JP4584647B2 - 放射性液体の分注装置の作動方法及び放射性液体の分注装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンジを用いた放射性液体の分注方法及び分注装置に関する。

放射性核種（ＲＩ）で標識した化合物を含む放射性液体を体内に投与し、この標識化合物が体内の特定箇所に集まった様子を専用の装置で撮像することによって、疾病等を診断する核医学診断法が開発されている。この診断法では、比較的短寿命の放射性核種（例えば、ポジトロン放出核種として、¹⁵Ｏは２分、¹¹Ｃは２０分、¹⁸Ｆは１１０分の半減期を持つ）で標識された、¹⁵Ｏ−水や¹¹Ｃ−メチオニンや¹⁸Ｆ−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）等が放射性液体として用いられる。

ここで、放射性液体の投与量は、基本的には画像などの診断情報、被験者の被ばく線量、検査時間などを考慮して決定されるが、被験者に対する実際の投与量が予定よりも多ければ被験者の被ばく線量が多くなり、一方、投与量が予定よりも少なければ検査遂行が不能になり診断の有効性が保てなくなるおそれがあるため、実際の投与量を厳格に管理する必要がある。一方、このように比較的短寿命の放射性核種を用いるときには、放射性液体を取り扱う者の放射線被ばくを防止する必要もある。

そこで、例えば特許文献１に開示されているように、取扱者の放射線被ばくを防止すると共に、放射性液体の正確な投与を図ることを目的とした分注投与装置が開発されている。この分注投与装置では、シリンジを用いて自動制御によりバイアル瓶から所定量の放射性液体を引き出し、これを押し出して被験者に繋がるチューブ内に分注する。そして、分注された放射性液体を生理食塩水と共に送り出して、被験者に投与する。
特開２００２−３０６６０９号公報

ここで、上記した分注投与装置のバイアル瓶には一日分の放射性液体が貯留されており、同日内における複数回の投与においては、同じバイアル瓶から放射性液体が引き出され、分注投与される。このとき、上記したように放射性核種の寿命が短いため、被験者に投与する放射能量を経時的に一定に保つためには、放射性液体の投与量を経時的に変化させる必要がある（例えば、朝から夕方までの間に０．１ｃｃ〜５ｃｃの間で投与量を変化させる必要がある）。従って、シリンジには幅広い投与量について正確な分注が要求される。

しかしながら、ディスポーザブルタイプのシリンジのピストンの先端に設けられたパッキンにはあそび（ガタ）があるため、ピストンを単に押し引きして放射性液体を分注する従来の手法では、放射性液体を正確に分注することが難しく、特に少量の放射性液体を分注するときに問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、シリンジを用いて放射性液体の正確な分注を可能とする分注装置の作動方法及び分注装置を提供することを目的とする。

発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ピストンのあそび分は、ピストンを引くときに特に影響するものであって、ピストンを押すときにはほぼ正確な位置決めが可能であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。

本発明に係る放射性液体の分注装置の作動方法は、シリンダと該シリンダ内で摺動するピストンとを備えるシリンジを用いて放射性液体を所定量分注する分注装置の作動方法であって、ピストンを目標位置よりも大きく引いて、放射性液体をシリンジ内に引き出す第１の工程と、ピストンを目標位置まで押し戻す第２の工程と、ピストンを目標位置から所定量分だけ押し戻し、放射性液体を分注装置内の液体流路上に分注する第３の工程と、を実行するようにシリンジを作動させることを特徴とする。

この分注方法では、ピストンを目標位置よりも大きく引いてから、目標位置まで押し戻し、その位置から所定量分だけピストンを押し戻して、放射性液体を分注している。従って、ごく少量の放射性液体を分注するときであっても、ピストンのあそび分の影響を排除して、正確な分注が可能になる。

ここで上記目標位置は、上記所定量分に対応した位置である、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、ピストンが初期位置に戻るまでに、所定量分の放射性液体の分注を１回行うことができる。

また上記目標位置は、上記所定量の複数回分に対応した位置である、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、ピストンを所定量分だけ押し戻す動作を繰り返すことにより、ピストンが初期位置に戻るまでに、所定量分の放射性液体の分注を複数回連続して行うことができる。

