JPWO2003081604A1 - モバイル型加速器システムおよび放射性核種の製造方法 - Google Patents
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Abstract
イオン源６で生成させたイオンビームをライナック２で加速し、導管８を通して遮蔽付きのターゲット室３に導入する。ターゲット室３の内部には循環水が通流しており、ターゲットセルを透過したイオンビームが循環水に照射され、核反応を引き起こす。モバイル型加速器システム１は、イオン源６、ライナック２を加速器架台７に載置すると共に、導管８、および、ターゲット室３を運搬車５に搭載し、移動可能に構成した。
Description
技術分野
本発明は、放射性核種を製造する設備、および、放射性核種の製造方法に関する。
背景技術
ＰＥＴ（陽電子放出型ＣＴ）装置は、ＲＩ（放射性核種）を人体に投与して病巣を検査するために用いられる。ここで、ＲＩは、人体への影響を考慮して半減期が短いものが用いられるので、検査の度に製造する必要がある。このため、従来においてＰＥＴ装置を保有する医療機関などは、ＲＩを製造するＲＩ製造装置も保有する必要があった。
ＰＥＴ用のＲＩ製造装置に関しては、第１回応用加速器・関連技術研究シンポジウム予稿集（１９９８年）第３７頁から第３９頁に記載されている。このＲＩ製造装置は、高エネルギの軽イオンからなるイオンビームを液体または気体のターゲットに照射してＲＩを製造する。このときの軽イオンのエネルギは１１ＭｅＶ程度が必要になるため、軽イオンの加速器としては、サイクロトロン加速器が用いられる。
図７にサイクロトロン加速器を用いたＲＩ製造装置を例示する。ＲＩ製造装置１０１は、外形が略円柱形状のサイクロトロン加速器１０２と、サイクロトロン加速器１０２で加速したイオンビームを引き出す導管１０３と、イオンビームを照射するターゲット１０４とを有し、これらが遮蔽体１０５で囲われている。ＲＩ製造装置１０１に用いられるサイクロトロン加速器１０２は、扇型で対向して配置される磁極が発生する磁場によりイオンビームを加速させる構成を有しており、イオンビームは磁場によりその軌道半径を増大させながら、つまり、螺旋状の軌跡を描きながら加速される。また、磁極間にはイオンビームの収束状態を維持するために高周波（ＲＦ）電極が配置されている。したがって、収束性が良く、高エネルギのイオンビームを生成するためには、大型の磁極およびＲＦ電極が必要となる。また、遮蔽体１０５は、ＲＩ製造中に放出される放射線の漏洩を防止するために設けられている。このようなＲＩ製造装置１０１は、例えば本体重量は１１トン、遮蔽体の重量は２８トンとなる。そして、このようなサイクロトロン加速器１０２を設置する部屋の床寸法は、６．７ｍ×７．０ｍが必要となる。
しかしながら、前記したように、ＰＥＴ用のＲＩ製造装置１０１は、サイクロトロン加速器１０２を使用し、総重量が３９トン程度、床面積が約７ｍ四方となるため、ＰＥＴ用のＲＩ製造装置１０１を各医療機関が保有することは困難であった。これは、ＲＩ製造装置１０１の設置場所は充分な大きさと、床荷重に耐え得る構造が要求されるためである。また、ＰＥＴ装置に別体の装置として必要になるＲＩ製造装置１０１の設備導入費用や、メンテナンスコストの低減のために、ＲＩ製造装置を複数の医療機関などが共有し、製造した放射線核種を輸送することが考えられるが、ＲＩの半減期が短いからＲＩ製造装置１０１を共用できる距離が限定されるので現実的ではない。ここで、レントゲン撮影装置、ＣＴ装置などで適用されている装置の運搬を従来のＲＩ製造装置１０１に応用しようとしても、ＣＴ装置などと同程度の大きさ、重量のＰＥＴ装置自体の運搬は可能であるが、大型で大重量のＲＩ製造装置１０１を移動させることは困難である。
したがって、本発明は前記の問題点を解決するためになされたものであり、装置重量が軽く、他の施設でも使用できるように可搬性能を有するモバイル型の加速器システムを提供することを目的とする。また、低コストでＲＩの製造が実施できるＰＥＴ用のＲＩ製造システムを提供することを目的とする。さらに、このようなモバイル型の加速器システムを用いて行われるＲＩの製造方法を提供することを目的とする。
発明の開示
前記の課題を解決するための手段としては、ＲＩの製造を行う装置の加速器に直線型加速器を用いることでＲＩ製造装置の総重量を減じて、搬送可能にすることがあげられる。ここにおいて、ＲＩ製造装置をその機能に着目して加速器を含むユニットと、ターゲットを含むユニットとに二分割し、その両方を独立に運搬可能に構成するか、加速器を含むユニットのみを運搬可能に構成すると、運搬対象をさらに小型・軽量化でき、如何なる道路交通事情であっても速やかな対処が可能になる。ＲＩ製造装置を二つに分割する場合には、接続部分の少なくとも一部が大気に晒されるので、ＲＩ製造時には、接続部分を真空排気する手段を設けることが望ましい。なお、運搬に用いられる搬送手段には重量運搬用の低振動機構を備えることが望ましい。
発明を実施するための最良の形態
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成図である。モバイル型加速器システム１は、ＰＥＴ装置で使用するＲＩの製造を必要なときに、必要な場所で行うために用いられ、直線型加速器であるライナック２とターゲット室３を含むＲＩ製造装置４が運搬車５に搭載された構成を有している。ここで、ＲＩ製造装置４は、高エネルギビームであるイオンビームを発生させるイオン源６と、ライナック２と、イオン源６およびライナック２を載置する加速器架台７と、加速されたイオンビームを取り出す導管８と、遮蔽付きのターゲット室３とを含んで構成されている。
ライナック２は、イオン源、高周波四重極（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ；ＲＦＱ）加速器、ドリフトチューブ型加速器（ＤＴＬ）からなる直線型加速器であり、高周波電界を利用してイオンを直線的に加速するために、直線型高周波加速器と呼ばれることもある。ライナック２の各構成要素は公知であるため詳細な説明は省略するが、ＲＦＱ加速器や、ＤＴＬは、サイクロトロンや静電加速器では達成できない強収束レンズ作用があるので、小型の装置でありながら大電流の加速が可能であることを特徴としている。このため、ライナック２の重量はサイクロトロン加速器に比べて軽く、約２トンとなる。なお、このようなライナック２は、一般に、物理研究や、治療に用いられる放射光を生成させるシンクロトロン放射装置にイオンビームを供給する際の低速側の加速器として用いられている。また、半導体製造装置において、リン（Ｐ）やボロン（Ｂ）などのイオンをウエハに注入する際の加速器としての使用例もある。
遮蔽付きのターゲット室３は、図２の概略図にその構成を示すように、ターゲットセル１１と、ターゲットセル１１内にターゲットとなる循環水Ｌ１を通流させる配管１２および循環ポンプ１３と、循環水Ｌ１を間接冷却するための冷却液Ｌ２を循環させる配管１４を含んで構成されている。このターゲット室３の遮蔽は、コンクリートや、ポリエチレン、パラフィンなどを用いて製造されており、ターゲットセル１１の外壁を構成している。また、冷却液Ｌ２は、水、液体窒素、液体ヘリウムなどがあげられる。なお、このような遮蔽付きのターゲット室３の重量は、約１２トンとなる。
