特許第6427293号(P6427293)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6427293
(24)【登録日】2018年11月2日
(45)【発行日】2018年11月21日
(54)【発明の名称】フィルターユニット及び合成室
(51)【国際特許分類】
   G21F 9/02 20060101AFI20181112BHJP
   G01T 1/161 20060101ALI20181112BHJP
【FI】
   G21F9/02 511A
   G01T1/161 A
   G21F9/02 551E
   G21F9/02 551B
   G21F9/02 511S
   G21F9/02 511T
【請求項の数】4
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2018-128694(P2018-128694)
(22)【出願日】2018年7月6日
(62)【分割の表示】特願2014-81621(P2014-81621)の分割
【原出願日】2014年4月11日
【審査請求日】2018年7月6日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】394025245
【氏名又は名称】株式会社ワカイダ・エンジニアリング
(73)【特許権者】
【識別番号】000003160
【氏名又は名称】東洋紡株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103816
【弁理士】
【氏名又は名称】風早 信昭
(74)【代理人】
【識別番号】100120927
【弁理士】
【氏名又は名称】浅野 典子
(72)【発明者】
【氏名】若井田 靖夫
(72)【発明者】
【氏名】井上 誠
【審査官】 藤原 伸二
(56)【参考文献】
【文献】 特開2013−250270(JP,A)
【文献】 特開2010−127662(JP,A)
【文献】 特開2012−202985(JP,A)
【文献】 特開2013−040884(JP,A)
【文献】 特開2008−116280(JP,A)
【文献】 特開2003−066191(JP,A)
【文献】 特開2014−035286(JP,A)
【文献】 特開平07−227513(JP,A)
【文献】 特開昭58−055800(JP,A)
【文献】 欧州特許出願公開第1868209(EP,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G21F 9/02
G01T 1/161
B01D 46/00−46/54
B01D 49/00−51/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる18F標識化合物を合成する際に合成室内部で発生する放射性物質を除去するためのフィルターユニットにおいて、フィルターユニットが、筺体内に、送風ファン、活性炭素繊維フィルター、および面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が90〜99%である除塵フィルターをこの順序で連続して一体的に備えること、フィルターユニットが、合成室内部に配設されることを意図され、送風ファンを稼動させて合成室内部の空気を活性炭素繊維フィルターおよび除塵フィルターの順に通過させて循環することにより放射性物質を除去するように構成されていること、および活性炭素繊維フィルターの活性炭素繊維が、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維からなることを特徴とするフィルターユニット。
【請求項2】
活性炭素繊維フィルターおよび/または除塵フィルターが、フィルターユニットから取り出し交換可能であるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフィルターユニット。
【請求項3】
フィルターユニットが、送風ファンの上流側に空気を取り入れるための空隙を有することを特徴とする請求項1または2に記載のフィルターユニット。
【請求項4】
18F標識化合物を合成するための合成室であって、その内部に請求項1〜3のいずれかに記載のフィルターユニットを配設していることを特徴とする合成室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる18F標識化合物を合成する合成室で発生する放射性物質を効率的に除去するためのフィルターユニット、及びかかるフィルターユニットを配設した合成室に関する。
【背景技術】
【0002】
医療機関では、癌発生部位の早期発見、早期治療の要求から、腫瘍に集まる性質を持つ化合物の一部の元素を放射性核種に置き換え、患者に投与し、体外から放射線を計測し、腫瘍部位を特定する放射線診断(インビボ診断)が行われている。近年、患者の不要な被ばくを避けるために、半減期が短く物質透過性の高いγ線を持つ放射性核種で標識した化合物が求められ、1崩壊(β壊変)につき511keVのγ線を反対方向に2本放出する、ポジトロン放出核種による標識化合物が用いられている。この標識化合物を用いた診断装置は、陽電子放射断層撮影装置(PET:Positron Emission Tomography)と呼ばれ、小さな腫瘍部位まで発見できることから、多くの医療機関で設置されている。
