放射能量検出センサー、このセンサーを用いた放射能量測定方法、及び放射性薬剤自動投与装置
【課題】医療者の被爆をなくす放射性薬剤の自動投与において、放射能量測定のために投与までに長時間を要してしまうことがない放射能量検出センサー、このセンサーを用いた放射能量測定方法、及び放射性薬剤自動投与装置を提供する。
【解決手段】液状の放射性薬剤が収納されたバイアル瓶３が放射線遮蔽容器１３に格納され、この放射線遮蔽容器１３の蓋が外された状態で、バイアル瓶３の開口部に抽出針７が穿刺された状態で、この穿刺された抽出針７に接続する流路２３を介してシリンジ２５により放射性薬剤を吸引する。放射能量検出センサー１９の構造は、この流路２３を通す環状のシンチレータ４９の外周に接続されるライトガイドの端部に光電子増倍管５２が接続し、シンチレータ４９とライトガイドの外表面を反射材５９が覆う。そして、放射能量検出センサー１９が検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される放射性薬剤の実際の放射能量を測定する。
【解決手段】液状の放射性薬剤が収納されたバイアル瓶３が放射線遮蔽容器１３に格納され、この放射線遮蔽容器１３の蓋が外された状態で、バイアル瓶３の開口部に抽出針７が穿刺された状態で、この穿刺された抽出針７に接続する流路２３を介してシリンジ２５により放射性薬剤を吸引する。放射能量検出センサー１９の構造は、この流路２３を通す環状のシンチレータ４９の外周に接続されるライトガイドの端部に光電子増倍管５２が接続し、シンチレータ４９とライトガイドの外表面を反射材５９が覆う。そして、放射能量検出センサー１９が検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される放射性薬剤の実際の放射能量を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、本発明は、液状の放射性薬剤を、その放射能量を測定後に人体内に注入投与するための放射能量検出センサー、このセンサーを用いた放射能量測定方法、及び放射性薬剤自動投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（１）液状の放射性薬剤を人体内に注入投与するには、この放射性薬剤が収納されたバイアル瓶が格納された放射線遮蔽容器の蓋を外し、別のタングステン等により遮蔽されたシリンジを用いて、バイアル瓶の開口部に穿刺し放射性薬剤を吸引後に、体内に注入投与している。この場合、投与前にシリンジ内の放射能量を測定し、投与後も、シリンジ内に残留した放射能量を測定し、その差を算出して人体に投与された放射能量を測定していた。
【０００３】
（２）又、下記特許文献１では、液体の放射性薬剤を人体に自動投与するための放射性薬剤の自動投与装置において、注入直前に、放射性薬剤の全量を一時的に、シリンジとは別に設けられて放射線遮蔽された液体保持部に収容し、該液体保持部に収容された放射性薬剤の放射能量を測定後に、注入投与する技術が開示される。
【特許文献１】特開平２０００−３５０７８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、18Ｆ-FDG（18Ｆ-フルオロデオキシグルコース）のような線量率の大きい放射性薬剤では、前記（１）のように、投与前後にシリンジ内の放射能量を測定する際の医療者の被爆、及び投与する被験者の体内からの医療者の被爆を避けることは困難である。
【０００５】
又、上記（２）の特許文献１では、放射性薬剤を液体保持部へシリンジを用いて移動する時間が必要になり、収容被験者の血管確保後から放射性薬剤の投与までに長時間を要するため、被験者の不安や苦痛が大きくなるのを避けることができない。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、医療者の被爆をなくす放射性薬剤の自動投与において、放射性薬剤の投与までに長時間を要することがない放射能量検出センサー、このセンサーを用いた放射能量測定方法、及び放射性薬剤自動投与装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、第一発明は、液状の放射性薬剤がシリンジにより流路を介して人体へ投与するための前記流路を通す環状のシンチレータと、このシンチレータの外周に接続されるライトガイドと、このライトガイドの端部に接続する光電子増倍管と、前記シンチレータと前記ライトガイドの外表面を覆う反射材と、を有して構成されることを特徴とする放射能量検出センサーである。
【０００７】
第二発明は、第一発明の放射能量検出センサーを用いて、前記放射性薬剤から検出される放射能の積算計数値と、この検出を行う積算時間と、放射能線源による異なる検出効率と、を用いて以下の式
放射能量＝（積算計数値／積算時間）／検出効率
から、前記シリンジにより投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定することを特徴とする放射能量測定方法である。
【０００８】
第三発明は、第一発明の前記放射性薬剤が収納された前記バイアル瓶を格納した前記放射線遮蔽容器が前記蓋を外された状態で搭載される架台と、前記バイアル瓶の前記開口部に穿刺される抽出針と、この抽出針を前記架台に向かって相対的に昇降させ前記開口部への穿刺を行わせるための昇降手段と、この穿刺された抽出針に接続する第１流路と、この第１流路を通して前記放射性薬剤を吸引するシリンジと、このシリンジから押し出された前記放射性薬剤を通す第２流路と、この第２流路を通して前記放射性薬剤を人体に投与する人体用注射針と、前記シリンジの前記吸引及び前記押し出しを行うシリンジ駆動手段と、前記第１流路と前記第２流路の分岐点に設けられて前記シリンジの前記吸引の方向及び前記押し出しの方向を定める切換弁と、この切換弁の切換を行う切換駆動手段と、
前記第１流路又は前記第２流路を通す第一発明の放射能量検出センサーと、この放射能量検出センサーが検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定する測定手段と、前記昇降手段、前記シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を制御する制御手段と、以上の装置構成要素のうち前記放射性薬剤が存在し又は通過する要素を覆う放射線遮蔽材と、を有して構成されることを特徴とする放射性薬剤自動投与装置である。
【発明の効果】
【０００９】
第一、第二、又は第三発明によれば、シリンジにより吸引されて移動しつつある放射性薬剤からの放射線を、流路の外側に設けられる放射能量検出センサーを構成する環状のシンチレータが受けて、シンチレーション光を放ち、このシンチレーション光をライトガイドを介して光電子増倍管に伝達して放射能量を検出する。そして、これらシンチレータとライトガイドの外表面を反射材で覆うことで、シンチレーション光のロスを小さいまま伝達でき、効率よく実用的な放射能量検出が可能となった。
【００１０】
よって、移動しつつある放射性薬剤の放射能量を検出できるので、従来のような放射性薬剤をシリンジとは別の液体保持部へ移動し測定する時間が不要である。このため、放射性薬剤の自動投与において、放射性薬剤の投与までに要する時間を短縮でき、被験者の不安や苦痛を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施形態を、図１〜図３に示す。
（装置概要）
この実施形態に係る装置１全体の概要を図１に示す。放射性薬剤は直接容器としてのバイアル瓶３に収納される。バイアル瓶３は、上端の中央に形成される開口部５が、ゴム栓等の抽出針７で穿刺可能な栓９で閉塞された、ガラス製である。このバイアル瓶３を格納した間接容器としての放射線遮蔽容器１３が、蓋を外された状態で架台１５に搭載される。
【００１２】
図示しない昇降手段により、バイアル瓶３の開口部５に穿刺される抽出針７とエアー針２１は、架台１５に向かって昇降され、穿刺が行われる。
この抽出針７に接続する第１流路２３には、放射能量検出センサー１９が設けられる。第１流路２３は、放射能量検出センサー１９を通った後に、放射性薬剤を吸引するシリンジ２５に連通する。このシリンジ２５から押し出された放射性薬剤を通す第２流路２７は、放射性薬剤を人体に投与する人体用注射針２９に連通する。シリンジ２５の吸引及び押し出しは、図示しないシリンジ駆動手段によって自動的に行われる。
【００１３】
第１流路２３と第２流路２７の分岐点には、切換弁３１としての第１の三方活栓３３が設けられ、シリンジ２５の吸引の方向及び押し出しの方向を定める。この切換弁３１の切換は図示しない切換弁駆動手段により自動的に行われる。
