JPH04506665A - 放射線診断用気体放射性核種の製造方法および放射線診断用気体放射性核種の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 放射線診断用気体放射性核種の製造方法および放射線診断用気体放射性核種の製 造装置気体放射性核種を含む放射線診断剤の製造方法およびこの方法を使用する のに適した放射性核種の製造装置本発明は、担体中にイオンの形で存在する親核 種から適当な溶離剤とともに娘核種を溶離する、親核種の放射性崩壊で形成され る気体放射性核種を含む放射線診断剤の製造方法に関する。

このような気体放射線診断剤は、主に肺機能の検査および局部的な血液循環量の 測定に使用される。気体放射性核種の例としては、特に気体性の溶離剤、例えば 酸素や空気とともに溶離できて肺換気量の測定に好適な希ガスがある。またこの 気体放射線診断剤は、例えば肺潅流のシンチレーションと組み合わせて、肺塞栓 症、気管支の障害等の肺疾患を検知し、患部の位置を特定することができる。

このような検査に使用できると考えられる放射性希ガスは、放射性のクラブ１− ン、特にクリプトン−８１ｍ（１″＋　＊　Ｋ　ｒ　ｌである。近年入手できる ようになったクリプトン−８１ｍは、半減期が１３秒しかな（、またβ線を放出 しないという好ましい放射特性を有している。そして、クリプトン−８１ｍは、 その生理学的のみならず、物理的そして化学的にも好ましい性質のため、放射性 診断、特に肺換気量および局所的な血液循環量の測定に利用できるのではないか と関心が高まっている。しかし、クリプトン−８１ｍは、テクネチウム−９９ｍ の方がこの場合には好まれるものの、肺潅流のシンチレーションに使用すること もできる。ところで、肺潅流のシンチレーションにおいては、液体性の放射線診 断剤を処分することが好ましい。このため、クリプトン−８１ｍは、担体に供給 される親核種、すなわちルビジウム−８１（”Ｒｂ）からは、溶離液、例えば５ ％のグルコース溶液により溶離される。

放射性の娘核種を親核種から放射性崩壊によって生成させ、ついで溶離する装置 は放射性核種発生器と呼ばれる。気体性の放射性核種、特にクリプトン−８１ｍ を含む放Ｉｔ　！！診断剤を生成する放射性核種発生器としては、ｆ重々のもの が知られている。ところで、このような放射性核種発生器は、その内部のガス中 でクリプトン−８１ｍが濃縮されたときは、直ちに患者に吸引されなければなら ないため、空気や酸素での溶離に適したものでなければならない。患者の肺機能 の測定等は、この吸引の最中に患者の傍にガンマカメラ等の適当な検出装置を配 置することにより行うことができる。そしてこのような放射性核種発生器の使用 に係るシステムにおいては、親核種は通常、吸引の際カラム内の吸収剤中に供給 され、さらにこのカラム内に気体性の溶離剤を通す。カラム内の吸収剤としては 、例えばモスタファら［Ｍｏ５ｔａｆａ　ｅｔ　ａｌｌ　（核医学ジャーナル［ Ｊ−Ｎｕｃｌ、　Ｗｅｄ、］　、　］２４，１５７−１５９頁、　（１９８３年 ）とベイヤーら［Ｂｅｙｅｒ　ｅｔ　ａｌｌ　（国際同位体放射線利用ジャーナ ル（ＩｎｔＪ、Ａｐｐｌ、　Ｒａｄｉａｔ、　ｌ５ｏｔ、　］　ｌ　、　３５． １０７５−１０７６　頁、　＋１９８４年）にあるような、ビーズ状のイオン交 換樹脂とリン酸ジルコニウムが考えられる。溶離の最中は、親核種のルビジウム −８１がカラム内に残留する一方で、娘核種のクリプ１−ンー８１ｍは溶離剤ガ スの流れに乗せられる。しかし、吸収剤の充填されたカラム内に与えられる圧力 には欠損分があるため、溶離効率は低下し、場合によっては、最大可能な溶離効 率より数１０％も低減することがある。そこで、このような大声、を解消するた め、溶離に先立って気体性の溶離剤を湿らせる湿潤システムを用いることができ る。先のモスクファらの文献においても、このような湿潤器が用いられている。

