西门子Explora FDG4 化学合成模块典型故障维修

王方洋，唐 毅，李奇明，金榕兵

（陆军特色医学中心核医学科，重庆400042）

0 引言

Explora FDG4 化学合成模块是制备PET/CT 检查用药氟代脱氧葡萄糖（18F-FDG）的专用设备，也是国内很多PET 中心的主要设备。随着核医学的发展，尤其是国家卫生健康委员会将PET/CT 归为乙类医用设备，其配置管理权下放至省卫生健康委员会后，购置PET/CT 的医院越来越多，18F-FDG 需求量也越来越大，很多地区已出现供不应求现象。由于18F-FDG 具有很强的辐射，半衰期为109.8 min，合成过程中合成模块出现故障需要等到辐射剂量降到安全线下后才能进行维修，等待时间长（一般为5 个半衰期以上），因此最大限度减少设备故障、保质保量合成每一批18F-FDG 药物十分重要。本文对西门子Explora FDG4 化学合成模块（以下简称“FDG4 合成模块”）在开机初始化、合成前自检以及制备过程中的几例典型故障进行了分析和维修。

图1 Explora FDG4 化学合成模块操作界面示意图

1 Explora FDG4 合成模块

图1 为FDG4 合成模块操作界面示意图，该合成模块的特点是一次装样后最多可以连续生产4 批，在不同批次间能够进行自动清洗和干燥，可以按需要在不同时间生产不同批次。因此，一台FDG4 合成模块相当于4 台单次普通合成模块，能满足短时间内18F-FDG 用量大需要生产多批次的单位需求。虽然FDG4 合成模块自动化程度高且稳定性较好，但是长时间使用也会出现各种问题，现将使用中遇到的典型故障的排除方法介绍如下。

2 典型故障维修

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

FDG4 合成模块开机初始化时，提示MVP4 阀芯不能转动，开机初始化失败。

2.1.2 故障分析

MVP 阀芯为转动阀芯，内部有2 块陶瓷阀芯，通过步进电动机带动阀芯转动选择阀芯通道。MVP4阀门为多功能阀门，它有1 进1 出，中间还有6 个出去后再进来的选择通道，如图1 所示。由于MVP4 阀芯上通道孔多，且分布面积较大，当溶液通过阀芯后阀芯转动时，溶液浸润阀芯的面积较大，如图2 所示。在FDG4 合成模块生产18F-FDG 过程中，MVP4 阀门先后通过了放射性很强的18F 核素、盐酸、K2.2.2./K2CO3溶液，这些物质通过溶液浸入MVP4 阀阀芯之间，并发生复杂的物理、化学反应，然后吸附在陶瓷片上，如图2 中黄色部分所示。长时间使用后，吸附在陶瓷片上的物质使阀芯表面变得粗糙，增大了芯片间的摩擦力，当吸附的物质增加到一定量时，较大的摩擦力会使MVP4 阀门无法转动。

图2 MPV4 阀阀芯

2.1.3 故障处理

拆开MVP4 阀芯，取出2 块陶瓷阀芯，依次用弱碱水溶液、弱酸水溶液、蒸馏水及乙腈等溶液和溶剂进行超声清洗，但清洗效果并不好，装上后仍无法转动。在水平桌面上放一张2 000 目超细精密砂纸，将陶瓷阀芯摩擦面向下并紧贴砂纸，均匀用力进行打磨，打磨光滑后再用去离子水超声清洗，然后将陶瓷阀芯装入MVP4 阀体，用手转动，感觉阻力明显减小。将MVP4 阀门重新装入FDG4 合成模块，开机初始化阀芯转动正常。最后对MVP4 阀门进行密闭测试，未发现漏液、漏气现象，至此，故障彻底排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

FDG4 合成模块自检时，反应管真空度测试时显示压力数值逐渐变大，真空度逐渐降低，最后出现真空度报错，自检失败。

2.2.2 故障分析

FDG4 合成模块通过抽真空实现负压精确进样，首先根据进样体积、实时稳定真空度和进样阀芯的校正系数计算进样时间，然后将进样阀打开相应的时间。当真空度稳定在一定范围内时，进样时间与进样体积保持良好线性关系。因此，FDG4 合成模块自检运行时，真空度必须稳定在-58～-42 Pa，只有这样进样才准确，否则会出现真空度报错，自检失败。

