DVHComparator
DVH Comparator
DVH Comparator — Сравнение гистограмм доза-объем (AAPM TG-218)
ℹ️ Утилита сравнивает ключевые метрики DVH (D95, D2, V20, Mean, Max) между текущим планом лечения и референсным планом (или клиническими ограничениями).
ℹ️ Расчет абсолютной и относительной разницы с проверкой против заданных допусков (% и абсолютные единицы).
ℹ️ Обработка: только ПЕРВАЯ запись в файле input.csv.
⚠️ Критично для QA планирования! Незаметное на глаз изменение DVH может привести к недооблучению опухоли или повреждению органов риска (OAR).
Использование:
DVHComparator.exe → демо-режим
DVHComparator.exe input.csv output.json → сравнение данных (первая запись)
Формат input.csv:
PatientID,StructureName,MetricType,PlanValue,RefValue,TolerancePercent,ToleranceAbsolute
Пример (доза в Гр, объем в %, допуски гибкие):
PT-2026-LUNG-01,PTV_60,D95,58.5,60.0,3.0,1.0
— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
При верификации планов лучевой терапии (VMAT, IMRT, SRS) физик должен убедиться, что план не ухудшился по сравнению с одобреным референсом или соответствует протоколу.
• D95 (Coverage) — 95% объема цели должны получить предписанную дозу. Критично для контроля опухоли.
• D2 / Max (Hot Spot) — максимальная доза. Превышение ведет к некрозу тканей.
• V20 / Mean (OAR) — объем органа, получивший высокую дозу. Критично для легких, сердца, почек.
• Автоматическое сравнение исключает человеческий фактор при считывании цифр из TPS.
⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Допуски должны соответствовать протоколу клиники (обычно 3% / 3мм или 5% для дозы).
• Для разных структур разные приоритеты: для PTV важно не ниже минимума, для OAR — не выше максимума. Утилита проверяет модуль отклонения.
• Пограничные значения (>80% от допуска) помечаются как WARNING для пристального внимания.
Критические параметры:
• D95 (PTV): Отклонение ≤ -3% (недопустимо снижение покрытия)
• D2 (PTV): Отклонение ≤ +5% (недопустим перегрев)
• V20 (Lung): Отклонение ≤ +5% (риск пневмонита)
• Mean Dose (Heart/Kidney): Строгий контроль средней дозы
⚠️ Особенность: Утилита использует двойную систему допусков (процентную и абсолютную). План считается прошедшим (PASS), если отклонение укладывается хотя бы в один из допусков. Результат содержит статус (PASS/WARNING/FAIL) и рекомендацию на двух языках (RU/EN).
input.csv
PatientID,StructureName,MetricType,PlanValue,RefValue,TolerancePercent,ToleranceAbsolute PT-2026-LUNG-01,PTV_60,D95,58.5,60.0,3.0,1.0
URS & FS — пользовательские требования и функциональная спецификация
Этот документ описывает требования пользователя и функциональную спецификацию для утилиты контроля качества. Он предназначен для обсуждения внедрения, подготовки IQ/OQ и интеграции в контур ОКК/QC.
1. Область применения
Утилита DVH Comparator применяется для объекта DVH Comparator. Источником истины для структуры входных данных является фактический input.csv; критерии контроля задаются исполняемым модулем и предметным описанием.
Утилита не использует машинное обучение; решение формируется детерминированными правилами.
Категории: Radiation physics
Теги: activity, brachytherapy, dosimetry, radiopharma, source calibration, TG-43
2. Режимы запуска
DVHComparator.exe → демо-режим DVHComparator.exe input.csv output.json → сравнение данных (первая запись)
3. Ключевые контролируемые области
- pH и физико-химические параметры
- радиоактивность, распад и радиохимическая чистота
4. Предметные ограничения и критические параметры
- ⚠️ Критично для QA планирования! Незаметное на глаз изменение DVH может привести к недооблучению опухоли или повреждению органов риска (OAR).
- ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
- Допуски должны соответствовать протоколу клиники (обычно 3% / 3мм или 5% для дозы).
- Для разных структур разные приоритеты: для PTV важно не ниже минимума, для OAR — не выше максимума. Утилита проверяет модуль отклонения.
- Пограничные значения (>80% от допуска) помечаются как WARNING для пристального внимания.
- Критические параметры:
- D95 (PTV): Отклонение ≤ -3% (недопустимо снижение покрытия)
- D2 (PTV): Отклонение ≤ +5% (недопустим перегрев)
- V20 (Lung): Отклонение ≤ +5% (риск пневмонита)
- Mean Dose (Heart/Kidney): Строгий контроль средней дозы
- ⚠️ Особенность: Утилита использует двойную систему допусков (процентную и абсолютную). План считается прошедшим (PASS), если отклонение укладывается хотя бы в один из допусков. Результат содержит статус (PASS/WARNING/FAIL) и рекомендацию на двух языках (RU/EN).
5. URS — пользовательские требования
| ID | Требование | Критичность | Критерий приемки |
|---|---|---|---|
| URS-001 | Система должна принимать файл input.csv для DVH Comparator с точным набором колонок, перечисленным в разделе «Контракт входных данных». | High | Файл с корректным заголовком читается без ручного редактирования; отсутствие обязательной колонки приводит к FAIL/ошибке импорта. |
| URS-002 | Система должна обрабатывать запуск без аргументов в демонстрационном режиме и запуск с аргументами input.csv output.json для пользовательских данных. | Medium | Оба сценария запуска дают предсказуемый результат или понятное сообщение об ошибке. |
| URS-003 | Система должна выполнять rule-based контроль по областям: pH и физико-химические параметры, радиоактивность, распад и радиохимическая чистота. | High | Каждый контролируемый параметр получает статус и сообщение; результат не зависит от скрытых Excel-формул или ML. |
| URS-004 | Система должна сохранять трассируемость между серией/партией, исходными значениями, применёнными правилами и итоговым вердиктом. | High | В выходе присутствуют идентификатор серии, исходные значения, статусы параметров и критические находки. |
| URS-005 | Система должна формировать машинно-читаемый output.json для LIMS/ELN/MES, batch record и QA/QC review. | High | JSON содержит общий статус, массив проверок, предупреждения, отказы и ссылку на исходный файл. |
| URS-006 | Система должна поддерживать применение в валидационном пакете клиента: URS/FS, IQ/OQ-подготовка, проверка установки и операционных сценариев. | High | Документ, тестовые сценарии и воспроизводимый CSV/JSON-поток пригодны для аудита и внутреннего согласования. |
| URS-007 | Система должна явно отделять технические ошибки данных от предметных несоответствий спецификации. | Medium | Ошибки схемы/типов не смешиваются с фармакопейными отклонениями и отображаются отдельно. |
6. Контракт входных данных input.csv
Источник истины для схемы входа — фактический заголовок input.csv. Имена колонок технические и не переводятся.
