專利名稱：一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及一種有關(guān)醫(yī)用注射劑的檢測，特別是一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所指的有害微粒是指存在于注射劑，在規(guī)定條件下目視可以觀測到的不溶性微粒，其粒徑或長度通常> 50Mm。大量研究證明，有害微粒會產(chǎn)生潛在的嚴重危害，如炎癥反應(yīng)、肉芽腫、腫瘤、熱源樣反應(yīng)等。輸液中微粒較大或過多將造成局部血管堵塞引起血栓，以致供血不足或因缺氧而產(chǎn)生水腫或靜脈炎。《中國藥典》2010版規(guī)定對注射劑中所含不溶性微粒，50 μ m以上的為必須檢出。若有一種方便快捷的裝置能夠在臨床使用之前由護理工作者檢測50 μ m以上的有害微粒，甄別出不符合標準的注射劑，對患者用藥安全起到最后一個屏障作用，是非常具有臨床價值的。對于注射劑中的有害微粒，常見的檢測裝置及涉及檢測方法有燈檢法和光散射法。燈檢法比較簡便、實用、檢測成本低，適用于大多數(shù)品種，但檢查結(jié)果受人為主觀影響較大。其中包括檢驗者的技術(shù)水平，檢測手法，身體狀態(tài)，疲勞程度，視力，心理狀態(tài)等，漏檢率受主觀影響較高，不能保證不合格品全部檢出。光散射法較為客觀，但目前存在成本高、使用品種少、參數(shù)設(shè)置不當影響檢測結(jié)果等缺點。超聲波具有頻帶范圍寬，穿透性好，能在有色和不透明的物質(zhì)中傳播，測量速度快且成本相對低廉等優(yōu)點，并且超聲在含顆粒液體中的傳播機制和顆粒的粒徑密切相關(guān)，可以被用作顆粒粒徑信息載體實現(xiàn)有害顆粒檢測。在常規(guī)的2 20MHz超聲頻率范圍內(nèi)，在注射液中傳播的超聲波的波長要比50 μ m的顆粒粒徑大，也即尺寸因子ka —般小于O. 5，此時超聲的背向散射聲壓要顯著大于前向散射聲壓，優(yōu)選采用超聲背向散射法檢測顆粒粒徑?，F(xiàn)有的超聲背向散射法顆粒檢測方法，都是建立在超聲波通過固液二重媒介平面的模型上，且假定被測顆粒濃度低至在探測區(qū)內(nèi)只有單個顆粒通過。因此在這類檢測方法中，超聲發(fā)射探頭必須固定在被測對象的外壁上，因而無法檢測落在聲壓近場區(qū)的顆粒粒徑；也有學者提出將待測液通過特制的裝有超聲探頭的細管來檢測顆粒粒徑并保證一次通過單個顆粒，但這類方法效率較低且需對被測對象及容器進行改造，無法對類似于瓶裝注射劑之類的檢測對象實施非侵入和非破壞性的檢測。另外，考慮到尺寸因子ka和背向散射聲壓的關(guān)系曲線是非單調(diào)的，在超聲發(fā)射頻率不變的情況下，其檢測結(jié)果的單值性也難以保證，不能得出準確的檢測結(jié)果。有鑒于此，本發(fā)明人結(jié)合從事超聲波檢測微粒領(lǐng)域研究工作多年的經(jīng)驗，對上述技術(shù)領(lǐng)域的缺陷進行長期研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，采用三重媒介超聲背向散射和離心沉降技術(shù)，能實現(xiàn)非接觸、非侵入、非破壞性、具有測量誤差修正功能的有害微粒檢測，且操作簡單、易行。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，包括前期準備步驟、進水排水步驟、檢測準備步驟和作出檢測步驟。其中前期準備步驟，是指將待測輸液瓶和比對輸液瓶分別固定在各自的輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)上，待測輸液瓶中含一定體積的注射液A并可能含有其他有害微粒，比對輸液瓶內(nèi)含相同體積的由純凈注射液A和均勻分布的50 μ m玻璃微珠顆粒構(gòu)成的比對液；在觸摸屏上輸入輸液瓶的特征信息，點擊運行圖標啟動檢測裝置工作，觸摸屏將特征信息和啟動信號發(fā)送到微處理器；微處理器控制離心電機驅(qū)動控制模塊輸出信號，使輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)動作將待測輸液瓶和比對輸液瓶夾緊，然后微處理器控制離心電機啟動并運轉(zhuǎn)可使顆粒從瓶心充分移動到瓶壁處的t時間后停止。其中進水排水步驟是指，當離心電機停止后，微處理器驅(qū)動電磁閥控制模塊發(fā)出信號使進水電磁閥打開，往可儲水的檢測裝置外殼內(nèi)注入純水至少至可淹沒所有超聲換能器的水位；當檢測結(jié)束后，微處理器驅(qū)動電磁閥控制模塊發(fā)出信號使排水電磁閥打開排空檢測裝置外殼內(nèi)的純水。其中檢測準備步驟是指，，當離心電機停止后，微處理器通過驅(qū)動控制模塊和高精度伸縮機構(gòu)將比對超聲換能器移動到該換能器的聲壓極大值Zmax所在處，即距離比對輸液
瓶內(nèi)的點式超聲接收換能器
