專利名稱：光學(xué)夾雜物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及對被填充針筒的質(zhì)量控制，更特別地涉及一種用于獲取 和評價(jià)針筒圖像來識別針筒中的氣泡或其它外來物的存在的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
本部分意圖向讀者介紹與將在以下描述和/或要求權(quán)利的本發(fā)明各方面 相關(guān)的領(lǐng)域的各方面內(nèi)容。這部分討論對于為讀者提供背景信息非常有用， 有助于更好地理解本發(fā)明的各方面。因此，需理解應(yīng)該依據(jù)以上角度閱讀這 些陳述，而并非認(rèn)為是對現(xiàn)有技術(shù)的說明。
針筒一般在使用前填充有液體。 一般，醫(yī)護(hù)人員或預(yù)填充針筒的制造者 用藥物、造影劑或其它醫(yī)用流體填充針筒。在填充之后、注射之前，針筒被 檢查是否存在不是要被注射的液體的材料，諸如氣泡或外來顆粒(統(tǒng)稱為"夾 雜物，，)。 一般，檢驗(yàn)員視覺地檢查針筒并視圖量化這些材料的量。是否使用 針筒的決定一般基于視覺檢驗(yàn)針筒。不幸的是，視覺檢驗(yàn)通常是耗費(fèi)人力的， 并且最終的測量經(jīng)常由于每個(gè)檢驗(yàn)員的主觀判斷而變化。

發(fā)明內(nèi)容
以下闡述了本發(fā)明的一些示例方面。應(yīng)理解，這些方面僅用于向讀者提 供本發(fā)明所采取的 一些形式的簡要總結(jié)，而這些方面并不意圖限制本發(fā)明的 范圍。實(shí)際上，本發(fā)明可涵蓋沒有在以下明確指出的各方面。
在一些方面中，本發(fā)明涉及可客觀地檢測和/或量化醫(yī)用流體內(nèi)的夾雜物 的系統(tǒng)。 一些隨后討論的實(shí)施例對被填充的醫(yī)用流體容器的夾雜物進(jìn)行數(shù)字 成像，以量化醫(yī)用流體中的夾雜物(即，諸如氣泡和/或顆粒這樣的不期望有 的物質(zhì))的數(shù)目。在一些實(shí)施例中，這種量化需要檢測在醫(yī)用流體的圖像中 的一個(gè)或多個(gè)像素來確定像素( 一個(gè)或多個(gè))是否顯示夾雜物和/或流體的一 部分。在這些實(shí)施例中的一些中，顯示夾雜物時(shí)，可對具有一定范圍內(nèi)的顏 色和/或強(qiáng)度的像素進(jìn)行分類。如果在顯示夾雜物時(shí)分類的像素的數(shù)量或百分比在臨界值之上時(shí)，針筒可在本發(fā)明的一些實(shí)施例中被確定為不可使用。
本發(fā)明的第 一方面涉及用于檢測在被容納的醫(yī)用流體中的夾雜物的夾 雜物傳感器。該傳感器包括圖像獲取裝置(例如，數(shù)字照相機(jī))和與圖像獲
取裝置通訊地互連的圖像處理器。附帶地，"通訊地互連"等一^:是指多個(gè) 物體被聯(lián)接(直接或間接地)以使得其能使信號在它們之間傳輸?shù)臈l件，該 信號諸如電和/或無線電波信號。除了圖像獲取裝置和圖像處理器，傳感器還 包括夾雜物識別器，其與圖像處理器通訊地互連。該夾雜物識別器被構(gòu)造為 識別在醫(yī)用流體的圖像中的代表醫(yī)用流體內(nèi)的夾雜物的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第二方面涉及用于量化醫(yī)用流體中的夾雜物的夾雜物計(jì)量器。 該計(jì)量器包括圖像獲取裝置和與圖像獲取裝置通訊地互連的夾雜物計(jì)數(shù)器。 該夾雜物計(jì)數(shù)器可被構(gòu)造為處理(例如，量化)代表醫(yī)用流體中的夾雜物的 圖像數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第三方面涉及#:測醫(yī)用流體中的夾雜物的方法。在該方法中， 醫(yī)用流體被成像，基于代表醫(yī)用流體中的夾雜物的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器，被顯示(例如，在計(jì)算機(jī)屏幕上)和/或被用于 觸發(fā)信號(例如，視覺和/或音頻警報(bào))的輸出，該信號指示超過可接受夾雜 物容忍水平的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第四方面涉及操作醫(yī)用流體注射器系統(tǒng)的方法。在該方法中， 容納醫(yī)用流體的針筒被醫(yī)用流體注射器系統(tǒng)接收(例如，被安裝)。代表圖 像數(shù)據(jù)的量的信號然后被該系統(tǒng)產(chǎn)生，其中該圖像數(shù)據(jù)代表醫(yī)用流體的夾雜 物。該系統(tǒng)然后確定信號是否超過預(yù)定的臨界值。
本發(fā)明的第五方面涉及有形介質(zhì)，該介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的代碼，用于 檢測醫(yī)用流體內(nèi)的夾雜物的存在。在一些實(shí)施例中，代碼包括指令，用于接 收代表醫(yī)用流體的圖像的數(shù)據(jù)、分析該數(shù)據(jù)和基于該分析產(chǎn)生在醫(yī)用流體內(nèi) 的夾雜物的量的指令。
可以并入到這些各方面。這些改進(jìn)和其它特征可以單獨(dú)或結(jié)合地存在。例如， 以下相對于一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例討論的各特征可單獨(dú)或任意結(jié)合地并
入到本發(fā)明的上述任意方面。再次，上述的簡要總結(jié)僅意圖使讀者了解本發(fā) 明的一些方面和內(nèi)容，而不限制權(quán)利要求的主題。


在參考附圖閱讀以下詳細(xì)說明后，本發(fā)明的這些或其它特征、方面和優(yōu)