運搬車５は、イオン源６、ライナック２、加速器架台７、および、ターゲット室３を載置する荷台５ｂを有している。車輪５ａ、荷台５ｂには重量装置を運搬する際に路面などから車輪５ａを通して伝達される振動を抑制するためのエアサスペンションなどのパッシブな除振機構、および／または、ライナック２やターゲット室３の振動を検知して、その振動を打ち消すような振動を発生させるための油圧アクチュエータなどのアクティブな除振機構を備えることが望ましい。
前記したようにライナック２は約２トン、ターゲット室３は約１２トンであり、これに各部の運転用の電源の重量として２トンを加えたとしても、ＲＩ製造装置４の総重量は１６トンとなる。これは、前記したサイクロトロン方式の３９トンに比べて半分以下の重量であり、本実施形態のＲＩ製造装置４は、一般的な車両を用いた運搬が可能である。このようなモバイル型加速器システム１は、運搬車５で全国どこにでも移動可能となるので、遠隔地にある医療機関に出向いたり、需要のあるときのみ医療機関へ出向くという運用が可能になる。したがって、高コストなＲＩ製造装置を各施設で所有する必要がなくなるので、効率的な運用が可能になる。
次に、モバイル型加速器システム１を用いたＲＩ製造工程について説明する。
まず、医療機関は、ＰＥＴ診断を行う際に、場所と日時を指定してモバイル型加速器システム１の管理センタに利用予約を行う。管理センタは予約表を確認するなどして、稼動状況を確認し、モバイル型加速器システム１の派遣が可能であれば、その旨を医療機関に伝える。モバイル型加速器システム１は、医療機関に指定された日時に、指定された場所に移動する。この際に、運搬車５には、必要に応じて作業技師が同乗することもある。
医療機関に到着したモバイル型加速器システム１は、ＲＩの製造を開始する。すなわち、イオン源６で生成させたイオンビームをライナック２で加速し、導管８からターゲット室３に導入し、図２に示すターゲットセル１１に照射させる。ターゲットセル１１を透過したイオンビームの照射により循環水（Ｈ２ １８Ｏ）Ｌ１の１８Ｏは、核反応を起こして１８Ｆに変換される。生成したＨ２ １８Ｆは、医療機関側が保有する図示しない自動合成装置に供給され、自動合成装置において放射性薬剤（１８Ｆ−ＦＤＧ、フルオロデオキシグルコース）に合成される。イオンビームの照射で温度上昇した循環水Ｌ１は、ターゲット室３内を循環する冷却液Ｌ２により冷却される。
所定量のＲＩを製造したら、イオン源６、ライナック２を停止し、ターゲット室３内の循環水Ｌ１、冷却液Ｌ２の循環を停止する。そして、モバイル型加速器システム１は、その医療機関を離れ、他の医療機関などの施設に移動する。一方、ＲＩを受け取り、放射性薬剤を合成した医療機関は、放射性薬剤を患者に投与し、自己の保有するＰＥＴ装置を用いて診断を行う。
このようにして、ＲＩの製造にライナック２を用い、ＲＩ製造装置をモバイル型加速器システム１として車両による運搬可能にすることで、医療機関ごとにＲＩ製造装置４を設備保有する必要がなくなり、医療機関における設備コストの削減を図ることができる。また、医療機関はＲＩ製造装置４のメンテナンス要員や、操作要員を常時保有する必要がなくなるので、人件費も削減できる。なお、医療機関は、モバイル型加速器システム１の使用料として、月ごとや年度ごとに固定費を管理センタに支払ったり、モバイル型加速器システム１の使用量、つまり、ＲＩの製造量に応じて変動費を管理センタに支払ったりする。
なお、モバイル型加速器システム１、医療機関および管理センタのそれぞれに情報端末装置を備え、各情報端末装置をネットワーク接続可能にして、モバイル型加速器システム１の派遣システムを構築することも可能である。この場合は、管理センタの開設するインターネット上のホームページに医療機関がアクセスして予約を行う。管理センタは情報端末装置において医療機関の認証や、予約情報の確認を行い、予約確認を医療機関に通知する。予約内容は、モバイル型加速器システム１の運搬車５に搭載する情報端末装置に転送され、運搬ルートの確認や、予約の確認に用いられる。
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について図３および図４を参照しながら詳細に説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明するための図であり、図４（ａ）、（ｂ）は加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。なお、前記の第一実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態におけるモバイル型加速器システム２１は、ＲＩ製造装置の加速器部分である加速器ユニット２２とターゲット部分であるＲＩ製造用照射装置２３とが分離・独立しており、加速器ユニット２２は運搬車２４により移動して利用できる構成になっている。すなわち、本実施形態において運搬される部分は、加速器ユニット２２および電源（不図示）で、約４トンのみである。
図３（ａ）に示すように、加速器ユニット２２は、運搬車２４の荷台２４ｂに載置されており、移動して利用できる構成になっている。加速器ユニット２２は、直線型加速器であるライナック２およびイオン源６と、ライナック２を載置する加速器架台７と、加速されたイオンビームを取り出す導管２５とを含んで構成されている。ここで、導管２５は、図４（ａ）に詳細に示すように一端がライナック２に固定されており、他端にはゲートバルブ２６および接続ユニット２７が取り付けられている。
ライナック２およびイオン源６、ならびに、加速架台７は第一実施形態と同様の構成、および、配置がなされている。また、運搬車２４の荷台２４ｂは、タイヤ２４ａを介して伝達される振動を抑制するアクティブな、および／または、パッシブな除振機構を備えている。導管２５は、ライナック２の出力端から延設され、ゲートバルブ２６に接続されているので、ＲＩ製造用照射装置２３と接続されるまではライナック２および導管２５の内部は真空に保たれる。
接続ユニット２７は、ＲＩ製造用照射装置２３と連結するために設けられており、配管２８と、排気手段として、ロータリーポンプである真空ポンプ２９およびバルブ３０を含んで構成されている。この接続ユニット２７は、運搬車５の荷台２４ｂの開閉扉２４ｃに向けて配置されている。このような接続ユニット２７は、モバイル型加速器システム２１の加速器ユニット２２とＲＩ製造用照射装置２３とを接続させる際に、その接続部分で、かつ、イオンビームの経路である配管２８の密閉空間を早急に真空排気できるようにしたものである。これにより、加速器部分とターゲット部分を接続する場合に、短時間で真空排気が実施でき、早急にＲＩ製造工程に入ることができるという効果がある。
図３（ａ）に示すようにターゲットユニットであるＲＩ製造用照射装置２３は、病院等のＲＩ生成室３１に設置・固定されている。このＲＩ製造用照射装置２３は、図２の概略図にその構成を示したターゲット室３をコンクリートなどの遮蔽体で覆った構成になっている。また、ＲＩ製造用照射装置２３は、イオンビームをターゲットセル１１に導くための導管３２を備えている。図４（ａ）に示すように導管３２はその先端にゲートバルブ３３が取り付けられている。このゲートバルブ３３は、加速器ユニット２２の非接続時には閉じているので、ＲＩ製造用照射装置２３が加速器ユニット２２と接続されるまでは、真空状態に保っている。さらに、ＲＩ製造用照射装置２３を収容するＲＩ生成室３１には開閉扉３１ａが形成されており、加速器ユニット２２への接続時にはこの開閉扉３１ａが開かれる。なお、ＲＩ生成室３１は、ＲＩ製造用照射装置２３の導管３２の位置と、加速器ユニット２２の導管２５および接続ユニット２７の配管２８の位置とが一致する高さの土台３４の上に据え付けられている。