FDG4 合成模块自检时，反应管系统出现真空度报错主要有2 个原因：一是系统内的各种接口或阀芯出现泄漏；二是真空泵抽气效率降低。FDG4 合成模块自检时，先对反应管系统进行压力测试，再进行真空度测试。由于压力测试合格（未报错），说明压力测试范围内即反应管与V14、V15 及V16 阀门之间的连接管线无泄漏。因此，只要检查压力测试范围以外真空测试区域的气密性和真空泵即可找出故障原因。

2.2.3 故障处理

首先，检查V15 至废液瓶之间的接头和回收瓶盖，未发现异常；其次，检查V14 经MVP7、MVP3 至V7 之间的所有接头，亦未发现异常。因此，可判断测试系统无泄漏，怀疑故障出在真空泵。拆下真空泵，打开泵体，发现FDG4 合成模块真空泵为鼓膜式真空泵，由于工作时会有大量强放射性气体通过，长时间使用使鼓膜因辐照老化变硬，弹性变差，从而降低抽气效率和真空度。更换新泵膜，重新装入FDG4 合成模块，开机自检，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

FDG4 合成模块合成18F-FDG 过程中，捕获18F核素的4-（4-甲基哌啶）吡啶阴离子交换树脂柱（简称“QMA 柱”）经K2.2.2./K2CO3溶液洗脱后放射性残留很高（20%以上），同时18F-FDG 产量明显降低。

2.3.2 故障分析

QMA 柱放射性残留高，说明进入标记反应管的18F 核素原料减少，直接导致18F-FDG 产量降低。QMA 柱放射性残留高主要有3 个方面的原因：一是QMA 柱活化处理不到位；二是K2.2.2./K2CO3淋洗溶液组成浓度出错；三是K2.2.2./K2CO3淋洗溶液进样量减少。QMA 柱活化处理及K2.2.2./K2CO3淋洗溶液的配制均由专人负责且按操作规程处理和配制。因此，导致QMA 柱放射性残留高的前2 个原因可不予考虑。

FDG4 合成模块工作时，K2.2.2./K2CO3淋洗溶液由精密注射泵（Lee 泵）准确定量抽取。合成结束且场地安全后，运行K2.2.2./K2CO3溶液加样程序，收集加样溶液，检测其体积，结果发现设定进样1.8 ml，实际进样只有1.0 ml。QMA 柱放射性残留高表明淋洗液未完全通过QMA 柱，问题应出在淋洗液试剂瓶与QMA 柱之间即试剂瓶、MVP1 阀、Lee 泵、MVP5阀、MVP4 阀和QMA 柱之间，对此范围内的所有管线接头进行逐一排查，未发现堵或漏之处。因此，怀疑故障出在Lee 泵。

2.3.3 故障处理

Lee 泵通过3 个电磁阀与活塞泵配合完成准确定量加样，电磁阀、泵活塞出现堵或渗漏都可能导致加入溶液体积减少。卸下Lee 泵，拆开电磁阀，发现电磁阀V2 内部有橡胶小颗粒，Lee 泵排液时V2 阀关闭不严，淋洗液回流，导致进样量减少。清洗后重新装回FDG4 合成模块，开机检查，淋洗液进样体积

准确，故障完全排除。

3 小结

Explora FDG4 合成模块具有自动化程度高、稳定性好、合成效率高等优点，但长期使用也会出现各种故障[1-2]。以上介绍的仅是几例典型故障，实际工作中遇到的问题是千变万化无法预测的，所以工作人员必须熟悉FDG4 合成模块结构，掌握工作原理和运行流程，做好日常维护，定期检查所有管线接头和各部件之间的密封圈，发现问题及时处理。自检程序会对反应瓶及主要管道进行密闭性检查，但检查不能涵盖所有管道，即便自检程序通过，反应过程中压力或真空度仍可能出现异常。因此，在合成过程中应仔细观察各种参数如温度、活度、压力等曲线图的变化，认真分析，做到防微杜渐。为了及时有效地排除故障，故障分析能力、维修动手能力和维修备件，三者缺一不可。