點(diǎn)將更加容易理解，在這些附圖中，相同的標(biāo)號表示相同的部件，其中 圖l是示例氣泡檢測器的示意圖； 圖2是另一示例氣泡檢測器的示意圖； 圖3是示出示例注射過程的流程圖4和5是分別具有和不具有可接受數(shù)量的氣泡的流體的示例圖像；和 圖6是示例帶有氣泡檢測器的透視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡 要說明，實(shí)際實(shí)施方案的所有特征都不在本說明書中描述。應(yīng)該理解，任意 工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的任意這樣的實(shí)際實(shí)施方案的改進(jìn)、大量的具體實(shí)施決定 都應(yīng)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)者的具體目標(biāo)，例如遵守在每個(gè)實(shí)施方案中均不同的與系統(tǒng)相 關(guān)和與商業(yè)有關(guān)的限制。此外，應(yīng)該理解，這樣的改進(jìn)可能是復(fù)雜且耗時(shí)的， 但對于得到所公開內(nèi)容利益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，這些都是設(shè)計(jì)、制
造和生產(chǎn)中的常規(guī)任務(wù)。
當(dāng)介紹本發(fā)明各實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞"一個(gè)(a)"、"一個(gè)(an)"、"該" 和"所述"意圖表示存在一個(gè)或多個(gè)元件。術(shù)語"包括"、"包含"和"具有" 意圖是包含性的，并且表示還存在除了所列元件之外的其它元件。此外，"頂 部"和"底部"、"以上"和"以下"及它們的變體和取向的其它術(shù)語均為了 方便而使用，而部件的特定取向不是必須的。"第一物體布置在另一物體周 圍，，中的術(shù)語"布置在周圍，，是指，第一物體至少部分地、而不是必須完全
地包圍或圍繞另一物體。此外，如在此所用的，術(shù)語"夾雜物"是指流體(例 如，液體)內(nèi)的視覺上與流體明顯不同和/或可測量的視覺上影響流體的材料，
例如，氣泡、固定顆粒、沉淀、經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)的一部分流體，或?qū)е铝黧w中 顏色變化的其它流體。在此，術(shù)語"被容納" 一般是指包裝。術(shù)語"聯(lián)接" 直4妻或間接、永久或可移除地機(jī)械連接或接觸的狀態(tài)，"通訊互連"是指信 息能夠在第一物體和第二物體之間傳送的狀態(tài)(例如，通過硬接線連接、無 線信號傳輸?shù)?。如在此使用的，術(shù)語"固定"是指被至少臨時(shí)地保持在固 定關(guān)系的狀態(tài)(例如，相對的零自由度)。參考附圖，圖1示出了示例夾雜物檢測器10。如在以下進(jìn)一步解釋，正 討論的夾雜物檢測器IO可照亮被填充的針筒、獲取在其中的流體的圖像并
通過分析圖像來量化針筒內(nèi)的氣泡和/或其它夾雜物的數(shù)量。在一些實(shí)施例
中，示例夾雜物;險(xiǎn)測器10可減小與針筒的手動(dòng)質(zhì)量控制枱r—瞼相關(guān)聯(lián)的主觀 性和成本。
示例夾雜物檢測器10包括傳感器組件12、圖像處理器14和報(bào)警器16。 如在此所使用的，術(shù)語"圖像處理器，，是指接收作為輸入的圖像(其定義在 此還包括代表圖像的數(shù)據(jù))并提供(例如，計(jì)算)至少部分地由輸入決定的 輸出的任意裝置。這些部件12、 14、 16以下被詳細(xì)描述?，F(xiàn)在，應(yīng)注意， 傳感器組件12與圖像處理器14通訊地互連，圖像處理器14與報(bào)警器16通 訊地互連。在操作中，傳感器組件12獲取醫(yī)用流體的至少一個(gè)圖像，圖像 處理器14基于被獲取圖像的分析觸發(fā)報(bào)警器16。為此，在一些實(shí)施例中， 傳感器組件12、圖像處理器14和報(bào)警器16具有如在以下詳細(xì)描述的各種子 部件。
圖1的傳感器組件12包括照相機(jī)18、容器20和發(fā)光器件22。在一些 實(shí)施例中，照相機(jī)18可包括或指數(shù)字照相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、圖像獲取板、 光傳感陣列、二維光傳感陣列、視頻照相機(jī)或其它適當(dāng)?shù)膱D像獲取裝置。照 相機(jī)18可具有光敏介質(zhì)，諸如膜、電荷耦合裝置(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體傳感器或光電二極管陣列。照相機(jī)18的分辨率可以大于或等于一百 像素、 一千像素、十萬像素、 一百萬像素、兩百萬像素、三百萬像素、四百 萬像素、五百萬像素、 一千萬像素或更多。照相機(jī)18可以對可見光、紅外 光和/或紫外光敏感，這取決于諸如所需應(yīng)用這樣的因素。
容器20可以是針筒、靜脈注射流體袋、散裝流體貯存器、注射裝置或 患者和針筒之間的流體導(dǎo)管。例如，容器20可以是預(yù)填充的針筒。容器20 的壁可包括光可透過的基本透明或基本半透明的部分。在一些實(shí)施例中，容 器20的基本上所有的壁都由基本透明的材料制成，諸如玻璃或其它適當(dāng)?shù)?醫(yī)用流體容器材料(例如，Daikyo樹脂CZ，可從West Pharmaceutical Services of Lionville， Pennsylvania獲得)。
容器20可容納流體24和在流體24內(nèi)或附近的大量夾雜物26。在一些 實(shí)施例中，流體24可以是鹽水、標(biāo)記劑、造影劑、放射藥物或其它適當(dāng)?shù)?醫(yī)用流體。夾雜物26例如可以是氣泡和/或固體顆粒。應(yīng)該注意的是， 一些實(shí)施例可能不包括流體24或夾雜物26，但這不意味在此討論的其它特征不 能被省略。例如， 一些實(shí)施例可包括并不必須是液體的流體，諸如氣體或膠 體，或者它們可以簡單地包括容器20和在空容器20內(nèi)的夾雜物26。
