JP2002000705A - 医療機器の電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの電子線加速器をコンベアを挟んでその
左右両側に配設した場合においても、互いの装置が破損
することなく、両面同時照射が可能な電子線照射装置を
提供する。 【解決手段】 内部に液体が充填されてなる医療機器
に、高エネルギの電子線を照射してなる電子線照射方法
において、前記医療機器を電子線照射域に搬送させる照
射コンベアと、該照射コンベアの両側に配置された一対
の電子線加速器とを含み、前記加速器を互いにコンベア
中心線に対し鋭角の角度になるように、コンベア搬送方
向上流側若しくは下流側に向けて所定角度傾斜させ、前
記医療機器に吸収されずに透過した電子線が、対面側の
加速器に衝突しないように、互いに対面側加速器の電子
線照射域から退避させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば輸液バッグ
等の医療機器に、高エネルギの電子線を照射しながら殺
菌等の所期の目的を達成する医療機器の電子線照射装置
に係り、特に電子線を両面から同時に照射しながら殺菌
等の所期の目的を達成する電子線照射方法とその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、輸液バッグ等の医療機器の滅
菌処理には、高圧蒸気滅菌法、エチレンオキシドガス滅
菌法、γ線滅菌法及び電子線照射滅菌法等が用いられて
いる。特に、医療機器等の滅菌処理の場合には、当然の
ごとく十分滅菌して使用しなければならず、その滅菌方
法として電子線照射滅菌装置が開発されている。

【０００３】かかる装置は、電子線の加速電圧を大きく
することで、医療用具等を滅菌可能とするもので、被照
射物の耐熱性や残留毒性の心配がなく、更に滅菌処理時
間が長くなく短時間で処理が可能であるとともに、電源
を切れば、瞬時に照射を停止でき、環境上の安全性が高
く、コスト面からも安価である等の有利性を有す。更
に、γ線照射との違いは、材料劣化が小さいと言われて
いることである。このため、材料選択の範囲が広い利点
がある。

【０００４】しかし、電子線照射の欠点はγ線照射と異
なり透過力が小さく、その透過距離は照射される物質の
密度と厚みの積に依存すると言われている。従って医療
機器のなかでも厚肉で高密度の製品においては、電子線
照射時に一製品中の各部位間の線量分布（最大線量と最
小線量との比）が大になるという問題を生じていた。

【０００５】具体的には、照射基準を最大線量部位に合
わせると、最小線量位置での滅菌が不十分になり、又照
射基準を最小線量部位に合わせると、輸液バッグ等の医
療機器は一般に有機材料で製造されているために、最大
線量位置で過大照射となり、材料の劣化や着色が生じる
可能性がある。

【０００６】この為、照射による透過力の不足を補うた
めに、表裏両面から電子線を照射する両面照射方式が考
えられ、そしてこのような両面照射は、生産性の効率を
図るために、被照射物搬送用のコンベアの両側に前記電
子線照射装置(以下電子線加速器という)をずらして配設
し、コンベアを挟んだ表裏両面から電子線を照射する両
面照射方式が考えられる。しかしながら、コンベアを挟
んで電子線を照射する場合は、被照射物通過毎に反対側
の電子線加速器５Ａ、５Ｂに直接対面し、対面する相手
側の加速器５Ｂ、５Ａを破壊してしまうという問題が生
じる。

【０００７】かかる課題を解消するために、前記２つの
電子線加速器をコンベア２を挟んでその左右両側に配設
するが、その配設位置は互いに対面する位置ではなく、
コンベア上流側と下流側に前後に位置をずらして配設し
た技術が検討されている。しかしながらこのような方法
を採用すると、特に内部に液体が充填されている輸液バ
ッグにおいては、次のような問題が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】即ち、高エネルギの電
子線は併せて大きな熱エネルギも保有するために、前記
最初の表面側の電子線照射により被照射物内部の液体が
加熱されて対流を生じ、加熱された、言い換えれば滅菌
された表面側部分の液体と滅菌されない裏面側部分の液
体が混じり合ってしまい、若しくは加熱された滅菌部分
の液体が上方に移動し、その後裏面側より第２の装置に
より電子線を照射しても、その反対側に位置する液体部
分に滅菌されない部分が出来てしまう可能性がある。