距離處，而檢測超聲換能器和比對超聲換能器水平固定連接，檢測超聲換能器也同步移動到Zmax處；微處理器通過從觸摸屏獲得的輸液瓶特征信息，計算超聲波在三重媒介中能實現(xiàn)全透射的頻率值并根據(jù)超聲換能器特性選取距離中心頻率最近的作為基準發(fā)射頻率f0 ；微處理器根據(jù)比對輸液瓶和待測輸液瓶在瓶壁厚度上的偏差信息計算由此產(chǎn)生的聲波透射衰減并將其用一誤差補償系數(shù)k補償。其中作出檢測步驟是指，微處理器控制超聲換能器、檢測超聲換能器分別按基準
頻率A >1.5 和O. 75 J；發(fā)射脈沖超聲波，分別記錄這3個散射回波測量值并將其疊加
得到比對散射聲壓VO和待測散射聲壓Vl，微處理器通過比值k*Vl/V0得到有關(guān)檢測區(qū)域顆粒粒徑相對于50 μ m標準微粒的大小等信息的有害微粒檢測結(jié)果，同時將該結(jié)果通過觸摸屏顯不并作聲光報警。進一步，所述待測輸液瓶和比對輸液瓶是同類型輸液瓶，其瓶底和瓶口在垂直方向上的高度相等，比對輸液瓶的軸心線和比對超聲換能器的垂直距離與待測輸液瓶的軸心線和檢測超聲換能器的垂直距離相等，待測輸液瓶和比對輸液瓶軸心線在底部平面的投影點，以及超聲換能器和檢測超聲換能器在底部平面的投影點是該平面上某矩形的4個頂點；高精度伸縮機構(gòu)和比對超聲換能器、檢測超聲換能器彼此通過T型直桿固定連接，通過水平方向的伸縮可調(diào)節(jié)各超聲換能器的水平位置，高精度伸縮機構(gòu)固定在檢測裝置外殼上且和伸縮機構(gòu)驅(qū)動控制模塊電相連；比對超聲換能器和檢測超聲換能器采用同型超聲換能器，均為凹球面聚焦式、寬頻超聲換能器，比對超聲換能器和檢測超聲換能器均與多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊電相連；待測輸液瓶和比對輸液瓶分別由輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)固定，離心電機的輸出軸和輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)固定連接并可帶動其旋轉(zhuǎn)，離心電機固定在檢測裝置外殼的底部并和離心電機驅(qū)動控制模塊電相連，輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)的夾緊操作也由離心電機驅(qū)動控制模塊控制；點式超聲接收換能器固定在比對輸液瓶的內(nèi)部靠近比對超聲換能器一側(cè)的瓶壁處，且其垂直高度和比對超聲換能器相等，點式超聲接收換能器的另一端和多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊電相連；進水電磁閥及進水管路安置在可儲水的檢測裝置外殼側(cè)壁靠上部，排水電磁閥安置在檢測裝置外殼側(cè)壁靠下部，均和電磁閥控制模塊電相連；多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊的輸出和高速A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，高速A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出和微處理器相連，微處理器分別和觸摸屏、多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊、高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、電磁閥控制模塊、伸縮機構(gòu)驅(qū)動控制模塊和離心電機驅(qū)動控制模塊相連；觸摸屏可輸入特征信息、顯示有害微粒評判結(jié)果，并可將特征信息及啟動信息發(fā)送給微處理器。進一步，所述前期準備步驟中t時間是指，微處理器根據(jù)微粒在離心場內(nèi)的運動速度公式，結(jié)合從觸摸屏處獲得的其它必要特征參數(shù)推算出微粒從瓶心移動到瓶壁處的最
大所需時間
權(quán)利要求
1.一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于包括前期準備步驟、進水排水步驟、檢測準備步驟和作出檢測步驟； 其中前期準備步驟，是指將待測輸液瓶和比對輸液瓶分別固定在各自的輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)上，待測輸液瓶中含一定體積的注射液A并可能含有其他有害微粒，比對輸液瓶內(nèi)含相同體積的由純凈注射液A和均勻分布的50 ii m玻璃微珠顆粒構(gòu)成的比對液；在觸摸屏上輸入輸液瓶的特征信息，點擊運行圖標啟動檢測裝置工作，觸摸屏將特征信息和啟動信號發(fā)送到微處理器；微處理器控制離心電機驅(qū)動控制模塊輸出信號，使輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)動作將待測輸液瓶和比對輸液瓶夾緊，然后微處理器控制離心電機啟動并運轉(zhuǎn)可使顆粒從瓶心充分移動到瓶壁處的t時間后停止； 