なお、第１流路２３の途中には第２の三方活栓３５が設けられ、第３流路３７を介して、流路から空気を除くため生理食塩水バッグ３９に連通される。第２流路２７の途中には、液中の空気を除くエアーベントフィルター４１、及び人体からの逆流を抑止するピンチバルブ４３が設けられる。
【００１４】
図示しない放射能量測定手段によって、放射能量検出センサー１９が検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定する。
制御手段によって、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段は、統合して制御され、放射性薬剤の自動的な投与が行われる。
【００１５】
以上の装置構成要素のうち、放射性薬剤が存在し又は通過する要素は、放射線遮蔽材によって覆われ、特に放射性薬剤が長時間存在する要素は、放射線遮蔽材によって二重に覆われる。すなわち、生理食塩水バッグ３９、人体用注射針２９、第２流路及び第３流路３７の一部を除いて、ほとんどの部分が、外側放射線遮蔽材製箱４５に格納され、特に、バイアル瓶３、放射線遮蔽容器１３、架台１５、抽出針７、及びエアー針２１は、さらに内側放射線遮蔽材製箱４７に格納される。また、シリンジ２５は専用の放射線遮蔽材製筒体４８によってさらに覆われる。
【００１６】
（放射性薬剤）
ここで用いられる液状の放射性薬剤とは、ＰＥＴ（陽電子断層診断法：Positron Emission Tomography）検査用の短寿命核種を含むＦＤＧ（フッ素１８で標識された製剤：［18F］-2-deoxy-2-fluoro-D-glucose）、ＦＤＰＡ（フッ素18で標識された製剤：6-［18F］-fluoro-3,4-dihydroxy-phenyl-L-alanine）、ＦＤＡ（6-［18F］-fluoro-dopamine）等があるが、主に、［18F］-2-deoxy-2-fluoro-D-glucoseが使用される。他に、９９ｍＴｃ、
１２３Ｉ、１３１Ｉ、２０１Ｔｌ、６７Ｇａ、５１Ｃｒ等の放射性同位元素核種からなる治療用および検査用注射液にも適用できる。
【００１７】
（架台１５、抽出針７、エアー針２１、昇降手段）
放射性薬剤のバイアル瓶３を格納した放射線遮蔽容器１３が、蓋を外された状態で、架台１５に搭載される。図示しない昇降手段は、抽出針及びエアー針２１（通気針）を図示しない支持体に支持後、支持体を電気、ガス圧、または油圧で昇降移動することにより、バイアル瓶３のゴム栓の所定位置に、抽出針及びエアー針２１（通気針）を穿刺する動作ができる機構となっている。
【００１８】
すなわち、機構としては２条ネジを採用し、パンタグラフ式に上下移動を可能となる精密ラボジャッキであって、ネジに連結するハンドルを回転させることによって、滑らかな昇降移動ができる。そして、ハンドルに駆動モータを取り付ける方式により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦだけで昇降移動できる。また、ハンドルの回転を精密油圧方式で行うことも可能である。
【００１９】
これらの方式を採用することにより、人手により、バイアル瓶３に抽出針及びエアー針２１（通気針）を挿入する必要はなくなるので、針の挿入ミスおよび放射線による指先被爆を避けることができる。
なお、抽出針及びエアー針２１を支持する支持体は静止させておいて、放射線遮蔽容器１３を搭載する架台１５を昇降移動することも可能である。
また、架台１５を傾斜することにより、抽出針７がバイアル瓶３の底端部の角部に挿入でき、薬剤のほとんどを抽出できる。このときの傾斜角度としては、５〜２０°、好ましくは１０°である。
なお、抽出針７およびエアー針２１の挿入の確認は、図示しないが、ＣＣＤカメラを用い、又は、鉛遮蔽体の一部に鉛ガラスを用いて目視によって、確認できる。
【００２０】
（放射能量検出センサー１９）
図２に示すように、放射能量検出センサー１９は、第一流路２３を通す環状のシンチレータ４９の外周に、ライトガイド７５１が接続し、ライトガイド５１の端部に光電子増倍管（フォトマル）５２が接続し、この光電子増倍管５２にブリーダー回路５３が接続する。ブリーダー回路５３には高圧電源５５が供給され、信号線５７により信号が取り出される。
環状のシンチレータ４９は、第一流路２３の長手方向に長く、実際には筒状の形状を有する。シンチレータ４９とライトガイドの外表面は反射材５９で覆われる。さらに反射材５９の外表面は遮光ケース６１で覆われる。
【００２１】
すなわち、環状シンチレータ（プラスチックシンチレータ）４９のシンチレーション光をフォトマル５２に導くために、シンチレーション光の減衰が極めて少ない材質の例えば、石英，ＵＶガラス，アクリル等でライトガイドを製作した。また、環状シンチレータとライトガイド及びフォトマル５２を、シンチレーション光の減衰が非常に小さい接着材例えば、エポキシ、シリコン等で光学的に接続した。その外表面にシンチレーション光を乱反射させ、且つシンチレーション光がシンチレータ及びライトガイドから外に漏洩しないような反射材５９、例えば、酸化チタン等を塗布しシンチレーション光をシンチレータ及びライトガイド内に閉じこめるようにした。
【００２２】
（放射能量検出センサー１９の作用効果）
シンチレータ４９を環状形とした場合に、放射線により発光したシンチレーション光をいかにして効率良くフォトマル（光電子増倍管）５２に導くかが問題となる。一般に、光を導くには光の反射作用を利用するのであるが、光の反射を利用する場合、光が反射する面（壁）の反射効率が良い場合、例えば、光の伝達経路が平行で全反射角を維持できるような形状の光ファイバ等の場合では非常に効率良く光りを導けるのであるが、本発明のような環状形をしている場合ではそうははいかないのである。
【００２３】
そこで、上記構成とすることにより、閉じ込められたシンチレーション光が反射材５９の乱反射面により様々な角度の光となり、やがてフォトマル５２に到達するため、シンチレーション光の大半はフォトマル５２へ導かれ、その結果効率良く放射線を検出できるのである。
【００２４】
（環状シンチレータ（プラスチックシンチレータ））
環状シンチレータ４９を形成するシンチレータとしては、有機化合物、すなわち、アントラセン、スチルベンなどの芳香族分子結晶体、またはこれらをプラスチックあるいは有機液体中に溶解した混合物、ターフェニルの結晶とポリスチレンの混合物等から得られるプラスチックシンチレータが、きわめて加工しやすいため、容易に各種形状寸法にできるため、好ましく使用できる。
【００２５】
その他、ＮａI（Ｔｌ）、ＣｅＩ、ＢＧＯ（Bi4Ge3O12）、イットリウム・アルミニウム複合酸化物の多結晶粉末から成形したＹＡＰ(Ｃｅ)シンチレータ４９等も使用できる。
【００２６】
（環状）
シンチレータ４９の環状は、この実施形態では円環状である。 シンチレータ４９の環状の断面（環状の長手方向に直交する面による断面）としては円形、正方形、長方形、楕円等があるが、バイアル瓶の形状から、円形が好ましい。
【００２７】
（放射能量測定手段）
図示しない放射能量測定手段は、放射能量検出センサー１９を用いて、投与される放射性薬剤の実際の放射能量の測定をおこなう。
すなわち、放射能の量は、放射線管理において一般的なベクレル表示によれば、１秒間あたりの放射性同位元素の崩壊数（Bq）で表されなければならない。そこで、放射能薬剤が通過し始めた時から通過し終わった時までの崩壊数の積算値（検出器出力信号の積算計数値）と薬剤が通過していた時間、検出器の検出効率（実際には測定系の検出効率）が分かれば、下式より１秒間あたり崩壊数（Bq）即ち放射能量を算出することができるのである。
この点を、図３のブロック図、及び図４のフロー図を用いて説明する。
図３に示すように、放射能量検出センサー１９には高圧電源５５が供給され、取り出された信号は、アンプ１９１を通して増幅され、ディスクリミネータ（波高弁別回路）１９３によって雑音的なパルスを除き、スケーラ（計数率回路）１９５によって単位時間当たりの計数を行う。このスケーラ１９５はマイクロコンピュータ１９７により制御れる。マイクロコンピュータ１９７はクロックパルサ１９９から正確な時間情報を受け取る。
【００２８】
図４に示すように、計測がスタートし（Ｓ１）、クロックパルサ１９９からのスタートクロックが受信されると（Ｓ２）、スケーラがリセットしスタートされる（Ｓ３）ことで、計数動作がなされ、次のスタートクロックが受信されるまでの単位時間、計数動作が続けられる（Ｓ４）。次のスタートクロックが受信される（Ｓ５）ことでスケーラはストップし（Ｓ６）、この単位時間の計数率が自然界の値、すなわちバックグラウンド値（ＢＧ）を超えていれば（Ｓ７）、放射性薬剤が通り続けて正常な放射能の検出が行われたことになるので、その計数値及びスタートクロック数を記録する（Ｓ８，Ｓ９）。そして再び、スケーラがリセットしスタートし（Ｓ３）計数動作する（Ｓ４）。