【０００９】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、２
つの電子線加速器をコンベアを挟んでその左右両側に配
設した場合においても、互いの装置が破損することな
く、両面同時照射が可能な電子線照射装置を提供するこ
とを目的とする。本発明の他の目的は、点滴注射に用い
られる輸液バッグのように液体が充填された立体照射物
を効果的に滅菌する装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内部に液体が充填されてなる医療機器に、高エネルギの
電子線を照射してなる電子線照射装置において、前記医
療機器を電子線照射域に搬送させる照射コンベアと、該
照射コンベアの両側に配置された一対の電子線加速器と
を含み、前記加速器を互いにコンベア中心線に対し鋭角
の角度になるように、コンベア搬送方向上流側若しくは
下流側に向けて所定角度傾斜させ、前記医療機器に吸収
されずに透過した電子線が、対面側の加速器に衝突しな
いように、互いに対面側加速器の電子線照射域から退避
させたことを特徴とする。

【００１１】かかる発明によれば、照射コンベアを挟ん
で両面同時照射可能な位置に、前記一対の加速器を配設
したとしても該加速器は、コンベアと直交する方向では
なく、互いにコンベア搬送方向の上流側より(若しくは
下流側より)電子線照射域に向けて傾斜方向より電子線
が照射されるために、前記医療機器に吸収されずに透過
した電子線が、対面側の加速器に衝突することがなく、
互いに対面側加速器の電子線照射域から退避させる事が
出来る。

【００１２】従って２つの電子線加速器をコンベアを挟
んで両面同時照射した場合においても、互いの装置が破
損することなく、また点滴注射に用いられる輸液バッグ
のように液体が充填された照射物であっても効果的に滅
菌する事が出来る。さらに、前記電子線照射装置におい
て、前記一対の電子線加速器の傾斜角度と配設位置が対
称であることが好ましい。

【００１３】かかる発明によれば、被照射物を照射コン
ベアで搬送中に照射域で回転させることはコンベアに回
転機構を付設せねばならず、構造が極めて煩雑化する
が、本発明によれば医療機器を回転させることなく電子
線照射域で両面同時照射すればよい為に、コンベア機構
や搬送機構が煩雑化することなく、効果的に滅菌する事
が出来る。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記加速器の走査
ホーン前面側の照射窓より出射される電子線が、拡幅化
する事のない電子線、例えば平行電子線若しくは中心側
に収束している電子線であることを特徴とする。

【００１５】かかる発明によれば、電子線が拡幅化して
出射されないために、距離に比例した電子線低下も少な
くてすみ、又前記加速器をコンベア搬送方向に対し、所
定角度傾けて配置した場合においても照射すべき医療機
器に的確に照射でき、被照射部よりはみ出した電子線が
誤って対面側の加速器等を被爆させることもなく、更に
はビームストップ等の広範囲に設置する必要がなくな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。

【００１７】本実施形態においては、滅菌処理を行なう
被処理物として、点滴注射等に用いられる輸液バッグを
用いる。かかる輸液バッグは一般に有機材で形成され、
可撓性壁を有し非定容積であり、薬液を封入した胴体部
とその両端のシール部、及び夫々の端部に位置する開口
部と吊り下げ部とからなる。かかる輸液バッグは用途に
応じて様々な大きさを有するが、大きいものでは内容量
が１リットル以上で、容器本体短軸巾ｌ（中央部分）が
６０ｍｍ以上あることもある。また、このような輸液バ
ッグには残液量を見やすくするために空気を混入する場
合もあり、その空気量は通常３０〜１００ｍｌ以上であ
る。