本実施形態のモバイル型加速器システム２１を用いたＲＩ製造処理について説明する。ここで、予約や放射性薬剤の合成については、前記と同様であるため、ここでは加速器ユニット２２のＲＩ製造用照射装置２３への脱着を中心に説明する。
まず、医療機関の要請に基づいてモバイル型加速器システム２１が現地に赴く。そして、ＲＩ生成室３１の開閉扉３１ａと、運搬車２４の開閉扉２４ｃをそれぞれ開放した状態で、運搬車２４を移動させて、図３（ｂ）および、図３（ｂ）の一部拡大図である図４（ｂ）に示すように、ＲＩ製造用照射装置２３の導管３２のゲートバルブ３３のフランジと、加速器ユニット２２の接続ユニット２７のフランジ２８ａとを接触させる。この状態で、両フランジをボルトなどで締結させた後に、接続ユニット２７に接続されている真空ポンプ２９を稼動させ、接続ユニット２７の密閉空間内の大気を排気する。接続ユニット２７の配管２８内の圧力を図示しない圧力計で計測し、所定圧力（例えば１０−２Ｐａ）になったら、真空ポンプ２９の前段に設けられている真空バルブ３０を閉じた後に、各ゲートバルブ２６，３３を開く。これにより、配管２８はＲＩ製造用照射装置２３、および／または、ライナック２に備えられた排気系により排気され、導管２５と導管３２とが接続ユニット２７を介して、真空状態（例えば１０−４Ｐａ）で接続される。ＲＩ製造用照射装置２３、および／または、ライナック２が備える排気系としては、ターボ分子ポンプやクライオポンプ、あるいは、これらのロータリーポンプを組み合わせたものがあげられる。
この状態で、イオン源６で生成させられ、ライナック２で加速されたイオンビームを導管２５，３２を介してターゲットセル１１（図２参照）に照射する。ターゲットセル１１には前記したように循環水（Ｈ２ １８Ｏ）Ｌ１が通流しているので、ターゲットセル１１を透過したイオンビームにより１８Ｏが１８Ｆに核反応する。そして、１８Ｆを取り出して自動合成装置で放射性薬剤を合成し、ＰＥＴ診断に用いる。なお、診断目的に応じて循環水Ｌ１の代わりに、酸素ガスを通流させ、１５Ｏを生成させることも可能である。
そして、所定量の放射性薬剤の合成に成功したら、ＲＩ製造用照射装置２３と加速器ユニット２２の切り離しを行う。まず、イオン源６、ライナック２を順番に停止した後に、各導管２５，３２に接続されているゲートバルブ２６，３３を閉じる。ゲートバルブ２６，３３を閉じたら、接続ユニット２７の図示しないリークバルブを開き、接続ユニット２７の配管２８を大気開放する。その後に、接続ユニット２７のフランジ２８ａとゲートバルブ３３のフランジを締結させていたボルトを外す。ボルトを外したら、運搬車２４を移動させ、ＲＩ製造用照射装置２３と加速器ユニット２２とを離間させる。そして、ＲＩ生成室３１と運搬車２４との間が充分に開いたら、各々の開閉扉２４ｃ，３１ａを閉じる。そして、モバイル型加速器システム２１は、他の医療機関などの施設に向けて移動を開始する。
このようなモバイル型加速器システム２１は、ＲＩ製造装置をその機能により分割し、最低限の設備として加速器ユニット２２のみを運搬することで、その移動を大幅に容易なものとした。特に、重量は大きいがメンテナンスの必要性が低いターゲット室３をＲＩ製造用照射装置２３として医療機関に据え置きとし、重量は小さいがメンテナンスの必要性の高い加速器ユニット２２を移動可能にしたので、ＲＩ製造用のモバイル型加速器システム２１を広範に普及させることができ、場所によらずにＰＥＴ診断が容易になる。医療機関は、少ない設備投資と管理コストで放射線薬剤を得ることができるようになる。一方、モバイル型加速器システム２１は最小限の設備だけを保有し、運搬すれば良いので、効率的な管理・運営が可能になる。
なお、接続ユニット２７はＲＩ製造用照射装置２３に設けても良い。また、真空ポンプ２９は接続ユニット２７に専用の構成要素とする必要はなく、加速器ユニット２２、もしくは、ＲＩ製造用照射装置２３の排気系の真空ポンプと兼用しても良い。
（第三実施形態）
本発明の第三実施形態について図５および図６を参照しながら詳細に説明する。図５（ａ）、（ｂ）は本実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明するための図であり、図６（ａ）、（ｂ）は加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。なお、前記の第一、第二実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態におけるモバイル型加速器システム５１は、ＲＩ製造装置の加速器部分である加速器ユニット５２と、ターゲット部分であるＲＩ製造用照射装置５３とが分離・独立しており、それぞれが運搬車２４，４４に載置されている。
図５（ａ）、および、その一部拡大図である図６（ａ）に示すように、加速器ユニット５２は、直線型加速器であるライナック２およびイオン源６と、それらの加速器架台７と、ライナック２の出力端から延設される導管２５と、ゲートバルブ２６を介して導管２５に固定された接続ユニット２７を含んで構成されている。ここで、導管２５および接続ユニット２７は、前記の第二実施形態と同様の構成を有している。また、加速器架台７は昇降装置６１に固定されている。昇降装置６１は、油圧式で上下に移動するロッド６２とエアダンパ６３から構成されている。そして、運搬車２４も同様の構成を有し、加速器ユニット５２および電源で、約４トンの積載荷重である。
ターゲットユニットであるＲＩ製造用照射装置５３は、図２の概略図にその構成を示したターゲット室３と、ターゲット室３から延設される導管３２とを備え、運搬車４４の荷台４４ｂに載置されている。この荷台４４ｂは開閉扉４４ｃを有し、導管３２の先端のゲートバルブ３３は開閉扉４４ｃに向けて配置されている。このＲＩ製造用照射装置５３の重量は、遮蔽体を含めて約１２トンであるので、車両による運搬が可能である。ＲＩ製造用照射装置５３は昇降装置７１に固定されている。昇降装置７１は、油圧式で上下に移動するロッド７２とエアダンパ７３から構成されている。
本実施形態のモバイル型加速器システム５１を用いたＲＩ製造処理について説明する。ここで、予約や放射性薬剤の合成については、前記と同様であるため、ここでは加速器ユニット５２のＲＩ製造用照射装置５３への脱着を中心に説明する。
まず、医療機関の要請に基づいて加速器ユニット５２を載置した運搬車２４、および、ＲＩ製造用照射装置５３を載置した運搬車４４がそれぞれ現地に赴く。さらに、運搬車２４の開閉扉２４ｃと、運搬車４４の開閉扉４４ｃをそれぞれ開放した状態で、運搬車２４および／または運搬車４４を移動させて、図５（ｂ）、および、その拡大図である図６（ｂ）に示すように、ＲＩ製造用照射装置５３の導管３２のゲートバルブ３３のフランジと、加速器ユニット５２の接続ユニット２７のフランジ２８ａとを接触させる。この状態で、両フランジをボルトなどで締結させた後に、接続ユニット２７の配管２８を真空排気する。そして、真空排気後に各ゲートバルブ２６，３３を開いてライナック２とターゲット室１１（図２参照）を連通させる。
そして、イオン源６で生成させられ、ライナック２で加速されたイオンビームを導管２５，３２を介してターゲットセル１１に照射する。ターゲットセル１１には前記したように循環水（Ｈ２ １８Ｏ）Ｌ１が通流しているので、ターゲットセル１１を透過したイオンビームの照射により１８Ｏが１８Ｆに核反応する。そして、１８Ｆを取り出して自動合成装置で放射性薬剤を合成し、ＰＥＴ診断に用いる。