そして、単位時間の計数率がバックグラウンド値（ＢＧ）を超えなければ（Ｓ７）、放射性薬剤が通過し終わって放射能の検出がされていないことになるので、それまでの計数値を積算し（Ｓ１０）、それまでのスタートクロック数を積算（カウント）する（Ｓ１１）。このスタートクロック数の積算値が、薬剤が通過し始めた時から通過し終わった時までにかかった積算時間（秒）になる。
【００２９】
これらの積算計数値と積算時間による次式から放射能量（Bq）が測定され（Ｓ１２）、計測を終了する（Ｓ１３）。
放射能量（Bq）＝（積算計数値（カウント）／積算時間（秒））／検出効率
なお、このうち検出効率は、測定対象の放射性薬剤のエネルギーに最も近いエネルギーを有するの標準線源（放射能量が既に検定されている放射能線源）で計測系の検出効率をあらかじめ校正しておく。
【００３０】
（この測定方法による効果）
上測定原理からわかるように、この測定方法では積算時間である測定時間と積算計数値より放射能量を求められるため、流路のチューブ径や、流速の変動には測定結果は左右されずに、正確な放射能量を求めることができる。
【００３１】
また、シリンジやシリンジ駆動手段、流路のチューブ径、などを同じものを使用するして、仮に単位時間あたりの流量が一定であれば、放射能密度(Bq/cm３)を求めることもできるのである。
さらに、放射能量測定手段は表示装置を有し、算出した差に基づく測定値を表示する。
【００３２】
（流路）
第１〜第３流路は、この実施形態ではエクステンションチューブが用いられる。このチューブとして、ポリ塩化ビニル製（ＰＶＣ）、ポリブタジエン製、ポリエチレン製、ポリウレタン製、シリコーンゴム製、熱可塑性エラストマー製、等が用いられうる。
【００３３】
また第２流路２７は、外側放射線遮蔽材製箱４５の外側の部分が放射線遮蔽材で遮蔽されるのが望ましい。すなわち、シリンジ２５から押し出された放射性薬剤は、第２流路２７を通り外側放射線遮蔽材製箱４５を出た部分で、医療者への被爆を生じる可能性がある。そこで、第２流路２７のうち外側放射線遮蔽材製箱４５からでて人体用注射針２９に連通する部分を、図示しない筒状の鉛やタングステンなどの放射線遮蔽材によって覆うことが望ましい。
【００３４】
この筒状の放射線遮蔽材は、例えば内径が１．５ｍｍから４．０ｍｍ、外径が２０ｍｍから５５ｍｍとし、筒の形状としては円形の他、正方形でもよい。
また、第２流路２７への着脱が容易なように、筒状は、筒状の中心軸を通る面で、二つに分割した半割形状とすることが望ましい。また、外側放射線遮蔽材製箱４５からでて患者が横たわるベットの近くまで、筒状の放射線遮蔽材は固定される。
【００３５】
（切換弁３１、切換弁駆動手段、シリンジ駆動手段）
切換弁３１としては、三方活栓が用いられる。三方活栓は、コックの位置により、三方の流路の全てを連通する一つのポジション、三方の流路のうち任意の２つを連通する３つのポジションの合計４つのポジションを取ることができる。
【００３６】
切換弁駆動手段及びシリンジ２５の駆動手段としては、バッテリー電源で駆動されるＤＣモータを用いるものが望ましい。回転数とトルクの関係が線形であり、制御が容易なためである。また、直流の入力パルスをモータ固定子に設けた複数の励磁極巻線に順次加えてゆくことにより永久磁石を配列した回転子が一定角度づつ回転する回転機で、入力パルスに同期して作動するステッピングモータ（パルスモータ）等も用いることもできる。
（エアーベントフィルタ）
エアーベントフィルタ４１は薬剤及び生理食塩水を体内に注入する時、液中の空気を除くために用いるためで、例えば、ミリポア社製Ｍｉｌｌｅｘ−ＡＡタイプを用いることができる。
【００３７】
（抽出針７、エアー針２１、人体用注射針２９）
抽出針７としては、バイアル瓶３のゴム栓への挿入時、針先にゴムがつまる（コアリング）と、シリンジに吸入できなくなるので、針先はノンコア針（針の先端の形状に特徴のある従来の注射針）を使用することが好ましい。
エアー針２１（通気針）としては、通常のフィルター付きを用いることが好ましい。
人体用注射針２９としては、翼状針等が用いられる。
【００３８】
（制御手段）
図示しない制御手段は、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を、すべてプログラムにより、統合して制御し、放射性薬剤の自動的な投与を行う。設定値としては、放射性薬剤の吸引、押し出し量及び速度、生理食塩水の吸引、押し出し量及び速度がある。
【００３９】
（放射線遮蔽材）
遮蔽材の材質としてはタングステン、タングステン合金、鉛、タンタル、ビスマス、劣化ウラン等が用いられうる。特に、鉛は加工が容易なため、用いられやすいが、生理食塩水の接触により、腐食及び汚染が見られるため、使用に際し、ステンレス、プラスチック、ゴム、塗料、めっき等により被覆することが望ましい。又、薬剤シリンジ、薬剤が通過する流路には局部的に遮蔽材を設けることもできる。
【００４０】
遮蔽材の厚さは使用する放射線のエネルギーにもよるが、鉛として１０〜２０ｍｍ厚が用いることができる。
放射性薬剤をシリンジ２５に吸引しバイアル瓶３中の放射性薬剤残量を測定するに際し、シリンジ２５中の薬液から放射線の影響を避けるため、専用の放射線遮蔽材製筒体によってシリンジ２５を覆う。
【００４１】
なお、本発明の装置１は全体が放射線遮蔽体によって覆われ、重量があるため、医療機関に搬送、院内において移動しやすいように、図示しないキャスタが取り付けられている。
【００４２】
（（動作））
１）人手による取り付け準備
生理食塩水バッグ３９を図示しないスタンドに取り付ける。
【００４３】
放射性薬剤が収納されたバイアル瓶３を格納した放射線遮蔽容器１３を、蓋を外し、内側放射線遮蔽材製箱４７内の架台１５に、取り付ける。放射能量検出センサー１９を設置する。
シリンジ２５を図示しないシリンジ駆動手段であるモータ駆動式ユニットにセットする。
あらかじめ第１及び第２の三方活栓３３，３５、エアーベントフィルタ、ピンチバルブ４３が付いた第１流路２３、第２流路２７、第３流路３７を、シリンジ２５に取り付ける。
そして、第３流路３７の先端に、人体用注射針２９としての翼付静注針等を取り付ける。
【００４４】
２）次に、この装置１の制御手段に設けられたスイッチを入れる。これにより、以下、自動で行われる。
すなわち切換弁駆動手段により第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第３流路３７のみが連通され、シリンジ駆動手段により、生理食塩水を薬用シリンジに吸引する。そして、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第２流路２７のみが連通され、設定量・設定速度でシリンジ２５が押し込こまれることにより、シリンジ２５から人体用注射針２９までの流路が生理食塩水により充填される。
【００４５】
３）昇降手段により、抽出針７、エアー針２１が下降されることにより、バイアル瓶３のゴム栓を穿刺し、抽出針７の針先がバイアル瓶３内の底端部に挿入される。
４）さらに、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第１流路２３のみが連通され、シリンジ駆動手段により、放射性薬剤がシリンジ２５に吸引される。
５）このとき、放射能量検出センサー１９の働きにより、第１流路２３を通過する放射能薬剤の放射線が検出され、そして図示しない放射能量測定手段により放射能量が算出、測定される。
６）その後、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第２流路２７のみが連通され、設定量・設定速度でシリンジ２５が押し込まれることにより、シリンジ２５から放射性薬剤及び生理食塩水が被投与者の体内に注入投与される。
【００４６】
７）後処理として、人手により第１流路２３の抽出針７を廃液ボトル６２の口へ移動し、切換弁駆動手段により第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第３流路３７のみを連通させ、生理食塩水をシリンジ２５に吸引し、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第１流路２３のみを連通させ、シリンジ２５より所定量押し込むことで、流路内に残留した微量の放射性薬剤を含む生理食塩水を廃液ボトル６２へ排出する。
【００４７】
「実施形態の効果」
以上説明したように、この実施形態によれば、シリンジにより吸引されて移動しつつある放射性薬剤からの放射線を、流路の外側に設けられる放射能量検出センサー１９により検出できる。
【００４８】
