技术领域
[0001] 本
发明总体上涉及伪造品检测系统领域。具体地说，本领域涉及用于检测药品的伪造品的系统和方法。更具体地，本发明涉及在MWIR或LWIR范围内工作的用于检测药品的伪造品的基于温度记录法的系统和方法。
背景技术
[0002] 制药业是数十亿元的国际商业领域。但是，与许多行业相似，制药业的许多产品都成为伪造者的牺牲品，这些伪造者制造不合格或假的仿制产品并且以它们的实际市场价格的一小部分来销售这些不合格或假的仿制产品。在全球，假药的百分比高到足以严重地影响主要制药公司的收入。甚至更严重的是涉及到假药消费者的潜在健康
风险。
[0003] 除了侵犯知识产权和违反其它政府法律之外，联邦药物管理局(FDA)并未提出解决制药业的伪造问题的全面解决方案。
[0004]
现有技术中已做出很多尝试以解决假药的问题，但是，各个现有技术方案都有与其相关的缺点。某些现有技术使用RFID和
条形码以读取
包装标签来确定其中所含的内容的真实性。但是，由于不是直接分析产品本身，因此这不一定能提供准确结果。
[0005] 现有技术基于
光谱特征的概念已经开发了药物鉴定程序。每种药物具有由其分子组成确定的唯一光谱特征(或，指纹图谱)。红外光谱法用于确定样本产品的分子组成是否与真实产品的已知光谱特征相同。红外光谱法是涉及电磁谱的红外区域的光谱法的子集。红外光谱法利用的原理是分子具有它们相对于离散能级旋转或振动的特定
频率。
[0006] 美国6,395,538号
专利涉及
生物制造和红外光谱法领域，更具体地涉及例如在生物活性药剂成分中的
生物材料的
质量监测和控制。
傅立叶变换红外光谱法用于监测生物分子的生产和定性地并且定量地在生物
制造过程的不同阶段对生物分子采集特殊的标记。如文所述，美国6,395,538号专利涉及基于光谱法的系统，而不涉及商业层次的假药，因此该系统不涉及克服例如确定在密封包装中所含有的多个药品的真实性的困难。
[0007] 美国6,853,447号专利属于材料(如正在自动机器中包装的药品或食品)筛选和识别。该发明使用成像光谱仪的阵列。美国6,853,447号专利的系统执行近IR和短IR光谱中的光谱法。与检测来自物体的IR发射的级别和来自物体的IR发射的分布的温度记录法相比，光谱法检查来自产品的IR反射，或更具体地检查频域中反射的光谱分布。美国6,853,447号专利的光谱确定仅允许检查产品的外表面而不涉及产品主体。因此，当应用美国6,853,447号专利的光谱法时，各药物必须在其容器之外被单独检查。当药品是液态时，这就使操作成了问题。附加地，许多胶囊都涂敷有例如明胶的薄层，该薄层阻止了近IR检测器设备确定药物的真实性。而且，由于各检查所需的时间量，因此在商业规模利用这样的方法的代价是昂贵的。
[0008] 美国6,771,369号专利涉及零售设置中包装后的药剂的验证和识别。化学分析和验证系统优选地使用视觉(Vis)和
近红外(NIR)光谱法以通过测量项目的化学特征(chemical signature)来分析和识别填充后的
处方小瓶的内容。还可以使用其它变型，例如，各种形式的光学光谱法、UV-Vis、UV-Vis-NIR、红外或拉曼光谱法。类似于美国6,853,447号专利的系统，由同一公司生产的美国6,771,369号专利的系统仅仅进行近IR光谱和短波IR光谱中的检测。如上所述，这些光谱中的操作仅仅允许检测产品的外表面，因此，各药物必须在容器之外被单独检查。在商业规模上，这样的限制是对伪造品检查效率的严重阻碍。而且，检查液态的药品成了问题。附加地，如上所述，许多胶囊都涂敷有例如明胶的薄层，该薄层阻止了检测器设备确定药物的真实性。
[0009] 美国7,126,685号专利描述光吸收光谱法，该方法包括提供容器(如，含有样本的药瓶)；使容器旋转；引导包括由可视
波长、红外波长和紫外波长组成的一个或更多个波长的光束；以及在该光束通过容器之后测量该光束的特性。美国7,126,685号专利不涉及假药的检测，更不用说商业规模上的，因此未提供对上述提到的行业的伪造问题的解决方案。
[0010] 现有技术中，用于检测假药的IR技术的发展已经完全限于光谱法领域，尤其是近IR。由于近IR光谱法被表面(如，药物涂层、外部包装等)反射限制，因此其在检测能
力上受到限制。在光谱法中，在频域中测量药品的分子结构，并且用相应的特征来分析特有
曲率以确定药物的真实性。
[0011] 温度记录法是一种红外成像，其中，基于穿过主体的不同
位置的温度来检测从物体发射的
辐射，并且由该辐射产生图像。在被动温度记录法中，在稳态温度下获取物体的所发射的辐射的图像。在主动温度记录法中，热脉冲被施加到物体以改变其温度，并且在从施加温度热脉冲的时刻直到样本药品达到
环境温度为止的整个温度循环的过程中以及在预定时间段获取多个图像。
[0012] 温度记录法测量来自物体的发射的分布，并且其仅仅在中波长IR(3-5.4微米之间的MWIR)和长波长IR(8-14微米之间的LWIR)中工作。这与涉及来自大部分在NIR(近IR)和SWIR(短波IR)中的物体的反射的光谱分布的光谱法形成对比。
发明人已经发现温度记录法的使用允许深度检查物体，即，远超过周围容器和物体的外表面。
[0013] 虽然基于热量的系统(尤其在温度记录法领域中)在诸如军事/安全系统、非破坏性测试和医学成像等领域中被很好地开发，但是这样的系统从未被建议用于检测产品的伪造品，尤其在制药业中。
[0014] 因此，本发明的目的是提供用于确定药品的真实性的方法和系统，其克服了与现有技术关联的缺点。
