CN103718022B

CN103718022B - 药剂检测装置和药剂检测方法

Info

Publication number: CN103718022B
Application number: CN201280031998.0A
Authority: CN
Inventors: 堺志帆; 福间智裕
Original assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: US8963089B2; KR20140045986A; EP2728340A4; CN103718022A; JP6005641B2; JPWO2013002290A1; EP2728340A1; US20140117239A1; CA2840565A1; WO2013002290A1

Abstract

本发明提供能够非接触且迅速地计算药剂的残留量的药剂检测装置和药剂检测方法。本发明为检测残留在对象区域的药剂的药剂检测装置，其包括：对对象区域照射包括近红外线的光线的照射单元；入射来自对象区域的反射光的分光器；对由分光器分光的光谱进行拍摄、生成拍摄数据的近红外线拍摄单元；处理拍摄数据的控制单元；和存储表示规定的药剂的量与基于光谱的光谱数据的关系的计算式的存储单元，近红外线拍摄单元对于分配到所述对象区域内的规定数量的像素的各光谱进行拍摄，控制单元通过将各像素的光谱求取平均，计算该区域中的平均光谱数据，并且，根据存储在存储单元的所述计算式，计算与平均光谱数据对应的药剂的量。

Description

药剂检测装置和药剂检测方法

技术领域

本发明涉及检测残留在对象区域的药剂的药剂检测装置和药剂检测方法。

背景技术

以往，在药剂的制造中，有时在一条生产线中制造多种药剂。此时，当一种药剂的制造结束，在进行了生产线的清扫之后，进行不同的药剂的制造。关于生产线的清扫，例如，专利文献1中有记载。然而，在进行生产线的清扫之后，需要确认之前制造的药剂没有残留，因此，通过使用被检材料对生产线内的规定部位进行擦取，并对其进行分析，来计算药剂的残留量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－104333号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述方法存在药剂的残留量的分析耗时的问题，计算残留量以前的期间，不得不停止生产线。因此，存在生产效率低的问题。

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供能够非接触且迅速地计算药剂的残留量的药剂检测装置和药剂检测方法。

用于解决课题的方法

本发明是检测残留在对象区域中的药剂的药剂检测装置，其包括：照射部，对所述对象区域照射包括近红外线的光线；分光器，被射入来自所述对象区域的反射光；近红外线拍摄部，对由所述分光器分光的光谱进行拍摄，生成拍摄数据；控制部，处理所述拍摄数据；和存储部，存储表示规定的药剂的量与基于光谱的光谱数据的关系的计算式，所述近红外线拍摄部对分配到所述对象区域内的规定数量的像素的各光谱进行拍摄，所述控制部通过对所述各像素的光谱求取平均，计算该区域中的平均光谱数据，并且，根据在所述存储部存储的所述计算式，计算与所述平均光谱数据对应的药剂的量。

根据该构成，通过对将来自对象区域的反射光分光所得到的光谱进行分析，能够计算药剂的残留量。因此，能够在短时间内确认药剂的残留量，所以例如在确认生产线中的药剂的残留量时，能够实现短时间的检测作业，能够使生产线的停止时间达到最小限度，能够提高生产效率。另外，在上述装置中，虽然取得在对象区域整体分配的各像素的光谱，但处理使用将各像素的光谱求取平均得到的平均光谱（averagespectrum）数据计算药剂的量。因此，能够减小数据的容量，迅速地进行药剂的量的计算。另外，也适合于利用无线等的数据送信，能够提高装置的通用性。

在上述药剂检测装置中，还设置有内置有接受反射光的受光部的探头（probe），能够构成为反射光经由受光部入射到分光器。当使用这样的探头，操作变得容易。此时，照射部既能够设置在探头的外部，也能够内置。

在内置照射部的情况下，例如，能够至少将在照射部中发出光线的照射面内置于探头。此时，如果将光源配置在远离探头的位置，将来自光源的光量通过光纤等公知的线缆供给，则能够使测定点周围整洁，而且，能够防止变得高温高热，因此容易进行测定作业。

照射面能够有各种结构，以能够对对象区域均匀地照射光线的方式，例如，能够以在受光部中包围接受反射光的受光面的周围的方式构成。

此外，在上述药剂检测装置中，将近红外线拍摄单元设为线列传感器摄像机（linesensorcamera），能够进一步设置扫描对象区域的扫描反射镜（mirrorscanner）。而且，通过用扫描反射镜在一个方向对对象区域进行扫描，能够使来自对象区域反射的光经由扫描反射镜入射到分光器。