【００１８】図２は本発明に適用される電子線加速器
で、走査ホーン前面側の照射窓より出射される電子線
が、拡幅化する事のない平行電子線になるように偏向磁
石板１９Ａ、１９Ｂを用いている。このような電子線
は、本出願人により先願として特願平１１−１４２０６
３号に開示されているが、まだ非公知である。図におい
て、５は高エネルギの電子ビーム（電子線）を発生する
電子ビーム加速装置で、その電子線発生部５０には例え
ば電子ビームを出射する電子銃と、該電子銃から出射さ
れた電子ビームを所定のエネルギを有するように加速す
る加速管と、該加速管に前記電子ビームを加速するため
のマイクロ波エネルギを供給するクライストロンとを具
えている。

【００１９】そして前記加速された電子ビーム（電子
線）は筒状のビームガイド筒１３を介して収束電磁石
（ビーム絞りレンズ）１４に導かれ、前記電子ビームを
直径方向に収束、言換えればビームの絞りを行ない、細
径化させてエネルギの高密度化を図る。

【００２０】前記収束電磁石１４により高密度化された
収束電子ビームは、前面に進むに連れビーム走査方向に
拡開された偏平角錐台状の照射ホーン１６内に導入され
る。

【００２１】照射ホーン１６は入口側に走査電磁石１５
が、前面にスリット状の照射窓１７を具え、該照射窓１
７をチタン膜等の電子線透過膜で封止し、内部を真空空
間下に維持させている。

【００２２】そして前記照射ホーン１６内に導入された
収束ビームは走査電磁石１５により所定の振れ角と振れ
周波数（往復偏向周波数）で偏向走査される訳である
が、この偏向走査を行なう際にビーム走査速度、言換え
れば角速度を制御する為に、前記走査電磁石１５への印
加電圧を制御する制御信号を走査電磁石制御装置１０か
ら取込むようにし、そして角速度を制御しながら偏向走
査された走査電子線８は偏平角錐台状の照射ホーン１６
内及び照射窓１７を介して被照射物（輸液バッグ）１の
基線方向に走査しながら被照射物１全長に亙って照射し
て所定の殺菌動作を行なう。尚、被照射物１を搬送する
照射コンベア２の両側には、該コンベア２上に載置され
た被照射物１の落下防止機能を有する固定式ガイドレー
ル４が設けられている。

【００２３】かかる装置における前記電子ビームの走査
角は扇状になるが、電子線を扇状に走査する走査角が増
加すると、医療機器の走査電子線８の吸収線量が低くな
るのみならず、医療機器各部位で吸収線量にバラツキが
生じる。又、電子線走査角が扇状に大きくなると、電子
線の被照射物１よりのはみ出し部分も多くなり、結果と
して非照射物背面側に位置する反射板（ビームストッ
プ）６も大きくせざるを得ない。

【００２４】そこで、本発明においては、照射ホーン１
６内を通過する走査ビームの振れ角に対応させて中心側
より外側に進むに連れ幅広になるように磁石用電源１８
により電圧制御された略直角三角形状の電磁石からなる
偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂを照射窓直前位置に配設して
いる。かかる実施形態によれば、偏向磁石板１９Ａ、１
９Ｂにより扇状の走査電子線が中心側に振れるが、照射
ホーン１６で扇状に振れる走査電子線８は、振れ角が大
きくなる程、言換えればビームが外側にいくほど偏向角
を中央方向（医療機器のある方向）に大きく取る必要が
ある。この為偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂは中心側より外
側に進むに連れ徐々に上面を斜め上に傾斜させて、言換
えれば徐々に幅広になるように延在させて偏平直角三角
形状に形成している。

【００２５】図１は本発明の実施形態に係る電子線滅菌
装置で、コンベア側方から見た側面概略図である。かか
る実施形態において、図２と同様に被照射物には輸液バ
ッグ１を用いた。