[0015] 本发明的另一个目的是提供用于通过温度记录法，即通过在MWIR或LWIR光谱中工作的IR成像系统来确定药品的真实性的方法和系统。
[0016] 本发明的附加目的是提供用于通过被动或主动温度记录法来确定药品的真实性的方法和系统。
[0017] 本发明的另一个目的是提供可以深入检查药品并且确定伪造品的方法和系统。
[0018] 本发明的另一个目的是提供可以甚至从药品包装之外检查并且确定药品的伪造，而不需要打开包装的方法和系统。
[0019] 本发明的另一个目的是提供可以检查并且确定包装在一起的多个药品的伪造而不需要打开包装的方法和系统。
[0020] 本发明的另一个目的是提供可以从多层包装之外检查并且确定药品的伪造的方法和系统。
[0021] 本发明的另一个目的是提供可以从其容器之外检查并且确定液体药品的伪造的方法和系统。
[0022] 本发明的另一个目的是提供使药品的制造商能够设计用于产品的难以伪造的唯一特征并且可以被容易验证的方法和系统。
[0023] 本发明的附加目的和优点将随着描述进行而变得显而易见。
发明内容
[0024] 本发明涉及一种用于确定药品的真实性的温度记录IR系统，该温度记录IR系统包括：(a)温度记录IR装置，其用于以下操作：(a.1)在预定受控条件下获取真实药品的真实性特征，所述真实性特征包括所述真实产品的至少一个温度记录图像，各个所述图像将MWIR或LWIR光谱中的IR辐射在所述产品上的分布描述为温度和发射率的函数；(a.2)在
存储器中存储所述获取的真实性特征；以及(a.3)对于与所述真实产品相对应的并且其真实性受到怀疑的被测试药品，在相同的预定受控条件下获取测试特征，所述测试特征也包括所述被测试产品的至少一个温度记录图像，各个所述图像将MWIR或LWIR光谱中的IR辐射在所述测试产品上的分布描述为温度和发射率的函数；以及(b)比较单元，其用于在所述真实性特征和所述测试特征之间进行比较。
[0025] 优选地，所述预定受控条件包括温度变化
信号的限定，该限定进而包括应用到产品上的温度变化率，以及发生所述温度变化的持续时间。
[0026] 优选地，在所述温度变化信号期间或之后的特定时间获取所述真实性特征和所述测试特征中的每一个的相应图像。
[0027] 优选地，在来自所述真实特征和所述测试特征中的每一个的所选单个图像之间进行比较。
[0028] 优选地，在来自所述真实特征和测试特征的相应两个图像之间进行比较，其中，各个所述图像进而反映在所述温度变化信号期间或之后的特定时间所获取的相应的单个图像或多个图像上进行的数学运算。
[0029] 优选地，所述预定受控条件还包括用于影响所述温度变化的热源类型的限定。
[0030] 优选地，所述预定受控条件还包括所述温度变化的轮廓的限定。
[0031] 优选地，所述预定受控条件还包括与热源或冷却源的距离的限定。
[0032] 优选地，所述预定受控条件还包括在所述LWIR、MWIR或两者中捕获特征图像的限定。
[0033] 优选地，所述预定受控条件还包括一个或更多个
滤波器的限定，各滤波器将所述图像捕获限制在光谱范围内。
[0034] 在一个实施方式中，所述药品是固体药物。
[0035] 在另一个实施方式中，所述药品是液体药物。
[0036] 优选地，所述真实特征和相应的测试特征中的每一个包括所述产品包装的一个或更多个温度记录图像。
[0037] 优选地，在所述包装包含或不包含所述药品本身的情况下，获取所述产品的所述真实特征和相应的测试特征。
[0038] 在一个实施方式中，所述固体药品是被包装在纸箱包装中的药丸。
[0039] 在另一个实施方式中，所述固体药品是被包装在
铝包装或塑料包装中的药丸。
[0040] 在另一个实施方式中，所述固体药品是被包装在一个或更多个铝包装或塑料包装中的药丸，所述一个或更多个铝包装或塑料包装进而被包括在纸箱包装中，并且其中，所述条件包括从所述纸箱包装之外获取图像。
[0041] 在另一个实施方式中，所述液体药品被包含在容器中，并且其中，所述条件包括从所述容器包装之外获取图像。
[0042] 优选地，所述存储器包括远程
数据库或本地数据库，其中，所述数据库包含用于一个或更多个药品的多个真实性特征。
[0043] 在一个实施方式中，所述存储器包括远程数据库，并且其中，在所述远程数据库的位置以远程的方式进行比较。
[0044] 在本发明的一个实施方式中，所述比较单元包括用于在图像之间进行自动比较的
图像处理装置，并且其中，在找到预定
阈值之上的相似性时确定所述真实性。
[0045] 优选地，所述比较单元包括显示器，所述显示器用于将真实图像和相应的测试图像一起显示，以用于通过操作者进行可视比较。
[0046] 在另一个实施方式中，该系统还包括用于产生所述温度变化信号的信号发生器。
[0047] 根据本发明的各个实施方式，通过下述方式中的一个或更多个来进行所述温度变化：
[0050] IR灯；
[0052] 由气体膨胀进行冷却；
[0053] 热电冷却器；
[0055] 根据本发明的各个实施方式，以下述一个或更多个形式来进行所述温度变化：
[0056] 狄拉克函数；
[0057] 阶梯函数；
[0058] 矩形函数；
[0059] 锯齿函数；以及
[0060] 周期函数。
[0061] 在本发明的实施方式中，所述温度记录IR装置包括：(a)温度记录2D焦平面阵列，其用于检测所述MWIR和LWIR范围内的IR辐射
能量；(b)光学组件，其用于将所述辐射聚集在所述焦平面阵列上；以及(c)
控制器，其用于操作所述焦平面阵列，并且用于将所述阵列的模拟输出转换成数字高
分辨率图像。