其中進水排水步驟是指，當離心電機停止后，微處理器驅(qū)動電磁閥控制模塊發(fā)出信號使進水電磁閥打開，往可儲水的檢測裝置外殼內(nèi)注入純水至少至可淹沒所有超聲換能器的水位；當檢測結(jié)束后，微處理器驅(qū)動電磁閥控制模塊發(fā)出信號使排水電磁閥打開排空檢測裝置外殼內(nèi)的純水； 其中檢測準備步驟是指，，當離心電機停止后，微處理器通過驅(qū)動控制模塊和高精度伸縮機構(gòu)將比對超聲換能器移動到該換能器的聲壓極大值Zmax所在處，即距離比對輸液瓶內(nèi)的點式超聲接收換能器Zn*距離處，而檢測超聲換能器和比對超聲換能器水平固定連接，檢測超聲換能器也同步移動到Zmax處；微處理器通過從觸摸屏獲得的輸液瓶特征信息，計算超聲波在三重媒介中能實現(xiàn)全透射的頻率值并根據(jù)超聲換能器特性選取距離中心頻率最近的作為基準發(fā)射頻率f0 ；微處理器根據(jù)比對輸液瓶和待測輸液瓶在瓶壁厚度上的偏差信息計算由此產(chǎn)生的聲波透射衰減并將其用一誤差補償系數(shù)k補償； 其中作出檢測步驟是指，微處理器控制超聲換能器、檢測超聲換能器分別按基準頻率/0、I. 5 /0和0. 75 /n發(fā)射脈沖超聲波，分別記錄這3個散射回波測量值并將其疊加得到比對散射聲壓VO和待測散射聲壓VI，微處理器通過比值k*Vl/V0得到有關(guān)檢測區(qū)域顆粒粒徑相對于50 y m標準微粒的大小等信息的有害微粒檢測結(jié)果，同時將該結(jié)果通過觸摸屏顯不并作聲光報警。
2.如權(quán)利要求I所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述待測輸液瓶和比對輸液瓶是同類型輸液瓶，其瓶底和瓶口在垂直方向上的高度相等，比對輸液瓶的軸心線和比對超聲換能器的垂直距離與待測輸液瓶的軸心線和檢測超聲換能器的垂直距離相等，待測輸液瓶和比對輸液瓶軸心線在底部平面的投影點，以及超聲換能器和檢測超聲換能器在底部平面的投影點是該平面上某矩形的4個頂點；高精度伸縮機構(gòu)和比對超聲換能器、檢測超聲換能器彼此通過T型直桿固定連接，通過水平方向的伸縮可調(diào)節(jié)各超聲換能器的水平位置，高精度伸縮機構(gòu)固定在檢測裝置外殼上且和伸縮機構(gòu)驅(qū)動控制模塊電相連；比對超聲換能器和檢測超聲換能器采用同型超聲換能器，均為凹球面聚焦式、寬頻超聲換能器，比對超聲換能器和檢測超聲換能器均與多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊電相連；待測輸液瓶和比對輸液瓶分別由輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)固定，離心電機的輸出軸和輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)固定連接并可帶動其旋轉(zhuǎn)，離心電機固定在檢測裝置外殼的底部并和離心電機驅(qū)動控制模塊電相連，輸液瓶托架及夾緊機構(gòu)的夾緊操作也由離心電機驅(qū)動控制模塊控制；點式超聲接收換能器固定在比對輸液瓶的內(nèi)部靠近比對超聲換能器一側(cè)的瓶壁處，且其垂直高度和比對超聲換能器相等，點式超聲接收換能器的另一端和多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊電相連；進水電磁閥及進水管路安置在可儲水的檢測裝置外殼側(cè)壁靠上部，排水電磁閥安置在檢測裝置外殼側(cè)壁靠下部，均和電磁閥控制模塊電相連；多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊的輸出和高速A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，高速A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出和微處理器相連，微處理器分別和觸摸屏、多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊、高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、電磁閥控制模塊、伸縮機構(gòu)驅(qū)動控制模塊和離心電機驅(qū)動控制模塊相連；觸摸屏可輸入特征信息、顯示有害微粒評判結(jié)果，并可將特征信息及啟動信息發(fā)送給微處理器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述前期準備步驟中t時間是指，微處理器根據(jù)微粒在離心場內(nèi)的運動速度公式，結(jié)合從觸摸屏處獲得的其它必要特征參數(shù)推算出微粒從瓶心移動到瓶壁處的最大所需時間4
