JP2007315903A - 放射性薬剤製造装置の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射性薬剤を製造する作業負担を軽減することが可能な放射性薬剤製造装置の制御システムを提供する。
【解決手段】放射性薬剤製造装置２０の制御システム４０は、放射性同位元素を生成する加速器装置２２を制御する加速器用制御装置４２と、放射性同位元素を用いて放射性薬剤を合成する合成装置２４を制御する合成用制御装置４４と、加速器用制御装置４２及び合成用制御装置４４を統括して制御する統括制御装置５０とを備え、統括制御装置５０は、加速器用制御装置４２及び合成用制御装置４４に対する一連のコマンドを送信する指令手段５６と、入力された薬剤関連情報及び時間関連情報に基づいて、一連のコマンドの送信タイミングを決定するタイミング決定手段５２と、決定した送信タイミングでコマンドを送信するように指令手段５６を制御するタイマー手段５８と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射性薬剤製造装置の制御システムに関する。

放射性核種（ＲＩ）で標識した化合物を含む放射性薬剤を体内に投与し、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）等が放射性薬剤として用いられる。

この放射性薬剤を製造する装置として、例えば特許文献１に開示されているものがある。この放射性薬剤製造装置では、サイクロトロンにより放射性同位元素を生成し、これを用いて合成装置により放射性薬剤を合成している。合成装置では、電磁式タイマーの制御手段により、各機器を一連のシーケンスを持たせて自動的に動作させている。
特開昭５９−２１６８３０号公報

しかしながら、上記した従来の放射性薬剤製造装置では、放射性薬剤の使用当日に、操作者がサイクロトロンや合成装置を起動させ運転させなければならず、薬剤使用開始２〜３時間前に作業を開始する必要があるため、早朝の出勤が必要で作業負担が大きいという問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、放射性薬剤を製造する作業負担を軽減することが可能な放射性薬剤製造装置の制御システム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鋭意検討したところ、次の知見を見出した。すなわち、FDG（フルオロデオキシグルコース）などの放射性薬剤を合成する場合、従来は、トリフレート等の原料が比較的不安定な物質であるため、合成直前に原料をセッティングする必要があると考えられていた。しかし、発明者らが検証したところ、原料を２４時間前にセッティングして薬剤を製造しても、使用上問題のない品質の放射性薬剤を合成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薬剤製造装置の制御システムは、放射性同位元素を生成する加速器装置を制御する加速器用制御装置と、放射性同位元素を用いて放射性薬剤を合成する合成装置を制御する合成用制御装置と、加速器用制御装置及び合成用制御装置を統括して制御する統括制御装置とを備え、統括制御装置は、加速器用制御装置及び合成用制御装置に対する一連のコマンドを送信する指令手段と、入力された薬剤関連情報及び時間関連情報に基づいて、一連のコマンドの送信タイミングを決定するタイミング決定手段と、決定した送信タイミングでコマンドを送信するように指令手段を制御するタイマー手段と、を有することを特徴とする。

この制御システムでは、必要放射能量（或いは、放射能濃度）や液量などの薬剤関連情報と加速器装置や合成装置を起動させる時間を決定するための時間関連情報とを入力することで、タイミング決定手段により一連のコマンドの送信タイミングを決定することができる。そして、タイマー手段によりその送信タイミングでコマンドを送信するように指令手段を制御することができる。従って、前日に薬剤関連情報及び時間関連情報を入力しておけば、自動運転により翌朝の所定時刻には放射性薬剤を得ることができる。その結果、放射性薬剤を製造する作業負担を軽減することが可能となる。

加速器用制御装置は、合成用制御装置からの放射性同位元素の回収可能信号を受信してから回収を開始し、合成用制御装置は、加速器用制御装置からの放射性同位元素の回収完了信号を受信してから回収を停止する、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、合成装置の回収準備が整っていない状態で放射性同位元素の回収を開始したり、加速器装置からの放射性同位元素の回収が完了していない状態で合成装置への回収を停止したりするおそれをなくすことができる。