[0062] 在本发明的实施方式中，所述真实特征和测试特征还涉及反映处于5.4-8μm和14-20μm的范围中的一个或更多个范围内的来自所述药品的2D辐射的图像。
[0063] 在本发明的实施方式中，所述条件包括一个或更多个IR偏光器的使用。
[0064] 在本发明的实施方式中，所述真实的药品被有意设计为当与本发明的系统结合操作时引入区别的真实特征。
[0065] 在本发明的实施方式中，所述真实产品的所述设计包括一个或更多个涂敷材料或可食材料。
[0066] 在本发明的实施方式中，所述可食材料是以特定模式添加到所述产品中的气泡。
[0067] 在另一个实施方式中，扩展所述真实性验证以使其还包括在药品的有效期中满足所述药品的存储条件的验证，其中，所述产品被涂有可食
薄膜，该可食薄膜当暴露于有害存储条件时，改变其发射率和形态，并且通过这种变化还改变其真实性特征。
[0068] 在本发明的另一个实施方式中，所述药品被包含在包装中，该包装进而包括内部加热元件，并且其中，向所述元件提供所述温度变化信号以影响所述温度变化。
[0069] 在本发明的另一个实施方式中，所述温度记录装置是1
像素测量装置。
附图说明
[0070] 在附图中：
[0071] 图1例示了示意性示出本发明的系统的第一实施方式的组件的
框图；
[0072] 图2例示了在本发明的第一实施方式中使用的冷却检测器的示意图；
[0073] 图3示出了如由标准CCD
照相机获取的五个药片的图像，其中四个是真的而一个是假的。
[0074] 图4示出了在施加冷却脉冲之后，在t＝1秒时如由本发明的装置获得的图3的药片的二维温度记录图像；
[0075] 图5示出了在施加冷却脉冲之后，在t＝10秒时如由本发明的装置获得的图3的药片的二维温度记录图像；
[0076] 图6示出了在施加冷却脉冲之后，在t＝15秒时如由本发明的装置获得的图3的药片的二维温度记录图像；
[0077] 图7a示出了测试本发明所用的InSb冷却
原型装置；
[0078] 图7b示出了如由图7a的装置获得的真西力士药丸和假西力士药丸的两个空铝包装之间的比较；
[0079] 图7c示出了如由图7a的装置获得的真西力士药丸和假西力士药丸的两个空纸箱包装之间的比较；
[0080] 图7d示出了如由CCD(VIS)照相机获得的两个真西力士药丸和假西力士药丸之间的比较；
[0081] 图7e示出了如由装置获得的图7d的两个真西力士药丸和假西力士药丸之间的比较；
[0082] 图7f示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、分别包括真西力士药丸和假西力士药丸的两个真铝包装和假铝包装之间的比较；
[0083] 图7g示出了如由装置所获得的包括图7f的西力士药丸的两个真铝包装和假铝包装之间的比较；
[0084] 图7h示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、包括了进而各分别包括真西力士药丸和假西力士药丸的铝包装的两个真纸箱和假纸箱之间的比较；
[0085] 图7i示出了如由本发明的装置获得的、包括了进而各分别包括真西力士药丸和假西力士药丸的铝包装的图7f的两个真纸箱包装和假纸箱包装之间的比较；
[0086] 图8a示出了如由非冷却装置获得的分别在两个真西力士药丸和两个假西力士药丸之间的比较；
[0087] 图8b示出了如由CCD(VIS)照相机获得的图8a的西力士药丸的两个真图像和两个假图像；
[0088] 图8c示出了如由非冷却装置获得的分别在两个完全包装的(纸箱和铝)真西力士药丸和两个完全包装的假西力士药丸之间的比较；
[0089] 图9a示出了如由CCD(VIS)照相机获得的真的和假的填充后的液体美沙
酮容器的图像；
[0090] 图9b示出了分别如通过本发明的冷却后InSb装置所看到的图9a的相同容器。
具体实施方式
[0091] 目前还没有针对与假药关联的问题的完整解决方案。本发明提供一种使用基于温度记录法的系统来确定药品的真实性的新方法和系统。该系统甚至在未从其
覆盖物、包装或容器中移走产品的情况下也可以确定伪造。
[0092] 这里使用的术语“药品”是指任意形式的药物(例如，药片、胶囊或溶液)，并且这里与术语“药物”可交换使用。
[0093] 根据本发明的实施方式，多个真实的药品中的每一个的样本的温度记录特征被初始采集并且存储在数据库中。所述初始采集的特征在下面被称为药物的“真实特征”。温度记录特征是药品的温度记录(即，LWIR或MWIR范围中)二维示图，其在受控的特定产品条件下被采集。这样的特定条件可能是，例如，对加热(或冷却)信号的随时间变化的药品的2D响应，初始信号之后的特定预定时间后的响应等。对所述加热或冷却信号的形式进行预定，但是该形式(仅仅作为示例，其可能是方形脉冲、锯齿形信号等)可能变化。而且，如将详述的，响应可能被限制于LWIR或MWIR范围内的特定波长，其可以使用偏振等。在任何情况下，发明人已经发现这样的响应对于药品的组成和结构是非常独特的，并且很难模仿。
[0094] 如所提到的，MWIR和LWIR范围在本领域中被分别常规地称为3-5.4微米和8-14微米之间的范围。所述限定起源于大气通常吸收所述范围(即，5.4-8微米之间)之间的IR的事实。但是，本发明可能还使用后面所述的范围：5.4-8微米，甚至14-20微米的VLWIR的范围，并且具有在后面所述范围中也敏感的各种检测器。因此，贯穿本
申请的MWIR和LWIR的使用不应该视为限制其范围以不包括5.4-8微米和/或14-20微米的范围。