しかし、このようなンテ潤システムは、気体性忍離剤としての空気や酸素に湿気 を与えてもすべての点で満足のいく溶離効率が得られないほか、他にも湿潤器を 用いることによって生ずる固有の欠点がある。それは、システムが複雑になり、 また溶離剤として使用される空気や酸素の純度（無菌性）が損なわれることであ る。

溶離効率は気体性の溶離剤を吸収カラム内で低速で通過させることにより、かな りの程度改善することができる。しかし、その一方で患者への吸入ラインにおけ る被溶離物、すなわち放射性核種の濃縮された空気や酸素のカラム内での滞留時 間は増加し、その結果この間放射性崩壊によって生ずる放射性核種の吸入量は減 少してしまう。

一方、上記ベイヤーらの文献においては、新しい型のａｌＲｂ−ｓｌＩＩＫｒ発 生器が紹介されている。この発生器においては、ルビジウム−８１の現核種は、 カラムに充填される替わりに、金属箔の中に納められる。しかし。

この現核種を金属箔中に納めるという簡易な構成は今のところ成功していない。

このような形での溶離に適当なシステムは、ルビジウム−８１イオンを加速器を 使ってプラスチック箔中に植え込むイオンインプランテーションシステムにおい ては可能である。しかし、これは理論的な興味だけで考えられたものであり、明 らかにきわめて非実用的なものである。

また、上述のような充填カラム内での圧力の低下に伴う問題を解消するため、い わゆるペーパー発生器が開発された（「核器械と方法ｆＮｕｃ１．　Ｉｎ５ｔｒ 、Ｍｅｔｈｏｄｓｌ　Ｊ１５６ｆ１９７８年１　、３６９−３７３頁参照）。こ の発生器においては、現核種の担体として巻き上げた濾紙を用い、この濾紙をシ リンダー内に納める。この発生器においては、ルビジウム−８１を含む水溶液を 濾紙で吸収し、所望のクリプトン−８１，ｎ＋を、溶離剤として使われる空気流 または酸素流中に拡散させる。しかし、この発生器を用いるシステムは、先の充 填化カラムを用いるシステムが溶離剤として液体を用いないという利点を有する ため、このシステムに比べて晋及していない。さらに、このペーパー発生器を用 いるシステムは、現核種の担体に保持される程度が弱いため、ルビジウム−８１ の痕跡量が放射線診断剤中に紛れ込んでしまうという危険性がある。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点が生じないような、気体性放射性核種を 含む放射線診断剤の製造方法を提供することである。本発明によれば、この目的 は、本明細書の冒頭で述べた、担体にイオンの形で供給されるｌＪ！核種、特に ルビジウム−８１から、適当な溶離剤を用いて放射性娘核種、特にクリプトン− ８１ｍをン容離する方法において、溶離剤が通り過ぎる（通り抜けない）膿、特 にイオン交換膜を用いることにより達成される。

このような膜を現核種のための担体として用し入ると、前記のような担体として 充填カラムを使用した場合における利点は維持されながら、他方この場合におけ る欠点は生じない。本発明に係るシステムにお（、ＳでＧ′ｉ、特に放射性核種 発生器内部に圧力を加える必要はない。これは、溶離の最中には、溶離剤は膜を 通り過ぎて流れるだ＋ツだからである。こうすると、充填カラムを用いた場合に 比べて溶離効率はきわめて高くなり、しかもこの溶離効率は溶離速度の影響を受 けること力≦少なくなる。これについては後述の実施例において詳しく説明する 。さらに空気または酸素を溶離剤とし７て用いてもこれを湿潤させる必要がな（ なる。また、本発明においては、膜の母材に現核種のイオンが強固に結合するた め、左記のペーパー発生器においてみられたような好ましくない核種が被溶離物 に入り込むおそれ（現核種によるコンタミネーション）は少なくなる。そして、 本発明においては、溶離剤は、空気もしくは酸素のような気体性のものと、グル コース溶液もしくは他の適当な箔離液のような液体性のものの両方を使用できる ため、広い範囲で適用が可能である。

