GasMixingRatioAndHypoxiaRiskChecker

Gas Mixing Ratio & Hypoxia Risk Checker

medical_devices Hyperpolarized Xenon RPH Xe-129 medical gases CSV→JSON URS & FS rule-based
Открыть подборку

Описание утилиты: Gas Mixing Ratio & Hypoxia Risk Checker

Gas Mixing Ratio & Hypoxia Risk Checker — Анализатор соотношения газовых смесей и риска гипоксии

ℹ️  Утилита контролирует безопасность дыхательной смеси:
    • Уровень кислорода (≥19-21%)
    • Уровень ксенона (≤30% для бодрствующих)
    • Баланс газов (100%)
    • Индекс риска гипоксии

⚠️  КРИТИЧНО: Ксенон вытесняет кислород!
    Неправильная смесь ведет к быстрой потере сознания или гипоксии.

Использование:
  GasMixingRatioAndHypoxiaRiskChecker.exe                            → демо-режим (вывод в консоль)
  GasMixingRatioAndHypoxiaRiskChecker.exe input.csv output.json      → оценка ваших данных

Формат input.csv:
BatchNumber,ProductName,Xe_Conc_Percent,O2_Conc_Percent,N2_Conc_Percent,Min_O2_Level,Max_Xe_Level

Пример:
  XE-MIX-2026-001,HP-Xe-129 Mix,25.0,21.0,54.0,19.0,30.0

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Контроль газовой смеси критичен для безопасности пациента при HP-MRI:
• Ксенон является инертным газом, но в высоких концентрациях действует как анестетик
• При добавлении ксенона в дыхательную смесь пропорционально снижается доля кислорода
• Если уровень O2 падает ниже 19%, возникает риск гипоксии тканей
• Если уровень Xe превышает 30-35%, пациент может потерять сознание прямо в сканере
• Азот (N2) используется как буферный газ для балансировки давления и концентрации

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Кислород ≥19-21% — обязательное условие для дыхания без поддержки
• Ксенон ≤30% — предел для сохранения сознания у взрослого пациента
• Сумма всех газов должна быть равна 100% (контроль исправности датчиков)
• Автоматическая блокировка подачи газа при отклонении параметров

Ключевые особенности утилиты:
• Расчет индекса риска гипоксии в реальном времени
• Контроль анестезирующего порога ксенона
• Проверка целостности данных газового анализатора (Mass Balance)
• Поддержка различных протоколов смешивания (бинарные и тройные смеси)

Критические параметры:
• O2 Level: ≥19%
• Xe Level: ≤30%
• Total Sum: 100% ± 1%
• Hypoxia Risk Score: < 5

💡 Советы по использованию:
1. Используйте сертифицированные медицинские газовые анализаторы
2. Калибруйте датчики кислорода перед каждым рабочим днем
3. Настройте аварийную сигнализацию на падение O2 ниже 19%
4. Учитывайте физиологическое потребление кислорода пациентом при расчете длительности сеанса
5. Для пациентов с легочными заболеваниями повышайте минимальный порог O2 до 23-25%

⚠️ Особенность: В отличие от обычных лекарств, где доза измеряется в миллиграммах, здесь доза — это процентное содержание в каждом вдохе. Ошибка смесителя даже на 1-2% может иметь фатальные последствия за несколько минут. Утилита обеспечивает непрерывный мониторинг этого баланса.

input.csv

BatchNumber,ProductName,Xe_Conc_Percent,O2_Conc_Percent,N2_Conc_Percent,Min_O2_Level,Max_Xe_Level
XE-MIX-2026-001,HP-Xe-129 Diagnostic Mix,25.0,21.0,54.0,19.0,30.0
XE-MIX-2026-002,HP-Xe-129 High-Conc,35.0,18.0,47.0,19.0,30.0
XE-MIX-2026-003,HP-Xe-129 Safe Mix,20.0,25.0,55.0,19.0,30.0

URS & FS — пользовательские требования и функциональная спецификация

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты GasMixingRatioAndHypoxiaRiskChecker для объекта «Gas Mixing Ratio & Hypoxia Risk Checker». Пределы из исходного описания являются стартовой конфигурацией и до продуктивного применения должны быть сверены с утверждённой спецификацией, протоколом исследования, инструкцией к оборудованию и локальными SOP.

Предметные ограничения и критические параметры

  • O2 Level: ≥19%
  • Xe Level: ≤30%
  • Total Sum: 100% ± 1%
  • Hypoxia Risk Score: < 5

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приёмки
URS-001Утилита должна принимать input.csv с точными заголовками из контракта данных.HighФайл обрабатывается без ручного переименования колонок.
URS-002Утилита должна выполнять детерминированную проверку для «Gas Mixing Ratio & Hypoxia Risk Checker».HighДля каждой строки формируется PASS / WARNING / FAIL.
URS-003Обязательные поля, типы, диапазоны, единицы и согласованность данных должны проверяться до предметных правил.HighОшибки схемы отделены от несоответствий.
URS-004Критические пределы из описания и утверждённой локальной конфигурации должны приводить к critical finding.HighНарушение критического правила приводит к FAIL.
URS-005Результат должен формироваться в машинно-читаемом output.json.HighJSON содержит исходные значения, проверки, предупреждения и отказы.
URS-006Решение о соответствии не должно использовать машинное обучение.MediumРезультат воспроизводим по явным правилам и входным данным.
URS-007Должна сохраняться трассируемость серии, исходного файла, версии правил и итогового статуса.HighQA/QC может воспроизвести решение.
URS-008Утилита должна иметь ровно один основной портальный тег: medical_devices.MediumДругие теги api / instrumental / medical_devices отсутствуют.
URS-009Документация должна поддерживать IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSA/CSV-проверку.MediumКонтракт, тестовые сценарии и change-control правила доступны вместе с утилитой.