【0003】
標識化合物に主に用いられる放射性核種は、11C、13N、15O、18Fなどである。これらの核種は、その半減期(寿命)の短さから、主に実際に診断を行う医療機関において、陽子や重陽子を加速する超小型サイクロトロンによって製造される。製造後、これら核種は、自動的に合成装置に送られて医療用診断薬(標識化合物)となる。標識化合物は、純度や投与量の調整後、検査室で被検者に投与される。腫瘍細胞の糖分の消費が高いことを利用した多糖類、18F FDG(フルオロデオキシグルコース)が近年良く用いられている。18Fは、水(HO)の構成原子である酸素を非放射性同位体である18Oで置き換えたH18O(ターゲット)にサイクロトロンで加速した陽子を照射して得られる。18F FDGは、合成室と呼ばれる小さなクリーンルームに置かれた専用の自動合成装置でフッ素化といわれる工程を経て合成される。
【0004】
自動合成装置は、ヘリウム漏洩検出器などにより漏洩検査がなされている。しかし、試薬、器具及びイオン交換樹脂カラムなどの交換・接続時に接続部分から漏洩する可能性がある。また、反応系内のガスを系外に放出する際に含まれる未反応の18Fはソーダライム等の吸収剤により除去されるが、使われている吸収剤の劣化が原因で18Fが放出されることがある。漏洩する容量が微小であっても、放射線量としては非常に多い。製造を途中で中止した場合、放射能の減衰を待って分解・洗浄等を行わなくてはならないため、その日のうちに再度製造・合成を行うことは困難である。また、漏洩量が多く、排気中の放射性物質濃度が上がり、関係法令で定められた規制値を越えると、法令違反扱いとなり、しばらく放射性医薬品の製造、診断業務を中止しなければならず、患者に迷惑をおよぼす。そのため、合成室内に設置された自動合成装置から僅かな漏洩で生じた汚染された空気は、合成室に接続するダクトによって放射線施設の排気浄化設備に運ばれ、そこで粒状活性炭フィルターやHEPAフィルターまたはULPAフィルターにより浄化される。
【0005】
一方、18F FDGを合成する際には未反応のフッ化水素(HF)がガス成分に多量に含まれているが、HEPAフィルターやULPAフィルターはガス成分の浄化には対応していない。ガス成分の浄化に対応するためには、一般的には放射線施設の排気浄化設備に粒状活性炭フィルターが設置される。排気浄化設備における粒状活性炭フィルターは、空気中に含まれる微量ガスや湿気を吸着するが、それによって18Fガス及び中間生成物の捕集性能が劣化(ウェザリング)する。また、排気浄化設備は、合成室以外の室内空気も浄化するようにダクトが接続されているため、劣化が激しく、処理風量や粉塵量も多いため、交換する場合にフィルターが大型となりコスト高となる。
【0006】
かかる問題を克服するために、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維フィルターを合成室の排気口に設置することによって、微量の放射性物質を除去し、排気設備に排気される放射性物質の量を少なくする方法が提案されている(特許文献1参照)。かかる方法は放射性物質の除去には極めて有効であるが、小規模化、クリーン化が進む昨今の合成設備では、十分な排気設備を設置できないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2010−127662号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記の従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、小型化、クリーン化された陽電子放射断層診断装置において使用される18F標識化合物合成室から排出される放射性物質を効率的に除去するためのフィルターユニット、及びかかるフィルターユニットを配設した合成室を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、かかる目的を達成するために放射性物質除去するためのフィルターユニット、及びかかるフィルターユニットを配設した合成室について鋭意検討した結果、特定のフィルターユニットの構成及び配置を用いて合成室内部の空気を循環することにより、小型化された合成室でも十分な排気設備を設置できることを見い出し、本発明の完成に至った。
【0010】
即ち、本発明は、以下の(1)〜(4)の構成を有するものである。