本発明に係る放射性液体の分注装置の作動方法では、ピストンの先端には弾性を有するパッキンが設けられており、第１の工程においてピストンを引くときの目標位置からの超過引き量は、少なくともパッキンの弾性変形によるあそび分より大きいと好ましい。このようにすれば、パッキンの弾性変形によるあそび分の影響を十分に排除することができる。

本発明に係る放射性液体の分注装置は、シリンダとシリンダ内で摺動するピストンとを備えるシリンジを用いて放射性液体を所定量分注する装置である。この装置は、ピストンを往復動させる駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、ピストンを目標位置よりも大きく引いてから、ピストンを目標位置まで押し戻した後、ピストンを所定量分だけ押し戻すようにように、駆動装置を制御することを特徴とする。

本発明に係る放射性液体の分注装置は、放射性液体の貯留先とシリンジとを連通する第１の流路と、シリンジと放射性液体の分注先とを連通する第２の流路と、第１及び第２の流路の間でシリンジと連通する流路を切り替える流路切替手段と、を備え、制御装置は、ピストンを目標位置よりも大きく引いてから目標位置まで押し戻す間は、シリンジと第１の流路とを連通させ、ピストンを目標位置から所定量分だけ押し戻す間は、シリンジと第２の流路とを連通させるように、流路切替手段を制御すると好ましい。

本発明によれば、シリンジを用いて放射性液体を正確に分注することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る放射性液体の分注投与装置１０の構成を示す図である。図１に示すように、分注投与装置１０は、放射性液体を分注するための分注装置１２と、分注された放射性液体を被験者に投与するための投与器１４と、分注された放射性液体を投与器１４に送り出すための送出器１６と、を備えている。

分注装置１２は、分注部１８と制御部（制御装置）２０とを有している。分注部１８は、放射性液体を貯留するバイアル瓶２２を収容する収容部２４を有している。この収容部２４は、例えば上部開口からバイアル瓶２２を挿入する井戸型の容器であり、全体が放射線を遮蔽する鉛やタングステン等の材料から形成されている。

また分注部１８は、放射性液体を分注するためのシリンジ２６を保持する保持部２８を有している。この保持部２８は、例えばシリンジ２６を一端から挿通して保持する筒型の容器であり、全体が放射線を遮蔽する鉛やタングステン等の材料から形成されている。

シリンジ２６は、図２に示すように、シリンダ３０とこのシリンダ３０内で摺動するピストン３２とを備えている。ピストン３２の先端には、ゴム等の弾性体から形成されたパッキン３４が設けられている。従って、ピストン３２をシリンダ３０内で押し引きすることで、先端口３６から放射性液体を吸入したり、吐出したりすることができる。

また分注部１８は、ピストン３２を駆動して押し引きする駆動装置３８を有している。この駆動装置３８としては、例えばステッピングモータを用いることができる。

また分注部１８は、放射能量計測器４０を有している。この放射能量計測器４０は、第３のチューブ５４の途中に形成された、例えばコイル状のバッファルーフ５４Ａに収容された放射性液体の放射能量を計測する。バッファルーフ５４Ａを含めてこの放射能量計測器４０の周りは、筒型の放射線遮蔽壁４２で覆われている。放射線遮蔽壁４２は、鉛やタングステン等の放射線を遮蔽する材料から形成されている。

また分注部１８は、廃液ボトル４４を収容する収容部４６を有している。この収容部４６に廃液ボトル４４がセットされ、セットアップ時などにおいて使用され不要になった液体が収容される。