また、放射能量検出センサー１９を構成するシンチレータ４９を特殊な環状にするにもかかわらず、シンチレータ及びライトガイド内に閉じ込められたシンチレーション光が反射材５９の乱反射面により様々な角度の光となり、やがてフォトマル５２に到達するため、シンチレーション光の大半はロスが小さいままフォトマル５２へ導かれ、その結果効率良く放射線を検出できるようになった。
【００４９】
よって、バイアル瓶からシリンジへ吸引される間の放射性薬剤の放射能量を測定できるので、従来のような放射性薬剤を液体保持部へ移動する時間が不要である。このため、放射性薬剤の自動投与において、放射性薬剤の投与までに要する時間を短縮でき、被験者の不安や苦痛を小さくできる。
【００５０】
「他の実施形態」
以上の実施形態では、
制御手段は、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を統合して制御し放射性薬剤の自動的な投与を行うものであったが、他の実施形態では、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段は医療者などが各スイッチを次々と押していくことで、半自動的な投与を行うものであってもよい。
【００５１】
また、他の実施形態では、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段は、医療者などが外側放射線遮蔽材製箱４５の外から手動により駆動できる構造で、半自動的な投与を行うものであってもよい。
【００５２】
また、以上の実施形態では、昇降移動することにより、抽出針及びエアー針２１（通気針）を穿刺する動作ができる機構として、精密ラボジャッキを例に説明したが、他の実施形態では、例えば、エアー針と抽出針を２軸の移動ステージにそれぞれ固定し、ステージのスクリューをマイクロコンピュータで制御されたＤＣサーボモータで駆動することによって滑らかな昇降移動ができる機構としてもよい。
【００５３】
（ダブルシリンジタイプ）
また、以上の実施形態では、放射性薬剤と生理食塩水の吸込みと押出を１本のシリンジ２５で行うシングルシリンジタイプの装置１であったが、他の実施形態では、別のシリンジで行うダブルシリンジタイプにおいても本発明は実施可能である。
【００５４】
すなわち、図４に示すように（図１と同様の部分については同一の符号を付す）、第１流路２３と第２流路２７の分岐点には、図１と同様に切換弁３１としての第１の三方活栓３３が設けられるが、第２の三方活栓３５は第２流路２７の途中に設けられる。そして、第１流路２３の途中に第３の三方活栓６３が設けられ、生理食塩水用シリンジ６５が連通する。図１のシリンジ２５に相当するシリンジ２５は、薬剤用シリンジとなる。生理食塩水用シリンジ６５は他の図示しないシリンジ駆動手段によって駆動される。
【００５５】
また、ダブルシリンジタイプにおいて、装置１の動作は、以上の実施形態と異なる部分は以下のようになる。
１）人手による取り付け準備
あらかじめ第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３、エアーベントフィルタ４１、ピンチバルブ４３が付いた第１流路２３、第２流路２７、第３流路３７を、薬剤用シリンジ２５、及び生理食塩水用シリンジシリンジ６５に取り付ける。
【００５６】
そして、第２流路２７の先端に、人体用注射針２９としての翼付静注針を取り付ける。
２）次に、この装置１の制御手段に設けられたスイッチを入れると、
切換弁駆動手段により第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第３流路３７のみが連通され、シリンジ駆動手段により、生理食塩水を生理食塩水用シリンジ６５に吸引する。そして、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第２流路２７のみが連通され、生理食塩水用シリンジ６５が押し込こまれることにより、生理食塩水用シリンジ６５から人体用注射針２９までの流路が生理食塩水により充填される。
【００５７】
３）昇降手段により、抽出針７、エアー針２１が下降される。
４）さらに、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３に薬剤用用シリンジと第１流路２３のみが連通され、シリンジ駆動手段により、放射性薬剤が薬剤用シリンジに吸引される。
５）このとき、放射能量検出センサー１９の働きにより、第１流路２３を通過する放射能薬剤の放射線が検出され、そして図示しない放射能量測定手段により放射能量が算出、測定される。
６）その後、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により薬剤用シリンジと第２流路２７のみが連通され、薬剤用シリンジが押し込まれることにより、薬剤用シリンジから放射性薬剤及び生理食塩水が被投与者の体内に注入投与される。
【００５８】
７）後処理として、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第３流路３７のみを連通させ、生理食塩水を生理食塩水用シリンジ６５に吸引し、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第２流路２７のみを連通させ、生理食塩水用シリンジ６５より所定量押し込むことで、流路内に残留した微量の放射性薬剤を含む生理食塩水を廃液ボトルへ排出する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施形態を示す放射性薬剤自動投与装置の全体図である。
【図２】図１の装置に用いられる放射能量検出センサーを示すもので、（Ａ）は縦断面図（Ｂ）は水平断面図である。
【図３】図２放射能量検出センサーを用いた放射能量測定装置のブロック図である。
【図４】図３の放射能量測定装置のフロー図である。
【図５】この発明の他の実施形態を示す放射性薬剤自動投与装置の全体図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…装置、３…バイアル瓶、５…開口部、７…抽出針、９…栓、１３…放射線遮蔽容器、１５…架台、１９…放射能量検出センサー、２１…エアー針、２３…第１流路、２５…シリンジ、２７…第２流路、２９…人体用注射針、３１…切換弁、３３…第１の三方活栓、３５…第２の三方活栓、３７…第３流路、３９…生理食塩水バッグ、４１…エアーベントフィルター、４３…ピンチバルブ、４５…外側放射線遮蔽材製箱、４７…内側放射線遮蔽材製箱、４９…シンチレータ、５１…ライトガイド、５３…ブリーダー回路、５５…高圧電源、５７…信号線、５９…反射材、６１…遮光ケース、６３…第３の三方活栓、６５…生理食塩水用シリンジ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、本発明は、液状の放射性薬剤を、その放射能量を測定後に人体内に注入投与するための放射能量検出センサー、このセンサーを用いた放射能量測定方法、及び放射性薬剤自動投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（１）液状の放射性薬剤を人体内に注入投与するには、この放射性薬剤が収納されたバイアル瓶が格納された放射線遮蔽容器の蓋を外し、別のタングステン等により遮蔽されたシリンジを用いて、バイアル瓶の開口部に穿刺し放射性薬剤を吸引後に、体内に注入投与している。この場合、投与前にシリンジ内の放射能量を測定し、投与後も、シリンジ内に残留した放射能量を測定し、その差を算出して人体に投与された放射能量を測定していた。
【０００３】
（２）又、下記特許文献１では、液体の放射性薬剤を人体に自動投与するための放射性薬剤の自動投与装置において、注入直前に、放射性薬剤の全量を一時的に、シリンジとは別に設けられて放射線遮蔽された液体保持部に収容し、該液体保持部に収容された放射性薬剤の放射能量を測定後に、注入投与する技術が開示される。
【特許文献１】特開平２０００−３５０７８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、18Ｆ-FDG（18Ｆ-フルオロデオキシグルコース）のような線量率の大きい放射性薬剤では、前記（１）のように、投与前後にシリンジ内の放射能量を測定する際の医療者の被爆、及び投与する被験者の体内からの医療者の被爆を避けることは困難である。
【０００５】