また、驚くことに１本発明においては、親核陳カイ結合した模の両（−１１だけ でな（、片側だけに溶離剤を流通させた場合においても同じように高い溶離効率 が得られた。そして、このように溶離剤を膜の片側だけに流通させることにする と、後述のように放射性核種発生器の構成が簡単になり、また溶離剤に現核種が 混じり込んで、コンタミネーションが発生するおそれが少なくなる。

本発明はまた、気体性放射性核種を含む放射線診断剤の製造方法であって、溶離 工程に加えて、溶離工程の前に現核種イオンを含む溶液に本発明で用いる膜を透 過させて、膿に現核種を装着させる工程を含む放射線診断剤の製造方法に関する 。このとき、現核種は。

膜母材の溶液流入側に残留する。膿は、カラムに用いられる粒状の吸収剤と比較 して、取り扱いやすいため、長時間使用する場合に要求される操作がより簡単に なる。

本発明に係る放射線診断剤の製造方法は、好ましくは、最初に現核種のイオンを 含む溶液を膜の上側から下側にかけて透過させ、ついで溶離剤を膜の下側に流通 させて溶離を行うことにより達成されるうこのとき、Ｈ核種の膜の下側への透過 は生じない。換言すれば、現核種の導入と（′＠離をこのような方法で行うこと により、溶離の速度に拘らず、被溶離物、すなわち放射線診断剤に現核種が含ま れることはなくなる。また膿をこのように使用することにより、膜の有する第２ の性質、すなわち濾過作用をうま（利用することができる。つまり、もし粉塵等 の好ましくない粒子（「粒状物質」）が溶液導入の際に膜に辿り着いたときは、 このような粒子は膜に進路を阻まれて被溶離物に紛れ込むことはない。

本発明はさらに、このような気体性放射性核種を含む放射線診断剤の製造方法を 使用するのに適した放射性核種発生器に関わる。本発明の放射性核種発生器は、 入口と出口を有する発生器ハウジング内の室に設けられる。格子で支えることも 可能な膜、特にイオン交換膜を備える。モして溶離剤はこの膜を透過せずに発生 器ハウジング内の室を流通する。膜のサイズは小さくてもよいため、きわめて稠 密な放射性核種発生器が可能になる。したがって、この放射性核種発生器の使用 者が着用する放射線を遮る鉛入りのジャケットも小さく、そして比較的軽量にで きる。これは、寿命の短い放射性物質を取り扱うときにしばしば生ずる輸送時の 問題を著しく改善する。さらに、放射性核種発生器が軽量ですむと、医療現場で この発生器を１重う場合にも操作が簡単になる。加えて、放射性核種発生器のづ “イズがきわめて小さくなると、高放射能の薬剤１例えばクリプトン−８１ｍの 剤形が小形化して投与しゃすくなるため、この発生器使用の可能性が広がる。膜 は格子で支持することができ、この格子は好ましくは耐散財性で剛性の材料、例 えばステンレススチールもしくはクロムでメッキしたニッケルから製造する。発 生器ハウジング内における膜の位置は先の入口と出口の位置に即して、溶離の最 中に溶離剤が容易に膜を通り過ぎて流通できるように定められる。このような条 件に則ると、親核種を膜に、つまり発生器ハウジング内部に装填することが可能 になる。このとき、装填溶液、つまり親核種イオンの溶液は、発生器ハウジング の入口からハウジング内部に導入され、ポンプによる圧縮または吸引によって膜 を通り抜ける。そして、発生器ハウジング出口を通って膜の反対側から排出され る。こうして、この放射性核種発生器は溶離を行える状態になる。望むならば、 この瀉離前の放射性発生器は、オートクレーブで簡単に殺菌することができる。