上記したバイアル瓶２２とシリンジ２６とは、第１のチューブ（第１の流路）４８を介して連絡されている。第１のチューブ４８の一端にはカテラン針５０が設けられており、このカテラン針５０がバイアル瓶２２内に差し込まれる。シリンジ２６と放射能量計測器４０とは、第２及び第３のチューブ５２，５４を介して連絡されている。放射能量計測器４０と廃液ボトル４４とは、第４のチューブ５６を介して連絡されている。ここで、シリンジ２６と第１及び第２のチューブ４８，５２との間には三方活栓（流路切替手段）５８が設けられており、シリンジ２６と連通する流路を第１及び第２のチューブ４８，５２の間で切り替え可能になっている。また、第２及び第３のチューブ５２，５４と後述する第６のチューブ６４との間にも三方活栓６０が設けられており、第３のチューブ５４と連通する流路を第２及び第６のチューブ５２，６４の間で切り替え可能になっている。更に、第３及び第４のチューブ５４，５６と後述する第７のチューブ６６との間にも三方活栓７０が設けられており、第３のチューブ５４と連通する流路を第４及び第７のチューブ５６，６６の間で切り替え可能になっている。また、第１のチューブ４８の経路上近傍には、放射能濃度センサ７２が設けられており、放射能量計測器４０の手前の第３のチューブ５４の経路上近傍には、放射線通過センサ７４が設けられている。

また分注部１８は、上記した各装置等を収容し、放射線が外部に漏れ出るのを防止する放射線遮蔽壁７６を有している。放射線遮蔽壁７６は、鉛やタングステン等の放射線を遮蔽する材料から形成されている。

制御部２０は、分注部１８の駆動装置３８や各三方活栓５８，６０，７０を制御する。

投与器１４は、被験者毎に交換可能なエアベントフィルタ７６と翼付針７８を有している。エアベントフィルタ７６は、空気を遮断する。分注部１８の三方活栓７０とエアベントフィルタ７６とは、第７のチューブ６６を介して連絡されている。また翼付針７８とエアベントフィルタ７６との間は、第８のチューブ６８を介して連絡されている。また、分注部１８の外部であって第７のチューブ６６の経路上近傍には、放射線通過センサ８０が設けられている。

送出器１６は、第３のチューブ５４内に分注された放射性液体を被験者に向けて送り出すためのシリンジ８２と、駆動装置８４とを有している。シリンジ８２は、シリンダ８６とピストン８８を有し、第５のチューブ６２を介して生理食塩水等の液体（以下、生理食塩水として説明する。）の貯留先と連絡されている。第５のチューブ６２の一端には注射針９０が設けられており、この注射針９０が生理食塩水パック９２に差し込まれる。またシリンジ８２は、第６のチューブ６４を介して分注部１８の三方活栓６０に連絡されている。第５及び第６のチューブ６２，６４とシリンジ８２との間には三方活栓９４が設けられており、シリンジ８２と連通する流路を第５及び第６のチューブ６２，６４の間で切り替え可能になっている。

駆動装置８４は、送出器１６のシリンジ８２のピストン８８を駆動して往復動させる。これにより、生理食塩水パック９２からシリンジ８２内に生理食塩水が吸入吐出される。この駆動装置８４や三方活栓９４も、前述した制御装置２０により制御される。

次に、本実施形態に係る放射性液体の分注投与方法について説明する。

まず、分注投与装置１０のセットアップを行う。最初に、一日一回程度の頻度で交換されるディスポーザブル部品（シリンジ２６，８２、チューブ４８,５２,５４，５６，６２，６４，６６，６８、三方活栓５８，６０，７０，９４、針５０，７８，９０、フィルタ７６など）をセットする。次に、例えば２ＧＢｑ／２０ｍｌ〜８ＧＢｑ／３０ｍｌ程度の放射性液体を貯留するバイアル瓶２２を収容部２４に収容し、カテラン針５０をバイアル瓶２２内に差し込む。放射性液体としては、例えば¹⁸Ｆ−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）や¹⁵Ｏ−水や¹¹Ｃ−メチオニンを用いることができる。

次に、バイアル瓶２２に入った放射性液体を、第１のチューブ４８及び三方活栓５８を介してシリンジ２６内に一定量引き込む。次に、三方活栓５８、第２のチューブ（第２の流路）５２、及び三方活栓６０を介して、放射線通過センサ７４が放射能を感知するまで、シリンジ２６により放射性液体を押し出す。このようにして、第１のチューブ４８、三方活栓５８、及び第２のチューブ５２内を放射性液体で満たすと共に、これら経路上から空気を追い出す。ここで、放射能濃度センサ７２は、常時放射能濃度を測定することで、経路上から空気を追い出すのに使用され、無駄となる放射性薬液の量を最小限にする。

