確定藥物產品質量的方法和系統的製作方法

2023-04-23 04:25:06

專利名稱：確定藥物產品質量的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及製造過程，特別是製造過程及其產品的真實性和質量保證(QA)。
背景技術：
美國食品和藥品管理局(FDA，Food and Drug Administration)已定義了過程分析技術(PATJrocess Analytical Technologies)作為一種通過測量影響關鍵質量屬性的關鍵過程參數來設計、分析和控制製藥過程的機制。這一概念旨在通過定義其關鍵過程參數來理解過程，並且相應地以實時方式監測這些關鍵過程參數，由此得到更有效的質量保證測試，且減少過度處理並提高一致性。PAT中目前使用的各種光譜方法提供指紋，通過該指紋可識別分子。基於分子泛頻和合頻振動的近紅外光譜學(OTRQ利用電磁波譜的近紅外區來表徵各種分子。拉曼光譜學依賴於分子對光子的非彈性散射來研究系統中的振動、旋轉和其他低頻模式。若干專利公布討論了製造過程中頂光譜學的使用。Naughton R. A.等人的美國US 6，395，538公開了一種響應於頂光譜學提供實時、 現場的生物製造過程監測和控制的方法和系統。Goetz A.的美國US 6，853，447公開了一種核實材料封裝內的容納物(例如，藥物或食品)的方法，該方法利用了頂成像光譜儀陣列。Paige Μ. E.等人的美國US 7，1 ，685公開了一種表徵容器(例如，藥瓶)中的樣品的光譜學方法。德國DE 19908410公開了一種測試製品是否可信的方法，其特徵在於將被測製品加熱至預定溫度，並利用熱輻射感測裝置檢測從製品發出的熱以確定製品的真實性。德國DE 19629101描述了一種利用溫度感測傳感器和頂相機識別、檢查並控制包裝及其容納物的單元，其還用於發現並移除缺陷容器。FDA的PAT舉措鼓勵開發用於恆定監測製藥過程的新分析技術。

發明內容
本發明基於這樣的新穎概念利用熱象圖成像來監測製造過程，以保證在這些過程中獲得的材料的質量。因此，在一方面，本發明提供了一種用於確定在製造過程中獲得的材料的質量的方法，該方法包括以下步驟(a)通過頂檢測器產生所述材料的頂圖像，所述頂檢測器能夠操作以在其視場內感測所述材料的在中頂波長至甚長頂波長內的輻射；(b)處理所述頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出；以及(C)呈現所述輸出、或利用所述輸出更改所述製造過程、或者它們的組合。在另一方面，本發明提供了一種用於確定在製造過程中獲得的材料的質量的系統，該系統包括
(anR圖像生成裝置，其包括頂檢測器，所述頂檢測器能夠操作，以在其視場內感測所述材料的在中頂波長至甚長頂波長內的輻射，並根據該輻射生成所述材料的相應頂圖像；(b)處理模塊，其處理所述頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出；(c)控制單元，其被構造為呈現所述輸出、或利用所述輸出更改製造過程、或者它們的組合。同樣在本發明的範圍內，提供了一種用於確定包裝的真實性或包裝的質量的方法，該方法包括以下步驟(a)通過近^(NIR)檢測器、紫外線(UV)檢測器或超聲波(US)檢測器生成所述包裝的一個或更多個圖像，所述近^(NIR)檢測器、紫外線(UV)檢測器或超聲波(UQ檢測器能夠操作以在其視場內檢測所述包裝；(b)將所述包裝的所述一個或更多個圖像與基準包裝進行比較；以及(c)呈現所述比較或者表示所述比較的量化值，從而使得能夠確定所述包裝的真實性。


為了理解本發明並了解本發明可以在實踐中如何實施，現在將參照附圖僅通過非限制性示例描述實施方式，其中圖IA-圖IB示出了本發明的非限制性示例中所使用的兩個原型系統，第一原型利用了冷卻型MSb檢測器(圖1A)，第二原型利用了非冷卻型VOx檢測器(圖1B)。圖2A-圖2B示出了根據本發明實施方式利用3_5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器(圖2A)或利用CCD(VIS)相機(圖2B)獲得的2mm(上部圖像)和lmm(下部圖像) NaCl晶粒之間的圖像比較。圖3A-圖;3B示出了根據本發明實施方式利用3_5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器(圖3A)或利用CCD(VIS)相機(圖3B)獲得的幹的(上部圖像)和溼的(下部圖像)ACAMOL 粉狀丸劑之間的圖像比較。圖4A-圖4B示出了根據本發明實施方式利用3_5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器(圖4A)或利用CCD(VIS)相機(圖4B)獲得的高含水量(上部圖像)和低含水量(下部圖像)的ACAMOL 粉狀丸劑之間的圖像比較。圖5A-圖5B示出了根據本發明實施方式利用3_5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器(圖5A)或利用CCD(VK)相機(圖5B)獲得的高含水量(上部圖像，呈水分斑出現) 和低含水量(下部圖像)的玉米面粉末之間的圖像比較。圖6A-圖6B示出了根據本發明實施方式利用3-5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器(圖6A)或利用CCD(VIS)相機(圖6B)獲得的不同形態(上面的樣品不如下面的樣品緻密)的玉米面粉末之間的圖像比較。圖7A-圖7B示出了根據本發明實施方式利用3-5 μ m波長範圍的冷卻型hSb檢測器(圖7A)或利用CCD(VIS)相機(圖7B)獲得的不同溫度(上部圖像為20°C，下部圖像為35°C )下的玉米面粉末之間的圖像比較。圖8A-圖8B示出了經受熱空氣的樣品之間的圖像比較，其中在根據本發明實施方式利用3-5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器獲得的圖像中觀察到熱空氣分布(圖8A)，而在利用CCD(VIS)相機時未檢測到熱空氣分布(圖8B)。圖9A-圖邪示出了CIALIS 真品(上部圖像)和偽造粉末(下部圖像)之間的圖像比較，所述圖像是根據本發明實施方式利用3-5μπι波長範圍的冷卻型^iSb檢測器獲得 (圖9Α)的或者是利用CCD(VIS)相機獲得(圖9Β)的。圖IOA-圖IOB示出了根據本發明實施方式利用8-12 μ m波長範圍的非冷卻型VOx 檢測器(圖10A)或利用CCD(VIS)相機(圖10B)獲得的VIAGRA 真包裝(每張圖中右側的包裝)和偽造包裝(圖像中左側的包裝)之間的圖像比較。圖IlA-圖IlD示出了用熱象圖成像長波測輻射熱(thermographic long wave bolometric)V0x 相機(圖 11A)、NIR InSb 相機(圖 11B)以及利用 CCD(VIS)相機(圖 11C) 獲得的可信VIAGRA 和偽造包裝之間的圖像比較。圖IlD中示出了圖IlA和圖IlB的合