合成装置で合成した放射性薬剤を分注する分注装置を制御する分注用制御装置を備え、合成用制御装置は、分注用制御装置からの放射性薬剤の回収可能信号を受信してから合成を開始し、分注用制御装置は、合成用制御装置からの回収完了信号を受信してから回収液量を計算する、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、分注装置の回収準備が整っていない状態で放射性薬剤の回収を開始したり、合成装置からの放射性薬剤の回収が完了していない状態で回収液量を計算したりするおそれをなくすことができる。

本発明によれば、放射性薬剤を製造する作業負担を軽減することが可能な放射性薬剤製造装置の制御システムを提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本実施形態では、放射性薬剤として¹⁸Ｆ−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を合成する場合について説明する。

図１は、本実施形態に係る放射性薬剤製造システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、放射性薬剤製造システム１０は、放射性薬剤製造装置２０とこれを制御する制御システム４０とを備えている。

放射性薬剤製造装置２０は、サイクロトロン装置（加速器装置）２２と、合成装置２４と、分注装置２６と、品管装置２８と、放射性ガス貯留装置３０と、ガス供給装置３２と、流路切替装置３４とを有している。

サイクロトロン装置２２は、図示しないサイクロトロン（加速器）、水供給装置、真空排気系、フォイル冷却装置、クーリングタワー、及び純粋冷却装置を有している。

サイクロトロンは、高エネルギー陽子を加速してターゲット装置内のＨ_２ ¹⁸Ｏに照射し、核反応で生成される¹⁸Ｆイオン（放射性フッ素）を含むターゲット水を生成する。水供給装置は、ターゲット装置内に上記Ｈ_２ ¹⁸Ｏを供給する。真空排気系は、サイクロトロンの運転時に系内を真空引きする。フォイル冷却装置は、ターゲット装置内でＨ_２ ¹⁸Ｏを収容するためのフォイルを冷却する。クーリングタワー及び純粋冷却装置は、サイクロトロンを冷却する。

合成装置２４は、生成された¹⁸Ｆイオンで標識された放射性薬剤として¹⁸Ｆ−ＦＤＧを合成する。品管装置２８は、合成された¹⁸Ｆ−ＦＤＧの一部を用いて、純度試験やｐＨ試験などの試験を行い、その品質を検定する。

放射性ガス貯留装置３０は、合成装置２４における放射性薬剤の合成過程で生じた放射性ガスを一時的に貯留する。ガス供給装置３２は、サイクロトロンや合成装置２４、品管装置２８などで必要なガスを供給する。流路切替装置３４は、サイクロトロンと水供給装置とを繋ぐ流路と、サイクロトロンと合成装置２４とを繋ぐ流路との間で、流路の切替を行う。なお、放射性薬剤製造装置２０は、薬剤製造の一連の過程で用いるエアを供給するための、図示しないエアコンプレッサーを有している。

制御システム４０は、サイクロトロンPLC（加速器用制御装置）４２と、合成装置PLC（合成用制御装置）４４と、分注品管PLC（分注用制御装置）４６と、統括PLC４８と、これらを統括する統括PC（統括制御装置）５０とを有している。

サイクロトロンPLC（Programable Logic Controller）４２は、統括PC（Personal Computer）５０から送られてくるコマンドに従って、サイクロトロン装置２２を制御する。合成装置PLC４４は、統括PC５０から送られてくるコマンドに従って、合成装置２４を制御する。分注品管PLC４６は、統括PC５０から送られてくるコマンドに従って、分注装置２６及び品管装置２８を制御する。統括PLC４８は、統括PC５０から送られてくるコマンドに従って、放射性ガス貯留装置３０、ガス供給装置３２、及び流路切替装置３４を制御する。なお、統括PLC４８は各PLC間のインターロック信号を取り纏める。