根据该结构，一般即使使用不得不使对象运行的线列传感器摄像机，通过使用扫描反射镜，也能够对静止的对象进行拍摄。另外，例如，使用光纤等线缆，能够将摄像机和分光器配置于远离对象区域的位置，能够使测定点的周围紧凑。因此，即使在生产线中使用时，也使机械的操作容易。

在上述药剂检测装置中，能够进一步设置支承扫描反射镜、与对象区域对置的支承部件。此时，在该支承部件中，与对象区域相对的对置面优选着色为黑色。这是由于如下理由。即，包括从照射单元照射的近红外线的光线，被对象区域反射后，一部分被支承部件的对置面反射而在对象区域反映出对置面的图像，这有可能被扫描反射镜扫描到。因此，如上所述，当将对置面着色为黑色，就能够防止光线的反射，其结果，能够减轻向对象区域的反映。由此，能够防止药剂检测的精度的降低。

本发明的药剂检测方法为检测残留在对象区域的药剂的药剂检测方法，其包括：对所述对象区域照射包含近红外线的光线的步骤；使来自所述对象区域的反射光入射到分光器的步骤；通过近红外线拍摄器对被所述分光器分光的光谱进行拍摄，生成拍摄数据的步骤；处理所述拍摄数据的步骤；和将表示规定的药剂的量与基于光谱的光谱数据的关系的计算式进行存储的步骤，在所述近红外线拍摄器对分配到所述对象区域内的规定数量的像素的各光谱进行拍摄，对所述拍摄数据进行处理的步骤中，通过对所述拍摄数据所包含的所述各光谱求取平均，计算该区域中的平均光谱数据，进而，根据所述计算式，计算与所述平均光谱数据对应的药剂的量。

发明的效果

如上，根据本发明，能够在短时间内计算药剂的残留量，因此，例如在生产线中确认药剂的残留量的情况下，能够实现短时间的作业，其结果，能够使生产线的停止时间达到最小限度，能够有助于生产效率的提高。

附图说明

图1是表示本发明的药剂检测装置的第一实施方式的示意结构图。

图2是表示样品板的例子的俯视图。

图3是说明利用扫描反射镜的样品板的扫描的图。

图4是表示校准曲线（calibrationcurve）的一例的图。

图5是表示本发明的药剂检测装置的第二实施方式的一部分的示意结构图。

图6是表示本发明的药剂检测装置的第三实施方式的示意结构图。

图7是图6所示的探头的立体图（a）和俯视图（b）。

图8是表示对象区域的分割的例子的图。

符号说明

11支承部件

12扫描反射镜

13光源（照射部）

114对置面

3分光器

4线列传感器摄像机（近红外线拍摄部、近红外线拍摄器）

5电脑（控制部、存储部）

7探头

711受光面

712照射面

714触发钮（triggerbutton）

具体实施方式

（第一实施方式）

以下，参照附图说明本发明的药剂检测装置的第一实施方式。图1是本实施方式的药剂检测装置的示意结构图。

本实施方式的药剂检测装置为用于检测残留在对象区域的药剂的量的装置。例如，能够在清扫药剂生产线之后，用于确认药剂的残留。如图1所示，该装置包括：将对象区域X从上方覆盖的支承部件11、经由光纤2与该支承部件11连接的分光器3、和能够拍摄近红外线的线列传感器摄像机4。除此以外，安装有驱动装置、处理数据等的电脑5。上述支承部件11具备由配置在对象区域X的周围的多个脚部111支承、将对象区域X从上方覆盖的箱形的顶部112。而且，在顶部112安装有以能够自由揺动的方式被支承的扫描反射镜12，从而在一个方向上扫描对象区域X。扫描反射镜12能够由上述电脑5驱动。在顶部112，与对象区域X相对的对置面114被着色成黑色，防止光的反射。另外，对于对象区域X照射包含近红外线的光线（白色光等）的一对光源（例如卤素灯等）13以照射全部对象区域X的方式安装于顶部112。此外，在顶部112的端部，安装有用于收集由扫描反射镜12反射的光并送往光纤2的透镜14。此处，光纤2的端部作为受光面与透镜14相对配置。这样，支承部件11由于为不具有分光器、摄像机的小型的结构，所以能够仅携带支承部件11，能够测定所希望位置的药剂的残留。