傳感器組件12包4舌發(fā)光器件22。發(fā)光器件22可以具有或指一種或多種 類型的發(fā)光器件，諸如發(fā)光二極管、有機(jī)光發(fā)射二極管、熒光器件、白熾光 器件、自然光器件和/或在容納傳感器組件12的房間中的環(huán)境照明。發(fā)光器 件22可包括單個(gè)發(fā)光器件或發(fā)光器件陣列。發(fā)光器件22可發(fā)出具有各種波 長的光，這取決于實(shí)施情況。例如，發(fā)光器件22可發(fā)射紅外光、可見光、 紫外光或其組合。在一些實(shí)施例中，發(fā)光器件22可發(fā)射具有多個(gè)波長的光， 諸如大致的白光。
組裝好時(shí)，發(fā)光器件22和照相機(jī)18被定位為(分別)照亮容器20和 為其成像。在一些實(shí)施例中，發(fā)光器件22可具有照明區(qū)域，這限定為發(fā)光 器件22被激發(fā)時(shí)照亮的區(qū)域。發(fā)光器件22可定位在容器20或發(fā)光器件固 定件上，以使得被發(fā)出的光照亮容器20或穿過容器。照相機(jī)18具有觀察區(qū) 域，這限定為被照相機(jī)18獲取的圖像所顯示的區(qū)域。照相機(jī)18可聯(lián)接至照 相機(jī)夾具并被取向?yàn)槊鎸θ萜?0，容器20可聯(lián)接至容器夾具(如以下將參 考圖2所述)。
為了潛在地提高測量的可重復(fù)性，在一些實(shí)施例中，照相機(jī)18、容器 20和發(fā)光器件22可在獲取圖像時(shí)對齊至固定部(以下舉例討論)。如在此所 使用的，術(shù)語"固定部" 一般是指將物體在一位置和/或以一取向?qū)R的任意 裝置，短語"對齊至"是指相對于一些如固定部之類的參照結(jié)構(gòu)而被定位和 /或取向的狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，照相機(jī)18、容器20和/或發(fā)光器件22可 以通過固定部在一個(gè)或多個(gè)離散的位置以一個(gè)或多個(gè)離散的取向被可移除 和/或永久地聯(lián)接至傳感器組件12,以使得多個(gè)測量可在大致類似或幾乎相 同的條件下執(zhí)行。為了盡可能提高可重復(fù)性， 一些實(shí)施例的傳感器組件12 可阻擋并非來自于發(fā)光器件22的光源的光。
轉(zhuǎn)到圖1的夾雜物檢測器IO的其它部件，圖像處理器14可包括計(jì)數(shù)器 28和存儲(chǔ)器30。計(jì)數(shù)器28可包括代碼和/或電路，其被構(gòu)造為輸出代表流體 24中的夾雜物26的量的信號。替換地或附帶的，圖像處理器14可包括夾雜 物識別器，其被構(gòu)造為指示或檢測顯示在圖像中的夾雜物26的存在。計(jì)數(shù) 器28可包括微處理器、數(shù)字信號處理器、中央處理單元、固態(tài)開關(guān)和/或特定應(yīng)用集成電路。在一些實(shí)施例中，個(gè)人計(jì)算機(jī)、主計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、個(gè)人 數(shù)字助理、手持計(jì)算機(jī)、片狀計(jì)算機(jī)和/或筆記本可實(shí)施全部或部分的計(jì)數(shù)器
28。替換地或附帶地，計(jì)數(shù)器28可包括模擬積分電路，其包括聯(lián)接至伏特 計(jì)的電容器。雖然在本實(shí)施例中計(jì)數(shù)器28表現(xiàn)為單塊，應(yīng)該注意的是，計(jì) 數(shù)器28可包括各種裝置，其實(shí)體上定位為彼此遠(yuǎn)離，且由此應(yīng)被認(rèn)為是邏 輯單元，例如狀態(tài)才幾(state machine )。
存儲(chǔ)器30可包括各種形式的存儲(chǔ)器，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、閃存、 硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)驅(qū)動(dòng)器、靜態(tài)隨枳^取存儲(chǔ)器和/或其它有形 機(jī)器可讀媒介。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器30可整合到計(jì)數(shù)器28 (例如，作 為緩沖存儲(chǔ)器)，或存儲(chǔ)器30可遠(yuǎn)離計(jì)數(shù)器28 (例如，在遠(yuǎn)程服務(wù)器上的數(shù) 據(jù)庫中)。與計(jì)數(shù)器28—樣，存儲(chǔ)器30意圖代表邏輯單元且并非必須是單 個(gè)整合裝置，雖然這些裝置可以用在一些實(shí)施例中。應(yīng)該注意的是，與在此 討論的許多特征一樣， 一些實(shí)施例可以不包括存儲(chǔ)器30。
存儲(chǔ)器30可存儲(chǔ)輔助計(jì)數(shù)器28的操作的程序，諸如操作系統(tǒng)、圖像分 析軟件、電子表格軟件、統(tǒng)計(jì)過程控制軟件、網(wǎng)絡(luò)軟件和/或數(shù)據(jù)庫軟件。在 一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器30可存儲(chǔ)代碼，用于接收醫(yī)用流體24的圖像、分析 該圖像并輸出在該圖像內(nèi)顯示的夾雜物26的比例或量的指令。在一些實(shí)施 例中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中的代碼可包括用于分析圖像中的數(shù)據(jù)的指令來判 斷像素是否比臨界值暗或亮，用于計(jì)算示出夾雜物26的圖像的百分比。