統括PC５０は、各PLCに一連のコマンドを送信して、放射性薬剤製造装置２０を制御する。この統括PC５０は、図２に示すように、演算部（タイミング決定手段）５２と、プログラム格納部５４と、指令部（指令手段）５６と、タイマー部（タイマー手段）５８とを有している。各部５２〜５８は、ハードウェア的に区分されていてもよいが、一部または全てのハードウェアを共有し、ソフトウェア的に区分されていてもよいし、それぞれが一部を共有する複数のソフトウェアによって構成されていてもよいし、一つのソフトウェアの一部であってもよい。

指令部５６は、各PLCに対する一連のコマンドを送信する。演算部５２は、オペレータにより入力された薬剤関連情報及び時間関連情報に基づいて、プログラム格納部５４から演算プログラムを読み出して、一連のコマンドを送信する送信タイミングを決定する。タイマー部５８は、決定した送信タイミングでコマンドを送信するように、指令部５６を制御する。

次に、図３を参照して、本実施形態の放射性薬剤製造システムによる放射性薬剤の製造方法について説明する。特に、放射性薬剤を翌朝に準備する場合について説明する。なお、図３は、放射性薬剤製造システムにおける各装置の動作の流れを示す図である。

図３に示すように、放射性ガス貯留装置３０、ガス供給装置３２、及びエアコンプレッサーは、常に待機状態にある。オペレータは、前日の夜に、合成装置２４において使い捨てのモジュールを交換しておく。これをカセット交換と称する。そして、¹⁸Ｆイオンを含むターゲット水から¹⁸Ｆ−ＦＤＧを合成するのに必要な薬剤をセットする。また、分注装置２６においても使い捨てのモジュールを交換しておく。これをディスポ交換と称する。準備完了を確認したら、液送待機の状態に入る。

次に、オペレータは、ガス供給装置３２のガス量を確認し、必要に応じてガスを補充しておく。また、水供給装置の水量を確認し、必要に応じて水を補充しておく。更に、サイクロトロンのシールドが閉まっていることを確認すると共に、合成装置２４の扉が閉まっていることを確認する。

これらの事前準備が終わった後、オペレータは放射性薬剤製造装置２０の自動運転をセットする。このとき、オペレータは統括PC５０に薬剤関連情報と時間関連情報を入力する。薬剤関連情報は、翌朝必要とされる放射性薬剤の放射能量（或いは放射能濃度）及び液量などの情報である。時間関連情報としては、放射性薬剤製造装置２０を起動させる時間を決定するための情報であり、分注装置２６への回収完了時の時刻など具体的な時刻や、１０時間後といった経過時間などの情報である。

これら情報が入力されると、図２及び図４に示すように、統括PC５０の演算部５２は、これら情報を受け付ける（ステップＳ１）。そして、プログラム格納部５４から演算プログラムを読み出し、これら情報に基づいて一連のコマンドの送信タイミングを決定する（ステップＳ２）。例えば、必要な放射能量が多ければ、サイクロトロンにおけるビーム照射時間を長くするように、送信タイミングを決定したりする。

統括PC５０の指令部５６は、一連のコマンドと決定された送信タイミングとを受け取り、翌朝の自動運転に備える。そして、翌朝になると指令部５６は、タイマー部５８により制御されながら、送信タイミングに合わせてコマンドを送信する（ステップＳ３）。

すなわち、図３に示すように、所定時刻になると指令部５６は、準備開始のコマンドを統括PLC４８に送信する。統括PLC４８は、これに基づいてガス供給装置３２のバルブを開くと共に、放射性ガス貯留装置３０を大気開放する。これにより、前日に貯留し放射能量が十分に減衰された放射性ガスを大気中に放出し、再び密閉して本日のガスの貯留に備える。

次に、指令部５６は、冷却起動のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいてクーリングタワーを起動させると共に、純粋冷却装置を起動させる。次に、指令部５６は、真空起動のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいて真空排気系を起動させる。