又、上記（２）の特許文献１では、放射性薬剤を液体保持部へシリンジを用いて移動する時間が必要になり、収容被験者の血管確保後から放射性薬剤の投与までに長時間を要するため、被験者の不安や苦痛が大きくなるのを避けることができない。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、医療者の被爆をなくす放射性薬剤の自動投与において、放射性薬剤の投与までに長時間を要することがない放射能量検出センサー、このセンサーを用いた放射能量測定方法、及び放射性薬剤自動投与装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、第一発明は、液状の放射性薬剤がシリンジにより流路を介して人体へ投与するための前記流路を通す環状のシンチレータと、このシンチレータの外周に接続されるライトガイドと、このライトガイドの端部に接続する光電子増倍管と、前記シンチレータと前記ライトガイドの外表面を覆う反射材と、を有して構成されることを特徴とする放射能量検出センサーである。
【０００７】
第二発明は、第一発明の放射能量検出センサーを用いて、前記放射性薬剤から検出される放射能の積算計数値と、この検出を行う積算時間と、放射能線源による異なる検出効率と、を用いて以下の式
放射能量＝（積算計数値／積算時間）／検出効率
から、前記シリンジにより投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定することを特徴とする放射能量測定方法である。
【０００８】
第三発明は、第一発明の前記放射性薬剤が収納された前記バイアル瓶を格納した前記放射線遮蔽容器が前記蓋を外された状態で搭載される架台と、前記バイアル瓶の前記開口部に穿刺される抽出針と、この抽出針を前記架台に向かって相対的に昇降させ前記開口部への穿刺を行わせるための昇降手段と、この穿刺された抽出針に接続する第１流路と、この第１流路を通して前記放射性薬剤を吸引するシリンジと、このシリンジから押し出された前記放射性薬剤を通す第２流路と、この第２流路を通して前記放射性薬剤を人体に投与する人体用注射針と、前記シリンジの前記吸引及び前記押し出しを行うシリンジ駆動手段と、前記第１流路と前記第２流路の分岐点に設けられて前記シリンジの前記吸引の方向及び前記押し出しの方向を定める切換弁と、この切換弁の切換を行う切換駆動手段と、
前記第１流路又は前記第２流路を通す第一発明の放射能量検出センサーと、この放射能量検出センサーが検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定する測定手段と、前記昇降手段、前記シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を制御する制御手段と、以上の装置構成要素のうち前記放射性薬剤が存在し又は通過する要素を覆う放射線遮蔽材と、を有して構成されることを特徴とする放射性薬剤自動投与装置である。
【発明の効果】
【０００９】
第一、第二、又は第三発明によれば、シリンジにより吸引されて移動しつつある放射性薬剤からの放射線を、流路の外側に設けられる放射能量検出センサーを構成する環状のシンチレータが受けて、シンチレーション光を放ち、このシンチレーション光をライトガイドを介して光電子増倍管に伝達して放射能量を検出する。そして、これらシンチレータとライトガイドの外表面を反射材で覆うことで、シンチレーション光のロスを小さいまま伝達でき、効率よく実用的な放射能量検出が可能となった。
【００１０】
よって、移動しつつある放射性薬剤の放射能量を検出できるので、従来のような放射性薬剤をシリンジとは別の液体保持部へ移動し測定する時間が不要である。このため、放射性薬剤の自動投与において、放射性薬剤の投与までに要する時間を短縮でき、被験者の不安や苦痛を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施形態を、図１〜図３に示す。
（装置概要）
この実施形態に係る装置１全体の概要を図１に示す。放射性薬剤は直接容器としてのバイアル瓶３に収納される。バイアル瓶３は、上端の中央に形成される開口部５が、ゴム栓等の抽出針７で穿刺可能な栓９で閉塞された、ガラス製である。このバイアル瓶３を格納した間接容器としての放射線遮蔽容器１３が、蓋を外された状態で架台１５に搭載される。
【００１２】
図示しない昇降手段により、バイアル瓶３の開口部５に穿刺される抽出針７とエアー針２１は、架台１５に向かって昇降され、穿刺が行われる。
この抽出針７に接続する第１流路２３には、放射能量検出センサー１９が設けられる。第１流路２３は、放射能量検出センサー１９を通った後に、放射性薬剤を吸引するシリンジ２５に連通する。このシリンジ２５から押し出された放射性薬剤を通す第２流路２７は、放射性薬剤を人体に投与する人体用注射針２９に連通する。シリンジ２５の吸引及び押し出しは、図示しないシリンジ駆動手段によって自動的に行われる。
【００１３】
第１流路２３と第２流路２７の分岐点には、切換弁３１としての第１の三方活栓３３が設けられ、シリンジ２５の吸引の方向及び押し出しの方向を定める。この切換弁３１の切換は図示しない切換弁駆動手段により自動的に行われる。
なお、第１流路２３の途中には第２の三方活栓３５が設けられ、第３流路３７を介して、流路から空気を除くため生理食塩水バッグ３９に連通される。第２流路２７の途中には、液中の空気を除くエアーベントフィルター４１、及び人体からの逆流を抑止するピンチバルブ４３が設けられる。
【００１４】
図示しない放射能量測定手段によって、放射能量検出センサー１９が検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定する。
制御手段によって、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段は、統合して制御され、放射性薬剤の自動的な投与が行われる。
【００１５】
以上の装置構成要素のうち、放射性薬剤が存在し又は通過する要素は、放射線遮蔽材によって覆われ、特に放射性薬剤が長時間存在する要素は、放射線遮蔽材によって二重に覆われる。すなわち、生理食塩水バッグ３９、人体用注射針２９、第２流路及び第３流路３７の一部を除いて、ほとんどの部分が、外側放射線遮蔽材製箱４５に格納され、特に、バイアル瓶３、放射線遮蔽容器１３、架台１５、抽出針７、及びエアー針２１は、さらに内側放射線遮蔽材製箱４７に格納される。また、シリンジ２５は専用の放射線遮蔽材製筒体４８によってさらに覆われる。
【００１６】
（放射性薬剤）
ここで用いられる液状の放射性薬剤とは、ＰＥＴ（陽電子断層診断法：Positron Emission Tomography）検査用の短寿命核種を含むＦＤＧ（フッ素１８で標識された製剤：［18F］-2-deoxy-2-fluoro-D-glucose）、ＦＤＰＡ（フッ素18で標識された製剤：6-［18F］-fluoro-3,4-dihydroxy-phenyl-L-alanine）、ＦＤＡ（6-［18F］-fluoro-dopamine）等があるが、主に、［18F］-2-deoxy-2-fluoro-D-glucoseが使用される。他に、９９ｍＴｃ、
１２３Ｉ、１３１Ｉ、２０１Ｔｌ、６７Ｇａ、５１Ｃｒ等の放射性同位元素核種からなる治療用および検査用注射液にも適用できる。
【００１７】
（架台１５、抽出針７、エアー針２１、昇降手段）
放射性薬剤のバイアル瓶３を格納した放射線遮蔽容器１３が、蓋を外された状態で、架台１５に搭載される。図示しない昇降手段は、抽出針及びエアー針２１（通気針）を図示しない支持体に支持後、支持体を電気、ガス圧、または油圧で昇降移動することにより、バイアル瓶３のゴム栓の所定位置に、抽出針及びエアー針２１（通気針）を穿刺する動作ができる機構となっている。
【００１８】
すなわち、機構としては２条ネジを採用し、パンタグラフ式に上下移動を可能となる精密ラボジャッキであって、ネジに連結するハンドルを回転させることによって、滑らかな昇降移動ができる。そして、ハンドルに駆動モータを取り付ける方式により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦだけで昇降移動できる。また、ハンドルの回転を精密油圧方式で行うことも可能である。
【００１９】
これらの方式を採用することにより、人手により、バイアル瓶３に抽出針及びエアー針２１（通気針）を挿入する必要はなくなるので、針の挿入ミスおよび放射線による指先被爆を避けることができる。
なお、抽出針及びエアー針２１を支持する支持体は静止させておいて、放射線遮蔽容器１３を搭載する架台１５を昇降移動することも可能である。
また、架台１５を傾斜することにより、抽出針７がバイアル瓶３の底端部の角部に挿入でき、薬剤のほとんどを抽出できる。このときの傾斜角度としては、５〜２０°、好ましくは１０°である。
なお、抽出針７およびエアー針２１の挿入の確認は、図示しないが、ＣＣＤカメラを用い、又は、鉛遮蔽体の一部に鉛ガラスを用いて目視によって、確認できる。