1)陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる18F標識化合物を合成する際に合成室内部で発生する放射性物質を除去するためのフィルターユニットにおいて、フィルターユニットが、筺体内に、送風ファン、活性炭素繊維フィルター、および面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が90〜99%である除塵フィルターをこの順序で連続して一体的に備えること、フィルターユニットが、合成室内部に配設されることを意図され、送風ファンを稼動させて合成室内部の空気を活性炭素繊維フィルターおよび除塵フィルターの順に通過させて循環することにより放射性物質を除去するように構成されていること、および活性炭素繊維フィルターの活性炭素繊維が、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維からなることを特徴とするフィルターユニット。
(2)活性炭素繊維フィルターおよび/または除塵フィルターが、フィルターユニットから取り出し交換可能であるように構成されていることを特徴とする(1)に記載のフィルターユニット。
(3)フィルターユニットが、送風ファンの上流側に空気を取り入れるための空隙を有することを特徴とする(1)または(2)に記載のフィルターユニット。
(4)18F標識化合物を合成するための合成室であって、その内部に(1)〜(3)のいずれかに記載のフィルターユニットを配設していることを特徴とする合成室。
【発明の効果】
【0011】
本発明のフィルターユニットによれば、発塵量の少ない活性炭素繊維フィルターと圧損の少ない比較的高効率な除塵フィルターを使用しているので、フィルターユニットからの発塵量を少量に抑制した上で十分な風量を確保することができる。さらに、本発明の合成室によれば、フィルターユニットを合成室内部に取付け、送風ファンによって合成室内部の空気を循環しているので、合成室内部の清浄度を低下させることなく18Fガス及び中間生成物の局所捕集ができ、放射線科全体の排気浄化設備に設置したフィルターユニットによる除去に比べて極めて効率の良い排気処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明に使用されるフィルターユニットの断面図を示す。
図2】本発明に使用されるフィルターユニットの外観斜視図を示す。
図3】本発明に使用されるフィルターユニットの活性炭素繊維フィルターの外観斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の放射性物質除去するためのフィルターユニット、及びかかるフィルターユニットを配設した合成室を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0014】
図1は、18F標識物質の合成室内に設置するフィルターユニットの概略断面図を示し、図2は、フィルターユニットの外観斜視図を示す。フィルターユニットは、送風ファン1、活性炭素繊維フィルター2、および比較的高効率であるが通気抵抗の少ない除塵フィルター3をこの順序で連続して一体的に備え、これらは金属製の筐体4内に設置されている。活性炭素繊維フィルター2と除塵フィルター3は、フィルターユニット下流側から押さえ枠5を使って固定される。送風ファン1の上流側には、空気を吸入できる空隙6を有しており、送風ファン1が回転すると、空隙6より空気を取り込み、活性炭素繊維フィルター2、除塵フィルター3を通じて放射性物質が除去される。フィルターユニットは、18F標識物質の合成室内の一角に静置され、合成室内部の空気がフィルターユニットを通じて循環することによって合成室内部の放射性物質が除去される。
【0015】
18F標識物質の合成室内部は、粉塵の清浄度が高く保持されているためフィルターユニットからの発塵は極めて制限されていることが必要である。本発明では、比較的発塵量が少ない活性炭素繊維フィルター2を採用し、その下流側に比較的高効率であるが通気抵抗の少ない除塵フィルター3を設置することによって、活性炭素繊維フィルター2からの発塵を防止しながら通気抵抗を抑制していることが特徴である。除塵フィルター3は、一般的なクリーンルームなどでのFFU(ファンフィルターユニット)において使用されるHEPAフィルターやULPAフィルターは使用されない。HEPAフィルターやULPAフィルターは、その除塵効率が極めて高いもののフィルターの通気抵抗が高いため、通常の送風ファンを用いると風量が低下して効率的に好ましくない。HEPAフィルターやULPAフィルターは、発塵量の多い粒状活性炭フィルターと組み合わせて用いられるが、やはり風量が低下する問題がある。このため、より発塵の少ない活性炭素繊維フィルターと、圧力損失が低く除塵効率が比較的高い除塵フィルターを組み合わせて用いることが効率的である。
【0016】