次に、送出器１６のシリンジ８２を用いて三方活栓９４、第６のチューブ６４、三方活栓６０、第３のチューブ５４、及び三方活栓７０内を生理食塩水で満たす。これと同時に、第１のチューブ４８、三方活栓５８、及び第２のチューブ５２内を放射性液体で満たすときに用いた、第３のチューブ５４内に残留する放射性液体を廃液ボトル４４に排出する。更に、三方活栓７０により流路を切り替えて、第７及び第８のチューブ６６，６８、並びに翼付針７８内を生理食塩水で満たす。このようにして経路内全てを液体で満たし、経路上から空気を追い出して、セットアップを完了する。

次に、放射性液体の分注投与を開始する。第１の方法における一例として、放射性液体を０．２ｃｃ分注する場合について説明する。この例では、１０ｃｃ用のシリンジ２６を用いた。このシリンジ２６は、０．１ｃｃを引き出すのにピストン３２を０．５ｍｍ動かす必要があり、５ｃｃ引き出すにはピストン３２を２５ｍｍ動かす必要がある。

まず、制御部２０により三方活栓５８を制御し、シリンジ２６と第１のチューブ４８とを連通させる。次に、制御部２０により駆動装置３８を制御し、図３に示すように、目標位置である０．２ｃｃ（１．０ｍｍ）を超えてピストン３２を引く。このとき、目標位置からの超過引き量は、ピストン３２のパッキン３４の弾性変形によるあそび分よりも大きくする。ここでは、例えば０．３ｃｃ分（１．５ｍｍ）超過して引き、全体として０．５ｃｃ（２．５ｍｍ）までピストン３２を引く。これにより、第１のチューブ４８を通して放射性液体をシリンジ２６内に引き出す（第１の工程）。

次に、図４に示すように、制御部２０により駆動装置３８を制御し、ピストン３２を目標位置である０．２ｃｃまで押し戻し、シリンジ２６内の放射性液体のうち不要分を第１のチューブ４８を通して押し戻す（第２の工程）。次に、制御部２０により三方活栓５８を制御し、シリンジ２６と第１のチューブ４８との連通を遮断すると共にシリンジ２６と第２のチューブ５２とを連通させる。そして、図５に示すように、制御部２０により駆動装置３８を制御し、ピストン３２を初期位置である０ｃｃ（０ｍｍ）まで押し戻して、第２のチューブ５２を通して放射性液体を押し出す。このとき、制御部２０により三方活栓６０を制御することで、第２のチューブ５２と第３のチューブ５４とが連通されているため、０．２ｃｃ分の放射性液体が三方活栓６０を介して第３のチューブ５４上に分注される（第３の工程）。

次に、制御部２０により三方活栓６０を制御し、第３のチューブ５４と第６のチューブ６４とを連通させる。そして、送出器１６のシリンジ８２を介して、生理食塩水を第３のチューブ５４内に所定量送り出す。このようにして、第３のチューブ５４内に分注された０．２ｃｃ分の放射性液体を、バッファループ５４Ａまで送り込む。このとき、三方活栓７０は第３のチューブ５４と第４のチューブ５６とを連絡しており、第３のチューブ５４内に送り込まれた生理食塩水分は廃液ボトル４４に排出される。

そして、バッファループ５４Ａ内に送り込まれた放射性液体の放射能量を、放射能量計測器４０により正確に測定する。そして、制御部２０により三方活栓７０を制御し、第３のチューブ５４と第７のチューブ６６とを連通させた後、再び送出器１６のシリンジ８２を介して第３のチューブ５４内に生理食塩水を所定速度で送り出す。このようにして、投与器１４の第７及び第８のチューブ６６，６８を通して、翼付針７８から被験者に放射性液体を所定速度で投与する。このとき、放射線通過センサ８０により第７のチューブ６６内を通過する放射性液体の放射線を検知することで、放射性液体が被験者に確実に投与されたかどうかをモニタすることができる。