組裝好時(shí)，計(jì)數(shù)器28與照相機(jī)18和存儲(chǔ)器30通訊地互連。計(jì)數(shù)器28 可經(jīng)由圖像輸入和圖像獲取應(yīng)用程序接口 (API)與照相機(jī)18連通，該圖像 荻取應(yīng)用程序接口諸如TWAIN工作組發(fā)布的TWAIN(technology without an interesting name )標(biāo)準(zhǔn)的2.0版本。計(jì)數(shù)器28可經(jīng)由存儲(chǔ)器總線、母板的北 橋、存儲(chǔ)器控制器和/或用于傳送數(shù)據(jù)的其它裝置而聯(lián)接至存儲(chǔ)器30。計(jì)數(shù) 器28和/或存儲(chǔ)器30還可與報(bào)警器16通訊地互連。
報(bào)警器16可具有音頻、視覺和/或機(jī)械指示器，其發(fā)送容器20內(nèi)的夾雜 物26的量、百分比和/或存在的信號。例如，報(bào)警器10可包括揚(yáng)聲器、發(fā)光 器件/或監(jiān)視器。替換地或附帶地，報(bào)警器16可包括機(jī)械裝置來實(shí)體地以一 方式與容器20相互作用，該方式指示夾雜物26的量和/或存在，諸如工廠自 動(dòng)化系統(tǒng)，其基于在容器20內(nèi)檢測的夾雜物26的量/存在而將容器20放置 在儲(chǔ)存箱中。來自報(bào)警器16的信號可以是模擬的或是數(shù)字的。例如，報(bào)警器16產(chǎn)生 的信號指示夾雜物的兩個(gè)水平之一 (例如，二進(jìn)制信號)、夾雜物的三個(gè)水 平之一、夾雜物的四個(gè)水平之一、夾雜物的五個(gè)水平之一，等。在其它實(shí)施 例中，報(bào)警器16可顯示指示夾雜物水平的數(shù)字。替換地，來自報(bào)警器16的 信號可以是指示夾雜物的量的模擬信號，諸如光或聲音的強(qiáng)度或波長。應(yīng)該 注意的是， 一些實(shí)施例可不包括報(bào)警器16,這不意味著在此討論的其它特征 不能纟皮省略。
圖2是夾雜物;險(xiǎn)測器10的剖切透^L圖，顯示了傳感器組件12的更多細(xì) 節(jié)。在該實(shí)施例中，傳感器組件12包括光屏蔽部32、機(jī)架34和發(fā)光器件固 定件36。光屏蔽部32包括或指簾子、盒子、房間或其它布置在照相機(jī)18、 容器20和發(fā)光器件22周圍的適當(dāng)光屏蔽部件。在一些實(shí)施例中，光屏蔽部 32可由基本不透明的材料形成以限制環(huán)境光到達(dá)光屏蔽部32的內(nèi)部40的 量。為了輔助到達(dá)內(nèi)部40,在一些實(shí)施例中，光屏蔽部32可移除地聯(lián)接(即， 以能夠移除的方式直接或間接地)至機(jī)架34和/或光屏蔽部32或機(jī)架34的 一部分可包括可選擇地被覆蓋的通路(例如，門、進(jìn)口蓋或可移除板)。
機(jī)架34包括照相機(jī)安裝部42和容器安裝部44。在一些實(shí)施例中，照相 機(jī)安裝部42可包括照相4幾支架或照相機(jī)對準(zhǔn)標(biāo)記。類似地，容器安裝部44 包括針筒安裝部、針筒座、針筒保持部或容器對準(zhǔn)標(biāo)記。所示照相機(jī)安裝部 42與容器安裝部44間隔開并取向?yàn)閷⒄障鄼C(jī)18指向?qū)R到容器安裝部44 的容器20。照相機(jī)纜線43在該實(shí)施例中被用來使照相機(jī)18與圖像處理器 14通訊地互連。
如圖2所示的發(fā)光器件固定件36包括具有基本規(guī)則分布的發(fā)光二極管 46的環(huán)。發(fā)光器件固定件36可移除地布置在容器20的錐部或頸部48上。 在一些實(shí)施例中，發(fā)光器件固定件36可抵靠在頸部48上。在一些其它實(shí)施 例中，發(fā)光器件固定件36可耳關(guān)接至傳感器組件12的其它部分，諸如光屏蔽 部32、機(jī)架34或照相機(jī)18。電力電纜50可例如將電力從電源或圖像處理 器14傳遞至二^l管48。
在一些實(shí)施例中，屏幕、網(wǎng)格或其它空間基準(zhǔn)標(biāo)記52的陣列可在照相 機(jī)18的觀察區(qū)域中放在容器20附近。例如，網(wǎng)格可在容器20的前面、沿 其側(cè)部或后面布置，以提供用于確定夾雜物26在流體24內(nèi)的空間分布的參 考點(diǎn)。另外，圖像處理器14或其它電路可參考空間基準(zhǔn)標(biāo)記52空間地標(biāo)定容器20的圖像。例如，圖像處理器14可確定沿水平方向的空間基準(zhǔn)標(biāo)記52 看起來比預(yù)計(jì)的更靠近在一起，并調(diào)整圖像中的像素的水平分布來補(bǔ)償。另 外，空間基準(zhǔn)標(biāo)記52可輔助計(jì)算夾雜物26在容器20內(nèi)的物理位置和分布。 在一些實(shí)施例中，圖像處理器14可通過顯示夾雜物26的像素的坐標(biāo)確定夾 雜物26的空間分布。
另外，標(biāo)定標(biāo)記54可布置在照相機(jī)18的視野中。在一些實(shí)施例中，標(biāo) 定標(biāo)記54包括靠近容器20的有色標(biāo)記陣列。容器20的圖像可基于標(biāo)定標(biāo) 記54在圖像中的實(shí)際顏色和標(biāo)定標(biāo)記54的預(yù)計(jì)或已知顏色而調(diào)整。例如， 如果紅色標(biāo)定標(biāo)記54在圖像中顯示為橙色，像素在整個(gè)或部分圖像中的紅 色成分可被增加以校準(zhǔn)圖像。類似地，白平衡、色度、明暗度、對比度、對 齊和圖像的其它特性可參考標(biāo)定標(biāo)記54在圖像中的顯示標(biāo)定圖像。圖像處 理器14或其它適當(dāng)?shù)碾娐房杀粯?gòu)造為基于標(biāo)定標(biāo)記54在圖像中的顯示來標(biāo) 定圖像。