【００２０】
（放射能量検出センサー１９）
図２に示すように、放射能量検出センサー１９は、第一流路２３を通す環状のシンチレータ４９の外周に、ライトガイド７５１が接続し、ライトガイド５１の端部に光電子増倍管（フォトマル）５２が接続し、この光電子増倍管５２にブリーダー回路５３が接続する。ブリーダー回路５３には高圧電源５５が供給され、信号線５７により信号が取り出される。
環状のシンチレータ４９は、第一流路２３の長手方向に長く、実際には筒状の形状を有する。シンチレータ４９とライトガイドの外表面は反射材５９で覆われる。さらに反射材５９の外表面は遮光ケース６１で覆われる。
【００２１】
すなわち、環状シンチレータ（プラスチックシンチレータ）４９のシンチレーション光をフォトマル５２に導くために、シンチレーション光の減衰が極めて少ない材質の例えば、石英，ＵＶガラス，アクリル等でライトガイドを製作した。また、環状シンチレータとライトガイド及びフォトマル５２を、シンチレーション光の減衰が非常に小さい接着材例えば、エポキシ、シリコン等で光学的に接続した。その外表面にシンチレーション光を乱反射させ、且つシンチレーション光がシンチレータ及びライトガイドから外に漏洩しないような反射材５９、例えば、酸化チタン等を塗布しシンチレーション光をシンチレータ及びライトガイド内に閉じこめるようにした。
【００２２】
（放射能量検出センサー１９の作用効果）
シンチレータ４９を環状形とした場合に、放射線により発光したシンチレーション光をいかにして効率良くフォトマル（光電子増倍管）５２に導くかが問題となる。一般に、光を導くには光の反射作用を利用するのであるが、光の反射を利用する場合、光が反射する面（壁）の反射効率が良い場合、例えば、光の伝達経路が平行で全反射角を維持できるような形状の光ファイバ等の場合では非常に効率良く光りを導けるのであるが、本発明のような環状形をしている場合ではそうははいかないのである。
【００２３】
そこで、上記構成とすることにより、閉じ込められたシンチレーション光が反射材５９の乱反射面により様々な角度の光となり、やがてフォトマル５２に到達するため、シンチレーション光の大半はフォトマル５２へ導かれ、その結果効率良く放射線を検出できるのである。
【００２４】
（環状シンチレータ（プラスチックシンチレータ））
環状シンチレータ４９を形成するシンチレータとしては、有機化合物、すなわち、アントラセン、スチルベンなどの芳香族分子結晶体、またはこれらをプラスチックあるいは有機液体中に溶解した混合物、ターフェニルの結晶とポリスチレンの混合物等から得られるプラスチックシンチレータが、きわめて加工しやすいため、容易に各種形状寸法にできるため、好ましく使用できる。
【００２５】
その他、ＮａI（Ｔｌ）、ＣｅＩ、ＢＧＯ（Bi4Ge3O12）、イットリウム・アルミニウム複合酸化物の多結晶粉末から成形したＹＡＰ(Ｃｅ)シンチレータ４９等も使用できる。
【００２６】
（環状）
シンチレータ４９の環状は、この実施形態では円環状である。 シンチレータ４９の環状の断面（環状の長手方向に直交する面による断面）としては円形、正方形、長方形、楕円等があるが、バイアル瓶の形状から、円形が好ましい。
【００２７】
（放射能量測定手段）
図示しない放射能量測定手段は、放射能量検出センサー１９を用いて、投与される放射性薬剤の実際の放射能量の測定をおこなう。
すなわち、放射能の量は、放射線管理において一般的なベクレル表示によれば、１秒間あたりの放射性同位元素の崩壊数（Bq）で表されなければならない。そこで、放射能薬剤が通過し始めた時から通過し終わった時までの崩壊数の積算値（検出器出力信号の積算計数値）と薬剤が通過していた時間、検出器の検出効率（実際には測定系の検出効率）が分かれば、下式より１秒間あたり崩壊数（Bq）即ち放射能量を算出することができるのである。
この点を、図３のブロック図、及び図４のフロー図を用いて説明する。
図３に示すように、放射能量検出センサー１９には高圧電源５５が供給され、取り出された信号は、アンプ１９１を通して増幅され、ディスクリミネータ（波高弁別回路）１９３によって雑音的なパルスを除き、スケーラ（計数率回路）１９５によって単位時間当たりの計数を行う。このスケーラ１９５はマイクロコンピュータ１９７により制御れる。マイクロコンピュータ１９７はクロックパルサ１９９から正確な時間情報を受け取る。
【００２８】
図４に示すように、計測がスタートし（Ｓ１）、クロックパルサ１９９からのスタートクロックが受信されると（Ｓ２）、スケーラがリセットしスタートされる（Ｓ３）ことで、計数動作がなされ、次のスタートクロックが受信されるまでの単位時間、計数動作が続けられる（Ｓ４）。次のスタートクロックが受信される（Ｓ５）ことでスケーラはストップし（Ｓ６）、この単位時間の計数率が自然界の値、すなわちバックグラウンド値（ＢＧ）を超えていれば（Ｓ７）、放射性薬剤が通り続けて正常な放射能の検出が行われたことになるので、その計数値及びスタートクロック数を記録する（Ｓ８，Ｓ９）。そして再び、スケーラがリセットしスタートし（Ｓ３）計数動作する（Ｓ４）。
そして、単位時間の計数率がバックグラウンド値（ＢＧ）を超えなければ（Ｓ７）、放射性薬剤が通過し終わって放射能の検出がされていないことになるので、それまでの計数値を積算し（Ｓ１０）、それまでのスタートクロック数を積算（カウント）する（Ｓ１１）。このスタートクロック数の積算値が、薬剤が通過し始めた時から通過し終わった時までにかかった積算時間（秒）になる。
【００２９】
これらの積算計数値と積算時間による次式から放射能量（Bq）が測定され（Ｓ１２）、計測を終了する（Ｓ１３）。
放射能量（Bq）＝（積算計数値（カウント）／積算時間（秒））／検出効率
なお、このうち検出効率は、測定対象の放射性薬剤のエネルギーに最も近いエネルギーを有するの標準線源（放射能量が既に検定されている放射能線源）で計測系の検出効率をあらかじめ校正しておく。
【００３０】
（この測定方法による効果）
上測定原理からわかるように、この測定方法では積算時間である測定時間と積算計数値より放射能量を求められるため、流路のチューブ径や、流速の変動には測定結果は左右されずに、正確な放射能量を求めることができる。
【００３１】
また、シリンジやシリンジ駆動手段、流路のチューブ径、などを同じものを使用するして、仮に単位時間あたりの流量が一定であれば、放射能密度(Bq/cm３)を求めることもできるのである。
さらに、放射能量測定手段は表示装置を有し、算出した差に基づく測定値を表示する。
【００３２】
（流路）
第１〜第３流路は、この実施形態ではエクステンションチューブが用いられる。このチューブとして、ポリ塩化ビニル製（ＰＶＣ）、ポリブタジエン製、ポリエチレン製、ポリウレタン製、シリコーンゴム製、熱可塑性エラストマー製、等が用いられうる。
【００３３】
また第２流路２７は、外側放射線遮蔽材製箱４５の外側の部分が放射線遮蔽材で遮蔽されるのが望ましい。すなわち、シリンジ２５から押し出された放射性薬剤は、第２流路２７を通り外側放射線遮蔽材製箱４５を出た部分で、医療者への被爆を生じる可能性がある。そこで、第２流路２７のうち外側放射線遮蔽材製箱４５からでて人体用注射針２９に連通する部分を、図示しない筒状の鉛やタングステンなどの放射線遮蔽材によって覆うことが望ましい。
【００３４】
この筒状の放射線遮蔽材は、例えば内径が１．５ｍｍから４．０ｍｍ、外径が２０ｍｍから５５ｍｍとし、筒の形状としては円形の他、正方形でもよい。
また、第２流路２７への着脱が容易なように、筒状は、筒状の中心軸を通る面で、二つに分割した半割形状とすることが望ましい。また、外側放射線遮蔽材製箱４５からでて患者が横たわるベットの近くまで、筒状の放射線遮蔽材は固定される。
【００３５】
（切換弁３１、切換弁駆動手段、シリンジ駆動手段）
切換弁３１としては、三方活栓が用いられる。三方活栓は、コックの位置により、三方の流路の全てを連通する一つのポジション、三方の流路のうち任意の２つを連通する３つのポジションの合計４つのポジションを取ることができる。
【００３６】
切換弁駆動手段及びシリンジ２５の駆動手段としては、バッテリー電源で駆動されるＤＣモータを用いるものが望ましい。回転数とトルクの関係が線形であり、制御が容易なためである。また、直流の入力パルスをモータ固定子に設けた複数の励磁極巻線に順次加えてゆくことにより永久磁石を配列した回転子が一定角度づつ回転する回転機で、入力パルスに同期して作動するステッピングモータ（パルスモータ）等も用いることもできる。
（エアーベントフィルタ）
エアーベントフィルタ４１は薬剤及び生理食塩水を体内に注入する時、液中の空気を除くために用いるためで、例えば、ミリポア社製Ｍｉｌｌｅｘ−ＡＡタイプを用いることができる。
【００３７】
（抽出針７、エアー針２１、人体用注射針２９）