[0095] 根据本发明，其真实性受怀疑的任意给定的市场中的药品的特征与所述真实特征比较，以验证其是否是真实的。与在采集所述真实特征时使用的基本相同条件下进行比较。
[0096] 例如，特征可能被显示为药物的一个或一系列可视图像，并且可能由用于与对应的样本药物进行比较的值进行量化，如下面所述。由于假设假药包括与真药不同的分子组成(有时是结构)，因此例如作为真药的时间函数(即，特征)的MWIR或LWIR发射与假药的不同。
[0097] 本发明的发明人已经发现，在将加热或冷却信号(这里，为了简明，这两个术语被简称为“加热信号”)提供到伪造产品之后，尤其但不限制地，用于在MWIR和LWIR光谱中检测伪造产品的温度记录系统的使用与利用光谱设备和方法的现有技术的假药检测系统相比具有显著优势。例如，如上所述，现有技术在近波长红外(NIR)光谱(其基于来自产品的反射)中使用检测系统，因此能够仅对药物的外表面进行检查。所述基于光谱法的现有技术系统通常很难穿过药物容器、覆盖物或包装(下面，所有所述术语将被称为“包装”)，并且在任何情况下，其都需要打开包装。另一方面，本发明的温度记录MWIR或LWIR检测系统允许检测药物的内部分子变化，其绕过可能存在于胶囊的表面上(或在任何其它形式的药物上)的包装的涂层。换句话说，本发明的MWIR和LWIR检测系统穿过药物的包装，因此不需要打开包装。甚至当药物包含在整个容器中时或甚至在整个
板条箱或纸箱中时，也允许系统的操作者在单个程序中确定药物的真实性，由此大大提高了商业规模上的检测处理的效率。此外，通过允许药品保留在容器中，用于检测液态的药物的真实性的处理远比利用现有技术的基于光谱法的系统而进行的程序来提供的处理要实际。
[0098] 温度记录系统的使用使得检测到的特征以图像的形式显示，其中清晰地示出温度和辐射发射的变化。这使得具有更强的能力来在可视规模上区分药物。
[0099] 图1以框图形式示出了本发明的温度记录IR系统100的第一实施方式的通常结构。系统100包括用于加热(或冷却)样本药品102到修正后的温度的热源110，由此改变其在MWIR或LWIR范围内的IR发射。系统100还包括用于检测从药品102发射的辐射的温度记录装置120。所述检测可以是连续的，或可以从已经施加了温度热脉冲的时刻开始的某个预定阶段来进行。所述检测条件应当尽可能地与已经采集了在数据库130中保存的真实特征的条件相符合。温度记录装置120包括用于感测MWIR和LWIR范围内的IR辐射能量并且将其转换成图像的一个或更多个IR阵列检测器122(在本领域中也通常称为“焦平面阵列”)。这些阵列在本领域中是公知的，并且被使用在例如夜视热系统中。光学装置124将辐射聚集在二维阵列122上。所述光学装置可以包括一个或更多个透镜、滤波器和/或偏光器。控制器126操作阵列122。控制器还从描述来自药品102的温度记录发射的检测器阵列122接收
模拟信号。控制器126还将来自阵列的信号转换成数字高分辨率2D当前产品图像140。来自药品102的辐射发射的2D图像140显示在显示单元132上。如所述的，数据库130存储许多真实药品的多个真实特征。所述存储的特征可以通常表示为图像。在本发明的一个实施方式中，控制器126从数据库130提取129药物102的真实特征140’(如之前从真实药物采集的)，并且将其与当前图像140并排显示，以进行可视检查。应当注意的是，在显示单元132上以各种
颜色显示IR发射的特征级别，以强调来自产品的所述变化的空间发射。如上所述，已经发现的是，在已经由发明人测试的所有通常药物中的真药和假药的图像140之间存在非常清楚的可视区别。再一次应当提到的是，在与真实特征相同的受控条件下获得本特征。在任何情况下，数据库130中的真实特征和采集它们的条件可以被容易地限定以反映并且强调这样的区别。一些用于改变这样的条件的选项将在后面详细描述。另选地，代替屏幕132上图像的可视检查和比较，可以通过图像处理单元128自动进行比较。图像处理单元128确定当前特征和来自数据库130的所存储的真实特征之间的相关因子，并且评估相关因子是否在预定阈值之上。在该评估之后，图像处理单元128建立了关于样本102是真实的还是假的结论，并且所述结论104可以被显示在显示单元132上，或者以任何其它常规形式通知给用户。
[0100] 在另一个选择中，被测试的(怀疑的)药品可以与已知是真实的参照药品(而不是数据库中预存的特征)进行比较。以与前述的处理类似的方式，该比较可以通过可视检查进行或通过应用图像处理
算法自动进行。
[0101] 数据库130可以位于各种位置。在一个实施方式中，数据库130位于测试装置中。在另一个实施方式中，数据库130以安全方式保持在安全地点，并且通过因特网(或任意其它通信，如蜂窝技术)由测试装置从那里提取相关的真实特征。在另一个实施方式中，数据库130以安全的方式保持在安全地点中，图像140通过因特网传送到所述安全地点，并且在所述安全地点中进行比较，其进而将关于产品真实性的是/否结果传送到测试装置中。如所述的，在另一个选择中，对从已知肯定是真实的物理(“主”)产品本地提取的图像进行比较。
[0102] 热源110优选地由信号发生器105控制。热源110和信号发生器105一起模仿已经采集了药物102的真实特征的相同条件。例如，热源110可以是用于加热(或冷却，例如通过气体膨胀)单个药物(例如，胶囊)，或者其整个容器的烤箱、微波、IR灯、激光束等。来自发生器105的热信号107可以是狄拉克函数、阶梯函数、矩形函数、周期函数、锯齿函数以及任意其它