次に、指令部５６は、使用機器準備のコマンドをサイクロトロンPLC４２及び統括PLC４８に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいて水供給装置からターゲット装置への水の供給充填を開始する。一方、統括PLC４８は、これに基づいて流路切替装置３４により、サイクロトロンと水供給装置とを繋ぐ流路と、サイクロトロンと合成装置２４とを繋ぐ流路との間で、流路の切替を行う。

次に、指令部５６は、サイクロトロン起動のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいてサイクロトロンを起動させる。次に、指令部５６は、ビーム照射開始のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいてターゲット水へのビーム照射を開始する。

次に、指令部５６は、放射化されたターゲット水回収開始のコマンドを合成装置PLC４４に送信する。合成装置PLC４４は、これに基づいて合成装置２４を待機させる。そして、合成装置PLC４４は、回収可能信号をサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、合成装置PLC４４からの回収可能信号を受信して初めて、放射化されたターゲット水の回収を開始する。このように、合成装置PLC４４からの回収可能信号は、インターロック信号として機能する。

なお、指令部５６は、回収したターゲット水の回収量より判断し、追加回収が必要な場合は、追加回収のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。そして、サイクロトロンPLC４２は、回収完了信号を合成装置PLC４４に送信する。

次に、指令部５６は、ターゲット水回収停止のコマンドを合成装置PLC４４に送信する。合成装置PLC４４は、これに基づいて回収を停止するのであるが、上記した回収完了信号をサイクロトロンPLC４２から受信していることが条件となる。このように、サイクロトロンPLC４２からの回収完了信号は、インターロック信号として機能する。

次に、指令部５６は、サイクロトロン停止のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいてサイクロトロンを停止させる。次に、指令部５６は、放射性薬剤の合成開始のコマンドを合成装置PLC４４に送信する。合成装置PLC４４は、これに基づいて合成を開始する。ただし、分注品管PLC４６から放射性薬剤の回収可能信号を受信していることが条件となる。このように、分注品管PLC４６からの回収可能信号は、インターロック信号として機能する。

このようにして、合成装置２４において放射性薬剤の合成が開始され、それと同時に分注装置２６への回収が開始される。このとき、合成装置PLC４４からは、回収開始の信号が分注品管PLC４６に送信され、液量計算のための風袋引きが行われる。そして、放射性薬剤の回収が完了すると、合成装置PLC４４から分注品管PLC４６に回収完了信号が送信され、これにより回収液量の計算が行われる。

なお、指令部５６は、回収した放射性薬剤の回収液量より判断し、追加回収が必要な場合は、追加回収のコマンドを合成装置PLC４４に送信する。そして、合成装置PLC４４は、回収可能信号を分注品管PLC４６から受信してから、追加の回収を開始する。そして、指令部５６は、追加回収停止のコマンドを合成装置PLC４４に送信する。合成装置PLC４４は、これに基づいて追加回収を停止すると共に、回収完了信号を分注品管PLC４６に送信する。分注品管PLC４６が回収完了信号を受信すると、回収液量の計算が行われる。このように、合成装置PLC４４からの回収完了信号は、インターロック信号として機能する。

次に、指令部５６は、冷却停止のコマンドをサイクロトロンPLC４２に送信する。サイクロトロンPLC４２は、これに基づいて純粋冷却装置及びクーリングタワーを停止する。

このようにして、オペレータが必要とする時刻までに、放射性薬剤が製造されて準備される。その後、オペレータが出勤してからオペレータの操作により、品管装置２８の放射性薬剤が通るルートの洗浄が行われ、分注バイアルへ放射性薬剤が分注される。一方で、放射性薬剤の一部が品質検定のために品管装置２８にサンプル分注される。そして、品管装置２８においてサンプルの検定が行われ、検定終了後に分注バイアルが分注装置２６から取り出されて、被験者への投与に供される。