抽出針７としては、バイアル瓶３のゴム栓への挿入時、針先にゴムがつまる（コアリング）と、シリンジに吸入できなくなるので、針先はノンコア針（針の先端の形状に特徴のある従来の注射針）を使用することが好ましい。
エアー針２１（通気針）としては、通常のフィルター付きを用いることが好ましい。
人体用注射針２９としては、翼状針等が用いられる。
【００３８】
（制御手段）
図示しない制御手段は、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を、すべてプログラムにより、統合して制御し、放射性薬剤の自動的な投与を行う。設定値としては、放射性薬剤の吸引、押し出し量及び速度、生理食塩水の吸引、押し出し量及び速度がある。
【００３９】
（放射線遮蔽材）
遮蔽材の材質としてはタングステン、タングステン合金、鉛、タンタル、ビスマス、劣化ウラン等が用いられうる。特に、鉛は加工が容易なため、用いられやすいが、生理食塩水の接触により、腐食及び汚染が見られるため、使用に際し、ステンレス、プラスチック、ゴム、塗料、めっき等により被覆することが望ましい。又、薬剤シリンジ、薬剤が通過する流路には局部的に遮蔽材を設けることもできる。
【００４０】
遮蔽材の厚さは使用する放射線のエネルギーにもよるが、鉛として１０〜２０ｍｍ厚が用いることができる。
放射性薬剤をシリンジ２５に吸引しバイアル瓶３中の放射性薬剤残量を測定するに際し、シリンジ２５中の薬液から放射線の影響を避けるため、専用の放射線遮蔽材製筒体によってシリンジ２５を覆う。
【００４１】
なお、本発明の装置１は全体が放射線遮蔽体によって覆われ、重量があるため、医療機関に搬送、院内において移動しやすいように、図示しないキャスタが取り付けられている。
【００４２】
（（動作））
１）人手による取り付け準備
生理食塩水バッグ３９を図示しないスタンドに取り付ける。
【００４３】
放射性薬剤が収納されたバイアル瓶３を格納した放射線遮蔽容器１３を、蓋を外し、内側放射線遮蔽材製箱４７内の架台１５に、取り付ける。放射能量検出センサー１９を設置する。
シリンジ２５を図示しないシリンジ駆動手段であるモータ駆動式ユニットにセットする。
あらかじめ第１及び第２の三方活栓３３，３５、エアーベントフィルタ、ピンチバルブ４３が付いた第１流路２３、第２流路２７、第３流路３７を、シリンジ２５に取り付ける。
そして、第３流路３７の先端に、人体用注射針２９としての翼付静注針等を取り付ける。
【００４４】
２）次に、この装置１の制御手段に設けられたスイッチを入れる。これにより、以下、自動で行われる。
すなわち切換弁駆動手段により第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第３流路３７のみが連通され、シリンジ駆動手段により、生理食塩水を薬用シリンジに吸引する。そして、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第２流路２７のみが連通され、設定量・設定速度でシリンジ２５が押し込こまれることにより、シリンジ２５から人体用注射針２９までの流路が生理食塩水により充填される。
【００４５】
３）昇降手段により、抽出針７、エアー針２１が下降されることにより、バイアル瓶３のゴム栓を穿刺し、抽出針７の針先がバイアル瓶３内の底端部に挿入される。
４）さらに、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第１流路２３のみが連通され、シリンジ駆動手段により、放射性薬剤がシリンジ２５に吸引される。
５）このとき、放射能量検出センサー１９の働きにより、第１流路２３を通過する放射能薬剤の放射線が検出され、そして図示しない放射能量測定手段により放射能量が算出、測定される。
６）その後、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第２流路２７のみが連通され、設定量・設定速度でシリンジ２５が押し込まれることにより、シリンジ２５から放射性薬剤及び生理食塩水が被投与者の体内に注入投与される。
【００４６】
７）後処理として、人手により第１流路２３の抽出針７を廃液ボトル６２の口へ移動し、切換弁駆動手段により第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第３流路３７のみを連通させ、生理食塩水をシリンジ２５に吸引し、第１及び第２の三方活栓３３，３５によりシリンジ２５と第１流路２３のみを連通させ、シリンジ２５より所定量押し込むことで、流路内に残留した微量の放射性薬剤を含む生理食塩水を廃液ボトル６２へ排出する。
【００４７】
「実施形態の効果」
以上説明したように、この実施形態によれば、シリンジにより吸引されて移動しつつある放射性薬剤からの放射線を、流路の外側に設けられる放射能量検出センサー１９により検出できる。
【００４８】
また、放射能量検出センサー１９を構成するシンチレータ４９を特殊な環状にするにもかかわらず、シンチレータ及びライトガイド内に閉じ込められたシンチレーション光が反射材５９の乱反射面により様々な角度の光となり、やがてフォトマル５２に到達するため、シンチレーション光の大半はロスが小さいままフォトマル５２へ導かれ、その結果効率良く放射線を検出できるようになった。
【００４９】
よって、バイアル瓶からシリンジへ吸引される間の放射性薬剤の放射能量を測定できるので、従来のような放射性薬剤を液体保持部へ移動する時間が不要である。このため、放射性薬剤の自動投与において、放射性薬剤の投与までに要する時間を短縮でき、被験者の不安や苦痛を小さくできる。
【００５０】
「他の実施形態」
以上の実施形態では、
制御手段は、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を統合して制御し放射性薬剤の自動的な投与を行うものであったが、他の実施形態では、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段は医療者などが各スイッチを次々と押していくことで、半自動的な投与を行うものであってもよい。
【００５１】
また、他の実施形態では、昇降手段、シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段は、医療者などが外側放射線遮蔽材製箱４５の外から手動により駆動できる構造で、半自動的な投与を行うものであってもよい。
【００５２】
また、以上の実施形態では、昇降移動することにより、抽出針及びエアー針２１（通気針）を穿刺する動作ができる機構として、精密ラボジャッキを例に説明したが、他の実施形態では、例えば、エアー針と抽出針を２軸の移動ステージにそれぞれ固定し、ステージのスクリューをマイクロコンピュータで制御されたＤＣサーボモータで駆動することによって滑らかな昇降移動ができる機構としてもよい。
【００５３】
（ダブルシリンジタイプ）
また、以上の実施形態では、放射性薬剤と生理食塩水の吸込みと押出を１本のシリンジ２５で行うシングルシリンジタイプの装置１であったが、他の実施形態では、別のシリンジで行うダブルシリンジタイプにおいても本発明は実施可能である。
【００５４】
すなわち、図４に示すように（図１と同様の部分については同一の符号を付す）、第１流路２３と第２流路２７の分岐点には、図１と同様に切換弁３１としての第１の三方活栓３３が設けられるが、第２の三方活栓３５は第２流路２７の途中に設けられる。そして、第１流路２３の途中に第３の三方活栓６３が設けられ、生理食塩水用シリンジ６５が連通する。図１のシリンジ２５に相当するシリンジ２５は、薬剤用シリンジとなる。生理食塩水用シリンジ６５は他の図示しないシリンジ駆動手段によって駆動される。
【００５５】
また、ダブルシリンジタイプにおいて、装置１の動作は、以上の実施形態と異なる部分は以下のようになる。
１）人手による取り付け準備
あらかじめ第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３、エアーベントフィルタ４１、ピンチバルブ４３が付いた第１流路２３、第２流路２７、第３流路３７を、薬剤用シリンジ２５、及び生理食塩水用シリンジシリンジ６５に取り付ける。
【００５６】
そして、第２流路２７の先端に、人体用注射針２９としての翼付静注針を取り付ける。
２）次に、この装置１の制御手段に設けられたスイッチを入れると、
切換弁駆動手段により第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第３流路３７のみが連通され、シリンジ駆動手段により、生理食塩水を生理食塩水用シリンジ６５に吸引する。そして、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第２流路２７のみが連通され、生理食塩水用シリンジ６５が押し込こまれることにより、生理食塩水用シリンジ６５から人体用注射針２９までの流路が生理食塩水により充填される。