在上述的光纤2经由分光器3安装有线列传感器摄像机4。分光器3、线列传感器摄像机4能够使用公知的仪器。例如，线列传感器摄像机4能够使用对于大致波长900～2500nm的近红外线具有充分灵敏度的摄像机。另外，线列传感器摄像机4与电脑5连接，进行拍摄数据的处理。

上述装置是用于计算残留在对象区域X的药剂的量的装置，在计算之前，需要预先作出表示规定的药剂的量、与基于来自对象区域的反射光的光谱的光谱数据的关系的演算式。以下，说明演算式的制作。

首先，表示用于作出演算式的样品制作方法的一例。首先，准备与生产线的材质相同的SUS板（不锈钢板），而另一方面，滴加溶解或分散有药剂的水类或有机类的调制溶剂，然后将溶剂蒸馏除去。样品板例如，能够使用一边为10cm的正方形的SUS板。接着，制作出适当变更药剂的量的多个样品板。例如，制作十种左右的0～200μg／100cm²的药剂。另外，优选预先准备在该药剂中混合有赋形剂的药剂。此外，药剂既可以在样品板的一个部位滴加，也可以如图2所示，在样品板的多个部位随机滴加。另外，样品板的材质与在药剂的制造装置中药剂附着的区域的材质相同。因此，样品板需要按照每个附着区域的材质制作。

接着，使用如上所述制作的样品板进行近红外线光谱的测定。首先，在上述装置的支承部件11的下方配置样品板。然后，对于样品板从光源13照射包括近红外线的光线，利用扫描反射镜12扫描样品板。如上所述，在该装置中尽管使用线列传感器摄像机4，但在对象区域X分配规定数量的像素，进行拍摄。例如，在一边为10cm的测定视野中，在进行扫描的一列分配300像素，进一步对于扫描方向进行300像素的分配来进行测定。但是，扫描方向的像素数根据扫描反射镜12的驱动速度与摄像机4的快门速度的关系来确定。这样，在一个样品板中，在该例中，能够得到90000像素的光谱。此外，在对象区域X所分配的像素数，例如能够设为51200～409600。而且，具体而言，如图3所示，一边使扫描反射镜12揺动，一边从样品板的一个端部向另一个端部对每一个像素列进行拍摄，作为整体进行300列的拍摄。扫描反射镜12反射来自样品板的反射光，该反射光被支承部件11的顶部112的透镜14聚光后，通过光纤2送至分光器3。其中，在用扫描反射镜12对样品板扫描时，不仅对来自一个方向的数据测定多次（例如10次），而且考虑误差，优选从四边所有的方向用扫描反射镜扫描收集数据（例如10次×4个方向）。

当反射光入射分光器3时，形成分光光谱。然后，该分光光谱，在线列传感器摄像机4的拍摄面成像，生成拍摄数据，被送至电脑5。在电脑5中，进行如下的处理。首先，在各样品板中，在一次的测定中，作为一例可以得到90000像素的光谱，将其求取平均，对每一张样品板，以一次的测定计算一个平均光谱数据。在每一个方向上将其重复10次，并且，对于其他三个方向也同样进行。作为求取平均的方法，例如有算术平均法。对从对象区域得到的全部像素的光谱进行加法计算，除以该像素数计算。接着，将从各样品板得到的多个平均光谱数据例如，使用多变量解析等公知的方法进行解析，计算与在样品板滴加的药剂的量的关联，由此例如制作如图4所示的校准曲线。在图4中，横轴表示在各样品板上滴加的药剂的量，纵轴表示从多变量解析的结果中得到的药剂的预测量（单位均为μg／100cm²。药剂以瑞巴匹特（rebamipide）为主药）。此时，优选制作相关系数为0.98以上的校准曲线。其中，作为多变量解析，例如能够使用PLS回归分析。此时使用的主成分数（PC数：principalcomponent）例如可以设为5～20，如果过高，则产生过度拟合而再现性变差，因此优选设定最佳的PC数。在校准曲线的检证中，利用公知的交叉验证（cross-validation）法。

这样，如果根据制作出的校准曲线求演算式，则能够根据从样品测定计算的平均光谱，计算在生产线残留的药剂的量。演算式的数据例如预先保存在电脑5的硬盘、SSD等电脑中内置的存储部。优选将这样的演算式的数据按每个药剂制作并预先保存在硬盘中，使其在测定药剂的残留时能够适当地读取。另外，也可以预先保存在CD－ROM、闪存等存储介质中，将其读取。此外，也可以将这些数据保存在外部的存储介质，经由网络在电脑5上读取数据来利用。因此，本发明的存储部除了电脑内的硬盘、不挥发性存储器（non-volatilememory）以外，也可以包括暂时保存从外部存储介质读取的数据的挥发性存储器（volatilememory）。