將參考3-5描述夾雜物檢測器10的操作。圖3是顯示了示例注射過程 56的流程圖，圖4、 5顯示了分別具有和超出夾雜物26的可接受數(shù)量的數(shù)字 圖像58、 60的部分。
參考圖3,示例注射過程56以用流體24 (在此，液體)填充容器20開 始，如塊62所示?；颊摺⒆o(hù)士、醫(yī)師、醫(yī)生或針筒制造者以及其它人員可 以填充容器20。
接下來，在本實(shí)施例中，獲取容器20的圖像58、 60，如塊64所示。圖 1、 2中的照相機(jī)18可響應(yīng)信號來獲取圖像58、 60,所述信號例如來自圖像 處理器14、容器20在容器固定部44中的存在、或被操作者的手動(dòng)激勵(lì)。照 相機(jī)18例如可聚焦在容器20的整個(gè)深度上、容器20的前部上或容器20的 后部上。在一些實(shí)施例中，可在不同條件下獲得多個(gè)圖像58、 60。例如，容 器20可用不同強(qiáng)度、顏色、取向、極性和/或相干度的光在連續(xù)的圖像中照 射。在一些實(shí)施例中，可從不同的側(cè)部(例如，前、后、左、右等)、不同 的角度(例如，30、 45、 60和90度)或通過不同的照相機(jī)設(shè)置來獲取不同 的圖像58、 60。例如，照相機(jī)18可在不同圖像中聚焦到不同深度。不同的 條件可傾向于凸顯某些夾雜物26,諸如定位在容器20特定部分的夾雜物26 或具有特定尺寸的夾雜物26。
在圖像獲取期間獲得的圖像58、 60的例子通過圖4、 5顯示。圖像58、60包括像素70的水平行66、 68和像素70的垂直列72、 74。圖像58、 60 可顯示全部或部分容器20，可選地顯示圍繞容器20的區(qū)域。像素70每個(gè)都 具有一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)強(qiáng)度值，例如，灰度值或紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，還具有坐標(biāo)， 例如水平和垂直坐標(biāo)。在本實(shí)施例中，圖像58、 60的深色部分76顯示流體 24中的夾雜物26。在其它實(shí)施例中，夾雜物26可通過圖像58、 60的亮色 部分顯示。
接下來，在示例注射過程56中，圖像處理器14被用來分析圖像58、 60 來計(jì)算指示容器20內(nèi)的夾雜物26的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如塊78所示。作為分析的 一部分，圖像處理器14可參考空間基準(zhǔn)標(biāo)記52和/或標(biāo)定標(biāo)記54標(biāo)定圖像 58、 60。標(biāo)定可增強(qiáng)結(jié)果的可重復(fù)性，并解決照相機(jī)18和/或發(fā)光器件22 中的漂移。為了識別夾雜物26,圖像處理器14可分析圖像58、 60的每個(gè)像 素70,以一行接一行的方式沿每個(gè)水平行66、 68處理。替換地，圖像處理 器14可沿一列接一列的方式分析每個(gè)像素70。在每個(gè)像素70處，圖像處理 器14可確定像素70是否比臨界值深或淺。替換地，圖像處理器14可確定 像素70是否顯示了特定范圍的顏色，例如，比臨界值更紅或沒有那么紅、 比臨界值更綠或沒有那么綠、比臨界值更藍(lán)或沒有那么藍(lán)。像素70可基于 灰度強(qiáng)度值、數(shù)字黑或白值和紅強(qiáng)度值、藍(lán)強(qiáng)度值、綠強(qiáng)度值或其組合分類。 例如，比臨界值深的臨界值可分類為指示夾雜物26的存在。像素70所比較 的臨界值例如是其它鄰近像素70的局部平均值、跨過多個(gè)圖像58、 60的同 一或相似坐標(biāo)的像素的平均值，和/或預(yù)先設(shè)定并儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器30中的值。 在一些實(shí)施例中，可在給定圖像中僅對一部分像素進(jìn)行分析。在這些實(shí)施例 中，被選擇要被分析的像素例如可以是隨機(jī)的，或者是一個(gè)或多個(gè)預(yù)定組的 像素。
可以計(jì)算指示夾雜物26的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。例如，可以計(jì)算指示夾雜物 26的存在的像素70的百分比或數(shù)量。在其它實(shí)例中，邊緣;險(xiǎn)測算法或分析 的其它形式可用來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)夾雜物26的尺寸，夾雜物26的尺寸分布 和/或夾雜物26的數(shù)量。 一些實(shí)施例可包括存儲(chǔ)器30中的夾雜物26的已知 形式的樣板，并將已知形式與圖像58、 60中的暗色點(diǎn)76匹配。
在一些實(shí)施例中，關(guān)于容器20的其它數(shù)據(jù)可從圖像58、 60提取。例如， 容器20的種類可基于容器20的形狀和/或顏色識別。在一些實(shí)施例中，圖像 處理器14可基于沿水平行66、 68的具有特定顏色和強(qiáng)度的像素70的數(shù)量來測量容器20的直徑。在其它示例中，圖像處理器可基于水平行66、 68上 的顏色或強(qiáng)度改變多于一定量或比率的點(diǎn)之間的像素70的數(shù)量來計(jì)算直徑。 類似地，容器20的垂直尺寸可基于沿垂直列72、 74的像素70的顏色或強(qiáng) 度測量。換句話說，圖像處理器14可檢測在圖像58、 60中的容器20的邊 緣，并基于該邊緣在圖像58、 60中的位置測量容器20的尺寸。被測量尺寸 可匹配有存儲(chǔ)器30中的已知容器的尺寸，圖像處理器14可識別容器20。在 其它實(shí)例中，容器20上的標(biāo)簽可被圖像處理器14識別并讀取，諸如條形碼 或射頻標(biāo)簽。