後述する態様の一つにおいては１本発明の放射性核種発生器は、先に述べた入口 と出口に加えて、発生器ハウジング内部の膜によって隔てられた２つの室をつな ぐ閉鎖可能な側管を具備する。膜に親核種を含む溶液を装填するときは、この溶 液が必ず膿を透過するよう、側管は閉鎖してお（。他方、（ｒｊｌｉｉＩの際は （ｌｉｌｌ管を開放して、入口から導入された溶離剤が膜を通り越し。

側管を通って出口に到達できるようにする。膜の位置が、発生器ハウジング内で の入口・出口およびｆｆ１ｌｌ管の管口との関連で適当なものであると、最適な 溶離を１１うことかできる。

これまで述べた態様とは異なる好ましい態様におし）では、本発明に係る放射性 核種発生器は、発生器ノ＼ウシング内部の一方の室に溶液装填のための入口を備 え、他方、膜によって隔てられるもう一方の室には溶離剤の出口と、この反対側 に装填溶液の出口を設ける。

ここで、後者の装填溶液の出口は、溶離剤の入口としても働く（両用口）。この 放射性核種発生器の構成もよ、これまでに述べたものより構造が簡易で、膜の濾 過機能も維持される。この態様については後はど詳述する。この態様のもう一つ の利点は、溶液の入口とン容ｉｌ剤の入口を一緒にしなくて済むということであ る。その結果、溶離剤の出口は、溶離剤が溶液と同じ入口を通った場合と違って 、親核種で汚染されることカイな（、被溶離物に親核種が混じり込むおそれが少 なくなる。さらにこの態様によれば、発生器ハウジングに設ける穴（入口と出口 ）の位置を、溶液装填工程が容易（こ、また溶離工程が適正なものになるように 定めることができる。

また、この最後の態様においては、膜が、溶液の入口側の室容積を、溶離剤の出 口および両用口側の室容積よりも小さくして画室を仕切るよう、放射性核種発生 器の内部寸法を定めることができるという利点もある。そして、溶液の入口側の 室容積を最小化、すなわち可能な限り小さくしても、溶離効率はなお向上できる 。

以下、本発明を添付の図面を参照しながら実施例に即して詳細に説明する。

図１と図２は、本発明のそれぞれ異なる２つの放射性核種発生器の長手方向の断 面図である。

図３、図４および図５は、ともに上記２つの放射性核種発生器の溶離効率を示す グラフである。

図１に示した放射性核種発生器は、発生器Ａウジレグ１０内においてハウジング 壁に周状に密閉して取りつけられる膜１１と、この膜１１を支える金属格子１２ （クロムメッキしたニッケルまたはステンレススチール類）を備える。膜１１に はビオーレ・ソクス（Ｂｉｏ−Ｒｅｘ°登録商標）陽イオン交換膜を用いる。膜 １１４よ、発生器ハウジング１０内を２つの室に仕切る。一方の室１３には流入 口１４が、また他方の室１５には流入口１４から流れ込んだ親核種を含も（８液 が流れ出る流出０１６が設けられる。またこの放射性核種発生器は、前記２つの 室分１３と１５をつなぐ測管１８（符号１７で示す箇所で閉鎖可能）を具備する 。この放射性核種発生器に親核種であるルビジウム−８１を注入するときは、側 管１８を閉鎖した状態で流入口１４からルビジウム−８１イオン（”Ｒｂ”ｌの 溶液を導入し、膜１１を浸透させ、最後に流出口１６から排出する。溶離を行う ときは側管１８を開放する。そして溶離剤としての空気を流入口１４から導入し 、膜１１を通り越して側管１８を通過させ、最後に流出口１６から排気する、ま た実施例２に示す態様においては、側管１８を符号１９で示す取付は口で発生器 ハウジング１０から外し、発生器ハウジング１０は流入口１４と符号１７の箇所 で閉塞する。そして、この状態で空気を取付は口１９から流入させ、膜１１を通 り越して流出口１６から排気する。