指定函数。重要的是注意根据施加到药物的热类型(例如，烤箱、微波等)以及如从发生器105提供的热信号的类型，药物对热的响应是不同的。因而，必要时，为了获得样本药物102的更全面的特征，可以使用多于一个的热源和热信号107的组合。而且，还可以使用反映来自药物的发射随时间的变化或响应于偏光或滤光的多个特征。当然，在这种情况下，数据库需要存储多个真实特征用于比较，作为时间、波长、偏光、热源类型等的信号形式的函数。
[0103] 在一个实施方式中，IR温度记录装置120可以包括冷却检测器和非冷却检测器。冷却检测器能够检测MWIR(3μm-5.4μm)范围内的红外辐射能量。例如，检测器阵列包括各像素大约30μm大小的320*256个单独元件，或者可选地，大约15μm间距(pitch)大小的640*512个单独元件。在该情况下，阵列可以由InSb(锑化铟)或MCT(碲镉汞)制成，并且在冷冻温度下操作。而且，检测器阵列可以通过铟凸点(Indiumbumps)连接到焦平面处理器(FPP)阵列(在图中未示出)，并且可以从后侧照明。非冷却检测器是转换LWIR(8μm-14μm)范围中的红外辐射能量的电光组件。非冷却检测器用装在
真空杜瓦瓶中的检测器阵列来制造。例如，非冷却检测器阵列包括各像素20-30μm大小的320*256个单独元件，或者可选地，20-30μm间距大小的640*512个单独元件。阵列由VOx(
氧化
钒)或非晶
硅制成，并且在大约室温下操作。
[0104] 应理解的是，具有不同能力和结构的可选的冷却和非冷却IR检测器可以用于本发明的目的。例如，LWIR(8μm-12μm)阵列检测器可以可选地从MCT或QWIP(
量子阱红外光电探测器)
传感器冷却。
[0105] 尽管不是必须的要求，但是在一个实施方式中，滤波器/光学装置可以包括例如，以滤光轮的形式的一组滤波器(参看图2)，这在本领域中是公知的。轮可以包括优选地来自MWIR到LWIR的一组窄带滤波器和/或IR偏光器。可选地，可以使用能够在高频下改变光谱传输特性的任意光学设备。
[0106] 图2示出了示意形式的冷却温度记录阵列检测器122的组件。阵列检测器122包括焦平面阵列150和
电子接口板156。真空腔152示出为与冷却器154连结。在另选的情况下，当使用非冷却检测器时，组件不包括冷却器154。但是，为了保持焦平面阵列在稳定温度，作为替代可以提供热电冷却器(TEC)。当物体发射IR辐射时，如由箭头158所表示的，其由滤波器160滤波并且撞击在期望波长中的焦平面阵列150上。
[0107] 因而，在用于进行本发明的真实性检测程序的上述实施方式中，进行主动温度记录法。在这种情况下，获得样本药物并且由热源110对样本药物进行加热，其进而由信号发生器105(其产生，例如，阶梯函数、狄拉克函数、矩形函数、周期函数等)控制。在加热和/或放松时段(即，产品的冷却)的至少一部分期间，以与当采集真实特征时所维持的条件相符合的方式，通过温度记录IR系统对所发射的IR辐射
采样至少一次。例如，由热脉冲对药品进行加热一预定时段直到药品的原始温度提高了预定量达修正后的温度。接着，使药品冷却回到其原始温度。在加热时段和/或冷却时段的至少一部分中，本发明的温度记录装置对所发射的辐射进行采样以确定样本药物的特征。如目前所获得的，药物的特征在显示器上可视地进行比较，或者通过
信号处理单元自动地比较，药物的对应真实特征如之前获得的并且存储在数据库130中。
[0108] 如所述的，所发射的辐射响应作为样本药物的时间函数(即，或者是连续变化的响应或者是从开始加热的时刻开始的特定时间段之后的辐射)并且与对应的真实版本的样本药物的特征进行比较。如果真实版本药物的特征是相同的，或者至少在预定阈值之上与样本药物高度相关，则样本被认为是真实的。但是，如果真实药物的特征是不相同的并且也不在预定阈值之上与样本药物高度相关，则样本被认为是假的。如果样本药物是假的，则根据发现假药的各种情况，可以采取必要的行动。
[0109] 如前所述，在另选的方面中，由热脉冲发生器来冷却样本药物一段预定时间(例如，快速冷却法，如气体膨胀)，直到其达到预定修正后的温度为止。在整个脉冲期间、在开始脉冲之后的特定时间、甚至在脉冲结束的某个时间，来获取响应。以与上述相似的方式，还在冷却的情况下，在完全相同的受控条件(即，相同的脉冲、相同的冷却或加热温度、相同的时段等)下获得真实特征以及来自当前测试产品的特征。
[0110] 在一个另选的方面中，为了保证准确的受控条件，药品可以被放置在延展的
黑体(这样的延展的黑体在本领域中是已知的，并且由例如CI公司来制造)上。
[0111] 在另一个另选方面中，在保证统一环境温度条件的温度稳定和控制室内进行完整的测试处理。
[0112] 在真实版本的样本药物的特征之前未被记录和存储在数据库中的情况下，如此处所描述地获取样本药物的特征，并且将其存储在本发明系统的二级数据库中，直到获取了真实版本的样本药物为止，此时样本药物的特征与其进行比较。
[0113] 根据本发明的另选方面，进行被动温度记录法，其中，样本保持在环境温度下并且未被加热或冷却。根据该实施方式，IR检测器系统仅检测MWIR或LWIR光谱波长中的稳态辐射发射，并不作为时间的函数。因此，这种情况下的数据库含有针对特定环境温度的MWIR和/或LWIR光谱中的真实药物的合适温度特征。
[0114] 在另一个另选方面中，在保证室内统一的环境温度条件的温度稳定和控制室中可以进行完整的测试处理。
[0115] 在另一个实施方式中，产品包装本身(如，药丸的铝包装)可以包括一个或更多个内部加热元件。通过将对应的内部
电信号提供给一个或更多个加热元件(其进而使药品加热)来激活在这种情况下的一个或更多个加热元件。