4.如權(quán)利要求2所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述檢測準備步驟中通過微處理器計算超聲波在三重媒介中的全透射基準頻車的公式如下
5.如權(quán)利要求2所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述檢測準備步驟中極大值Zmax，是通過計算步驟和驅(qū)動步驟進行標定；所述計算步驟是指，微處理器根據(jù)檢測準備步驟中獲得的基準發(fā)射頻率fO，計算凹球面聚焦式換能器的理論聲壓極大值Zg及距離Zg處聲壓衰減3dB的距離Z1和Zy ;所述驅(qū)動步驟是指，微處理器控制伸縮機構(gòu)驅(qū)動控制模塊發(fā)出信號，驅(qū)動高精度伸縮機構(gòu)帶動比對超聲換能器移動到距離比對輸液瓶內(nèi)的點式超聲接收換能器二距離處，并以一定的速度向輸液瓶靠近直到移動到^ 距離處，在移動的同時比對超聲換能器按一定的間隔時間發(fā)出強度相同的脈沖超聲波，點式超聲接收換能器將接受到的多個聲壓強度信息通過多通道超聲信號發(fā)生和接收模塊和高速A/D轉(zhuǎn)換模塊傳遞給微處理器，通過采集到的系列數(shù)據(jù)建立聲壓強度和距離的曲線，找出極大點的位置即極大值^。
6.如權(quán)利要求5所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述凹球面聚焦式換能器的理論聲壓極大值Zg及距離Zg處聲壓衰減3dB的距離H和Zr的計算步驟如下微處理器根據(jù)基準頻車X計算凹球面聚焦換能器聲壓軸向分布表達式
7.如權(quán)利要求2所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述檢測準備步驟中比對輸液瓶2和待測輸液瓶I在瓶壁厚度上的偏差信息通過下述方法獲得微處理器控制比對超聲換能器、檢測超聲換能器按基準頻車發(fā)射測試脈沖，然后根據(jù)超聲換能器、檢測超聲換能器接收到的回波信號中內(nèi)外瓶壁反射信號的時間軸上的位置差異獲得待測輸液瓶和比對輸液瓶在瓶壁厚度上的偏差信息。
8.如權(quán)利要求7所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于所述檢測準備步驟中誤差補償系數(shù)k通過下述方式獲得由瓶壁厚度偏差造成的超聲透射衰減系數(shù) 通過下述公式計算
9.如權(quán)利要求2所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于檢測超聲換能器可以是排成一列并垂直底部平面的2個以上超聲換能器組成，其中最上面超聲換能器和比對超聲換能器的高度相同；此時，微處理器控制超聲換能器、檢測超聲換能器分別按基準頻率 I 5 /0和0.75 發(fā)射脈沖超聲波，分別記錄這3個散射回波測量值并將微粒背向散射信號部分截取并；加得到該點的比對散射聲壓I和待測散射聲壓Vj-D = IA -)，微處理器通過比值《 = Lvj Zv0得到檢測區(qū)域顆粒粒徑相對于50 _標準粒徑的大小信息。
10.如權(quán)利要求1-9任一權(quán)利要求所述的一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，其特征在于不管檢測超聲換能器5是單個還是多個超聲換能器，其他步驟不變，微處理器控制離心電機在超聲換能器、檢測超聲換能器發(fā)射脈沖超聲波的間隔時間內(nèi)以一定的速度緩速轉(zhuǎn)動，根據(jù) 比值信號的幅度和個數(shù)，就可以測得待測輸液瓶內(nèi)注射液顆粒粒徑分布的全面信息并給出有害微粒評判結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注射劑臨用前有害微粒檢測方法，包括前期準備步驟、進水排水步驟、檢測準備步驟和作出檢測步驟。作出檢測步驟是指，微處理器控制超聲換能器、檢測超聲換能器分別按基準頻率、1.5和0.75發(fā)射脈沖超聲波，分別記錄這3個散射回波測量值并將其疊加得到比對散射聲壓V0和待測散射聲壓V1，微處理器通過比值k*V1/V0得到有關(guān)檢測區(qū)域顆粒粒徑相對于50μm標準微粒的大小等信息的有害微粒檢測結(jié)果，同時將該結(jié)果通過觸摸屏顯示并作聲光報警。本技術(shù)方案，采用三重媒介超聲背向散射和離心沉降技術(shù)，能實現(xiàn)非接觸、非侵入、非破壞性、具有測量誤差修正功能的有害微粒檢測，且操作簡單、易行。
文檔編號G01N15/02GK102798662SQ201210315499
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者張華芳 申請人:紹興文理學院