本発明に用いられる活性炭素繊維フィルター2は、放射性物質の捕集のためのものであり、粒状活性炭フィルターと比べて発塵量が極めて少ないという特徴を有する。活性炭素繊維は、有機系物質を吸着除去する性質があるが、少なくとも1種類以上のアルカリ物質が添着されることにより酸性を呈した放射性物質も除去することができる。また、活性炭素繊維は、シート状に加工すると、公知の粒状炭充填フィルターに見られる運転中の微振動による活性炭の発塵が殆どない。図3は、本発明に用いられる活性炭素繊維フィルターを示す。活性炭素繊維7は、シート化されてジグザグ状に折られた後、山と山の間に波型のセパレーター8を挿入して空気の流通路を確保し、枠体9で固定化して活性炭素繊維フィルター2になる。活性炭素繊維フィルター2は、フィルターユニットの筐体4の内部の送風ファン1の下流側に設置される。活性炭素繊維に添着されるアルカリ物質は、アルカリ、アルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩、またはアミン類が好適に使用される。
【0017】
本発明に用いられる除塵フィルター3は、主に活性炭素繊維フィルター2から発生しうる微粉塵を除去するために設けられるものであり、風量を確保するために低い圧力損失のものを用いる。具体的には、除塵フィルター3は、面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が90%以上、さらには92%以上、そして99%以下、さらには98%以下を有することが好ましい。なお、ここでいう面風速とは、フィルターで設定されている風量をフィルターの開口部分の寸法で除した値を指す。フィルターの圧力損失と捕集効率は一定の面風速においては補完関係に有り、例えば捕集効率が高すぎると風量を確保できず、一方低すぎると十分な除塵機能を果たせなくなる。一般的に公知のガラス繊維で構成されたHEPAフィルターやULPAフィルター用のろ材は、非常に高効率であるが通気抵抗が高く好ましくない。また、除去対象物質の中にはガラスを腐食するフッ化水素が存在するため好ましくない。本発明では、放射性物質の除去のために発塵量の少ない活性炭素繊維フィルターが用いられているため、下流側にHEPAフィルターやULPAフィルターほどの高効率なフィルターを用いる必要がなく、風量の確保(低通気抵抗)を優先することができる。除塵フィルター3は、上記特性を満たす限り特に限定されないが、高分子系のろ材が好ましく、特に薬品耐性の強いポリオレフィン系を公知の方法で荷電した静電ろ材を公知の方法でフィルター化したものが好ましい。除塵フィルター3は、活性炭素繊維フィルターの下流側に設置され、この場合、活性炭素繊維フィルターとの密着性を良くすると微粉塵のリークを効果的に防止することができる。活性炭素繊維フィルター2と除塵フィルター3の筐体4は、アルミニウムやステンレスなどの耐腐食性金属で構成され、両者の間にはクロロプレンで構成されたパッキンを挟んだ状態で固定化されることが好ましい。
【0018】
筐体4で固定された活性炭素繊維フィルター2や除塵フィルター3は、フィルターユニットから取り出し交換可能なように最下流から押さえ枠5で押すように固定化され、フィルターユニットの筐体4にねじ止めされる。
【実施例】
【0019】
以下に実施例によって本発明のフィルターユニットの効果を示すが、以下の実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することができる。
【0020】
(実施例1)
(筐体)
厚み1.5mmのSUS304で外寸185mm角、奥行220mmの筐体を用意し、一方の側にフレーム付ACファン160mm角(定格風量7m/min)をファンの風が筐体内部に流通するように取り付けた。ファンの上流側に長さ50mm、幅20mmのアルミニウム製L字棒を4隅に取り付け、設置した際の空気流入口(空隙)を確保した。
【0021】
(活性炭素繊維フィルター)
1,4−ジアザビシクロ−(2,2,2)オクタン(DABCO)を14重量%添着し、目付230g/m、厚み2.8mm、比表面積1500m/g、繊維径12μmの繊維状活性炭からなる不織布シート2枚を目付30g/mのポリプロピレン製スパンレース不織布で上下から挟み、ニードルパンチしてシート化した。山高130mm、山数7でジグザグに折り、山と山の間に波型に加工されたポリエチレンコート紙をはさんで幅176mmにスリットし、ウレタン系樹脂を内側に塗布したアルミ枠(180mm角、奥行き150mm)にセットして活性炭素繊維フィルターを作成した。
【0022】
(除塵フィルター)
目付145g/m、厚み0.5mm、風速10cm/sにおける圧力損失60Pa、風速10cm/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が93%のポリエステル/ポリプロピレン系不織布で構成された静電ろ材を用意し、公知の方法で山高45mm、山ピッチ5.0mmのアルミ枠(180mm角、奥行き50mm)を用いて除塵フィルターを作成した。作成されたフィルターの面風速0.4m/sにおける圧力損失は12Pa、面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率は98.2%であった。
【0023】
(フィルターユニット)