並圖像。圖12A-圖12B示出了根據本發明實施方式利用3_5 μ m波長範圍的冷卻型hSb檢測器(圖12A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖12B)不同劑量的活性化合物Enalapril (依那普利)的泡罩之間的圖像比較。圖13A-圖1 示出了根據本發明實施方式利用3-5 μ m波長範圍的冷卻型hSb檢測器獲得的(圖13A)或利用CCD (VIS)相機(圖13B)獲得的容納IOmg (左側)和20mg (右側)活性組分Enalapril (依那普利)的ENALADEX 包裝之間的圖像比較。圖14A-圖14B示出了根據本發明實施方式利用3_5 μ m波長範圍的冷卻型hSb 檢測器(圖14A)或利用CCD(VIS)相機(圖14B)獲得的含有片劑的Alu-Alu泡罩型包裝之間的圖像比較。泡罩遺失了片劑(上面的一對圖像)或容納破碎的片劑(下面的一對圖像)。圖15A-圖15B示出了容納不同量的水的兩個不透明瓶子之間的圖像比較，所述圖像是根據本發明實施方式利用3-5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器獲得(圖15A)的或者是利用CXD(VIS)相機獲得(圖15B)的。圖16A-圖16B示出了兩種乾紅葡萄酒瓶之間的圖像比較，第一種是由BARKAN 葡萄酒廠生產的，第二種是由SEGAL 葡萄酒廠生產的，所述圖像是根據本發明實施方式利用3-5μπι波長範圍的冷卻型MSb檢測器獲得(圖16A)的或者是利用CCD(VK)相機獲得 (圖16B)的。圖17A-圖17B示出了含有塑料顆粒的白糖晶粒之間的圖像比較，所述圖像是根據本發明實施方式利用3-5 μ m波長範圍的冷卻型^iSb檢測器獲得(圖17A)的或者是利用 CCD(VIS)相機獲得(圖17B)的。
具體實施例方式熱象圖成像(也稱為術語「熱成像」)是一種紅外成像，其中基於整個材料上不同位置處的溫度和發射率檢測從材料發出的輻射(依據黑體輻射定律)，並根據所檢測到的溫度和發射率生成圖像。具體地講，材料所發出的輻射量隨著溫度而增加；因此，熱象圖成像使人能夠看到溫度和發射率的變化。當通過熱象圖成像相機觀看時，熱材料相對於較冷的背景突顯。
因此，根據一個方面，本發明提供了一種確定製造過程中獲得的材料的質量的方法，包括(a)通過頂檢測器生成所述材料的頂圖像，所述頂檢測器能夠操作以在其視場內感測所述材料在中頂波長至甚長頂波長內的輻射；(b)處理頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出；和(c)呈現所述輸出、或利用所述輸出更改製造過程、或者它們的組合。根據另一方面，本發明提供了一種確定製造過程中獲得的材料的質量的系統，所述系統包括(a) IR圖像生成裝置，其包括頂檢測器，該頂檢測器能夠操作，以在其視場內感測所述材料在中頂波長至甚長頂波長內的輻射，並根據所述輻射產生所述材料的相應頂圖像；(b)處理模塊，其處理所述頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出；(c)控制單元，其被構造為呈現所述輸出、或利用所述輸出更改製造過程、或者它們的組合。在一些實施方式中，材料的輻射可在選自中頂至甚長頂的波長範圍內。在其他實施方式中，材料的輻射可在選自中頂波長、長頂波長和甚長頂波長的特定波長內。為此，所述系統可以包括一個或更多個頂濾波器，如下面進一步討論的。本發明的方法和系統可適用於需要質量保證的任何材料的製造。如本文所用，術語「材料」包括單種物質以及多種物質的組合，其構成在最終產品的製造過程中進行的過程中的初始(原)材料(例如，識別和確認到來的原材料)、中間材料、以及所述最終產品。有時術語「產品，，可與術語「材料」或「包裝」互換使用(對於後者而言，例如在製造過程中提及最終產品時)。本領域技術人員將理解，可存在本發明的方法所適用的最終產品的非限制性列表。一些此類最終產品可包括治療性產品，例如藥品；化妝品；珠寶(為了確定珠寶的質量，例如形成該珠寶的材料純度)；農用化學品、飲料(例如，軟飲料、牛奶、水、酒)、食品 (例如，魚、肉、麵包)或食品添加劑(例如，糖、花)；燃料(或其組分或純度)、漆料；或需要確定質量的任何其他產品。需要指出的是，本發明的方法和系統可適用於確定此類產品中是否存在異物，以確保產品的質量。如本文所用，術語「異物」是指材料產品中不應該包括的任何物體或顆粒物。異物可以是衍生自產品源的物體，例如去骨產品中殘留的骨頭，或者可以是在製備期間不小心引入材料中的，此類物體的非限制性示例可包括塑料、玻璃、沙子、殘留骨頭或骨顆粒。本發明還可適用於核實儲存之後的產品質量，和/或基於所述儲存之後的產品質量確定產品的儲存條件是否適當。可基於本發明的方法或系統確定的儲存參數可包括，但不限於，儲存期間的溼度和/或溫度。本發明還可適用於在偽劣產品(例如，偽造行為)的情況下確定產品質量。例如， 最終產品可以是包裝，以根據本發明與可信產品的包裝面對面進行分析，如將在下面進一步討論的。另外，根據本發明的上下文，最終產品還可涉及對在藥店、醫院等中將開給患者的藥品進行確認(即，核實這確實是開給患者的預期藥品/劑量)。這尤其適用於以下情形分發的藥品並非封裝在帶標籤的單獨密封的包裝中，而是盛在大容器中提供給發藥員。當出現這種情形時，有時在藥店中，來自不同容器的不同藥品可能被無意中混合，本發明的方法和系統可用於核實儘管出現此無意混合顧客也收到正確的藥物。此外，本發明的方法和系統可用於確保產品上(即，包裝上)的標籤與其中容納的產品之間的相關性，以及確保正確的包裝和/或用於檢測產品包裝中肉眼無法檢測的缺陷 (例如，孔洞或破裂)。在一個優選實施方式中，產品是治療藥物，本發明的方法和系統適用於確定該治療藥物的製造過程的質量保證。產生的頂圖像是可以通過被動熱象圖成像或主動熱象圖成像生成的的熱象圖成像(熱)圖像。術語「被動熱象圖成像」被理解為是指在穩態溫度下產生從材料發出的輻射的圖像(即，無需先驗加熱或冷卻材料)。術語「主動熱象圖成像」被理解為是指在材料暴露於加熱或冷卻(例如，熱脈衝、連續熱輻射或經過周期性(正弦)調製)以將材料溫度從穩態均衡狀態改變為不穩定狀態之後產生材料的一個或更多個頂圖像。在一個實施方式中，本發明的方法和系統利用主動熱象圖成像，S卩，所述方法和系統涉及向材料上施加至少一個熱脈衝。熱脈衝可通過輻射來施加，或者以溫度傳導、溫度對流、摩擦等形式施加，或者以引起目標材料的溫度改變的任何其他適用方式施加。熱脈衝通過向材料上施加熱或冷卻材料、或者通過二者的組合(例如，加熱然後冷卻，或者冷卻然後加熱)(例如，S函數)來導致材料的溫度改變。熱脈衝可作為單個熱脈衝(例如，加熱脈衝或冷卻脈衝)、兩個或更多個熱脈衝的序列、以及周期性調製施加到材料上。脈衝可持續小於一秒至長達幾分鐘(通常小於3分鐘)。熱脈衝可通過本領域已知的各種熱脈衝發生器施加到材料上。此類裝置可包括 (但不限於)雷射束、頂燈、微波、超聲波、冷卻室、加熱爐、熱電子冷卻器(TEC)(用於冷卻以及加熱)、黑體輻射源(用於冷卻以及加熱)、氣體膨脹(用於冷卻以及加熱)、冰箱和熱
穩定室。需要指出的是，根據本發明，材料可被加熱、冷卻或二者的組合。但是重要的是加熱或冷卻不得高於或低於(分別)預定溫度閾值，在該溫度閾值下材料可能損壞，例如，由於過度加熱而分解或由於過度冷卻而冷凝或凝固。這樣的溫度閾值通常將由真實材料的製造商提供。另外，注意，在一個優選實施方式中，材料被冷卻至例如約15°C，在所述冷卻之後可選地將材料加熱至室溫( 22°C - 25°C )或高於室溫的溫度，例如(但不限於)在約 30°C至約35°C之間。主動熱象圖成像可以若干配置來使用。例如反射可以加熱和/或冷卻材料的表面，同時檢測從材料表面反射的頂；加熱和/ 或冷卻材料表面，移除熱或冷卻源，然後檢測從材料表面發出的頂輻射；體加熱/冷卻加熱和/或冷卻整個材料(例如，在加熱或冷卻室中)，在加熱和/ 或冷卻的同時或在加熱和/或冷卻之後檢測從材料體透射的熱的頂輻射(體發射)。透射可以加熱和/或冷卻材料的後表面，並從材料的前表面測量透射的熱/冷脈衝。