以上詳述したように、本実施形態の放射性薬剤製造装置２０の制御システムでは、薬剤関連情報と時間関連情報とを入力することで、総括PCの演算部５２により一連のコマンドの送信タイミングを決定することができる。そして、タイマー部５８によりその送信タイミングでコマンドを送信するように指令部５６を制御することができる。従って、オペレータが前日に薬剤関連情報及び時間関連情報を入力しておけば、自動運転により翌朝の所定時刻には放射性薬剤を得ることができる。その結果、装置の起動のために早朝から出勤する必要がなくなり、放射性薬剤を製造する作業負担を軽減することが可能となると共に、人件費を抑制してコスト低減を図ることが可能となる。

また、サイクロトロンPLC４２は、合成装置PLC４４からの回収可能信号を受信してから回収を開始し、合成装置PLC４４は、サイクロトロンPLC４２からの回収完了信号を受信してから回収を停止するため、合成装置２４の回収準備が整っていない状態でターゲット水の回収を開始したり、サイクロトロンからのターゲット水の回収が完了していない状態で合成装置２４への回収を停止したりするおそれをなくすことができる。

また、合成装置PLC４４は、分注品管PLC４６からの回収可能信号を受信してから合成を開始し、分注品管PLC４６は、合成装置PLC４４からの回収完了信号を受信してから回収液量を計算するため、分注装置２６の回収準備が整っていない状態で放射性薬剤の回収を開始したり、合成装置２４からの放射性薬剤の回収が完了していない状態で回収液量を計算したりするおそれをなくすことができる。

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、放射性薬剤として¹⁸Ｆ−ＦＤＧを製造する場合について説明したが、これ以外を製造する場合にも適用可能である。

本実施形態に係る放射性薬剤製造システムの構成を示すブロック図である。 統括PCの構成を示す機能ブロック図である。 放射性薬剤製造システムにおける各装置の動作の流れを示す図である。 図２の統括PCにおける処理の一部を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…放射性薬剤製造システム、２０…放射性薬剤製造装置、２２…サイクロトロン装置、２４…合成装置、２６…分注装置、２８…品管装置、３０…放射性ガス貯留装置、３２…ガス供給装置、３４…流路切替装置、４０…制御システム、４２…サイクロトロンPLC、４４…合成装置PLC、４６…分注品管PLC、４８…統括PLC、５０…統括PC、５２…演算部、５４…プログラム格納部、５６…指令部、５８…タイマー部。

Claims (3)

1. 放射性同位元素を生成する加速器装置を制御する加速器用制御装置と、前記放射性同位元素を用いて放射性薬剤を合成する合成装置を制御する合成用制御装置と、前記加速器用制御装置及び前記合成用制御装置を統括して制御する統括制御装置とを備え、
   前記統括制御装置は、
   前記加速器用制御装置及び前記合成用制御装置に対する一連のコマンドを送信する指令手段と、
   入力された薬剤関連情報及び時間関連情報に基づいて、前記一連のコマンドの送信タイミングを決定するタイミング決定手段と、
   決定した送信タイミングで前記コマンドを送信するように前記指令手段を制御するタイマー手段と、
   を有することを特徴とする放射性薬剤製造装置の制御システム。
2. 前記加速器用制御装置は、前記合成用制御装置からの前記放射性同位元素の回収可能信号を受信してから回収を開始し、
   前記合成用制御装置は、前記加速器用制御装置からの前記放射性同位元素の回収完了信号を受信してから回収を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載の放射性薬剤製造装置の制御システム。
3. 前記合成装置で合成した放射性薬剤を分注する分注装置を制御する分注用制御装置を備え、
   前記合成用制御装置は、前記分注用制御装置からの前記放射性薬剤の回収可能信号を受信してから合成を開始し、
   前記分注用制御装置は、前記合成用制御装置からの回収完了信号を受信してから回収液量を計算する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射性薬剤製造装置の制御システム。

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