ＲＩの製造処理が終了したら、イオン源６、ライナック２を順番に停止し、ゲートバルブ２６，３３を閉じる。接続ユニット２７を大気開放した後に、ボルトを外し、運搬車２４，４４を移動させ、加速器ユニット５２とＲＩ製造用照射装置５３を離間させる。各開閉扉２４ｃ，４４ｃを閉めた後に、運搬車２４，４４は、他の医療機関などの施設に向けて移動を開始する。
このようなモバイル型加速器システム５１は、ＲＩ製造装置の全体が移動可能な構成となるために、医療機関が設備を保有する必要がなくなる。また、このモバイル型加速器システム５１は、機能で分割した二つの構成要素を別々の運搬車２４，４４で運搬することで、各運搬車２４，４４の小型化や、運搬の容易化を図ることが可能になる。このためにＲＩの製造を任意の場所で行うことが可能になる。
なお、モバイル型加速器システム５１の加速器ユニット５２と、ＲＩ製造用照射装置５３は、それぞれ両者の高さを調整する昇降装置６１，７１を備えるので、接続を容易に行うことが可能になる。こうすることで、加速器部分とターゲット部分を完全に高さを一致させた形で接続することができ、ビームラインのずれでイオンビームが損失することがなく大電流のビームを維持したまま、ターゲットに照射することができるという効果がある。
また、ビームラインのずれを防止するためには、加速器ユニット５２と、ＲＩ製造用照射装置５３のそれぞれの上下、左右、前後、および、あおりの微調整が可能であることが望ましい。上下の微調整はレベルアジャスタを備えることにより行われる。また、あおりは、水準器を設けたり、錘を垂下させることにより確認し、前記したレベルアジャスタを適宜調整することにより微調整する。また、ビームラインに対する左右方向は、加速器ユニット５２および／またはＲＩ製造用照射装置５３を横方向に移動させる横方向スライド機構により調整する。前後方向、つまり、ビームライン方向は、加速器ユニット５２および／またはＲＩ製造用照射装置５３を前後方向に移動させる前後方向スライド機構により調整する。また、ライナック２と導管２５との間にステアリングマグネットを配置しても良い。ステアリングマグネットは、イオンビームを挟んで平行に配置される二組のマグネットを有し、イオンビームの上下に配置される一組のマグネット間に発生させた磁場でイオンビームの上下方向の微調整を行い、イオンビームの左右方向に配置された一組のマグネット間に発生させた磁場でイオンビームの左右方向の微調整を行うものである。
ここで、ビームラインのずれを確認する方法としては、ターゲットセル１１の前面に配置されたシャッタに流れる電流をモニタすることがあげられる。このシャッタは、ＲＩ生成開始前にターゲットセル１１にイオンビームが照射されることを防ぐために設けられている。ビームラインがずれていた場合は、シャッタの位置とイオンビームの位置とがずれるために、両者の接触面積が減り、イオンビームの照射によりシャッタに発生する電流が減少する。シャッタに流れる電流値が最大になるようにビームラインを調整すれば、イオンビームとターゲットセル１１の位置ずれがなくなり、ＲＩ製造を効率的に行うことが可能になる。
なお、本発明は前記の各実施形態に限定されずに広く応用することが可能である。
ＲＩ生成室３１や、運搬車５，２４，４４の荷台５ｂ，２４ｂ，４４ｂの天井部にエアノズルを設けると共に、エアコンプレッサを備え、ＲＩ生成室３１や荷台５ｂ，２４ｂ，４４ｂ内にエアのダウンフローを発生させ、埃や塵が舞い散らないように構成し、簡易的なクリーンルームとすることが望ましい。
加速器ユニット２２、または、加速器ユニット５２およびターゲットセル１１を含むＲＩ製造用照射装置５３に加えて、ＰＥＴ装置も運搬車に搭載し、ＰＥＴ装置を保有しない医療機関においてもＰＥＴ診断が行えるようにしても良い。また、加速器ユニット２２，５２を医療機関に固定とし、ＲＩ製造用照射装置５３を運搬可能に構成しても良い。放射線治療設備を保有している医療機関に適用することが可能である。
また、第三実施形態において昇降装置６１，７１は、昇降装置６１のみを備える構成であっても良い。この場合は、加速器ユニット５２が軽量であることから昇降装置６１の構成を簡略化できる。一方、昇降装置７１を有しないことで、ターゲットユニットを小型、軽量化することができ、搬送が容易になる。さらに、昇降装置６１および／または昇降装置７１を第二実施形態の加速器ユニット２２、ＲＩ製造用照射装置２３に適用しても良い。加速器ユニット２２とＲＩ製造用照射装置２３の接続が容易になり、イオンビームのずれを防止して、ＲＩの製造を高効率にすることができる。ここにおいては、ＲＩ製造用照射装置２３に昇降装置７１を設けるのみの態様も有効である。
以上に説明したように本発明によれば、ＲＩ製造装置の少なくとも一部を移動可能に構成することで、ＰＥＴ診断を行う際に、必要な場所でＲＩ製造を行うことが可能になる。また、このようにしてＲＩ製造を行うと、装置稼働率を向上させることができるので、一回のＲＩ製造に要するコストを減少させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成図である。
第２図は、ターゲット室の概略を示す図である。
第３図は、モバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明する図である。
第４図は、（ａ）は図３（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は図３の（ｂ）の一部拡大図であって、共に加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。
第５図は、モバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明する図である。
第６図は、（ａ）は図３（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は図３の（ｂ）の一部拡大図であって、共に加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。
第７図は、従来のＲＩ製造装置を説明する図である。
本発明は、放射性核種を製造する設備、および、放射性核種の製造方法に関する。
背景技術
ＰＥＴ（陽電子放出型ＣＴ）装置は、ＲＩ（放射性核種）を人体に投与して病巣を検査するために用いられる。ここで、ＲＩは、人体への影響を考慮して半減期が短いものが用いられるので、検査の度に製造する必要がある。このため、従来においてＰＥＴ装置を保有する医療機関などは、ＲＩを製造するＲＩ製造装置も保有する必要があった。
ＰＥＴ用のＲＩ製造装置に関しては、第１回応用加速器・関連技術研究シンポジウム予稿集（１９９８年）第３７頁から第３９頁に記載されている。このＲＩ製造装置は、高エネルギの軽イオンからなるイオンビームを液体または気体のターゲットに照射してＲＩを製造する。このときの軽イオンのエネルギは１１ＭｅＶ程度が必要になるため、軽イオンの加速器としては、サイクロトロン加速器が用いられる。