在一個實施方式中，施加到材料上的熱脈衝是(但不限於)δ函數熱脈衝、階躍函數熱脈衝，矩形函數熱脈衝、鋸齒函數熱脈衝、周期函數熱脈衝或其組合的形式的熱脈衝。本發明的方法和系統允許利用圖像生成裝置來生成頂圖像，該圖像生成裝置包括頂檢測器，該頂檢測器能夠操作以在其視場內感測中波^(MWIR)至甚長波^(VLWIR) 內的材料輻射。根據本發明，輻射包括3 μ m至約20 μ m,即，包括介於3至5 μ m的MWR ；介於8至12或7至14 μ m的LWR ；以及(出於本發明的目的)介於12至約20 μ m的VLffIR0 在本發明中，可利用水分子吸收從體發出的5至8 μ m範圍內的輻射的固有趨勢來檢測被測樣品中是否存在水分子(例如，識別樣品中的溼度區域)。(與物體的遠距離檢測相反)在本發明中可進行此類檢測，因為被測樣品與檢測器之間的距離相對短(通常從幾釐米至幾米)，在這樣的距離下，大氣對水分子的吸收可忽略，因此不會干擾檢測。可以通過本領域已知的各種裝置來生成頂圖像。通常，但非排他性地，IR圖像利用焦平面陣列(FPA)來生成，FPA是包括位於透鏡的焦平面處的光感測像素陣列的圖像感測裝置。為此，頂檢測器可結合光學結構一起操作。該光學結構可包括用於將所述材料的輻射會聚在頂檢測器上的透鏡或者能夠通過折射、反射、小孔、衍射等會聚頂輻射的任何其他光學器件；用於將感測的輻射限制到已限定的光譜範圍的濾波器；用於將任何非偏振或混合偏振光束轉換為具有單個偏振態的光束的偏振器(例如，可調諧偏振器)；用於散射光的散射體等。通常，儘管在本發明中優選使用FPA，但有時，使用單像素檢測器也可為一種選擇。為此，單像素檢測器可以與反射鏡結構結合使用，所述反射鏡被設置成獲得樣品的圖像。如本領域技術人員所知，可以調節所述光學結構以拍攝頂反射以及頂透射。頂輻射從產品的表面發出，並可反映表面溫度以及體材料溫度。頂檢測器與光學結構結合可用於生成灰度頂圖像或彩色頂圖像。另外，儘管通常圖像為二維OD)圖像，但是所述方法同樣可用於生成三維(3D) [x，y，時間(幀)]圖像。 3D圖像可考慮(例如)時間、波長、偏振作為用於創建圖像的附加參數。所述方法還可用於通過(例如)應用化學成像作為時間的函數來生成四維GD)圖像[X，y，信號(λ)/時間(幀)]。因此，可通過時間、波長和偏振中的一個或更多個與坐標[X，y]的組合來生成圖像。在一個實施方式中，本發明的系統和方法可包括可調諧帶通濾波器，用於在MWR 至VUWR內應用基於熱象圖成像的化學成像。基於熱象圖成像的化學成像是指根據不同波長的一系列圖像生成圖像。因此，圖像中的每一像素表示(在光譜維度，即3D)由於(例如)施加的熱導致的成像實體上的點的光譜行為(可通過主動熱象圖成像以及被動熱象圖成像獲得化學成像)。通過用可調諧濾波器測量熱象圖成像信號(被動或主動)，然後根據該熱象圖成像信號構建3D圖像，來獲得化學圖像。另外，可考慮第四維度(即，時間)，以基於[x，y，信號U)，時間(幀)]獲得4D圖像。包括所述光學結構的頂檢測器通常稱作IR(熱象圖成像)相機。利用FPA的最常見類型的頂相機為(但不限於)銻化銦(InSb)相機、砷化鎵銦(InGaAs)相機、碲鎘汞 (MCT) (HgCdTe)相機或量子阱紅外光電檢測器(QWIP)相機、非冷卻氧化釩(VOx)相機和非冷卻非晶矽(aSi)相機。然後，將利用熱象圖成像相機獲得頂圖像處理成表示被成像材料的質量和/或真實性的輸出。該輸出可為將在合適的呈現單元上呈現的圖像的形式，(例如)以便於用戶進行視覺檢查和決策，或者該輸出包括表示材料質量的一個或更多個材料參數，即，通過專用頂圖像處理工具處理表徵被成像材料的一個或更多個參數。參數(本文稱作術語「材料的參數」)用於表示材料的任何表徵特徵(在製造過程中獲得的)，其提供有關材料質量的信息。所述參數可包括(但不限於)選自由以下構成的組中的一個或更多個含水量、水分散、材料密度、材料粒度以及粒度分布、多態結構、晶體結構、溫度以及溫度分布、均勻性 (就尺寸、溫度、混合均勻性等而言)、形態、紋理、多孔性、產品的恰當覆蓋層(例如，在生產帶覆蓋層的片劑或膠囊時-為了確保覆蓋層均勻)、遺失材料(例如，當封閉泡罩中沒有片劑或者容器中沒有液體或少於所需液體時)；材料完整性(例如，當產品斷裂、破裂或不完整時)；材料的真實性、以及可從頂圖像推導出的材料的任何其他表徵特徵。參數可為可比較值的形式，S卩，可與預定閾值參數比較的值。本文使用術語「預定閾值參數」以表示基本上明確的值(即，明確的整數士標準偏差)或值的範圍，其是基於具有由相同材料所需標準所認可的質量的基準材料預先確定的。可以利用圖像對比度分析、邊緣檢測、圖像運算、圖像之間的互相關、圖像之間或圖像與預定核之間的卷積、空間頻率變換和/或空間濾波方法、時間頻率變換和時間濾波方法、傅立葉變換、離散傅立葉變換、離散餘弦變換、形態學圖像處理、尋找波峰和波谷(低和高強度區域)、圖像輪廓識別、邊界跟蹤、直線檢測、紋理分析、直方圖均衡、圖像去模糊、 聚合分析等進行圖像處理，所有這些均為圖像處理領域的技術人員已知的。在一個實施方式中，利用MATLAB (Mattiworks，he.)軟體執行圖像處理。應當理解，本領域已知的任何圖像或信號處理算法可同樣適用於本發明的情況。分析可以在空間域或時間域或其二者中進行。在一個實施方式中，所述輸出為一個坐標(x，y)或多個坐標[(Xpyi^(Xyyz)...] 的形式，以例如用於表示在與預定閾值進行比較以檢查的情況下材料的圖像中何處存在異
堂
巾ο預定閾值參數還可為資料庫中的圖像，其與被測物體的圖像進行比較，並且如果兩個圖像之間的相關性大於預定閾值，則認為其可信，否則認為其質量差/不匹配或偽造。然後，將從拍攝的頂圖像得到的材料的參數與閾值參數(針對特定製造過程預先確定的)進行相關聯(比較)，所述相關聯得到對應的輸出。例如，當材料的參數在統計上顯著不同於閾值參數時(根據傳統統計測試，例如τ測試，P值等於或低於0.5，有時為0. 1， 或者甚至為0. 05)，輸出對應於有缺陷的材料；當材料的參數在閾值參數內時，輸出對應於具有所需質量的材料。需要指出的是，根據本發明獲得的熱象圖成像圖像還可這樣處理將該熱象圖成像圖像與以從近頂(·! ，利用例如矽、InSb或InGaAs檢測器)、可見光(VIS，利用例如CXD 相機)、紫外線(UV，利用UV檢測器)、太赫茲(利用太赫茲檢測器)和利用傳統超聲波檢測器的超聲波(UQ中的一個或更多個中選出的波長所獲得的圖像組合，以形成本領域中所謂的圖像融合。所得組合圖像可為此類圖像的融合。圖像的融合可為整個圖像的融合或者圖像的所選部分(多個部分)的融合。圖像融合技術是本領域已知的，包括可以將兩個或更多個圖像以一個在另一個之上的方式疊加的的任何裝置。根據本發明，可以呈現所述輸出和/或所述輸出將導致過程的更改。例如，當所述輸出對應於有缺陷的材料，即，質量低的材料，該材料無法進一步朝著最終產品進行處理或者無法被認作具有令人滿意的質量的最終產品時，可以通過停止過程、重複過程、將材料引導至不同的製造過程、更改過程條件等來更改過程。另外，可產生與低質量材料有關的合適通知，可將該通知呈現在可視呈現單元(例如，監視器)上和/或通過產生音頻警告(利用音頻裝置)來呈現該通知。在一個實施方式中，本發明的系統包括存儲器，該存儲器用於以下各項中的一項或更多項用於存儲製造過程的預定閾值參數的資料庫，用於記錄製造過程及其相應輸出的歷史信息；過程更改；等等。