接着，对于使用上述的药剂检测装置的药剂残留量的测定方法进行说明。首先，以覆盖对象区域X的方式配置支承部件11。例如，配置在药剂的生产线的内部等确认药剂的残留量的位置。接着，从光源13在对象区域X照射包括近红外线的光线，并且驱动扫描反射镜12扫描对象区域X中的反射光。此时，与对象区域X相对的对置面114被着色成黑色，因此能够减轻向对象区域X的反映。这样得到的反射光，经由透镜14、光纤2、分光器3被送至线列传感器摄像机4，并送到电脑5。这样，得到规定的像素数的分光光谱。在电脑5中，如上所述，从得到的分光光谱计算平均光谱，通过使用演算式计算药剂的量。然后，在规定部位中，如果计算的药剂的残留量在判定基准值以下，则使生产线运行，如果高于判定基准值，则进行再次清扫。

如上，根据本实施方式的药剂检测装置，在对象区域X照射包括近红外线的光线，通过分析反射的光，能够非接触地计算药剂的残留量。另外，由于能够以短时间确认药剂的残留量，所以能够使生产线的停止时间达到最小限度，能够提高生产效率。

另外，在上述装置中，将分配在对象区域整体的各像素的光谱求取平均，使用平均光谱数据计算药剂的量。因此，能够减小数据的容量，能够迅速地进行药剂的量的计算。

（第二实施方式）

接着，参照图5说明本发明的药剂检测装置的第二实施方式。图5为表示第二实施方式的药剂检测装置的一部分的立体图。本实施方式与第一实施方式的区别在于光源和扫描反射镜的结构。以下，说明与第一实施方式的不同点。此外，在以下的实施方式中，对于与第一实施方式相同的构成，有时标注相同的符号省略说明。

如图5所示，在该实施方式的装置中，在支承部件11不设置光源，在内置的扫描反射镜18的周缘设置光源。作为光源，能够使用多个发热量少的光源19等。另外，作为扫描反射镜，例如能够使用近红外线的反射率高的金镜。

这样，当在以自由揺动的方式被支承的扫描反射镜18的周缘设置光源19时，能够以均一的条件进行撮影。关于其他构成，由于与第一实施方式相同，所以省略说明。

（第三实施方式）

接着，参照图6说明本发明的药剂检测装置的第三实施方式。图6为表示第三实施方式的药剂检测装置的示意结构图，图7为在该实施方式中使用的探头的立体图和俯视图。本实施方式与第一实施方式的区别在于：在第一实施方式中使用具备扫描反射镜的支承部件，而相对于此在本实施方式中使用探头。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。

如图6所示，在该装置中，将分光器3与探头7用光纤缆线10连接。另外，用于对探头7供给包括近红外线的光线的光源9，设置在远离探头7的位置。连结光源9与探头7的光供给用的线缆20与光纤缆线10捆绑。如图7的（a）所示，在探头7的内部，设置有成像用的透镜713和捆绑有多条光纤的受光部711，通过透镜713，接受来自对象区域的反射光。例如，如图7的（b）所示，以前端面呈矩形的方式捆绑多条（例如，约50～100条）光纤构成受光面711。并且，以包围该受光面711的周围的方式，设置有环状的照射面712。照射面712构成为能够向着对象区域照射来自上述光源9的光。此外，受光面711的形状也可以为矩形以外的形状，可以根据用途为圆形、多边形等各种形状。

受光面711所接收的反射光经由光纤缆线10传递至分光器3，在此处形成分光光谱。然后，该分光光谱在线列传感器摄像机4的拍摄面成像产生拍摄数据，并被送至电脑5。此时，对线列传感器摄像机4，分配相对于对象区域的规定数量的像素，得到该像素数的分光光谱。之后的处理在后面说明。

另外，在探头7的前端设置有形成为筒状的焦点调节部件72。该焦点调节部件72用于固定透镜713到对象区域的距离，根据从焦点调节部件72的前端到透镜713为止的距离，预先设定焦点。因此，并不需要每次都调节透镜713的焦点，能够迅速地进行对象区域的测定。另外，在探头7安装有触发钮714，在测定点，通过按该触发钮714开始测定，从而能够进行光谱数据的收集。