關(guān)于流體14的信息可通過圖像處理器14從圖像58、 60提取。例如， 流體24的顏色可通過像素70顏色強(qiáng)度值指示，這些值包含在圖像58、 60 中。流體24的顏色指示流體24的種類和/或流體24的各種特性，諸如組成 材料的濃度、期限、溫度、沉淀程度。流體24的表面張力可以通過圖像處 理器14基于彎液面的測量尺寸來被計(jì)算。作為最后的例子，在容器20內(nèi)的 流體24的量可被測量，該測量例如通過識別容器20的種類以及容器20的 頂部在圖像58、 60之間出現(xiàn)的位置和流體24的頂部在圖像58、 60中出現(xiàn) 的位置之間的像素70的數(shù)量。
在不同條件下獲取同一容器20的兩個(gè)圖像58、 60的實(shí)施例中，可以計(jì) 算關(guān)于夾雜物26的附加數(shù)據(jù)。例如，可以檢測和測量夾雜物26的移動(dòng)，可 以識別布置在距照相機(jī)18的不同聚焦長度處的夾雜物26，可以識別和分辨 在不同波長的光下可被觀察的夾雜物26,和/或可以比較明場和暗場測量。
在分析圖像58、 60之后，圖像處理器14可將最終統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器30中和/或顯示代表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的信號，如圖3的塊80所示。代表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 的信號的種類是無數(shù)的。例如，報(bào)警器16可以是聲音、閃光、狀態(tài)改變或 點(diǎn)亮。在其它例子中，與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對應(yīng)的值或形狀可以顯示在監(jiān)視器上。在 一些實(shí)施例中，工廠自動(dòng)化系統(tǒng)可通過將容器20布置在特定位置中而發(fā)送 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的值，諸如要被運(yùn)送的盒子或用于被丟棄的容器20的垃圾箱。替 換地、或附帶地，標(biāo)簽可印刷有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的信息，標(biāo)簽 可以布置在容器20或容器20的盒子上。在一些實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或與統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的信息可通過射頻裝置寫入到固定至容器20或容器20的盒子 的射頻標(biāo)簽，射頻裝置可與圖像處理器14通訊地互連。例如，在一些實(shí)施 例中，描述容器20內(nèi)的醫(yī)用流體是否包括比某預(yù)定臨界值多或少的夾雜物的數(shù)據(jù)可寫入到容器20上的射頻標(biāo)簽。附帶地，這里的"射頻裝置"指能 夠從射頻標(biāo)簽(例如，射頻識別標(biāo)簽)讀取數(shù)據(jù)和/或能夠向射頻標(biāo)簽寫入數(shù) 據(jù)的裝置。
接下來，在圖3的注射過程56中，流體24可注射到患者體內(nèi)，如塊82 所示。流體24可例如通過動(dòng)力注射器和針筒、靜脈注射點(diǎn)滴器或手動(dòng)操作 針筒注射。在一些實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)可在注射 流體24之前通過醫(yī)師觀察容器20上的標(biāo)簽而被讀出。在一些實(shí)施例中，夾 雜物檢測器IO可與醫(yī)用流體執(zhí)行裝置(例如，動(dòng)力注射器、注射液包)通 訊地互連。在這些實(shí)施例中，夾雜物檢測器10可將指示醫(yī)用流體中的夾雜 物的計(jì)算量發(fā)送至醫(yī)用流體執(zhí)行裝置。例如，如果醫(yī)用流體24包括比可接 受的夾雜物更多的夾雜物，夾雜物檢測器10可向醫(yī)用流體執(zhí)行裝置發(fā)送信 號，防止執(zhí)行裝置被用來執(zhí)行將流體從容器注射到患者。在夾雜物檢測器10 包括射頻裝置和容器具有與之關(guān)聯(lián)的射頻標(biāo)記的情況下，夾雜物檢測器10 可用于將適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)寫入到容器的標(biāo)簽。在這樣的情況下，具有與醫(yī)用流體 執(zhí)行裝置關(guān)聯(lián)的醫(yī)用流體執(zhí)行裝置可從射頻標(biāo)簽讀出夾雜物數(shù)據(jù)，并且可以 使用該數(shù)據(jù)確定是否進(jìn)行或允許進(jìn)行使用該特定容器的醫(yī)用流體執(zhí)行過程。
最后，患者可以被成像，如圖3的塊84所示。對患者成像可包括例如 通過磁共振成像系統(tǒng)、超聲系統(tǒng)、熒光透視系統(tǒng)、X線斷層攝影系統(tǒng)(例如， 正電子發(fā)射X線斷層攝影掃描系統(tǒng))和/或投影放射透視系統(tǒng)(例如，X光 系統(tǒng))對患者成像。
在一些實(shí)施例中，用于對患者成像的成像系統(tǒng)可與夾雜物檢測器10通 訊地互連。同樣，利用夾雜物檢測器IO收集的圖像數(shù)據(jù)(和/或關(guān)于容器20 和/或布置在其中的醫(yī)用流體24的其它數(shù)據(jù))可傳輸至成像系統(tǒng)。同樣，來 自成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可被傳送至夾雜物檢測器10。