在操作中，可將材料的參數與來自資料庫的預定閾值參數或者由用戶(系統的操作者)在開始製造過程之前(例如)通過使用用戶接口定義的預定閾值參數進行比較，所述用戶接口允許針對具體製造過程輸入所需條件和/或閾值參數。然後，將材料的參數與來自所述資料庫或被引入所述系統中的閾值參數進行相關聯。相關聯的結果提供在線輸出。換言之，當輸出表示材料有缺陷時，系統被構造為立即警告用戶，有時還自動更改製造過程。類似地，當輸出表示材料具有所需質量時，可生成相應通知，然後可將材料自動傳輸至下一級處理或者結束。發明人還設想，甚至可以通過分析甚至僅以下列波長之一拍攝的包裝圖像，來確定已封裝產品的質量，由此確定其真實性NIR(利用例如矽、InSb.InGaAs檢測器或VOx非冷卻檢測器)、麗IR(利用例如InSb檢測器)；VIS (利用例如CCD相機)、UV (利用UV檢測器)；太赫茲(利用太赫茲檢測器)、以及US (利用傳統超聲波檢測器)。為了以這些波長中的一個或更多個獲得圖像，優選地將產品暴露於光(主要在利用OTR和/或VIS光譜下的檢測器生成圖像時)，然後從反射的光拍攝圖像。在一些實施方式中，光照射為滷素燈照射，例如35瓦；在其他實施方式中，光照射為電燈泡所發出的光；在其他實施方式中，光為 UV光。因此，在根據本發明的另一方面，提供了一種用於確定包裝的真實性或包裝的質量的方法，所述方法包括以下方法(a)通過能夠操作以在其視場內檢測所述包裝的可見光(VIQ檢測器、近^(NIR) 檢測器、紫外線(UV)檢測器、超聲波(UQ檢測器、MWR檢測器或太赫茲檢測器生成包裝的一個或更多個圖像，其中當通過VIS檢測器或通過OTR檢測器生成所述一個或更多個圖像時，在圖像產生期間照射所述包裝，並且其中當通過VIS檢測器生成所述一個或更多個圖像時，所述照射通過UV光進行；(b)將包裝的所述一個或更多個圖像與基準包裝(例如，可信包裝的圖像)進行比較；以及(c)呈現所述比較或表示所述比較的量化值，從而使得能夠確定所述包裝的真實性。為了執行上述確定包裝真實性或包裝質量的方法，可使用與上面所述相同的系統，不同的是檢測器是NIR、VIS、UV、太赫茲和US檢測器之一。在一些優選實施方式中，確定包裝真實性或包裝質量的方法包括在拍攝所述一個或更多個圖像期間照射所述包裝。在一些其他實施方式中，利用選自由滷素燈、UV燈和電燈泡構成的組的光源來進行照射，但不限於此。如上所述，本發明的系統包括若干部件，其包括頂圖像生成器(包括頂檢測器)、 光學結構、處理工具、存儲器、用戶接口等。本領域技術人員應當理解，這些部件可利用有線或無線通信模塊進行通信。現在參照例示了根據本發明一個實施方式的熱象圖成像系統的圖IA進行說明。根據該圖，系統(100)尤其包括冷卻型檢測器，具體地講，由S⑶(Semi Conductor Devices)製造的銻化銦(InSb) IR檢測器(102)；由OPHIR optics製造的光學結構(104)； 以及由CIinstruments製造的黑體輻射源(106)。被測材料(108和108、)被置於黑體輻射源(106)頂部的平玻璃板(110)上。該系統還包括處理模塊(112)，其用於處理頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出。處理模塊用於將從檢測器(10 獲得的模擬信號轉換為數位訊號，並將一系列數位訊號轉換成圖像格式。該系統還包括控制單元(圖中未示出)， 該控制單元用於操作上述部件，並用於呈現所述輸出或利用所述輸出更改製造過程，或這二者的組合。在圖IA所示的特定實施方式中，檢測器(10 包括冷卻型檢測器，冷卻型檢測器雖然通常，但不限於，檢測MWR區內的輻射。類似地，該系統可包括非冷卻型檢測器，非冷卻型檢測器雖然通常，但不限於，檢測UWR以及VUWR範圍內的輻射。關於這一點，圖IB 示出了利用非冷卻型檢測器的系統200。為了簡單起見，在圖IB中使用與圖IA中所用類似的標號(偏移了 100)來標識具有類似功能的部件。例如，圖IA中的冷卻型檢測器(102) 被圖IB中的非冷卻VOx檢測器Q02)代替。圖IB示出了樣品夾持器014)、非冷卻型VOx 檢測器(20 和光學結構004)，可信藥品包裝(208)和假包裝Q08J被置於該樣品夾持器014)上。還示出了控制和呈現單元016)。在此特定示例中，被測樣品沒有被置於黑體上，而是在拍攝圖像之前被冷卻。監視器上呈現出包裝內產品的差異，其中可信藥品包裝 (208)的圖像示出為圖像020)，而假包裝呈現不同的圖像Q2(T)。注意，在非限制性示例中，使用hSb檢測器(102)允許在麗頂(在3-5 μ m範圍內的波長)內進行檢測，而使用VOx檢測器(202)允許在UWR(在8-12 μ m範圍內的波長) 內進行檢測。現在參照下面的非限制性示例進行說明，這些示例與上述內容一起以非限制性方式說明本發明。注意，儘管下面的非限制性示例是在施加主動熱脈衝之後10秒的特定時幀基於空間域的，但是時域或者空間域和時域的組合將得到同樣有價值的結果。非限制性示例的描述綜述在下面的非限制性示例的圖2-17中，利用檢測器陣列示出了被測樣品的熱象圖成像圖像，該檢測器陣列在冷卻型檢測器中包括640 X 512個單獨像素，在非冷卻型檢測器中包括384X288個單獨像素。應該注意，各種實驗中生成的圖像在實際中包含彩色顯示。 因此，注意，本發明的方法和系統允許利用顏色差異在各種樣品之間進行比較，與本文給出的灰度圖像相比，這使得容易識別與所需產品的任何不一致。示例1 晶粒大小監測(兩種不同大小的NaCl晶粒)。樣品製備將直徑大小為約Imm以及直徑大小為約2mm的少量NaCl晶粒分別置於黑體輻射源頂部的平玻璃板上。主動熱象圖成像黑體輻射源溫度被設置為15°C，以允許晶粒溫度達到15°C。隨後，控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用3-5μπι波長範圍的冷卻型hSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖2A和圖2B示出了通過根據本發明一個實施方式的方法和系統獲得的(圖2A) 或通過CCD(VIS)相機(圖2B)獲得的不同大小的NaCl晶粒之間的比較。具體地講，在圖 2A和圖2B的上部呈現的是直徑大小為約2mm的NaCl晶粒的圖像；在圖2A和圖2B的下部呈現的是直徑大小為約Imm的晶粒的圖像。儘管在CCD圖像(圖2B)中無法區分NaCl晶粒的大小差異，但是在生成的熱象圖成像圖像(圖2A)中可清晰地看出該差異。注意，儘管所得圖像是在視覺地進行分析的，但不限於此，可通過對2D圖像應用空間傅立葉變換並分析主空間頻率來分析被測粉末的頂信號強度。隨後，可應用2D圖像的直方圖和標準偏差。注意，不同大小的晶粒可以根據其空間頻率來區分；晶粒越大，其主空間頻率越小，反之亦然。示例2 含水量監測(ACAMOL 溼對幹)。樣品製備將ACAMOL 片劑(Teva Pharmaceutical Industries Ltd.)磨碎，將形成的粉末鋪在黑體輻射源頂部的平玻璃上。將約10 μ 1的水滴潑濺到鋪的材料上以形成水分斑。主動熱象圖成像黑體輻射源控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用3-5μπι 波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖3A和圖;3B示出了根據本發明實施方式通過熱象圖成像(圖3A)或利用 CCD(VIS)相機(圖3B)獲得的幹的ACAMOL 粉末和含水的ACAMOL 粉末的圖像之間的比較。