【００５７】
３）昇降手段により、抽出針７、エアー針２１が下降される。
４）さらに、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３に薬剤用用シリンジと第１流路２３のみが連通され、シリンジ駆動手段により、放射性薬剤が薬剤用シリンジに吸引される。
５）このとき、放射能量検出センサー１９の働きにより、第１流路２３を通過する放射能薬剤の放射線が検出され、そして図示しない放射能量測定手段により放射能量が算出、測定される。
６）その後、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により薬剤用シリンジと第２流路２７のみが連通され、薬剤用シリンジが押し込まれることにより、薬剤用シリンジから放射性薬剤及び生理食塩水が被投与者の体内に注入投与される。
【００５８】
７）後処理として、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第３流路３７のみを連通させ、生理食塩水を生理食塩水用シリンジ６５に吸引し、第１、第２、及び第３の三方活栓３３，３５，６３により生理食塩水用シリンジ６５と第２流路２７のみを連通させ、生理食塩水用シリンジ６５より所定量押し込むことで、流路内に残留した微量の放射性薬剤を含む生理食塩水を廃液ボトルへ排出する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施形態を示す放射性薬剤自動投与装置の全体図である。
【図２】図１の装置に用いられる放射能量検出センサーを示すもので、（Ａ）は縦断面図（Ｂ）は水平断面図である。
【図３】図２放射能量検出センサーを用いた放射能量測定装置のブロック図である。
【図４】図３の放射能量測定装置のフロー図である。
【図５】この発明の他の実施形態を示す放射性薬剤自動投与装置の全体図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…装置、３…バイアル瓶、５…開口部、７…抽出針、９…栓、１３…放射線遮蔽容器、１５…架台、１９…放射能量検出センサー、２１…エアー針、２３…第１流路、２５…シリンジ、２７…第２流路、２９…人体用注射針、３１…切換弁、３３…第１の三方活栓、３５…第２の三方活栓、３７…第３流路、３９…生理食塩水バッグ、４１…エアーベントフィルター、４３…ピンチバルブ、４５…外側放射線遮蔽材製箱、４７…内側放射線遮蔽材製箱、４９…シンチレータ、５１…ライトガイド、５３…ブリーダー回路、５５…高圧電源、５７…信号線、５９…反射材、６１…遮光ケース、６３…第３の三方活栓、６５…生理食塩水用シリンジ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の放射性薬剤がシリンジにより流路を介して人体へ投与するための前記流路を通す環状のシンチレータと、このシンチレータの外周に接続されるライトガイドと、このライトガイドの端部に接続する光電子増倍管と、前記シンチレータと前記ライトガイドの外表面を覆う反射材と、を有して構成されることを特徴とする放射能量検出センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の放射能量検出センサーを用いて、前記放射性薬剤から検出される放射能の積算計数値と、この検出を行う積算時間と、放射能線源による異なる検出効率と、を用いて以下の式
放射能量＝（積算計数値／積算時間）／検出効率
から、前記シリンジにより投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定することを特徴とする放射能量測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の前記放射性薬剤が収納された前記バイアル瓶を格納した前記放射線遮蔽容器が前記蓋を外された状態で搭載される架台と、前記バイアル瓶の前記開口部に穿刺される抽出針と、この抽出針を前記架台に向かって相対的に昇降させ前記開口部への穿刺を行わせるための昇降手段と、この穿刺された抽出針に接続する第１流路と、この第１流路を通して前記放射性薬剤を吸引するシリンジと、このシリンジから押し出された前記放射性薬剤を通す第２流路と、この第２流路を通して前記放射性薬剤を人体に投与する人体用注射針と、前記シリンジの前記吸引及び前記押し出しを行うシリンジ駆動手段と、前記第１流路と前記第２流路の分岐点に設けられて前記シリンジの前記吸引の方向及び前記押し出しの方向を定める切換弁と、この切換弁の切換を行う切換駆動手段と、
前記第１流路又は前記第２流路を通す請求項１に記載の放射能量検出センサーと、この放射能量検出センサーが検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定する測定手段と、前記昇降手段、前記シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を制御する制御手段と、以上の装置構成要素のうち前記放射性薬剤が存在し又は通過する要素を覆う放射線遮蔽材と、を有して構成されることを特徴とする放射性薬剤自動投与装置。
【請求項１】
液状の放射性薬剤がシリンジにより流路を介して人体へ投与するための前記流路を通す環状のシンチレータと、このシンチレータの外周に接続されるライトガイドと、このライトガイドの端部に接続する光電子増倍管と、前記シンチレータと前記ライトガイドの外表面を覆う反射材と、を有して構成されることを特徴とする放射能量検出センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の放射能量検出センサーを用いて、前記放射性薬剤から検出される放射能の積算計数値と、この検出を行う積算時間と、放射能線源による異なる検出効率と、を用いて以下の式
放射能量＝（積算計数値／積算時間）／検出効率
から、前記シリンジにより投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定することを特徴とする放射能量測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の前記放射性薬剤が収納された前記バイアル瓶を格納した前記放射線遮蔽容器が前記蓋を外された状態で搭載される架台と、前記バイアル瓶の前記開口部に穿刺される抽出針と、この抽出針を前記架台に向かって相対的に昇降させ前記開口部への穿刺を行わせるための昇降手段と、この穿刺された抽出針に接続する第１流路と、この第１流路を通して前記放射性薬剤を吸引するシリンジと、このシリンジから押し出された前記放射性薬剤を通す第２流路と、この第２流路を通して前記放射性薬剤を人体に投与する人体用注射針と、前記シリンジの前記吸引及び前記押し出しを行うシリンジ駆動手段と、前記第１流路と前記第２流路の分岐点に設けられて前記シリンジの前記吸引の方向及び前記押し出しの方向を定める切換弁と、この切換弁の切換を行う切換駆動手段と、
前記第１流路又は前記第２流路を通す請求項１に記載の放射能量検出センサーと、この放射能量検出センサーが検出した放射能の積算計数値を、この検出を行う積算時間で割り、放射能線源による異なる検出効率で除して、投与される前記放射性薬剤の実際の放射能量を測定する測定手段と、前記昇降手段、前記シリンジ駆動手段、及び切換駆動手段を制御する制御手段と、以上の装置構成要素のうち前記放射性薬剤が存在し又は通過する要素を覆う放射線遮蔽材と、を有して構成されることを特徴とする放射性薬剤自動投与装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１５０５５（Ｐ２００６−１５０５５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９７９８３（Ｐ２００４−１９７９８３）
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（５９４１１８９５８）株式会社ユニバーサル技研 (11)
【出願人】（５０１２０９３５７）有限会社 エスディー技研 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（５９４１１８９５８）株式会社ユニバーサル技研 (11)
【出願人】（５０１２０９３５７）有限会社 エスディー技研 (9)
【Ｆターム（参考）】
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