接着，对于通过这样构成的探头7的药剂的检测进行说明。此外，在药剂的检测之前，预先与第一实施方式同样地制作校准曲线。首先，确定要进行检査的对象区域。然后，由于根据受光面711的大小能够测定的区域确定（例如2.5×2.5cm²），所以在测定区域例如为10×10cm²时，重复多次这些小区域的测定。例如，在图8的例子中，划分对象区域来设定16个小区域Z，进行16次测定。

在进行各小区域Z的检査时，在1次测定中进行1次光谱收集。但是，在制作校准曲线时，为了提高精度，与第一实施方式同样地进行多次光谱收集。为了计算药剂的残留量，有各种方法，但例如当一个小区域Z的测定结束时，从该小区域中的各像素的分光光谱计算平均光谱，计算在小区域Z的药剂的残留量。并且，合计来自所有的小区域Z的药剂的残留量，就能够计算在该对象区域残留的药剂的总量。

如上，根据本实施方式，通过探头7构成进行测定的部位，因此容易操作。另外，由于将光源9配置在远离探头7的位置，从而能够通过光纤供给来自光源的光量，所以测定点周围整洁，另外，能够防止变得高温高热，因此易于进行测定作业。

此外，探头的形态没有特别限定，能够有各种构成。例如，照射面712的形状在如上述那样的环状以外，也可以为矩形状、多边形状。另外，除了包围受光面711的形状以外，也可以与受光面711相邻。此外，也可以不将照射面712内置于探头71，而在探头71安装光源或具有照射面的照明器。

以上，对于本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于此，只要不脱离其主旨就能够进行各种变更。例如，能够使用区域传感摄像机与液晶可调滤波器的组合。另外，线列传感器摄像机以外，也能够使用区域传感器摄像机。

Claims

1.一种药剂检测装置，其为检测残留在对象区域的药剂的药剂检测装置，该药剂检测装置的特征在于，包括：

照射部，对所述对象区域照射包括近红外线的光线；

分光器，被射入来自所述对象区域的反射光；

近红外线拍摄部，对由所述分光器分光的光谱进行拍摄，生成拍摄数据；

控制部，处理所述拍摄数据；和

存储部，存储表示规定的药剂的量与基于光谱的光谱数据的关系的计算式，

所述近红外线拍摄部对分配到所述对象区域内的规定数量的像素的各光谱进行拍摄，

所述控制部通过对所述各像素的光谱求取平均，计算该区域中的平均光谱数据，并且，根据在所述存储部存储的所述计算式，计算与所述平均光谱数据对应的药剂的量。

2.如权利要求1所述的药剂检测装置，其特征在于：

还具备内置有接收所述反射光的受光部的探头，

所述反射光经由所述受光部入射到所述分光器。

3.如权利要求2所述的药剂检测装置，其特征在于：

在所述照射部中发出所述光线的照射面内置于所述探头。

4.如权利要求3所述的药剂检测装置，其特征在于：

所述照射面构成为包围在所述受光部接收所述反射光的受光面的周围。

5.如权利要求1～4中任一项所述的药剂检测装置，其特征在于：

所述近红外线拍摄部为线列传感器摄像机。

6.如权利要求1所述的药剂检测装置，其特征在于：

所述近红外线拍摄部为线列传感器摄像机，

所述药剂检测装置还具备扫描所述对象区域的扫描反射镜，

通过由所述扫描反射镜对所述对象区域在一个方向上进行扫描，使来自所述对象区域的反射光经由所述扫描反射镜入射到所述分光器。

7.如权利要求6所述的药剂检测装置，其特征在于：

还具备支承所述扫描反射镜的与所述对象区域相对的支承部件，

在所述支承部件中，与所述对象区域相对的对置面被着色为黑色。

8.一种药剂检测方法，其为检测残留在对象区域的药剂的药剂检测方法，该药剂检测方法的特征在于，包括：

对所述对象区域照射包含近红外线的光线的步骤；

使来自所述对象区域的反射光入射到分光器的步骤；

通过近红外线拍摄器对被所述分光器分光的光谱进行拍摄，生成拍摄数据的步骤；

处理所述拍摄数据的步骤；和

将表示规定的药剂的量与基于光谱的光谱数据的关系的计算式进行存储的步骤，

在生成所述拍摄数据的步骤中，所述近红外线拍摄器对分配到所述对象区域内的规定数量的像素的各光谱进行拍摄，

在处理所述拍摄数据的步骤中，通过对所述拍摄数据所包含的所述各光谱求取平均，计算该区域中的平均光谱数据，进而，根据所述计算式，计算与所述平均光谱数据对应的药剂的量。