具體地講，在圖3A和圖;3B的上部呈現的是針對乾粉末所拍攝的圖像；在圖3A和圖 3B的下部呈現的是含水粉末的圖像。儘管通過利用CCD相機獲得的圖像(圖3B)無法觀察到含水粉末與乾粉末的差異，但是從熱象圖成像圖像中可清晰地看出該差異在圖3A的下部示出了較暗的斑，其代表材料內的被潤溼的區域，這是幹ACAMOL 粉末(圖3A的上部) 所沒有的。所得圖像是在視覺上進行分析的。然而不限於此，可通過對2D圖像應用空間傅立葉變換並分析主空間頻率來進一步分析測得的ACAMOL 粉末的信號強度。隨後，可對2D 傅立葉變換應用帶通濾波器，以獲取溼度斑坐標。注意，溼區域的特徵在於相對於幹區域具有更高的STD值。從而，可以檢測水分。示例3 含水量監測(具有不同含水量的ACAMOL )。樣品製備將兩個ACAMOL 片劑磨碎，與約200 μ 1或約50 μ 1的水混合。將這兩個混合物鋪在黑體輻射源頂部的平玻璃上。主動熱象圖成像黑體輻射源控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用3-5μπι 波長範圍的冷卻型^Sb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。所得圖像是在視覺上進行分析的。結果圖4Α和圖4Β提供了高含水量的和低含水量的ACAMOL 粉末的圖像之間的比較，其中圖4Α呈現了根據本發明獲得的熱象圖成像圖像，圖4Β呈現通過CXD(VK)相機獲得的圖像。具體地講，在圖4Α和圖4Β的上部呈現的是被較大地弄溼的ACAMOL 粉末的圖像；在圖4A和圖4B的下部呈現的是相對於圖4A和圖4B上部的粉末僅略微弄溼的 ACAMOL 粉末的圖像。儘管在CCD圖像(圖4B)中無法觀察到粉末含水量的差異(高水分對低水分)，但是從熱象圖成像圖像中可清晰地看出該差異在圖4A的下部示出代表被弄溼的粉末的暗斑，然而圖4A的上部中的粉末全部為暗，這表明基本上全部粉末被弄溼。本示例由此證明，根據本發明可檢測材料的含水量，因此本發明的方法可適用於確定溼度或含水量水平至關重要的過程的質量。本示例還證明，本發明適用於在要求乾燥條件時保證儲存條件和質量。示例4 含水量監測(具有表面下的水分斑的玉米面粉末)。樣品製備將少量玉米面鋪在黑體輻射源頂部的平玻璃上。將約50 μ 1的水滴潑濺到材料上以形成水分斑。用一定量的幹玉米面粉末覆蓋溼斑(該量足以覆蓋被弄溼的斑)。主動熱象圖成像黑體輻射源控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用3-5μπι 波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖5A和圖5B提供了不同含水量的玉米面粉末的圖像之間的比較，其中圖5A呈現了根據本發明獲得的熱象圖成像圖像，而圖5B呈現了通過CCD(VK)相機獲得的圖像。具體地講，在圖5A和圖5B的上部呈現的是包含表面下的水分斑的玉米面的圖像；在圖5A和圖5B的下部呈現的是幹玉米面粉末的圖像。儘管在CXD圖像(圖5B的上部)中無法觀察到表面下的水斑，但是從熱象圖成像圖像中可清晰地看出表面下的水斑在圖5A的上部示出了代表表面下的水斑的暗斑。所得圖像是在視覺上進行分析的。可對2D圖像應用空間傅立葉變換並可分析主空間頻率。另外，可對2D傅立葉變換應用帶通濾波器，以獲取溼度斑坐標，然後應用2D空間導數核，以便識別斑邊界(邊緣檢測)。注意，上述示例2至4通過允許對實驗樣品的不同含水區域進行「著色」來提供本發明的方法和系統的概念證明。這些特定示例中的「著色」涉及導致不同頂輻射強度的樣品含水量差異。因此，本發明的方法和系統可用於監測溼度不同的兩種或更多種樣品之間的混合均勻度。示例5 粉末形態監測(玉米面緻密/凝結與非緻密粉末樣品)。樣品製備在平玻璃上用手壓少量玉米面粉末以形成平滑的緻密材料層，並將其置於黑體輻射源頂部。主動熱象圖成像黑體輻射源控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用3-5μπι 波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖6A和圖6B示出了通過根據本發明一個實施方式的方法和系統獲得的(圖6A) 或利用CCD(VK)相機獲得的(圖6B)不同形態的玉米面粉末之間的比較。具體地講，在圖 6A和圖6B的上部呈現的是非緻密玉米面的圖像；在圖6A和圖6B的下部呈現的是緻密玉米面的圖像。在CCD圖像(圖6B)以及熱象圖成像圖像(圖6A)中均可視覺上區分緻密玉米面和非緻密玉米面。注意，儘管圖像是在視覺上進行分析的，但是它們也可被進一步處理。進一步處理可包括(但不限於)2D圖像的直方圖和標準偏差，然後對2D圖像應用空間傅立葉變換並分析主空間頻率。可應用2D空間導數核，以便識別斑邊界(邊緣檢測)。示例6 粉末混合監測(玉米面的熱「著色」)。樣品製備將兩份少量的玉米面(在LAIRD Technologies的TEC (熱電冷卻器)上，一份預熱至25°C，另一份預熱至20°C )鋪在穩定於15°C的黑體輻射源頂部的平玻璃上。主動熱象圖成像在樣品置於黑體輻射源上之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3-5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖7A和圖7B示出了通過根據本發明一個實施方式的方法和系統獲得的(圖7A) 或通過CCD(VK)相機獲得的(圖7B)不同溫度下的玉米面粉末之間的比較。具體地講，在圖7A和圖7B的上部呈現的是20°C下的玉米面粉末的圖像；在圖7A和圖7B的下部呈現的是25°C下的玉米面粉末的圖像。儘管在兩種溫度下的粉末的CCD圖像(圖7B)中沒有觀察到差異，但是在所生成的熱象圖成像圖像(圖7A)中可清晰地看出圖像之間的差異。該特定示例表明本發明的方法和系統通過加熱或冷卻來對被檢樣品「著色」的能力。具體地講， 樣品的溫度差異導致被檢樣品的頂輻射強度不同。因此，本發明的方法和系統可用於監測各種溫度樣品的混合程度。示例7 乾燥過程的監測(溫度分布表徵)。利用風扇將熱空氣吹到黑體輻射源上。通過本發明的系統監測熱空氣。結果圖8A和8B示出了根據本發明實施方式獲得的(圖8A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖8B)熱空氣分布的圖像之間的比較。可以清晰地看出，儘管通過CCD相機無法拍攝到熱空氣(圖8B)，但在所生成的熱象圖成像圖像(圖8A)中可看到熱空氣分布。因此，可實時地使用熱象圖成像作為例如加熱/乾燥/烘焙過程中的熱空氣流均勻性程度的表示， 在這些過程中，均勻空氣流是實現均勻產品所必需的。因此可實現此類過程的優化或調節。示例8 粉末識別(CIALIS 與假粉末)。樣品製備將真CIALIS 藥品(Eli Lilly)和偽造/假藥品磨碎並鋪在黑體輻射源頂部的平玻璃上。此示例以及下面的示例9和10的目的在於尤其表明本發明的方法和系統適用於確定可信產品與假產品的質量。主動熱象圖成像黑體輻射源控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用3-5μπι 波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖9A和圖9B示出了通過根據本發明一個實施方式的方法和系統獲得的(圖9A) 或通過CCD(VIS)相機獲得的(圖9B) CIALIS 真粉末和偽造粉末之間的比較。