在一些實(shí)施例中，夾雜物檢測器IO可與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)通訊地互 連，其在此指任意適當(dāng)?shù)碾娔X化醫(yī)療輔助管理系統(tǒng)。在這些實(shí)施例中，利用 夾雜物檢測器10確定的夾雜物數(shù)據(jù)可被傳送至醫(yī)院信息系統(tǒng)來跟蹤這些數(shù) 據(jù)。夾雜物檢測器10包括射頻裝置或條形碼閱讀裝置和容器具有與之相關(guān) 聯(lián)的相應(yīng)射頻標(biāo)簽或條形碼標(biāo)簽的情況下，夾雜物檢測器IO可用于跟蹤由 于夾雜物量不適當(dāng)而被丟棄的存貨記錄。特別地，夾雜物檢測器10可用于 將醫(yī)用流體夾雜物數(shù)據(jù)與容納醫(yī)用流體的特定容器的條形碼或射頻標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)。
圖6顯示了示例整合氣泡檢測器86。如在這里使用的，術(shù)語"整合"是
指部件以一方式連結(jié)到一起，該方式使得它們與更大的組件分隔開，而不將
這些部件彼此分開。在圖6的實(shí)施例中，光屏蔽部32聯(lián)接至照相機(jī)18。接 收座88接收容器20,開關(guān)或容器傳感器90檢測在接收座88中的容器20 的存在。在一些實(shí)施例中，整合氣泡檢測器86可響應(yīng)來自容器傳感器90的 指示容器18的存在的信號向照相機(jī)18發(fā)信號，以獲取圖像。
在一些實(shí)施例中，夾雜物檢測器10的全部或部分可以是注射器的一部 分。例如，夾雜物檢測器IO可與動(dòng)力注射器整合。在注射之前或當(dāng)時(shí)，夾 雜物檢測器10可獲取針筒或離開針筒的管中的流體的圖像，分析圖像，將 指示夾雜物的量或存在的信號發(fā)送至動(dòng)力注射器的控制器。作為響應(yīng)，在動(dòng) 力注射器中的控制器阻止注射、停止注射或輸出信號，諸如警報(bào)。在另一例 子中，夾雜物檢測器IO可整合到手動(dòng)操作注射器。夾雜物檢測器10和手動(dòng) 操作注射器被構(gòu)造為針對夾雜物的數(shù)目或量大于臨界值這一結(jié)論而防止手 動(dòng)操作注射器的操作。例如，夾雜物檢測器IO的報(bào)警器16可包括螺線管， 其被構(gòu)造為與閂鎖或其它適當(dāng)?shù)难b置配合，以阻止柱塞在針筒中的運(yùn)動(dòng)。
雖然本發(fā)明對各種修改和變化形式是敏感的，通過在附圖中的例子顯示 特定實(shí)施例并詳細(xì)地描述。但是，應(yīng)理解，本發(fā)明并不意圖限制在此披露的 具體形式。相反，本發(fā)明應(yīng)覆蓋落入由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和 范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換。
權(quán)利要求
1、一種用于檢測被容納醫(yī)用流體中的夾雜物的夾雜物傳感器，該傳感器包括圖像獲取裝置；與圖像獲取裝置通訊地互連的圖像處理器；和夾雜物識別器，該夾雜物識別器與圖像處理器通訊地互連并被構(gòu)造為識別在圖像中的代表醫(yī)用流體內(nèi)的夾雜物的數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述圖像獲取裝置包括數(shù)字照 相機(jī)，該相機(jī)具有大于100像素的分辨率。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其中，所述圖像處理器被構(gòu)造為 量化由圖像中的數(shù)據(jù)指示的夾雜物的數(shù)量。
4、 如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述圖像處理器 包括微處理器和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
5、 如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述圖像處理器 被構(gòu)造為計(jì)算圖像中的代表夾雜物的數(shù)據(jù)的百分比。
6、 如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的傳感器，還包括布置在圖像獲取 裝置周圍的光屏蔽部。
7、 如權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的傳感器，還包括布置在圖像獲取 裝置的觀察區(qū)域中的空間基準(zhǔn)標(biāo)記、標(biāo)定標(biāo)記或其組合。
8、 如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的傳感器，還包括與圖像處理器通 訊地互連的報(bào)警器。
9、 如權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的傳感器，還包括容器安裝部，該 容器安裝部被布置為使得與其相關(guān)聯(lián)的容器處于圖像獲取裝置的觀察區(qū)域 中。
10、 如權(quán)利要求9所述的傳感器，還包括固定至容器安裝部和裝置安裝 部二者的機(jī)架，其中，圖像獲取裝置與裝置安裝部對齊。
11、 如權(quán)利要求9所述的傳感器，其中，所述圖像獲取裝置和容器安裝 部4皮此形成一體。
12、 如權(quán)利要求9-11中的任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述容器安裝 部包括針筒座。
13、 一種用于量化被容納醫(yī)用流體中的夾雜物的夾雜物計(jì)量器，該計(jì)量 器包括圖像獲取裝置；和夾雜物計(jì)數(shù)器，該夾雜物計(jì)數(shù)器與圖像獲取裝置通訊地互連并被構(gòu)造為 量化代表醫(yī)用流體中的夾雜物的圖像數(shù)據(jù)。