図２に示した放射性核種発生器は、内部の寸法が約２０ｍｍＸ約１５ｍｍｘ約１ ｍｍである。この敢ｑ寸性核種発生器は、発生器ハウジング２０内に、図１の放 射性核種発生器と同様に、金属格子１２によって支えられる膜１１を有する。そ して、この１ｌｉ１１は発生器ハウジング２０内を２つの室２１と２２に仕切る が、一方の室２１は最小限の容積にする。室２１には親核種を含む（８液を導入 するための流入口２３が設けられ、他方、室２２にはＣ容離剤排気のための流出 口２４、および溶液充填時には溶液の排出口として、また溶離時には溶離剤の給 気口として働（両用口２５が設けられる。

この放射性核種発生器に親核種としてのルビジウム−８１を充填するときは、こ のルビジウム−８１を含む溶液を流入口２３から導入し、膜１１を浸透させる。

このとき流出口２４は閉じているため、溶液は両用口２５を介して発生器ハウジ ング２０外に出る。溶離時には流入口２３が閉じられ、溶離は両用口２５がら導 入され流出口２４から排気される空気によって行われる。

叉」Ｌ医」− １の　・性柁ｆ　器におけるｔＦ　口１４、ｆＬ１８および流出０１６を　した 溶離 図１の放射性核種発生器において、流入口１４、側管１８および流出口１６を介 して？８離を行った。この際、クリプトン−８１ｍの放射能は、通常使用される マルチチャネルアナライザに接続されたＧ　ｅ　／　Ｌ　ｉ検出器により、種々 の空気（浴離剤）流速下で測定した。そして、イオン交換樹脂（Ｄｏｗｅｘ　［ 登録商標］　５０　Ｗ−Ｘ８；１００−２００メツシユ）を充填した吸収カラム を用いた公知の放射性核種発生器との間で性能の比較を行った６溶離剤の流速の 比較に当たっては、システムの終端に流量計を設置した。図１の放射性核種発生 器と上記公知の放射性核種発生器は、ともに同一の親核種装填システム内に配置 し、同一の親核種装填溶液により親核種のルビジウム−８１を装填した。ここで 公知の放射性核種発生器は、再現性のよい値を得るには温気を含んだ空気で溶離 を行わなければならないため、本発明の放射性核種発生器においても同じ湿気を 含んだ空気で溶離を行った。ただしこれは必須の措置ではなく、よりよい比較結 果を得るためのものである。また放射能の測定結果は、すべて放射性崩壊を考慮 して較正した。この結果は図３のグラフに記録した。このグラフにおいては、溶 離効率Ｙ（百分率単位の収率で示した）を空気の流速ｖ　（ｍ１７分）に対して プロ・シトした。

このグラフから、本実施例に係る図１の放射性核種発生器Ａを使用した時は、従 来の放射性核種発生器Ｚを使用した時に比べ、クリプトン−８１ｍの収率が１０ 〜１５％向上することが分る。さらに本実施例の放射性核種発生器Ａによれば、 空気の流速もずっと速くなることが分る。

１１五■ パ１の故、・核　０におけるｒ弄１９の取イ・け口所と流出口２４を介した溶離 （ｌｌｌｌｌｌｌ管筒８１つの取１寸は口で切り離した後、空気を取付は口１９ の箇所から発生器ハウシング１０内に導入した。前記実施例Ｉにおいては、時折 親核種ルビジウム−８１によるご（わずかなコンタミネーションがみられたが、 本実施例においては被溶離物、すなわちクリプトン−８１ｍで濃縮された空気に コンタミネーションはまったくなかった。そして、本実施例においても、実施例 Ｉと同様の実験を行った。結果をまた充填カラムを用いた従来の放射性核種発生 器との比較において図４に示す。驚くことに、本実施例に係る放射性核種発生器 Ｂを使用した時も溶離効率が高く、従来の放射性核種発生器Ｚを使用した時より も溶離効率が高かった。