【００２６】また、図１において電子線加速器５Ａ、５
Ｂは、末広がり状に形成した偏平角錐状の走査ホーン１
６が垂直になるように、コンベア２の両側に対称に所定
角度θ傾けて配設されている。尚、電子線加速器５Ａ、
５Ｂは特に対称位置に設けなくともよいが、このように
設置することにより効率良く照射ができる。また、前記
傾き角度θはコンベアセンタ軸線より、左右に振り分け
て例えば３０〜７５°の範囲に設定される。前記振り分
けられた傾き角度θは、前記輸液バッグ１に吸収されず
に透過した電子線が、対面側の加速器５Ｂ、５Ａに衝突
することがなく、互いに対面側加速器５Ｂ、５Ａの電子
線照射域から退避させる事が出来る角度以下、具体的に
は６０〜７５°以下であればよく、又輸液バッグ１の大
きさにもよるが、３０°より振り分け傾き角度θを小さ
くすると、電子線が中心まで届かず、滅菌が不十分とな
る。

【００２７】又前記加速器５Ａ、５Ｂはエネルギ１０Ｍ
ｅＶの電子線が走査ホーン１６出口部の照射窓１７より
出射可能に構成されており、被照射物の中心軸線上に沿
って垂直方向にビーム走査が行われるが、その出射電子
線はホーン照射窓１７側に設けた一対の偏向磁石１９
Ａ、１９Ｂにより平行な電子線となるように構成されて
いる。この結果輸液バッグ１を照射コンベア２搬送方向
に沿って一列状に配列した状態で、照射コンベア２を搬
送しながら前記電子線加速器５Ａ、５Ｂよりエネルギ１
０ＭｅＶの電子線を輸液バッグ１にビーム照射すること
により、１０ＭｅＶの電子線が輸液バッグ１に左右両側
よりムラなく照射させる事が出来る。

【００２８】そして、輸液バッグ１を挟んで前記夫々の
加速器５Ａ、５Ｂの反対側にはビームストップとして機
能する反射板６を設置し、該反射板６による電子線のビ
ームストップと、該反射板６から反射された反射電子線
により、輸液バッグ１の表面を付加照射する。前記電子
線反射板６は原子番号の大きい金属、例えばタングステ
ン板やステンレス板に金メッキを施した部材で形成する
とともに、電子線の吸収により発熱する恐れがあるため
に、内部に水冷管等の冷却部６ａを具えた冷却機能付き
反射板で構成する。

【００２９】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、２つ
の電子線加速器をコンベアを挟んでその左右両側に配設
した場合においても、互いの装置が破損することなく、
両面同時照射が可能な電子線照射装置を提供出来、特に
点滴注射に用いられる輸液バッグのように液体が充填さ
れた立体照射物を効果的に滅菌することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る前記輸液バッグの電
子線滅菌装置で、コンベア側方から見た側面概略図であ
る。

【図２】 本発明の実施形態に係る電子線加速器の概略
構成図である。

【符号の説明】

１ 輸液バッグ ２ コンベア ５Ａ、５Ｂ 電子線加速器 ６ ビームストップ １９Ａ、１９Ｂ 偏向磁石板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に液体が充填されてなる医療機器
   に、高エネルギの電子線を照射してなる電子線照射装置
   において、 前記医療機器を電子線照射域に搬送させる照射コンベア
   と、 該照射コンベアの両側に配置された一対の電子線加速器
   とを含み、 前記加速器を互いにコンベア中心線に対し鋭角の角度に
   なるように、コンベア搬送方向上流側若しくは下流側に
   向けて所定角度傾斜させ、前記医療機器に吸収されずに
   透過した電子線が、対面側の加速器に衝突しないよう
   に、互いに対面側の電子線照射域から退避させたことを
   特徴とする医療機器の電子線照射装置。
2. 【請求項２】 前記加速器の走査ホーン前面側の照射窓
   より出射される電子線が、拡幅化する事のない電子線、
   例えば平行電子線若しくは中心側に収束している電子線
   であることを特徴とする請求項１記載の医療機器の電子
   線照射装置。