14、 如權(quán)利要求13所述的計(jì)量器，還包括 發(fā)光器件，具有照明區(qū)域；和容器安裝部，被構(gòu)造為使得安裝至其的醫(yī)用流體的容器處于圖像獲取裝 置的觀察區(qū)域和發(fā)光器件的照明區(qū)域二者中。
15、 如權(quán)利要求14所述的計(jì)量器，其中，所述發(fā)光器件包括發(fā)光二極 管的環(huán)。
16、 如權(quán)利要求14或15所述的計(jì)量器，其中，發(fā)光器件包括白光發(fā)光 二極管。
17、 如權(quán)利要求14-16中的任一項(xiàng)所述的計(jì)量器，還包括光屏蔽部，該 光屏蔽部布置在發(fā)光器件、圖像獲取裝置和容器安裝部周圍。
18、 如權(quán)利要求14-17中的任一項(xiàng)所述的計(jì)量器，還包括容器，該容器 具有布置在其中的醫(yī)用流體，其中，該容器與容器安裝部對齊。
19、 如權(quán)利要求13-18中的任一項(xiàng)所述的計(jì)量器，其中，所述夾雜物計(jì) 數(shù)器包括像素分選器，該分選器被構(gòu)造為基于像素中的圖像數(shù)據(jù)是否代表夾 雜物的至少 一部分而對像素分類。
20、 一種檢測醫(yī)用流體中的夾雜物的方法，該方法包括 對醫(yī)用流體成像；基于代表醫(yī)用流體中的夾雜物的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；和 將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器、將代表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的信號輸出至顯示器、或其 組合。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述計(jì)算包括對在圖像的至少 一部分中的許多像素計(jì)數(shù)，該像素包括大于或小于臨界值的數(shù)據(jù)。
22、 如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中，所述計(jì)算包括對第 一行和第 一列中的至少 一個(gè)中的許多像素計(jì)數(shù)，該像素包括代表夾 雜物的至少一部分的數(shù)據(jù)；和，然后對第二行和第二列中的至少一個(gè)中的許多像素計(jì)數(shù)，該像素包括代表夾雜物的至少 一 部分的數(shù)據(jù)。
23、 如權(quán)利要求20-22中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述計(jì)算包括計(jì) 算在圖像中的像素的百分比，這些像素包括代表醫(yī)用流體中的夾雜物的數(shù)據(jù)。
24、 如權(quán)利要求20-23中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述計(jì)算包括對 包括代表顏色范圍的數(shù)據(jù)的許多像素計(jì)數(shù)。
25、 如權(quán)利要求20-24中的任一項(xiàng)所述的方法，包括基于代表標(biāo)定標(biāo)記 的圖像中的數(shù)據(jù)標(biāo)定圖像。
26、 如權(quán)利要求20-25中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，醫(yī)用流體容納在 針筒內(nèi)。
27、 一種醫(yī)用流體注射系統(tǒng)的操作方法，該方法包括 接收容納醫(yī)用流體的針筒；產(chǎn)生代表圖像數(shù)據(jù)的量的信號，其中該圖像數(shù)據(jù)代表醫(yī)用流體中的夾雜 物^和確定該信號是否指示夾雜物的量超過預(yù)定臨界值。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述接收包括將針筒布置在圖 像獲取裝置的觀察區(qū)域內(nèi)。
29、 如權(quán)利要求27或28所述的方法，還包括如果夾雜物的量沒有超過 預(yù)定臨界值則將醫(yī)用流體注射到患者體內(nèi)。
30、 如權(quán)利要求29所述的方法，還包括通過石茲共振成像系統(tǒng)、超聲系 統(tǒng)、熒光透視系統(tǒng)、X線斷層攝影系統(tǒng)、投影放射透視系統(tǒng)或其組合對患者 成像。
31、 如權(quán)利要求27所述的方法，還包括響應(yīng)醫(yī)用流體中的夾雜物量超 過預(yù)定臨界值的確定結(jié)果而阻止醫(yī)用流體注射到患者體內(nèi)。
32、 一種有形介質(zhì)，該介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的用于檢測醫(yī)用流體內(nèi)的夾 雜物的代碼，該代碼包括指令，用于接收代表醫(yī)用流體的圖像的數(shù)據(jù)； 分析該數(shù)據(jù)；和基于該分析產(chǎn)生醫(yī)用流體內(nèi)的夾雜物的量的指示。
33、 如權(quán)利要求32所述的有形介質(zhì)，其中，代碼包括指令，用于通過 確定代表圖像中的像素的數(shù)據(jù)值是否大于或小于臨界值來分析數(shù)據(jù)。
34、如權(quán)利要求32或33所述的有形介質(zhì)，其中，代碼包括指令，用于 計(jì)算顯示夾雜物的像素的百分比。
全文摘要
一種用于檢測被容納醫(yī)用流體的夾雜物的傳感器。在一些實(shí)施例中，傳感器包括圖像獲取裝置和與圖像獲取裝置通訊地互連的圖像處理器。圖像處理器可包括夾雜物識別器，其被構(gòu)造為檢測在圖像中的代表醫(yī)用流體內(nèi)的夾雜物的數(shù)據(jù)。
文檔編號A61M5/36GK101528288SQ200780039715
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者喬納森·D·吉布斯, 約翰·K·布魯斯 申請人:馬林克羅特公司