図７にサイクロトロン加速器を用いたＲＩ製造装置を例示する。ＲＩ製造装置１０１は、外形が略円柱形状のサイクロトロン加速器１０２と、サイクロトロン加速器１０２で加速したイオンビームを引き出す導管１０３と、イオンビームを照射するターゲット１０４とを有し、これらが遮蔽体１０５で囲われている。ＲＩ製造装置１０１に用いられるサイクロトロン加速器１０２は、扇型で対向して配置される磁極が発生する磁場によりイオンビームを加速させる構成を有しており、イオンビームは磁場によりその軌道半径を増大させながら、つまり、螺旋状の軌跡を描きながら加速される。また、磁極間にはイオンビームの収束状態を維持するために高周波（ＲＦ）電極が配置されている。したがって、収束性が良く、高エネルギのイオンビームを生成するためには、大型の磁極およびＲＦ電極が必要となる。また、遮蔽体１０５は、ＲＩ製造中に放出される放射線の漏洩を防止するために設けられている。このようなＲＩ製造装置１０１は、例えば本体重量は１１トン、遮蔽体の重量は２８トンとなる。そして、このようなサイクロトロン加速器１０２を設置する部屋の床寸法は、６．７ｍ×７．０ｍが必要となる。
しかしながら、前記したように、ＰＥＴ用のＲＩ製造装置１０１は、サイクロトロン加速器１０２を使用し、総重量が３９トン程度、床面積が約７ｍ四方となるため、ＰＥＴ用のＲＩ製造装置１０１を各医療機関が保有することは困難であった。これは、ＲＩ製造装置１０１の設置場所は充分な大きさと、床荷重に耐え得る構造が要求されるためである。また、ＰＥＴ装置に別体の装置として必要になるＲＩ製造装置１０１の設備導入費用や、メンテナンスコストの低減のために、ＲＩ製造装置を複数の医療機関などが共有し、製造した放射線核種を輸送することが考えられるが、ＲＩの半減期が短いからＲＩ製造装置１０１を共用できる距離が限定されるので現実的ではない。ここで、レントゲン撮影装置、ＣＴ装置などで適用されている装置の運搬を従来のＲＩ製造装置１０１に応用しようとしても、ＣＴ装置などと同程度の大きさ、重量のＰＥＴ装置自体の運搬は可能であるが、大型で大重量のＲＩ製造装置１０１を移動させることは困難である。
したがって、本発明は前記の問題点を解決するためになされたものであり、装置重量が軽く、他の施設でも使用できるように可搬性能を有するモバイル型の加速器システムを提供することを目的とする。また、低コストでＲＩの製造が実施できるＰＥＴ用のＲＩ製造システムを提供することを目的とする。さらに、このようなモバイル型の加速器システムを用いて行われるＲＩの製造方法を提供することを目的とする。
発明の開示
前記の課題を解決するための手段としては、ＲＩの製造を行う装置の加速器に直線型加速器を用いることでＲＩ製造装置の総重量を減じて、搬送可能にすることがあげられる。ここにおいて、ＲＩ製造装置をその機能に着目して加速器を含むユニットと、ターゲットを含むユニットとに二分割し、その両方を独立に運搬可能に構成するか、加速器を含むユニットのみを運搬可能に構成すると、運搬対象をさらに小型・軽量化でき、如何なる道路交通事情であっても速やかな対処が可能になる。ＲＩ製造装置を二つに分割する場合には、接続部分の少なくとも一部が大気に晒されるので、ＲＩ製造時には、接続部分を真空排気する手段を設けることが望ましい。なお、運搬に用いられる搬送手段には重量運搬用の低振動機構を備えることが望ましい。
発明を実施するための最良の形態
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成図である。モバイル型加速器システム１は、ＰＥＴ装置で使用するＲＩの製造を必要なときに、必要な場所で行うために用いられ、直線型加速器であるライナック２とターゲット室３を含むＲＩ製造装置４が運搬車５に搭載された構成を有している。ここで、ＲＩ製造装置４は、高エネルギビームであるイオンビームを発生させるイオン源６と、ライナック２と、イオン源６およびライナック２を載置する加速器架台７と、加速されたイオンビームを取り出す導管８と、遮蔽付きのターゲット室３とを含んで構成されている。
ライナック２は、イオン源、高周波四重極（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ；ＲＦＱ）加速器、ドリフトチューブ型加速器（ＤＴＬ）からなる直線型加速器であり、高周波電界を利用してイオンを直線的に加速するために、直線型高周波加速器と呼ばれることもある。ライナック２の各構成要素は公知であるため詳細な説明は省略するが、ＲＦＱ加速器や、ＤＴＬは、サイクロトロンや静電加速器では達成できない強収束レンズ作用があるので、小型の装置でありながら大電流の加速が可能であることを特徴としている。このため、ライナック２の重量はサイクロトロン加速器に比べて軽く、約２トンとなる。なお、このようなライナック２は、一般に、物理研究や、治療に用いられる放射光を生成させるシンクロトロン放射装置にイオンビームを供給する際の低速側の加速器として用いられている。また、半導体製造装置において、リン（Ｐ）やボロン（Ｂ）などのイオンをウエハに注入する際の加速器としての使用例もある。
遮蔽付きのターゲット室３は、図２の概略図にその構成を示すように、ターゲットセル１１と、ターゲットセル１１内にターゲットとなる循環水Ｌ１を通流させる配管１２および循環ポンプ１３と、循環水Ｌ１を間接冷却するための冷却液Ｌ２を循環させる配管１４を含んで構成されている。このターゲット室３の遮蔽は、コンクリートや、ポリエチレン、パラフィンなどを用いて製造されており、ターゲットセル１１の外壁を構成している。また、冷却液Ｌ２は、水、液体窒素、液体ヘリウムなどがあげられる。なお、このような遮蔽付きのターゲット室３の重量は、約１２トンとなる。
運搬車５は、イオン源６、ライナック２、加速器架台７、および、ターゲット室３を載置する荷台５ｂを有している。車輪５ａ、荷台５ｂには重量装置を運搬する際に路面などから車輪５ａを通して伝達される振動を抑制するためのエアサスペンションなどのパッシブな除振機構、および／または、ライナック２やターゲット室３の振動を検知して、その振動を打ち消すような振動を発生させるための油圧アクチュエータなどのアクティブな除振機構を備えることが望ましい。
前記したようにライナック２は約２トン、ターゲット室３は約１２トンであり、これに各部の運転用の電源の重量として２トンを加えたとしても、ＲＩ製造装置４の総重量は１６トンとなる。これは、前記したサイクロトロン方式の３９トンに比べて半分以下の重量であり、本実施形態のＲＩ製造装置４は、一般的な車両を用いた運搬が可能である。このようなモバイル型加速器システム１は、運搬車５で全国どこにでも移動可能となるので、遠隔地にある医療機関に出向いたり、需要のあるときのみ医療機関へ出向くという運用が可能になる。したがって、高コストなＲＩ製造装置を各施設で所有する必要がなくなるので、効率的な運用が可能になる。
次に、モバイル型加速器システム１を用いたＲＩ製造工程について説明する。
まず、医療機関は、ＰＥＴ診断を行う際に、場所と日時を指定してモバイル型加速器システム１の管理センタに利用予約を行う。管理センタは予約表を確認するなどして、稼動状況を確認し、モバイル型加速器システム１の派遣が可能であれば、その旨を医療機関に伝える。モバイル型加速器システム１は、医療機関に指定された日時に、指定された場所に移動する。この際に、運搬車５には、必要に応じて作業技師が同乗することもある。
医療機関に到着したモバイル型加速器システム１は、ＲＩの製造を開始する。すなわち、イオン源６で生成させたイオンビームをライナック２で加速し、導管８からターゲット室３に導入し、図２に示すターゲットセル１１に照射させる。ターゲットセル１１を透過したイオンビームの照射により循環水（Ｈ２ １８Ｏ）Ｌ１の１８Ｏは、核反応を起こして１８Ｆに変換される。生成したＨ２ １８Ｆは、医療機関側が保有する図示しない自動合成装置に供給され、自動合成装置において放射性薬剤（１８Ｆ−ＦＤＧ、フルオロデオキシグルコース）に合成される。イオンビームの照射で温度上昇した循環水Ｌ１は、ターゲット室３内を循環する冷却液Ｌ２により冷却される。