[0116] 根据本发明，制造商可以在制造过程中将附加的秘密识别信息添加到真实药物中，以进一步区别真药和假药。例如，可以由制造商将采用气泡形式的内部条形码包括在药物中。存在许多其它可能的方式，通过这些方式，可以将添加物包括在药物中，该添加物会影响MWIR或LWIR中的响应，而不影响药物的医学有效性。虽然向药物的这样的添加对药物的医学有效性没有显著效果(如果有的话，也是很小)(因此，不需要由FDA进行的附加管理
许可)，但是其可以显著地影响药物的真实特征以达到难以模仿的程度，或者该真实特征形成与已知为假的药物的特征区别开的区别特征。应当注意的是，药物制造商还可以在药物包装上包括这样的添加物。例如，药物制造商可以包括具有很高发射率、
热容量等的药物或包装上的一部分。
[0117] 在本发明的另一个方面中，本发明能够确定关于药物在其有效期中是否被暴露在不适合的热条件。在这种情况下，药物被涂有可食薄层，当暴露在某个预定允许限值之上的温度时，该可食薄层改变其物理属性。仅仅举例来说，药物可以被涂有巧克力薄层，并且药物的真实特征包括这样的层。稍后，如果药物已经暴露在室温之上的某个温度，则该涂层融化，并且其还影响如由本发明的装置获得的药物的特征(MWIR或LWIR，主动或被动辐射，情况常常如此)。以这样的方式，本发明的装置可以不仅检测伪造，还可以保证可能在其有效期中遭受不合适的存储条件的药物的质量。而且，以类似的方式，本发明的装置还可以保证药物的质量，并且检测出药物在缺少某些成分的同时已经被错误地制造。这样的成分缺少通常涉及从MWIR或LWIR 2D发射
角度的从真实特征的偏离。因此，为了简洁，如这里描述的质量保证在本申请中将不与常规伪造品进行区分。换句话说，药物的术语“伪造”涉及真实药物成分的任何偏离，无论造成该偏离的原因是什么。
[0118] 在本发明的另一个实施方式中，尽管这里参照检测假药已经描述了本发明，但是这里描述的方法和系统的应用可以同样用于识别其它伪造产品，如
货币、钻石、食品或从它们的真实“成分”材料的偏离导致它们的2D(温度记录法)LWIR或MWIR发射时间的改变(例如，在经受某个预定控制温度改变之后)的其它产品，因此，在本发明的一个特定实施方式中，本申请中的术语“药物”可以扩展到包括所述其它类型的产品(尽管它们实际上不是药物)。
[0119] 本发明的温度记录装置可以通过应用一个或更多个下面的技术来检测假药：
[0120] 1、预先确定将被应用到样本(即，应用到“主”真药，并且应用到有疑问的药物)的温度变化(即，最小温度到最大温度，或反之)；
[0121] 2、将用于影响所述温度变化的热源类型，例如典型烤箱、基于微波的烤箱、基于激光的加热源、
冰箱、热电冷却器等；
[0122] 3、温度变化信号的轮廓，即，尖峰信号、锯齿形信号、阶梯信号、循环信号等；
[0123] 4、与热(冷却)源的距离；
[0124] 5、检测器的类型，即，冷却(MWIR)检测器或非冷却(LWIR)检测器；
[0125] 6、在两个时间(例如，在预定时间T1和T2)应用来自样本的响应的平均的选项。应当注意的是，其它类型的数学运算的使用也是可以的，或者在时域中或者在空间域中。时域中的分析表示在某时间段中获得的几个
帧的分析，例如10个连续图像的平均。空间域中的分析表示例如为了强调真实和/或测试的图像的边缘而在单个图像上应用某个图像处理算法。对于时域中运算的具体示例是帧图像的随时间的平均、帧图像的随时间变化的STD(标准偏差)、随时间变化的傅立叶变换、时域中的
低通滤波器或时域中的
高通滤波器。对于空间域中运算的具体示例是FFT(
快速傅立叶变换)、
小波变换、
离散傅立叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)、低通、或高通。这些仅仅是示例，并且可以应用空间域或时域中的其它数学运算；
[0126] 7、为了限制对特定光学范围的响应，使用一个或更多个滤波器的选项；
[0127] 8、在药丸的真实外部包装和怀疑的外部包装(铝或纸箱或塑料包装)或者药丸的内部铝包装的特征之间进行比较的选项；
[0128] 9、如所提到的，本发明的系统做出的真实性验证包括当获得真实性和测试特征时应用到产品的预定条件。这些条件尽管是预定的，但是很灵活。因此，如果因为某个原因，发现当应用一个特定条件时，本发明的装置无法清楚地区分特定真药和假药，则为了找到更合适的条件，可以容易地
修改预定条件。形成可能条件的各种参数可以在很大范围内变化，并且几乎毫无疑问可以为市场中的各药品和每个药品找到合适的条件的事实将导致用于该产品的区别真实性特征。
[0129] 在限定用于获得药物特征的条件时，可以使用所有上述选项。应当注意的是，为了找到提供区别结果的条件，条件可以从一个药物到另一个药物进行变化。一旦已经知道有假药，则为各药物具体确定这些条件，以找到最佳地区分真药和已知为假的所述给定药品的条件。因此，各种条件可以应用于各种药物或各种类型的药物。而且，装置可以按下述模式中的一种模式进行操作：
[0130] 1、自动模式，其中，通过在真实的药物和怀疑药物的图像之间进行比较(关联)的图像处理来进行评估；
[0131] 2、如项目1中的图像处理，而特定操作应用到图像，如高通、低通、FFT、DFT、DCT等；
[0132] 3、手动模式，其中，装置的操作者在两个图像之间可视地进行比较。如将由下面示例所证明的，这样的手动模式中的操作在许多实际典型的伪造情况中提供很好的结果；
[0133] 4、在一个选项中，装置可以仅从怀疑的药物采集特征，并且将其传送到安全地点(其保持特征的库)用于比较。在这种情况下，在安全地点进行比较。在所述比较之后，安全地点将是/否结果返回到装置；