筐体に固定されたフレーム付ACファンの下流側に両側の枠体にクロロプレン発泡パッキン(10mm幅×5mm厚)を貼付した活性炭素繊維フィルターを設置し、筐体内に設置した。さらに、除塵フィルターをその下流側に設置して180角、奥行き10mm、厚み1.5mmのステンレス枠を最下流から筐体に挿入してねじ止めし、フィルターを筐体に固定し、フィルターユニットを作成した。
【0024】
(下流側の発塵粒子数とフィルターユニットの風速の測定)
上流側から粉塵を含んでいない清浄空気中にて上記のフィルターユニットのファンを稼動させ、そのときに下流側で発生した0.3μm以上の粉塵数をパーティクルカウンター(リオン株式会社製KC−01E)で0.3L採取して測定した。フィルターユニットの風速は、ユニット下流側に250mmのフードを取り付けてプロペラ式風速計で測定した。このときの風速は1.7m/sであり、0.3μm以上の粉塵数は確認されなかった。
【0025】
(実施例2)
目付115g/m、厚み0.9mm、風速10cm/sにおける圧力損失40Pa、風速10cm/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が78%のポリエステル/ポリプロピレン系不織布で構成された静電ろ材を用意し、公知の方法で山高45mm、山ピッチ5.0mmのアルミ枠(180mm角、奥行き50mm)を用いて除塵フィルターを作成した。作成されたフィルターの面風速0.4m/sにおける圧力損失は22Pa、面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率は92.2%であった。除塵フィルターの作成以外は、実施例1と同様にフィルターユニットを作成し、評価した。このときの風速は1.8m/sであり、0.3μm以上の粉塵数は確認されなかった。
【0026】
(比較例1)
除塵フィルターをフッ素膜系ULPAフィルター(180mm角、奥行き50mm、面風速0.4m/sにおける圧力損失150Pa、面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が99.9995%)に交換した以外は、上記の実施例と同様にしてフィルターユニットを作成し、評価した。0.3μm以上の粉塵数は確認されなかったものの、風速は0.4m/sであった。
【0027】
(比較例2)
除塵フィルターをフッ素膜系HEPAフィルター(180mm角、奥行き50mm、面風速0.4m/sにおける圧力損失70Pa、面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が99.997%)に交換した以外は、上記の実施例と同様にしてフィルターユニットを作成し、評価した。0.3μm以上の粉塵数は確認されなかったものの、風速は0.6m/sであった。
【0028】
(比較例3)
目付97g/m、厚み1.0mm、風速10m/sにおける圧力損失40Pa、風速10m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が63%のポリプロピレン系不織布で構成された静電ろ材を用意し、公知の方法で山高45mm、山ピッチ5.0mmのアルミ枠(180mm角、奥行き50mm)を用いて除塵フィルターを作成した。作成されたフィルターの面風速0.4m/sにおける圧力損失は20Pa、面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率は83.1%であった。除塵フィルターの作成以外は、実施例1と同様にフィルターユニットを作成し、評価した。このときの風速は1.8m/sであり、0.3μm以上の粉塵数が5個確認された。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明のフィルターユニット、及びかかるフィルターユニットを配設した合成室によれば、小型化、クリーン化された陽電子放射断層診断装置において使用される18F標識化合物合成室から排出される放射性物質を効率的に除去することができる。
【符号の説明】
【0030】
1 送風ファン
2 活性炭素繊維フィルター
3 除塵フィルター
4 筐体
5 押さえ枠
6 空隙
7 活性炭素繊維ろ材
8 セパレーター
9 外枠
【要約】      (修正有)
【課題】小型化、クリーン化された陽電子放射断層診断装置において使用される18F標識化合物合成室から排出される放射性物質を効率的に除去するためのフィルターユニットを提供する。
【解決手段】フィルターユニットが、筺体4内に、送風ファン1、活性炭素繊維フィルター2、および面風速0.4m/sにおける0.3〜0.5μmの粒子捕集効率が90〜99%である除塵フィルター3をこの順序で連続して一体的に備えること、フィルターユニットが、合成室内部に配設されることを意図され、送風ファン1を稼動させて合成室内部の空気を活性炭素繊維フィルターおよび除塵フィルターの順に通過させて循環することにより放射性物質を除去するように構成されていること、および活性炭素繊維フィルターの活性炭素繊維が、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維からなることを特徴とする。
【選択図】図1
図1
図2
図3