所定量のＲＩを製造したら、イオン源６、ライナック２を停止し、ターゲット室３内の循環水Ｌ１、冷却液Ｌ２の循環を停止する。そして、モバイル型加速器システム１は、その医療機関を離れ、他の医療機関などの施設に移動する。一方、ＲＩを受け取り、放射性薬剤を合成した医療機関は、放射性薬剤を患者に投与し、自己の保有するＰＥＴ装置を用いて診断を行う。
このようにして、ＲＩの製造にライナック２を用い、ＲＩ製造装置をモバイル型加速器システム１として車両による運搬可能にすることで、医療機関ごとにＲＩ製造装置４を設備保有する必要がなくなり、医療機関における設備コストの削減を図ることができる。また、医療機関はＲＩ製造装置４のメンテナンス要員や、操作要員を常時保有する必要がなくなるので、人件費も削減できる。なお、医療機関は、モバイル型加速器システム１の使用料として、月ごとや年度ごとに固定費を管理センタに支払ったり、モバイル型加速器システム１の使用量、つまり、ＲＩの製造量に応じて変動費を管理センタに支払ったりする。
なお、モバイル型加速器システム１、医療機関および管理センタのそれぞれに情報端末装置を備え、各情報端末装置をネットワーク接続可能にして、モバイル型加速器システム１の派遣システムを構築することも可能である。この場合は、管理センタの開設するインターネット上のホームページに医療機関がアクセスして予約を行う。管理センタは情報端末装置において医療機関の認証や、予約情報の確認を行い、予約確認を医療機関に通知する。予約内容は、モバイル型加速器システム１の運搬車５に搭載する情報端末装置に転送され、運搬ルートの確認や、予約の確認に用いられる。
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について図３および図４を参照しながら詳細に説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明するための図であり、図４（ａ）、（ｂ）は加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。なお、前記の第一実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態におけるモバイル型加速器システム２１は、ＲＩ製造装置の加速器部分である加速器ユニット２２とターゲット部分であるＲＩ製造用照射装置２３とが分離・独立しており、加速器ユニット２２は運搬車２４により移動して利用できる構成になっている。すなわち、本実施形態において運搬される部分は、加速器ユニット２２および電源（不図示）で、約４トンのみである。
図３（ａ）に示すように、加速器ユニット２２は、運搬車２４の荷台２４ｂに載置されており、移動して利用できる構成になっている。加速器ユニット２２は、直線型加速器であるライナック２およびイオン源６と、ライナック２を載置する加速器架台７と、加速されたイオンビームを取り出す導管２５とを含んで構成されている。ここで、導管２５は、図４（ａ）に詳細に示すように一端がライナック２に固定されており、他端にはゲートバルブ２６および接続ユニット２７が取り付けられている。
ライナック２およびイオン源６、ならびに、加速架台７は第一実施形態と同様の構成、および、配置がなされている。また、運搬車２４の荷台２４ｂは、タイヤ２４ａを介して伝達される振動を抑制するアクティブな、および／または、パッシブな除振機構を備えている。導管２５は、ライナック２の出力端から延設され、ゲートバルブ２６に接続されているので、ＲＩ製造用照射装置２３と接続されるまではライナック２および導管２５の内部は真空に保たれる。
接続ユニット２７は、ＲＩ製造用照射装置２３と連結するために設けられており、配管２８と、排気手段として、ロータリーポンプである真空ポンプ２９およびバルブ３０を含んで構成されている。この接続ユニット２７は、運搬車５の荷台２４ｂの開閉扉２４ｃに向けて配置されている。このような接続ユニット２７は、モバイル型加速器システム２１の加速器ユニット２２とＲＩ製造用照射装置２３とを接続させる際に、その接続部分で、かつ、イオンビームの経路である配管２８の密閉空間を早急に真空排気できるようにしたものである。これにより、加速器部分とターゲット部分を接続する場合に、短時間で真空排気が実施でき、早急にＲＩ製造工程に入ることができるという効果がある。
図３（ａ）に示すようにターゲットユニットであるＲＩ製造用照射装置２３は、病院等のＲＩ生成室３１に設置・固定されている。このＲＩ製造用照射装置２３は、図２の概略図にその構成を示したターゲット室３をコンクリートなどの遮蔽体で覆った構成になっている。また、ＲＩ製造用照射装置２３は、イオンビームをターゲットセル１１に導くための導管３２を備えている。図４（ａ）に示すように導管３２はその先端にゲートバルブ３３が取り付けられている。このゲートバルブ３３は、加速器ユニット２２の非接続時には閉じているので、ＲＩ製造用照射装置２３が加速器ユニット２２と接続されるまでは、真空状態に保っている。さらに、ＲＩ製造用照射装置２３を収容するＲＩ生成室３１には開閉扉３１ａが形成されており、加速器ユニット２２への接続時にはこの開閉扉３１ａが開かれる。なお、ＲＩ生成室３１は、ＲＩ製造用照射装置２３の導管３２の位置と、加速器ユニット２２の導管２５および接続ユニット２７の配管２８の位置とが一致する高さの土台３４の上に据え付けられている。
本実施形態のモバイル型加速器システム２１を用いたＲＩ製造処理について説明する。ここで、予約や放射性薬剤の合成については、前記と同様であるため、ここでは加速器ユニット２２のＲＩ製造用照射装置２３への脱着を中心に説明する。
まず、医療機関の要請に基づいてモバイル型加速器システム２１が現地に赴く。そして、ＲＩ生成室３１の開閉扉３１ａと、運搬車２４の開閉扉２４ｃをそれぞれ開放した状態で、運搬車２４を移動させて、図３（ｂ）および、図３（ｂ）の一部拡大図である図４（ｂ）に示すように、ＲＩ製造用照射装置２３の導管３２のゲートバルブ３３のフランジと、加速器ユニット２２の接続ユニット２７のフランジ２８ａとを接触させる。この状態で、両フランジをボルトなどで締結させた後に、接続ユニット２７に接続されている真空ポンプ２９を稼動させ、接続ユニット２７の密閉空間内の大気を排気する。接続ユニット２７の配管２８内の圧力を図示しない圧力計で計測し、所定圧力（例えば１０−２Ｐａ）になったら、真空ポンプ２９の前段に設けられている真空バルブ３０を閉じた後に、各ゲートバルブ２６，３３を開く。これにより、配管２８はＲＩ製造用照射装置２３、および／または、ライナック２に備えられた排気系により排気され、導管２５と導管３２とが接続ユニット２７を介して、真空状態（例えば１０−４Ｐａ）で接続される。ＲＩ製造用照射装置２３、および／または、ライナック２が備える排気系としては、ターボ分子ポンプやクライオポンプ、あるいは、これらのロータリーポンプを組み合わせたものがあげられる。
