乳酸、乙醇酸和ε-己内酯中任意两种以上作为单体所形成的共聚物中的一种或多种。
53.根据权利要求50所述的装置，其特征在于，所述生物可降解聚合物选自聚D,L-丙交酯、聚D-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚乙交酯-丙交酯和聚ε-己内酯中的一种或多种。
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