[0134] 5、在另一个选项中，装置在其中包括用于各种药物类型的特征的本地数据库；
[0135] 6、在另一个选项中，在如从怀疑药物获得的特征和如在相同时间从操作者可物理获得的并且操作者已知是绝对真实的药物(“参照药物”)获得的特征之间进行本地的比较。当需要验证时，装置首先当场从参照药物中提取真实特征，接着其从被测试的药物中提取特征，然后在所述两个特征之间进行比较并且提供最后结论。
[0136] 在本发明的另一个实施方式中，MWIR或LWIR阵列检测器122是单个像素“阵列”(尽管术语“阵列”通常指多个传感器而不是指仅使用一个传感器时的情况，但是为了简洁，当所述阵列包括仅仅一个传感器，即，像素时，本发明也使用术语“阵列”)。更具体地，阵列包括仅仅一个IR传感器。存在用所述一个像素阵列进行操作的三个另选选项，如下：
[0137] a.在从药物获得真实特征时，药品(如，药丸)102位于预定固
定位置以及与一个像素阵列相关的方向，并且由所述一个像素阵列相对于药品102的外表面之上的一预定点而获得特征(即，来自药物的辐射)。在这种情况下，光学装置124将一个像素阵列朝向所述预定点引导。在从药品获得测试特征时，有疑问的药物精确地定位在与为真实药物限定的相同的位置以及方向，使得相对于分别在所述两个真实的和被测试的药物中的相同点而进行比较。
[0138] b.在从药物获得真实特征时，药品(如，药丸)被定位在预定固定位置和与一个像素阵列有关的方向，并且由所述一个像素阵列相对于整个药物而获得特征(即，来自药物的辐射)。在这种情况下，光学装置124在一个像素阵列上对整个药物进行成像，使得测量来自整个药品的辐射。在从被测试的药品获得测试特征时，有问题的药物被精确定位在与为真实药物所限定的相同的位置和方向，使得相对于所述两个真实的和被测试的药物中相同的方向进行比较。
[0139] c.第三个另选选项与上述第一选项相同。但是，光学装置是可移动的，使得其以每次测量药品102的外表面上的另一个点的方式来“扫描”药品。
[0140] 应当注意的是，所述一个像素阵列实施方式(尤其是其前两个另选例)通常是更简单的并且具有更低的成本，因此其更适合药物的终端用户来使用，例如在其家中。
[0141] 还应当注意的是，本发明的系统原则上可以按两个操作模式来操作，所述两个操作模式在此被称为“主动”和“被动”。在被动模式中，在环境温度下获得真实性特征和测试特征，而无需施加加热或冷却信号。通常，在被动模式中，IR辐射是：(a)物体的发射率的函数，(b)所选波长带(MWIR或LWIR等)的函数，(c)物体温度(普朗克方程)的函数，和(d)环境温度的函数。因此，被动模式的温度记录系统的操作揭示了物体表面的大部分特征，而非其完全的内部结构。在主动模式中，在将加热或冷却信号应用到物体之后或期间获得真实性特征和测试特征。在这种情况下，来自产品的IR辐射是：(a)操作波长带(MWIR或LWIR等)的函数；(b)产品温度(普朗克方程)的函数；(c)环境温度的函数；(d)物体发射率的函数；(e)物体的导热率的函数；(f)物体热容量的函数；(g)物体热
对流的函数；和(h)由于物体分子结构的热脉冲的吸收的函数。因此，主动模式中本发明的使用是优选的，因为其揭示了以被动模式操作时未揭示的物体的各种属性。伪造产品中的所有所述属性的完全模仿是根本不可能的，其中，所述这些属性都影响本发明系统的主动模式操作的结果。
[0142] 示例1
[0143] 利用本发明的系统通过主动温度记录法来获得用于检测的5个药物样本(药片)。四个药片是真实的，而一个药片是伪造的。图3示出了从标准CCD相机获取的5个样本的图像。如可以看出的，全部5个样本对于人眼在外观(颜色、形状、尺寸)和重量上都是基本相同的。中间药片302是伪造的，而周围药片303是真实的。
[0144] 药片被放置在调节为40℃的开放表面上。施加脉冲以将药片从40℃冷却到20℃。在冷却过程中使用本发明的系统来检测来自各药片的MWIR发射。
[0145] 在图5-7中，使用包括640×512个独立元件的检测器阵列来显示药片的温度记录图像。应当注意的是，如所执行的，实验中的图像包括采用彩
色温标形式的显示，其中最低温度被显示为蓝色，而最高温度被显示为红色。这个温标中的颜色在用于相应地显示其它温度的两个极限之间进行变化。因此，在这个实验中，假药的确定甚至比如在本申请中提供的黑色和白色图像中的更容易并且更易区别。为此，本发明支持使用用于显示变化的MWIR或LWIR温度发射的这样的彩色温标。
[0146] 图4示出了在施加冷却脉冲之后在t＝1秒时药片302，303的二维温度记录图像。接着，随着发生进一步的冷却，在10秒(图5)和15秒(图6)获取药片302、303的温度记录图像。因而，图5-7示出了温度记录放射随时间的变化和从40℃到20℃的温度变化。
[0147] 假药302的温度记录图像清晰地不同于真药303的温度记录图像。图中的温度记录图像示出了真药303在外观上逐渐变浅直到它们被如所示出的背景前面的人眼(图6)几乎无法检测到为止。与图4相比，在第一秒之后已经取得的假药302在图5中变黑，接着稍稍变浅接近图6的第十五秒图像。
[0148] 示例2
[0149] 使用InSb冷却检测器进行可行性测试。可行性测试在(如以色列国的健康部的药物犯罪稽查局所提供的)真实西力士和伪造西力士之间进行比较。
[0150] 实验室原型包括：
[0151] 1、MWIR区域(3μm-5.4μm)中的冷却检测器；
[0152] 2、光学装置；