具體地講， 在圖9A和圖9B的上部呈現的是真粉末的圖像；在圖9A和圖9B的下部呈現的是偽造粉末的圖像。儘管在CCD圖像(圖9B)中無法區分真粉末和假粉末，但是在生成的熱象圖成像圖像(圖9A)中可視覺地區分這兩種粉末。示例9 藥品識別(真/可信VIAGRA 與偽造產品)。樣品製備將真VIAGRA (Pfizer)和偽造VIAGRA包裝置於黑體輻射源頂部上。主動熱象圖成像黑體輻射源控制器被設置為利用溫度階躍函數將溫度從15°C (黑體初始溫度)改變到20°C，在向控制器施加20°C的熱對象(熱脈衝)之後10秒，拍攝圖像。使用8-12μπι 波長範圍的非冷卻型VOx檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖IOA和圖IOB示出了通過根據本發明一個實施方式的方法和系統獲得的(圖 10Α)或通過CCD (VIS)相機獲得的(圖10B)真VIAGRA 包裝和偽造VIAGRA 包裝之間的比較。儘管在CCD圖像(圖10B)中無法區分真VIAGRA 包裝和假VIAGRA 包裝，但是在生成的熱象圖成像圖像(圖10A)中可視覺地區分它們。此示例說明了可以如何實現偽造產品(例如，藥品)的檢測。可以通過將疑似偽造產品與預先獲取的真產品的頂圖像進行比較來檢查該疑似偽造產品。等同程度可以說明產品是否為真。預先獲取的圖像可為資料庫的一部分。上述示例說明了本發明的方法和系統用於確定封閉包裝內的產品質量的可行性。示例10 通過圖像融合識別藥品(真/可信VIAGRA 與偽造產品)。樣品製備將真VIAGRA (Pfizer)包裝和偽造VIAGRA包裝置於5°C的冷卻室中兩分鐘。具體地講，通過將樣品在室中冷卻至5°C的預定溫度，然後從室中取出樣品並將樣品置於室溫下的樣品夾持器上，樣品經歷了階躍加熱函數。主動熱象圖成像在將樣品從室中取出並置於室溫下之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用熱象圖成像長波測輻射熱型VOx相機和NIR InSb相機來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖IlA至圖IlD示出了通過熱象圖成像長波測輻射熱型VOx相機獲得的(圖 11A)、通過NIR InSb相機獲得的(圖11B)和通過CCD(VIS)相機獲得的(圖11C)獲得的真VIAGRA 包裝和偽造VIAGRA 包裝之間的比較。圖IlA和圖IlB中獲得的圖像的融合示出於圖IlD中。在圖IlA中可容易地檢測到可信藥品和偽造藥品之間的差異。注意，在 NIR區域中觀察到可信藥品的Pfizer標籤，而無法觀察到偽造標籤(圖11B)。還要注意， 在VIS光譜中偽造藥品的藍色比可信藥品略暗(圖11C)。該示例說明了藥品的各光譜圖像(即，VIS、NIR、熱(MWR或LWIR))對偽造檢測 (或質量保證)在一定程度上做出了貢獻。該示例還說明了應用多於一個光譜的融合圖像來改善識別和/或檢測能力的可能性。示例11 劑量檢查(ENALAPRIL 20mg 與 IOmg)。樣品製備將活性組分Enalapril的IOmg泡罩和20mg泡罩置於冷卻室中，以使樣品溫度降低至5°C。具體地講，通過將樣品在室中冷卻至5°C的預定溫度，然後從室中取出樣品並將其置於室溫下的樣品夾持器上，樣品經受階躍加熱函數。主動熱象圖成像在將樣品從室中取出並置於室溫下之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3-5 μ m 波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖12A和圖12B示出了根據本發明實施方式獲得的(圖12A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖12B)不同劑量的活性化合物Enalapril泡罩的圖像之間的比較。具體地講， 在圖12A和圖12B的上部呈現的是泡罩內IOmg劑量的圖像；在圖12A和圖12B的下部呈現的是20mg劑量的圖像。儘管泡罩內的IOmg和20mg劑量的CXD圖像相同(圖12B)，但是在生成的熱象圖成像圖像中可視覺地區分這兩種劑量(圖12A)，這表明本發明也適用於密封的材料。此特定示例表明，本發明的方法和系統可用於實時地保證封裝後的產品內包括如包裝上所標記的產品。儘管該示例示出了材料量的差異(IOmg與20mg)，但是本發明的技術也適用於示出材料的存在或不存在，如下面進一步示出的。示例12 劑量檢查(ENALADEX 20mg 與 IOmg)。樣品製備將容納IOmg 活性組分 Enalapril 的ENALADEX (Dexcel LTD)包裝和容納 20mg 活性組分Enalapril的包裝置於冷卻室中，以使樣品溫度降低至5°C。具體地講，通過將樣品在室中冷卻至5°C的預定溫度，然後從室中取出樣品並將其置於室溫下的樣品夾持器上， 樣品經受階躍加熱函數。主動熱象圖成像
在將樣品從室中取出至室溫下之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3_5μπι波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖13A和圖13B示出了根據本發明實施方式獲得的(圖13A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖13B)容納IOmg活性組分Enalapril和20mg活性組分Enalapril的ENALADEX 包裝之間的比較。具體地講，在圖13A和圖13B的左部呈現的是容納IOmg膠囊的包裝的圖像；在圖13A和圖13B的右部呈現的是容納20mg膠囊的包裝的圖像。儘管通過CXD相機生成的IOmg ENALADEX包裝和20mg ENALADEX包裝的圖像呈現上面寫有信息的可視包裝(圖 13B)，但是生成的熱象圖成像圖像呈現了兩個包裝之間的表示其中容納的活性材料量的明顯差異(圖13A)。示例13 檢測泡罩中片劑的破碎或片劑的遺失。樣品製備將容納有片劑的泡罩型包裝置於8°C的冷卻室中兩分鐘。具體地講，通過將樣品在室中冷卻至8°C的預定溫度，然後從室中取出樣品並將其置於室溫下的樣品夾持器上，包裝經受階躍加熱函數。主動熱象圖成像在將樣品從室中取出至室溫下之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3_5μπι波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖14A和圖14B示出了根據本發明實施方式利用冷卻型hSb檢測器獲得的(圖 14A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖14B)泡罩圖像之間的比較。圖14A和圖14B的上部和下部呈現片劑遺失的泡罩的圖像，下部示出了破碎的片劑。儘管通過CCD圖像(圖14B) 無法實現片劑遺失或片劑破碎的檢測，但是根據本發明生成的熱象圖成像圖像清晰地表明何處片劑遺失或破碎(圖14A)。此示例說明本發明可用於封裝後的產品的質量保證，例如，保證泡罩中存在片劑， 檢測有缺陷的片劑(例如，破碎的片劑)。