以上のようにして、放射性液体の分注投与を、繰り返し実行する。なお、放射性液体の寿命は短いため、被験者に投与する放射能量を経時的に一定に保つためには、放射性液体の投与量を経時的に変化させる必要がある。例えば、朝から分注投与を開始したときは、夕方までの間に０．１ｃｃ〜５ｃｃの間で投与量を変化させる必要がある。しかしながら、例えば１ｃｃ以上を分注するときのように、シリンジ２６のピストン３２のあそび分による影響を受けて正確な分注ができなくても、その誤差を許容し得るような場合は、単にピストン３２を押し引きして、放射性液体を分注してもよい。ただし、このような場合であっても、上記で説明した０．２ｃｃ分を分注するときのようにピストン３２を制御してもよい。

以上、詳述したようにこの分注方法では、放射性液体を分注するとき、ピストン３２を目標位置よりも大きく引いてから、目標位置まで押し戻し、その位置から所定量分だけピストンを押し戻して、放射性液体を分注している。従って、ごく少量の放射性液体を分注するときであっても、ピストンのあそび分の影響を排除して、正確な分注及び投与を行うことが可能になる。なお、本発明者の実験により、本実施形態に係る分注方法によれば、分注量のバラツキが１０％以内に抑えられることが確認されている。

また本実施形態では、制御部２０により放射性液体の分注投与を自動制御可能であるため、分注投与作業の効率化と取扱者の放射線被ばくの低減を図ることができる。

次に、放射性液体を分注投与する第２の方法について説明する。一例として、放射性液体０．２ｃｃの分注を、５回連続して行う場合について説明する。この例でも、１０ｃｃ用のシリンジ２６を用いた。このシリンジ２６は、０．１ｃｃを引き出すのにピストン３２を０．５ｍｍ動かす必要があり、５ｃｃ引き出すにはピストン３２を２５ｍｍ動かす必要がある。

上記した第１の方法と同様にセットアップが完了した後、まず、制御部２０により三方活栓５８を制御し、シリンジ２６と第１のチューブ４８とを連通させる。次に、制御部２０により駆動装置３８を制御し、図６に示すように、目標位置である１．０ｃｃ（５ｍｍ）を超えてピストン３２を引く。このとき、目標位置からの超過引き量は、ピストン３２のパッキン３４の弾性変形によるあそび分よりも大きくする。ここでは、例えば０．５ｃｃ分（２．５ｍｍ）超過して引き、全体として１．５ｃｃ（７．５ｍｍ）までピストン３２を引く。これにより、第１のチューブ４８を通して放射性液体をシリンジ２６内に引き出す（第１の工程）。

次に、図７に示すように、制御部２０により駆動装置３８を制御し、ピストン３２を目標位置である１．０ｃｃまで押し戻し、シリンジ２６内の放射性液体のうち不要分を第１のチューブ４８を通して押し戻す（第２の工程）。次に、制御部２０により三方活栓５８を制御し、シリンジ２６と第１のチューブ４８との連通を遮断すると共にシリンジ２６と第２のチューブ５２とを連通させる。そして、図８に示すように、制御部２０により駆動装置３８を制御し、ピストン３２を所定量分である０．２ｃｃ分（１ｍｍ）だけ押し戻して、第２のチューブ５２を通して放射性液体を押し出す。このとき、制御部２０により三方活栓６０を制御することで、第２のチューブ５２と第３のチューブ５４とが連通されているため、０．２ｃｃ分の放射性液体が三方活栓６０を介して第３のチューブ５４上に分注される（第３の工程）。第３のチューブ５４上に０．２ｃｃの放射性液体を分注した後の工程は、上記した第１の方法と同様である。

なおこの方法では、ピストン３２を目標位置である１ｃｃから０．２ｃｃ分ずつ押し戻し、第３のチューブ５４上への０．２ｃｃ分の放射性液体の分注と、被験者への投与とを繰り返すことで、連続して複数回（この例では５回）の放射性液体の分注投与を行うことができ、効率的な分注投与が可能となる。