この状態で、イオン源６で生成させられ、ライナック２で加速されたイオンビームを導管２５，３２を介してターゲットセル１１（図２参照）に照射する。ターゲットセル１１には前記したように循環水（Ｈ２ １８Ｏ）Ｌ１が通流しているので、ターゲットセル１１を透過したイオンビームにより１８Ｏが１８Ｆに核反応する。そして、１８Ｆを取り出して自動合成装置で放射性薬剤を合成し、ＰＥＴ診断に用いる。なお、診断目的に応じて循環水Ｌ１の代わりに、酸素ガスを通流させ、１５Ｏを生成させることも可能である。
そして、所定量の放射性薬剤の合成に成功したら、ＲＩ製造用照射装置２３と加速器ユニット２２の切り離しを行う。まず、イオン源６、ライナック２を順番に停止した後に、各導管２５，３２に接続されているゲートバルブ２６，３３を閉じる。ゲートバルブ２６，３３を閉じたら、接続ユニット２７の図示しないリークバルブを開き、接続ユニット２７の配管２８を大気開放する。その後に、接続ユニット２７のフランジ２８ａとゲートバルブ３３のフランジを締結させていたボルトを外す。ボルトを外したら、運搬車２４を移動させ、ＲＩ製造用照射装置２３と加速器ユニット２２とを離間させる。そして、ＲＩ生成室３１と運搬車２４との間が充分に開いたら、各々の開閉扉２４ｃ，３１ａを閉じる。そして、モバイル型加速器システム２１は、他の医療機関などの施設に向けて移動を開始する。
このようなモバイル型加速器システム２１は、ＲＩ製造装置をその機能により分割し、最低限の設備として加速器ユニット２２のみを運搬することで、その移動を大幅に容易なものとした。特に、重量は大きいがメンテナンスの必要性が低いターゲット室３をＲＩ製造用照射装置２３として医療機関に据え置きとし、重量は小さいがメンテナンスの必要性の高い加速器ユニット２２を移動可能にしたので、ＲＩ製造用のモバイル型加速器システム２１を広範に普及させることができ、場所によらずにＰＥＴ診断が容易になる。医療機関は、少ない設備投資と管理コストで放射線薬剤を得ることができるようになる。一方、モバイル型加速器システム２１は最小限の設備だけを保有し、運搬すれば良いので、効率的な管理・運営が可能になる。
なお、接続ユニット２７はＲＩ製造用照射装置２３に設けても良い。また、真空ポンプ２９は接続ユニット２７に専用の構成要素とする必要はなく、加速器ユニット２２、もしくは、ＲＩ製造用照射装置２３の排気系の真空ポンプと兼用しても良い。
（第三実施形態）
本発明の第三実施形態について図５および図６を参照しながら詳細に説明する。図５（ａ）、（ｂ）は本実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明するための図であり、図６（ａ）、（ｂ）は加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。なお、前記の第一、第二実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態におけるモバイル型加速器システム５１は、ＲＩ製造装置の加速器部分である加速器ユニット５２と、ターゲット部分であるＲＩ製造用照射装置５３とが分離・独立しており、それぞれが運搬車２４，４４に載置されている。
図５（ａ）、および、その一部拡大図である図６（ａ）に示すように、加速器ユニット５２は、直線型加速器であるライナック２およびイオン源６と、それらの加速器架台７と、ライナック２の出力端から延設される導管２５と、ゲートバルブ２６を介して導管２５に固定された接続ユニット２７を含んで構成されている。ここで、導管２５および接続ユニット２７は、前記の第二実施形態と同様の構成を有している。また、加速器架台７は昇降装置６１に固定されている。昇降装置６１は、油圧式で上下に移動するロッド６２とエアダンパ６３から構成されている。そして、運搬車２４も同様の構成を有し、加速器ユニット５２および電源で、約４トンの積載荷重である。
ターゲットユニットであるＲＩ製造用照射装置５３は、図２の概略図にその構成を示したターゲット室３と、ターゲット室３から延設される導管３２とを備え、運搬車４４の荷台４４ｂに載置されている。この荷台４４ｂは開閉扉４４ｃを有し、導管３２の先端のゲートバルブ３３は開閉扉４４ｃに向けて配置されている。このＲＩ製造用照射装置５３の重量は、遮蔽体を含めて約１２トンであるので、車両による運搬が可能である。ＲＩ製造用照射装置５３は昇降装置７１に固定されている。昇降装置７１は、油圧式で上下に移動するロッド７２とエアダンパ７３から構成されている。
本実施形態のモバイル型加速器システム５１を用いたＲＩ製造処理について説明する。ここで、予約や放射性薬剤の合成については、前記と同様であるため、ここでは加速器ユニット５２のＲＩ製造用照射装置５３への脱着を中心に説明する。
まず、医療機関の要請に基づいて加速器ユニット５２を載置した運搬車２４、および、ＲＩ製造用照射装置５３を載置した運搬車４４がそれぞれ現地に赴く。さらに、運搬車２４の開閉扉２４ｃと、運搬車４４の開閉扉４４ｃをそれぞれ開放した状態で、運搬車２４および／または運搬車４４を移動させて、図５（ｂ）、および、その拡大図である図６（ｂ）に示すように、ＲＩ製造用照射装置５３の導管３２のゲートバルブ３３のフランジと、加速器ユニット５２の接続ユニット２７のフランジ２８ａとを接触させる。この状態で、両フランジをボルトなどで締結させた後に、接続ユニット２７の配管２８を真空排気する。そして、真空排気後に各ゲートバルブ２６，３３を開いてライナック２とターゲット室１１（図２参照）を連通させる。
そして、イオン源６で生成させられ、ライナック２で加速されたイオンビームを導管２５，３２を介してターゲットセル１１に照射する。ターゲットセル１１には前記したように循環水（Ｈ２ １８Ｏ）Ｌ１が通流しているので、ターゲットセル１１を透過したイオンビームの照射により１８Ｏが１８Ｆに核反応する。そして、１８Ｆを取り出して自動合成装置で放射性薬剤を合成し、ＰＥＴ診断に用いる。
ＲＩの製造処理が終了したら、イオン源６、ライナック２を順番に停止し、ゲートバルブ２６，３３を閉じる。接続ユニット２７を大気開放した後に、ボルトを外し、運搬車２４，４４を移動させ、加速器ユニット５２とＲＩ製造用照射装置５３を離間させる。各開閉扉２４ｃ，４４ｃを閉めた後に、運搬車２４，４４は、他の医療機関などの施設に向けて移動を開始する。
このようなモバイル型加速器システム５１は、ＲＩ製造装置の全体が移動可能な構成となるために、医療機関が設備を保有する必要がなくなる。また、このモバイル型加速器システム５１は、機能で分割した二つの構成要素を別々の運搬車２４，４４で運搬することで、各運搬車２４，４４の小型化や、運搬の容易化を図ることが可能になる。このためにＲＩの製造を任意の場所で行うことが可能になる。
なお、モバイル型加速器システム５１の加速器ユニット５２と、ＲＩ製造用照射装置５３は、それぞれ両者の高さを調整する昇降装置６１，７１を備えるので、接続を容易に行うことが可能になる。こうすることで、加速器部分とターゲット部分を完全に高さを一致させた形で接続することができ、ビームラインのずれでイオンビームが損失することがなく大電流のビームを維持したまま、ターゲットに照射することができるという効果がある。