另外，該示例表明本發明可用於在容納於泡罩時識別片劑包衣中的缺陷或有缺陷的膠囊。示例14 監測密封瓶中的液位。樣品製備將容納有不同量的水的兩個不透明瓶子置於8°C的冷卻室兩分鐘。具體地講，通過將樣品在室中冷卻至8°C的預定溫度，然後從室中取出樣品並將其置於室溫下的樣品夾持器上，瓶子經受階躍加熱函數。主動熱象圖成像在將瓶子從室中取出並置於室溫下之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3-5 μ m 波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢瓶子的頂圖像。結果圖15A和圖15B示出了根據本發明實施方式獲得的(圖15A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖15B)容納有不同量的水的瓶子的圖像之間的比較。儘管利用CCD圖像(圖 15B)無法區分兩個瓶子的容納物，但是在生成的熱象圖成像圖像中可視覺地區分兩個瓶子的容納物，即，可清晰地檢測出瓶子中容納的水的不同水位，儘管瓶子本身是不透明和密封的並且瓶子的容納物不可視(圖ISA)。此示例說明本發明還適用於檢測密封容器內的材料的容納量。容器的類型及其構成材料與本發明的執行無關。本發明適用於任何類型的容器，例如，塑料瓶、深色玻璃瓶、帶
蓋瓶等。有時，如果液體比瓶子溫度低，例如，在將液體引入瓶子之後立即檢測，則可以改善容器中液位的檢測。當已冷卻液體被引入瓶子時，其僅使瓶內壁冷卻且僅冷卻至液體的溫度，而瓶子的剩餘部分仍處於其原始溫度。這可允許在製造過程中在包裝過程中實時地保證精確量的液體引入瓶子中。示例15 飲料區分(BARKAN與SEGAL赤霞珠)。樣品製備將一瓶BARKAN 乾紅葡萄酒和兩瓶SEGAL 赤霞珠乾紅葡萄酒置於黑體輻射源上並加熱至30°C。具體地講，當將葡萄酒瓶從黑體輻射源上取下並置於室溫(23°C)下時， 葡萄酒瓶經受階躍加熱函數。主動熱象圖成像在將瓶子從黑體輻射源上取下並置於室溫(23°C )下之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3-5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢瓶子的頂圖像。結果圖16A和圖16B示出了根據本發明實施方式獲得的(圖16A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖16B) —瓶BARKAN (右側瓶子)和兩瓶SEGAL (中間和左側的瓶子)赤霞珠乾紅葡萄酒的圖像之間的比較。儘管利用C⑶裝置(圖16B)時無法區分BARKAN 和 SEGAL 葡萄酒瓶，但是利用熱象圖成像圖像(圖16A)可容易地看出兩種瓶子的差異。因此，此示例說明了通過本發明可以如何實現各種品牌的飲料(例如，葡萄酒瓶)的識別。換言之，本發明不應限於製藥行業，而是還可應用於任何產品製造過程，例如，葡萄酒廠。示例16 異物的檢測。樣品製備將塑料顆粒鋪在容納有白糖晶粒的盤子上。將盤子置於溫度為25°C的黑體輻射源上。通過將黑體輻射源的溫度降低至15°C，糖和塑料顆粒的混合物經受階躍冷卻函數。主動熱象圖成像在應用階躍函數之後10秒，拍攝熱象圖成像圖像。使用3-5 μ m波長範圍的冷卻型MSb檢測器來生成被檢樣品的頂圖像。結果圖17A和圖17B示出了根據本發明實施方式獲得的(圖17A)或利用CCD(VIS)相機獲得的(圖17B)含有塑料顆粒的白糖晶粒的圖像之間的比較。儘管利用CCD相機無法檢測到塑料顆粒的存在，但是在熱象圖成像圖像中可清晰地觀察到它們。 此示例說明了本發明可以如何用於檢測食品中的異物。示例17 檢測包裝的真實性或包裝中的缺陷(1)將可信藥品的包裝和假藥品的包裝並排置於樣品夾持器上並用滷素燈(35 瓦)照射。利用MSb冷卻型檢測器(S⑶製造的)和20mm焦距的透鏡獲得近頂快照圖像。可信包裝的圖像和假包裝的圖像之間表現出差異(未示出)。因此，在照射下樣品的NIR圖像可用於確定包裝(例如，藥品)的真實性。 (2)將可信藥品的包裝和假藥品的包裝並排置於樣品夾持器上並照射。用標準電燈泡的光照射包裝，並利用14百萬像素的CMOS檢測器和20mm焦距的透鏡以可見波長拍攝快照圖像。檢測到包裝之間的差異，從而確保識別可信包裝與假包裝。
權利要求
1.一種用於確定在製造過程中獲得的材料的質量的方法，所述方法包括以下步驟(a)通過紅外(IR)檢測器生成所述材料的頂圖像，所述頂檢測器能夠操作以在該頂檢測器的視場內感測所述材料在中頂波長至甚長頂波長內的輻射；(b)處理所述頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出；以及(c)呈現所述輸出、或利用所述輸出更改所述製造過程、或者它們的組合。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述製造過程提供了選自以下各項的產品治療性產品、飲料、化妝品、化學品、食品或食品添加劑、燃料。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述治療性產品是藥物。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述頂圖像是熱象圖成像圖像。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述頂圖像是通過主動熱象圖成像或被動熱象圖成像生成的。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述主動熱象圖成像包括向所述材料上施加至少一個熱脈衝。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述熱脈衝選自以下各項加熱所述材料、冷卻所述材料、冷卻然後加熱所述材料、以及加熱然後冷卻所述材料。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其中所述熱脈衝作為兩個或更多個熱脈衝的序列或作為單個熱脈衝施加到所述材料上。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述熱脈衝是利用熱脈衝發生器提供的，所述熱脈衝發生器選自由以下各項構成的組中雷射束、頂燈、微波、超聲波、冷卻室、加熱爐、冷卻或加熱黑體輻射源、冷卻或加熱氣體膨脹、冷卻或加熱熱電冷卻器、冰箱和熱穩定室。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其中所述熱脈衝以δ函數熱脈衝、階躍函數熱脈衝，矩形函數熱脈衝、鋸齒函數熱脈衝或周期函數熱脈衝或它們的組合的形式施加。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其中所述中頂波長至甚長頂波長包括從3 μ m至約20 μ m的任何波長。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其中所述頂圖像是由所述頂檢測器結合光學結構所生成的，所述光學結構用於將所述材料的所述輻射會聚到所述頂檢測器上。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的方法，用於生成灰度頂圖像或彩色頂圖像。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的方法，用於生成二維OD)IR圖像、三維(3D) IR圖像或四維(4D) IR圖像。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的方法，其中，所述頂圖像與所述材料的在 NIR、VIS、UV中獲得的一個或更多個圖像組合。