[0153] 3、用于从检测器输出中获取2D数字空间图像的电子
电路；以及
[0154] 4、用于施加加热信号的延展黑体。
[0155] 图7a中示出了原型装置。该装置包括电子装置801、MWIR范围内的焦平面阵列802、光学装置803和由CI公司制造的黑体804。西力士包装805被示出放置在所述黑体
804上。
[0156] 进行了多个测试。在测试期间，在黑体804上放置各种样本。在各个所述测试中，黑体初始设置为30℃。在将黑体的温度稳定在30℃之后，在整个温度变化过程中，在每1秒记录药物发射时，其温度降低到15℃。所获得的10个图像的次序被平均以提供单个图像用于各个测试。对两个真实图像和伪造图像进行比较。
[0157] 图7b示出了如由装置获得的、真西力士药丸和假西力士药丸的两个空铝包装之间的比较。可以看出，图像是非常容易进行可视区分的。
[0158] 图7c示出了如由装置获得的、分别在真西力士药丸和假西力士药丸的两个空纸箱包装之间的比较。再一次，可以看出，两个图像是非常容易进行可视区分的。
[0159] 图7d示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、两个真西力士药丸和假西力士药丸之间的比较。可以看出，药丸看上去基本上是完全相同的。
[0160] 图7e示出了如由装置获得的、图7d的两个真西力士药丸和假西力士药丸之间的比较。可以看出，两个图像是非常容易进行可视区分的。
[0161] 图7f示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、分别包括真西力士药丸和假西力士药丸的两个真铝包装和假铝包装之间的比较。可以看出，包括药丸的包装看上去基本上是完全相同的。
[0162] 图7g示出了如由装置所获得的、包括图7f的西力士药丸的两个真铝包装和假铝包装之间的比较。可以看出，两个图像是非常容易进行可视区分的。
[0163] 图7h示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、包括了进而各分别包括真西力士药丸和假西力士药丸的铝包装的两个真纸箱和假纸箱之间的比较。可以看出，包括具有药丸的铝包装的包装看上去是完全相同的。
[0164] 图7i示出了如由本发明的装置获得的、各包括了进而分别包括真西力士药丸和假西力士药丸的铝包装的图7f的两个真纸箱包装和假纸箱包装之间的比较。可以看出，两个图像是非常容易进行可视区分的。
[0165] 如所述的，使用几个图像的平均来执行上述示例和几个其它示例以获得特征。应当注意的是，其它数学运算可以用作另选项以进行平均，如，乘法、积分、微分、除法、加法和差分等。
[0166] 示例3
[0167] 通过使用非冷却检测器(8μm至14μm范围内)的装置来获得示例3的结果。获得这些结果用于与示例2中所使用的相同的样本。
[0168] 进行了多个测试。在测试过程中，在黑体804上放置各种样本。在各个所述测试中，黑体初始设置为30℃。在将黑体的温度稳定在30℃之后，在整个温度变化过程中，在每1秒记录(成像)药物发射时，其温度降低到15℃。所获得的10个图像的次序被平均以提供单个图像作为各测试的结果。对两个真实图像和伪造图像进行比较。
[0169] 图8a示出了如由非冷却装置获得的、分别在两个真西力士药丸和两个假西力士药丸之间的比较。可以看出，真实的图像和伪造图像是非常容易进行可视区分的。
[0170] 图8b示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、图8a的西力士药丸的两个真图像和两个假图像。可以看出，所有所述药丸图像看起来是完全相同的。
[0171] 图8c示出了如由非冷却装置获得的、分别在两个完全包装的(纸箱和铝)真西力士药丸和两个完全包装的假西力士药丸之间的比较。可以看出，相应的真实图像和伪造图像是非常容易进行可视区分的。
[0172] 本领域中已知的是，非冷却检测器比冷却检测器便宜地多。发明人已经发现两种类型的检测器所得的结果实质上是相同的。换句话说，这两者都提供可区别的结果。
[0173] 在另一个实施方式中，在相同系统中一起使用冷却MWIR检测器和非冷却LWIR检测器。这样的多光谱检测器的使用可以提供更大范围的灵敏度。虽然这样的系统比单个检测器系统更贵并且更复杂，但是在某些难以区分的情况下，多光谱系统是有利的。
[0174] 示例4
[0175] 在示例4中，使用具有InSb(在3μm至5.4μm的范围内)冷却检测器(15μm间距的640×512个像素)的装置。
[0176] 用美沙酮滴剂的真实容器进行测试，并且用液体美沙酮的伪造容器进行另一个测试。在测试过程中，在黑体上放置样本。在各个所述测试中，黑体初始设置为30℃。在将黑体的温度稳定在30℃之后，在整个温度变化过程中，在每1秒记录药物发射时，其温度降低到15℃。所获得的10个图像的次序被平均以提供单个图像用于各测试。对两个真实图像和伪造图像进行比较。
[0177] 图9a示出了如由CCD(VIS)照相机获得的、真实的和伪造的液体美沙酮容器的图像。图像中上面的容器是真实的，而下面的是伪造的。图9b示出了如由所述装置获得的分别相同的容器，作为如所述的实验的结果。如可以看出的，真实容器和伪造容器的这两个图像是非常容易进行可视区分的。
[0178] 虽然通过例示已经描述了本发明的一些实施方式，但是将显而易见的是，本发明可以用许多修改、变型和改变并且利用落入本领域技术人员的范围内的、但未超出
权利要求的范围的许多等同物或另选的解决方案来实现。