また、ビームラインのずれを防止するためには、加速器ユニット５２と、ＲＩ製造用照射装置５３のそれぞれの上下、左右、前後、および、あおりの微調整が可能であることが望ましい。上下の微調整はレベルアジャスタを備えることにより行われる。また、あおりは、水準器を設けたり、錘を垂下させることにより確認し、前記したレベルアジャスタを適宜調整することにより微調整する。また、ビームラインに対する左右方向は、加速器ユニット５２および／またはＲＩ製造用照射装置５３を横方向に移動させる横方向スライド機構により調整する。前後方向、つまり、ビームライン方向は、加速器ユニット５２および／またはＲＩ製造用照射装置５３を前後方向に移動させる前後方向スライド機構により調整する。また、ライナック２と導管２５との間にステアリングマグネットを配置しても良い。ステアリングマグネットは、イオンビームを挟んで平行に配置される二組のマグネットを有し、イオンビームの上下に配置される一組のマグネット間に発生させた磁場でイオンビームの上下方向の微調整を行い、イオンビームの左右方向に配置された一組のマグネット間に発生させた磁場でイオンビームの左右方向の微調整を行うものである。
ここで、ビームラインのずれを確認する方法としては、ターゲットセル１１の前面に配置されたシャッタに流れる電流をモニタすることがあげられる。このシャッタは、ＲＩ生成開始前にターゲットセル１１にイオンビームが照射されることを防ぐために設けられている。ビームラインがずれていた場合は、シャッタの位置とイオンビームの位置とがずれるために、両者の接触面積が減り、イオンビームの照射によりシャッタに発生する電流が減少する。シャッタに流れる電流値が最大になるようにビームラインを調整すれば、イオンビームとターゲットセル１１の位置ずれがなくなり、ＲＩ製造を効率的に行うことが可能になる。
なお、本発明は前記の各実施形態に限定されずに広く応用することが可能である。
ＲＩ生成室３１や、運搬車５，２４，４４の荷台５ｂ，２４ｂ，４４ｂの天井部にエアノズルを設けると共に、エアコンプレッサを備え、ＲＩ生成室３１や荷台５ｂ，２４ｂ，４４ｂ内にエアのダウンフローを発生させ、埃や塵が舞い散らないように構成し、簡易的なクリーンルームとすることが望ましい。
加速器ユニット２２、または、加速器ユニット５２およびターゲットセル１１を含むＲＩ製造用照射装置５３に加えて、ＰＥＴ装置も運搬車に搭載し、ＰＥＴ装置を保有しない医療機関においてもＰＥＴ診断が行えるようにしても良い。また、加速器ユニット２２，５２を医療機関に固定とし、ＲＩ製造用照射装置５３を運搬可能に構成しても良い。放射線治療設備を保有している医療機関に適用することが可能である。
また、第三実施形態において昇降装置６１，７１は、昇降装置６１のみを備える構成であっても良い。この場合は、加速器ユニット５２が軽量であることから昇降装置６１の構成を簡略化できる。一方、昇降装置７１を有しないことで、ターゲットユニットを小型、軽量化することができ、搬送が容易になる。さらに、昇降装置６１および／または昇降装置７１を第二実施形態の加速器ユニット２２、ＲＩ製造用照射装置２３に適用しても良い。加速器ユニット２２とＲＩ製造用照射装置２３の接続が容易になり、イオンビームのずれを防止して、ＲＩの製造を高効率にすることができる。ここにおいては、ＲＩ製造用照射装置２３に昇降装置７１を設けるのみの態様も有効である。
以上に説明したように本発明によれば、ＲＩ製造装置の少なくとも一部を移動可能に構成することで、ＰＥＴ診断を行う際に、必要な場所でＲＩ製造を行うことが可能になる。また、このようにしてＲＩ製造を行うと、装置稼働率を向上させることができるので、一回のＲＩ製造に要するコストを減少させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施形態におけるモバイル型加速器システムの構成図である。
第２図は、ターゲット室の概略を示す図である。
第３図は、モバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明する図である。
第４図は、（ａ）は図３（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は図３の（ｂ）の一部拡大図であって、共に加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。
第５図は、モバイル型加速器システムの構成および使用方法を説明する図である。
第６図は、（ａ）は図３（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は図３の（ｂ）の一部拡大図であって、共に加速器部分とターゲット部分の接続を説明する図である。
第７図は、従来のＲＩ製造装置を説明する図である。
Claims (11)
- 放射性核種を製造するイオンビームを生成するための加速器と、前記イオンビームを照射するためのターゲットとを含み、前記加速器は、直線型加速器であり、前記加速器および前記ターゲットを輸送する輸送手段を備えることを特徴とするモバイル型加速器システム。
- 前記輸送手段は、前記直線型加速器と前記ターゲットとを独立に輸送できる手段でることを特徴とする請求項１に記載のモバイル型加速器システム。
- 前記直線型加速器と前記ターゲットとの接続部内の密閉空間を真空排気するための排気手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のモバイル型加速器システム。
- 輸送手段が、重量運搬用の低振動機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のモバイル型加速器システム。
- イオンビームをターゲットに照射して放射性核種を製造する装置であって、
前記イオンビームを生成するための直線型加速器と、前記直線型加速器を搬送するための輸送手段と、前記ターゲットを備えて固設されたターゲットユニットに前記直線型加速器を着脱可能に接続するための接続手段とを含んで構成されたモバイル型加速器システム。 - 前記直線型加速器と前記ターゲットとを接続させた際に発生する密閉空間を真空排気するための排気手段を備えることを特徴とする請求項５に記載のモバイル型加速器システム。
- 輸送手段が、重量運搬用の低振動機構を備えることを特徴とする請求項５に載のモバイル型加速器システム。
- 加速器から出射するイオンビームをターゲットに照射して放射性核種を製造する方法であって、
前記加速器として直線型加速器を備える加速器ユニットを搬送して、前記ターゲットを備えるターゲットユニットに接続する接続工程と、
前記接続工程により接続された前記加速器ユニットと前記ターゲットユニットとの接続部内に形成される密閉空間に残留する大気を真空排気する排気工程と、
排気後の前記密閉空間を通じて前記直線型加速器からの前記イオンビームを前記ターゲットに照射する照射工程と、
を含む放射性核種の製造方法。 - 前記接続工程は、前記加速器ユニットと前記ターゲットユニットの少なくとも一方の高さを調整する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の放射性核種の製造方法。
- 前記接続工程は、前記ターゲットユニットを搬送する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の放射性核種の製造方法。
- イオンビームをターゲットに照射して放射性核種を製造する装置を含むシステムであって、
前記イオンビームを生成するための直線型加速器を輸送可能に構成し、前記直線型加速器の出力側に開閉バルブを設けると共に、前記開閉バルブに一方の開放端が固定される筒体を備え、前記筒体が密閉された場合に前記ターゲットに前記イオンビームを照射させるべく前記筒体を真空排気できる排気手段を有するモバイル型加速器システム。
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