16.根據權利要求1至15中任一項所述的方法，其中所述輸出選自所述頂圖像、或至少一個材料參數、或者圖像和所述至少一個材料參數的組合，所述至少一個材料參數選自含水量、水分散、密度、粒度、多態結構、晶體結構、溫度、溫度分布、材料均勻性、形態、紋理、 覆蓋層質量、多孔性、材料的真實性。
17.根據權利要求16所述的方法，所述方法包括以下步驟將所述材料參數與所述製造過程的預定閾值參數相關聯，並根據該相關聯生成所述輸出。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述閾值參數包括表示所述製造過程中製備的材料的期望質量的基本上明確的值或值的範圍。
19.根據權利要求16或18所述的方法，其中當所述材料參數不同於所述閾值參數時， 所述輸出表示所述材料中的缺陷。
20.根據權利要求17至19中任一項所述的方法，其中當所述材料參數在所述閾值參數內時，所述輸出表示所述材料具有期望質量。
21.根據權利要求19所述的方法，所述方法包括以下步驟對於表示所述材料中的缺陷的輸出，呈現所述輸出、更改製造過程、或它們的組合。
22.根據權利要求21所述的方法，其中所述更改製造過程包括以下各項中的一項或更多項停止所述過程、重複所述過程、將材料引導至不同的製造過程、更改過程條件。
23.根據權利要求16至22中任一項所述的方法，其中所述輸出呈現在視覺呈現單元、 音頻裝置或它們的組合上。
24.根據權利要求21所述的方法，其中所述缺陷包括在所述材料中含有異物。
25.一種用於確定在製造過程中獲得的材料的質量的系統，所述系統包括(a)IR圖像生成裝置，其包括頂檢測器，所述頂檢測器能夠操作以在所述頂檢測器的視場內感測所述材料在中頂波長至甚長頂波長內的輻射，並根據該輻射生成所述材料的相應IR圖像；(b)處理模塊，其用於處理所述頂圖像以生成表示所述材料的質量的輸出；(c)控制單元，其被構造為呈現所述輸出、或利用所述輸出更改製造過程、或者它們的組合。
26.根據權利要求25所述的系統，其中所述頂圖像生成裝置能夠操作以生成熱象圖成像圖像。
27.根據權利要求沈所述的系統，其中所述熱象圖成像圖像是主動熱象圖成像或被動熱象圖成像，並且所述系統包括熱脈衝發生器，所述熱脈衝發生器能夠操作以向所述材料上施加至少一個熱脈衝。
28.根據權利要求27所述的系統，其中所述熱脈衝發生器包括加熱源、冷卻源或它們二者的組合。
29.根據權利要求27或觀所述的系統，其中所述熱脈衝源被構造為向所述材料上施加兩個或更多個熱脈衝的序列或者單個熱脈衝。
30.根據權利要求27所述的系統，其中所述熱脈衝發生器選自由以下構成的組雷射束、頂燈、微波、超聲波、冷卻室、加熱爐、熱電子晶片(TEC)、黑體輻射源、氣體膨脹和冰箱。
31.根據權利要求四或30所述的系統，其中所述熱脈衝以δ函數熱脈衝、階躍函數熱脈衝，矩形函數熱脈衝、鋸齒函數熱脈衝或周期函數熱脈衝或它們的組合的形式施加。
32.根據權利要求25至31中任一項所述的系統，其中所述中頂波長至甚長頂波長包括從3 μ m至約20 μ m的任何波長。
33.根據權利要求25至32中任一項所述的系統，其中所述頂圖像生成裝置包括用於將所述材料的所述輻射會聚到所述頂檢測器上的光學結構。
34.根據權利要求25至33中任一項所述的系統，其中所述頂圖像生成裝置被構造為提供灰度頂圖像或彩色頂圖像。
35.根據權利要求25至34中任一項所述的系統，其中所述頂圖像生成裝置被構造為提供二維QD) IR圖像、三維(3D) IR圖像或四維GD) IR圖像。
36.根據權利要求25至35中任一項所述的系統，其中所述處理模塊能夠操作以生成輸出，所述輸出包括所述頂圖像、或至少一個材料參數、或者所述頂圖像和所述至少一個材料參數的組合，所述至少一個材料參數選自含水量、水分散、密度、粒度、多態結構、晶體結構、溫度、溫度分布、材料均勻性、形態、紋理、覆蓋層質量、多孔性、材料的真實性、遺失材料、材料完整性。
37.根據權利要求36所述的系統，其中所述處理模塊被構造為將所述材料參數與所述製造過程的預定閾值參數相關聯，並根據該相關聯生成所述輸出。
38.根據權利要求25至37中任一項所述的系統，所述系統包括存儲器，所述存儲器包括製造過程的預定閾值參數的資料庫，並且所述材料參數與來自所述資料庫的閾值參數相關聯。
39.根據權利要求38所述的系統，其中所述預定閾值參數的資料庫針對各閾值參數包括表示與所述預定閾值相關聯的製造過程中要獲得的材料的期望質量的基本上明確的值或值的範圍。
40.根據權利要求25至39中任一項所述的系統，其中所述控制單元被構造為接收所述輸出並呈現所述輸出、更改所述製造過程、或它們的組合。
41.根據權利要求40所述的系統，其中所述控制單元被構造為在所述輸出表示所述材料中的缺陷時更改所述製造過程。
42.根據權利要求41所述的系統，其中所述材料中的所述缺陷包括所述材料中存在異物。
43.根據權利要求42所述的系統，其中所述控制單元能夠操作以通過以下各項中的一項或更多項來更改所述製造過程停止所述過程、重複所述過程、將材料引導至不同的製造過程、更改過程條件。
44.根據權利要求25至43中任一項所述的系統，所述系統包括用於呈現所述輸出的呈現單元，所述呈現單元包括視覺呈現單元、音頻裝置或它們的組合。
45.根據權利要求25至44中任一項所述的系統，所述系統包括用戶接口，其允許用戶將製造過程的一個或更多個預定閾值參數引入所述處理模塊中。
46.根據權利要求45所述的系統，所述系統包括在所述頂圖像生成裝置、處理模塊、控制單元、存儲器或用戶接口中任何一者之間的有線或無線通信。
47.根據權利要求25至46中任一項所述的系統，其中所述處理模塊被構造為將所述 IR圖像與所述材料的在NIR、VIS、UV中獲得的一個或更多個圖像組合。
48.一種用於確定包裝的真實性或包裝的質量的方法，所述方法包括以下步驟(a)通過能夠操作以在視場內檢測所述包裝的可見光(VIQ檢測器、近^(NIR)檢測器、紫外線(UV)檢測器、超聲波(UQ檢測器、MWR檢測器或太赫茲檢測器，生成所述包裝的一個或更多個圖像，其中當通過所述VIS檢測器或通過所述OTR檢測器生成所述一個或更多個圖像時，在圖像生成期間照射所述包裝，並且其中當通過VIS檢測器生成所述一個或更多個圖像時，通過UV光進行所述照射；(b)將所述包裝的所述一個或更多個圖像與基準包裝進行比較；以及(c)呈現所述比較或者表示所述比較的量化值，從而使得能夠確定所述包裝的真實性。
49.根據權利要求48所述的方法，所述方法包括在拍攝所述一個或更多個圖像期間照射所述包裝。
50.根據權利要求49所述的方法，其中利用選自由滷素燈、UV燈和電燈泡構成的組中的光源進行照射。
51.根據權利要求48至50中任一項所述的方法，其中所述基準包裝是可信包裝的圖像。
全文摘要
使用熱象圖成像來監控制造過程中藥物產品(108)的質量參數。
文檔編號G01N21/35GK102378912SQ201080015389
公開日2012年3月14日 申請日期2010年2月4日 優先權日2009年2月5日
發明者埃蘭·辛巴, 約阿夫·魏因施泰因 申請人:D.I.R.技術(紅外檢測)有限公司