ｘｊ口ｉ上■ ・・２の　、性核　０にお心る　川口２５と汁　口２４を　した溶離 図２に示した放射性核種発生器において空気を両用口２５から流出口２４へ流通 させ溶離を行った。本実施例においては、被溶離物に親核種によるコンタミネー ションはなかった。そして図５のグラフに示す結果から明らかなように、溶離効 率Ｙは、実施例■で得られた溶離効率と同等であった。そして、本実施例に係る 放射性核種発生器Ｃを用いた時と従来の充填〕ｙクラム用いた放射性核種発生器 Ｚを用いた時の（各離動率の差も罪著であった。

Ｆｉｇｕｕｒ　３ Ａ　＃Ａ＃　ｑ　＃　ｚ＃ Ｆｉｇｕｕｒ　４ Ｆｉｇｕｕｒ　５ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年　１月１３日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．娘核種は担体にイオンの形で供給される親核種から適当な溶離剤を用いて溶 離される、親核種の放射性崩壊によって生成する気体性放射性核種を含む放射線 診断剤の製造方法であって、前記親核種の担体として膜、特にイオン交換膜を用 い、溶離剤はこの膜を通り越して流通させられる方法。
2. ２．イオン交換膜にイオンの形で供給されるルビジウム−８１から、溶離剤を前 記イオン交換膜を通り越させることにより溶離する工程を含む、ルビジウム−８ １の放射性崩壊によって生成されるクリブトン−８１ｍを含有する、請求の範囲 第１項記載の放射線診断剤の製造方法。
3. ３．前記溶離は、溶離剤を、前記親核種が供給された膜の一方の側を通り越させ て行うことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
4. ４．前記溶離に先立って、親核種イオンの溶液について前記膜を透過させ、親核 種を膜母材の溶液供給側に残留させることにより膜に装着させることを特徴とす る請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一項記載の方法。
5. ５．膜はその上側から下側にかけて連続的にイオン溶液を透過させることにより 親核種を装着され、ついで溶離剤を膜の下側に流通させることにより溶離を行う ことを特徴とする請求の範囲第４項記載の方法。
6. ６．請求の範囲第１項記載の方法を使用するのに適した放射性核種発生器であっ て、入口と出口を有する発生器ハウジングと、この発生器ハウジング内部の室に 収容され、格子によって支持されることのある膜、特にイオン交換膜を備え、溶 離剤は前記膜を通り越して発生器ハウジング室内を流通させられる放射性核種発 生器。
7. ７．前記膜は、前記発生器ハウジング内部の室を２つに仕切りながら、仕切られ た室の一方は膜に装填される溶液の入口を備え、他方の室はこの溶液の出口を備 えるように、発生器ハウジング内において周状に封止して取りつけられることを 特徴とする請求の範囲第６項記載の放射性核種発生器。
8. ８．前記入口と出口に加えて、前記発生器ハウジングは前記仕切られた２つの室 をつなぐ閉鎖可能な側管を備える請求の範囲第７項記載の放射性核種発生器。
9. ９．前記室の一方は溶液を発生器ハウジング内に装填する入口を備え、上記膜に よって前記一方の室から隔てられる他方の室は、この室内において前記溶液の出 口とはほぼ反対側に溶離剤の出口を具備し、前記溶液の出口はこの溶離剤の入口 としても働く（両用口となる）ことを特徴とする請求の範囲第７項記載の放射性 核種発生器。
10. １０．前記溶液の入口を備える一方の室の容積が前記溶離剤の出口および両用口 を備える他方の室の容積よりも小さいことを特徴とする請求の範囲第９項記載の 放射性核種発生器。