Контракт input.csv

#ПолеТипЕдиницаПримерНазначение
1BatchNumberstringas specifiedXE-MIX-2026-001Идентификатор серии/партии для трассируемости.
2ProductNamestringas specifiedHP-Xe-129 Diagnostic MixНаименование контролируемого продукта, газа, процедуры или оборудования.
3Xe_Conc_Percentdecimal%25.0Параметр ксенона: концентрация, изотопная доля, активность, объём или чистота в зависимости от поля.
4O2_Conc_Percentdecimal%21.0Содержание или поток кислорода; параметр безопасности дыхательной смеси и/или сохранения поляризации.
5N2_Conc_Percentdecimal%54.0Контролируемое поле input.csv: N2 Conc Percent.
6Min_O2_LeveldecimalL19.0Содержание или поток кислорода; параметр безопасности дыхательной смеси и/или сохранения поляризации.
7Max_Xe_LeveldecimalL30.0Параметр ксенона: концентрация, изотопная доля, активность, объём или чистота в зависимости от поля.
BatchNumber,ProductName,Xe_Conc_Percent,O2_Conc_Percent,N2_Conc_Percent,Min_O2_Level,Max_Xe_Level
XE-MIX-2026-001,HP-Xe-129 Diagnostic Mix,25.0,21.0,54.0,19.0,30.0
XE-MIX-2026-002,HP-Xe-129 High-Conc,35.0,18.0,47.0,19.0,30.0
XE-MIX-2026-003,HP-Xe-129 Safe Mix,20.0,25.0,55.0,19.0,30.0

FS — функциональная спецификация

IDФункцияРеализация
FS-001CLI executionGasMixingRatioAndHypoxiaRiskChecker.exe поддерживает demo mode и режим input.csv output.json.
FS-002CSV importЧтение UTF-8 CSV, проверка заголовка, количества и порядка колонок.
FS-003Schema validationПроверка обязательности, пустых значений, типов и базовой правдоподобности.
FS-004Domain rule engineПрименение явных правил для «Gas Mixing Ratio & Hypoxia Risk Checker» и локально утверждённых пределов.
FS-005Status aggregationFAIL при critical finding; WARNING при некритическом отклонении; PASS при полном соответствии.
FS-006JSON exportЗапись исходных значений, применённых правил, статусов, warnings, failures и версии конфигурации.
FS-007Audit supportСохранение структуры результата для review, расследования, IQ/OQ и change control.
FS-008Integration contractLIMS/ELN/MES или приборный wrapper формирует CSV; утилита возвращает JSON.

Пример output.json

{
  "utilityId": "gas-mixing-ratio-and-hypoxia-risk-checker",
  "primaryTag": "medical_devices",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "checks": [
    {
      "parameter": "BatchNumber",
      "value": "XE-MIX-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "ProductName",
      "value": "HP-Xe-129 Diagnostic Mix",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Xe_Conc_Percent",
      "value": "25.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "O2_Conc_Percent",
      "value": "21.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "N2_Conc_Percent",
      "value": "54.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Min_O2_Level",
      "value": "19.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Max_Xe_Level",
      "value": "30.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    }
  ],
  "warnings": [],
  "criticalFindings": []
}

OQ/PQ тестовые сценарии

IDСценарийОжидаемый результат
OQ-001Валидная строка из примераPASS или допустимый WARNING согласно локальным правилам.
OQ-002Отсутствует обязательная колонкаОшибка схемы; предметные проверки не маскируют ошибку.
OQ-003Нечисловое значение в числовом полеОшибка преобразования типа.
OQ-004Критический параметр за пределомFAIL и critical finding.
OQ-005Граничное значениеРезультат соответствует явно заданному оператору ≤ / ≥ / < / >.
PQ-001Реальные данные площадкиСогласованный QA/QC review с сохранением CSV, JSON, версии и контрольной суммы.

QA/QC и change control

  • Не менять имена колонок без обновления валидатора, документации и тестового набора.
  • Хранить input.csv, output.json, версию исполняемого файла, версию правил и контрольные суммы.
  • Перед продуктивным использованием выполнить локальную проверку пределов и IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSA.
  • Изменения, влияющие на безопасность пациента, дозиметрию, газовую смесь, поляризацию или оборудование, требуют документированного impact assessment.

Входит в пакеты

Rph Hyperpolarized Xenon Lifecycle QC Suite

29 утилит для полного жизненного цикла гиперполяризованного ксенона: изотопный состав и чистота газа, SEOP и поляризация, T1/хранение/транспорт, безопасное смешивание и подача, MRI/SPECT QC, дозиметрия, scavenging, recovery и recycling.

Открыть

RPH isotope family: xenon and gas tracers

Xe-127, Xe-129 и Xe-133 для ventilation, hyperpolarized imaging, gas QC и safety.

Открыть

RPH organ/system: печень, желчные пути и ЖКТ

HIDA, mebrofenin, gallbladder, gastric emptying, GI transit, bleeding и liver/spleen imaging.

Открыть

RPH organ/system: лёгкие и вентиляция

Lung perfusion, MAA, V/Q, aerosol, xenon ventilation, shunt и pulmonary dosimetry.

Открыть

RPH use case: ксенон, вентиляция и медицинские газы

Xe-129, Xe-133, Xe-127, гиперполяризация, SEOP, T1, mixing, scavenging, transport, recovery и вентиляционная визуализация.

Открыть