この分注方法でも、放射性液体を分注するとき、ピストン３２を目標位置よりも大きく引いてから、目標位置まで押し戻し、その位置から所定量分だけピストンを押し戻して、放射性液体を分注している。従って、ごく少量の放射性液体を分注するときであっても、ピストンのあそび分の影響を排除して、正確な分注及び投与を行うことが可能になる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、放射性液体を分注すると共に被験者に投与する場合について説明したが、本発明はシリンジ２６を用いて放射性液体を単に分注する場合について広く適用することができる。

また、ピストン３２を引く目標位置や１回の分注量は、任意に設定可能である。例えば、１回で０．３ｃｃの放射性液体を分注する必要があるとき、目標位置を６ｃｃとし、バイアル瓶２２から６ｃｃの放射性液体を一度に引き出して、これを０．３ｃｃずつ分注して、２０人の被験者に連続投与することも可能である。

また、1回の分注量を０．１ｃｃと０．２ｃｃの二通りとし、０．１ｃｃを５回分、及び０．２ｃｃを５回分の計１０回分を、シリンジ２６に一度に引き出す目標位置とすることも可能である。

本実施形態に係る放射性液体の分注投与装置の構成を示す図である。 シリンジの構成を示す分解斜視図である。 分注方法を説明するための図である（第1の工程）。 分注方法を説明するための図である（第２の工程）。 分注方法を説明するための図である（第３の工程）。 他の分注方法を説明するための図である（第1の工程）。 他の分注方法を説明するための図である（第２の工程）。 他の分注方法を説明するための図である（第３の工程）。

符号の説明

１０…分注投与装置、１２…分注装置、１４…投与器、１６…送出器、１８…分注部、２０…制御部、２６…シリンジ、３０…シリンダ、３２…ピストン、３４…パッキン、３８…駆動装置、４８…第１のチューブ、５２…第２のチューブ、５８…三方活栓。

Claims (6)

1. シリンダと該シリンダ内で摺動するピストンとを備えるシリンジを用いて放射性液体を所定量分注する分注装置の作動方法であって、
   前記ピストンを目標位置よりも大きく引いて、前記放射性液体を前記シリンジ内に引き出す第１の工程と、
   前記ピストンを前記目標位置まで押し戻す第２の工程と、
   前記ピストンを前記目標位置から前記所定量分だけ押し戻し、前記放射性液体を前記分注装置内の液体流路上に分注する第３の工程と、
   を実行するように前記シリンジを作動させることを特徴とする放射性液体の分注装置の作動方法。
2. 前記目標位置は、前記所定量分に対応した位置である、ことを特徴とする請求項１に記載の放射性液体の分注装置の作動方法。
3. 前記目標位置は、前記所定量の複数回分に対応した位置である、ことを特徴とする請求項１に記載の放射性液体の分注装置の作動方法。
4. 前記ピストンの先端には弾性を有するパッキンが設けられており、
   前記第１の工程において前記ピストンを引くときの前記目標位置からの超過引き量は、少なくとも前記パッキンの弾性変形によるあそび分より大きい、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射性液体の分注装置の作動方法。
5. シリンダと該シリンダ内で摺動するピストンとを備えるシリンジを用いて放射性液体を所定量分注する分注装置であって、
   前記ピストンを往復動させる駆動装置と、
   前記駆動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記ピストンを目標位置よりも大きく引いてから、該ピストンを該目標位置まで押し戻した後、該ピストンを前記所定量分だけ押し戻すように、前記駆動装置を制御することを特徴とする放射性液体の分注装置。
6. 前記放射性液体の貯留先と前記シリンジとを連通する第１の流路と、
   前記シリンジと前記放射性液体の分注先とを連通する第２の流路と、
   前記第１及び第２の流路の間で前記シリンジと連通する流路を切り替える流路切替手段と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記ピストンを前記目標位置よりも大きく引いてから該目標位置まで押し戻す間は、前記シリンジと前記第１の流路とを連通させ、前記ピストンを前記目標位置から前記所定量分だけ押し戻す間は、前記シリンジと前記第２の流路とを連通させるように、前記流路切替手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の放射性液体の分注装置。
   

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