| # | Колонка | Тип | Ед. | Описание | Пример | Правило контроля |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PatientID | текст | as specified | Patient ID | PT-2026-LUNG-01 | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 2 | StructureName | текст | as specified | Structure Name | PTV_60 | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 3 | MetricType | текст | as specified | Metric Type | D95 | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 4 | PlanValue | десятичное число | as specified | Plan Value | 58.5 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 5 | RefValue | десятичное число | as specified | Ref Value | 60.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 6 | TolerancePercent | десятичное число | % | Tolerance % | 3.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 7 | ToleranceAbsolute | десятичное число | as specified | Tolerance Absolute | 1.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
Пример CSV
PatientID,StructureName,MetricType,PlanValue,RefValue,TolerancePercent,ToleranceAbsolute PT-2026-LUNG-01,PTV_60,D95,58.5,60.0,3.0,1.0
7. FS — функциональная спецификация
| ID | Функция | Описание реализации |
|---|---|---|
| FS-001 | CLI entry point | Исполняемый файл DVHComparator.exe принимает режим демонстрации и режим обработки input.csv output.json. |
| FS-002 | CSV parser | Модуль импорта читает CSV, проверяет заголовок, порядок/наличие колонок, количество значений и кодировку. Для десятичных значений ожидается точка. |
| FS-003 | Field conversion | Для каждой колонки выполняется преобразование к ожидаемому типу: идентификатор, текст, десятичное число, дата/время или логический флаг. |
| FS-004 | Domain rule engine | Для объекта DVH Comparator применяются явные правила: диапазон, минимум, максимум, отсутствие запрещённого признака, полнота данных или расчётная проверка. |
| FS-005 | Criticality handling | Критичные нарушения формируют FAIL; некритичные отклонения и неполные данные формируют WARNING; соответствие всем правилам формирует PASS. |
| FS-006 | JSON writer | output.json сохраняет общий статус, результаты по каждому параметру, исходные значения, предупреждения, отказы и диагностические сообщения. |
| FS-007 | Integration contract | Формат CSV → JSON стабилен для вызова из LIMS/ELN/MES, планировщика задач или wrapper-сервиса. |
| FS-008 | Error handling | При ошибке схемы, отсутствующем файле, нечисловом значении или невозможности записи JSON возвращается диагностируемая ошибка без тихого PASS. |
8. Выходной контракт output.json
Выходной файл должен быть пригоден для автоматической обработки, аудита и сопоставления с исходной строкой input.csv.
{
"utility": "DVHComparator",
"api": "DVH Comparator",
"batchNumber": "",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"checkedAtUtc": "2026-05-18T00:00:00Z",
"checks": [
{
"parameter": "PatientID",
"value": "PT-2026-LUNG-01",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "StructureName",
"value": "PTV_60",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "MetricType",
"value": "D95",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "PlanValue",
"value": "58.5",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "RefValue",
"value": "60.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "TolerancePercent",
"value": "3.0",
"unit": "%",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "ToleranceAbsolute",
"value": "1.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
}
],
"criticalFindings": [],
"sourceFile": "input.csv"
}9. Тестовые сценарии OQ/PQ
| ID | Сценарий | Ожидаемый результат |
|---|---|---|
| TC-001 | Валидный CSV с заголовком и строкой из примера | Все строки обработаны; результат содержит PASS/WARNING/FAIL и детализацию по параметрам. |
| TC-002 | Отсутствует обязательная колонка из input.csv | Импорт отклоняется или строка получает FAIL со ссылкой на схему. |
| TC-003 | Числовое поле содержит текст или пустое значение | Фиксируется ошибка преобразования типа; результат не маскируется как PASS. |
| TC-004 | Параметр выходит за предел спецификации / критического лимита | Для критического параметра формируется FAIL; для некритического — WARNING согласно правилу. |
10. QA/QC, CSV и управление изменениями
- Перед применением на производстве клиент фиксирует версию исполняемого файла, контрольную сумму, версию спецификации/монографии, тестовый CSV, ожидаемый JSON и результаты IQ/OQ.
- Нельзя менять имена колонок без обновления валидатора и тестовых сценариев.
- Исходный CSV, output.json и версия утилиты должны храниться вместе как пакет доказательств.
- Любое изменение правил контроля должно проходить change control и повторную проверку OQ-сценариев.
Входит в пакеты
Radiation Physics QC Suite
Утилиты для расчётов активности, дозиметрии, источников брахитерапии, малых полей и параметров TG-43.
ОткрытьРадиология
Пакет для радиологии и диагностической визуализации: радиофармпрепараты, PET/SPECT, контрастные вещества, йодсодержащие и гадолиниевые препараты, а также проверки частиц, стерильности и эндотоксинов.
Открыть