T1RelaxationKineticsPredictor

T1 Relaxation Kinetics Predictor

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

Описание утилиты: T1 Relaxation Kinetics Predictor

T1 Relaxation Kinetics Predictor — Предиктор кинетики релаксации T1 для гиперполяризованного ксенона

ℹ️  Утилита прогнозирует время жизни гиперполяризации:
    • Влияние кислорода (парамагнитное тушение)
    • Влияние качества стенок флакона
    • Прогноз уровня поляризации к моменту сканирования
    • Расчет времени до падения ниже порога

⚠️  КРИТИЧНО: Кислород сокращает T1 в десятки раз!
    Даже 100 ppm O2 могут сделать газ непригодным за час.

Использование:
  T1RelaxationKineticsPredictor.exe                            → демо-режим (вывод в консоль)
  T1RelaxationKineticsPredictor.exe input.csv output.json      → оценка ваших данных

Формат input.csv:
BatchNumber,ProductName,Initial_Pol_Percent,O2_ppm,Temperature_C,Field_T,Surface_Factor,Target_Time_H,Min_Req_Pol

Пример:
  T1-PRED-2026-001,Xe-129 Mix,40,10,20,1.5,0.95,2,5

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Прогнозирование T1 критично для логистики HP-MRI:
• Гиперполяризованный ксенон нестабилен и стремится к тепловому равновесию
• Скорость этого процесса (T1) зависит от состава газа и условий хранения
• Если T1 слишком короток, газ потеряет сигнал до того, как пациент успеет его вдохнуть
• Утилита позволяет рассчитать "окно возможности" для проведения исследования
• Помогает принять решение: использовать газ сейчас или забраковать партию

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Кислород является сильным парамагнетиком и главным врагом T1
• Качество покрытия флакона определяет частоту релаксации при столкновениях
• Прогноз должен учитывать реальное время транспортировки и подготовки
• Минимальный порог поляризации зависит от чувствительности МРТ-сканера

Ключевые особенности утилиты:
• Физическая модель релаксации с учетом примесей и стенок
• Прогноз остаточной поляризации на заданный момент времени
• Расчет времени до достижения критического порога
• Оценка влияния факторов среды (O2, температура)

Критические параметры:
• Predicted T1: > Target Time
• Predicted Pol: > Min Required
• O2 Impact Factor: < 2.0
• Time to Threshold: > Target Time

💡 Советы по использованию:
1. Всегда используйте максимально точные данные по содержанию кислорода
2. Учитывайте реальное качество флаконов (сертифицированные vs обычные)
3. Закладывайте временной буфер на непредвиденные задержки в клинике
4. При высоком содержании O2 рассмотрите возможность дополнительной очистки газа
5. Используйте прогноз для планирования расписания пациентов

⚠️ Особенность: В отличие от обычных лекарств с фиксированным сроком годности, здесь "срок годности" динамически меняется каждую секунду в зависимости от условий. Утилита превращает сложную физику в понятный график пригодности газа для клинического использования.

input.csv

BatchNumber,ProductName,Initial_Pol_Percent,O2_ppm,Temperature_C,Field_T,Surface_Factor,Target_Time_H,Min_Req_Pol
T1-PRED-2026-001,Xe-129 (90%) + N2,40,10,20,1.5,0.95,2,5
T1-PRED-2026-002,Xe-129 (High O2),40,200,20,1.5,0.95,2,5
T1-PRED-2026-003,Xe-129 (Bad Vial),40,10,20,1.5,0.5,2,5

URS & FS — пользовательские требования и функциональная спецификация

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты T1RelaxationKineticsPredictor для объекта «T1 Relaxation Kinetics Predictor». 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

Predicted T1: > Target Time
Predicted Pol: > Min Required
O2 Impact Factor: < 2.0
Time to Threshold: > Target Time

URS — пользовательские требования

ID	Требование	Критичность	Критерий приёмки
URS-001	Утилита должна принимать `input.csv` с точными заголовками из контракта данных.	High	Файл обрабатывается без ручного переименования колонок.
URS-002	Утилита должна выполнять детерминированную проверку для «T1 Relaxation Kinetics Predictor».	High	Для каждой строки формируется PASS / WARNING / FAIL.
URS-003	Обязательные поля, типы, диапазоны, единицы и согласованность данных должны проверяться до предметных правил.	High	Ошибки схемы отделены от несоответствий.
URS-004	Критические пределы из описания и утверждённой локальной конфигурации должны приводить к critical finding.	High	Нарушение критического правила приводит к FAIL.
URS-005	Результат должен формироваться в машинно-читаемом `output.json`.	High	JSON содержит исходные значения, проверки, предупреждения и отказы.
URS-006	Решение о соответствии не должно использовать машинное обучение.	Medium	Результат воспроизводим по явным правилам и входным данным.
URS-007	Должна сохраняться трассируемость серии, исходного файла, версии правил и итогового статуса.	High	QA/QC может воспроизвести решение.
URS-008	Утилита должна иметь ровно один основной портальный тег: `instrumental`.	Medium	Другие теги api / instrumental / medical_devices отсутствуют.
URS-009	Документация должна поддерживать IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSA/CSV-проверку.	Medium	Контракт, тестовые сценарии и change-control правила доступны вместе с утилитой.

Контракт input.csv

#	Поле	Тип	Единица	Пример	Назначение
1	`BatchNumber`	string	as specified	`T1-PRED-2026-001`	Идентификатор серии/партии для трассируемости.
2	`ProductName`	string	as specified	`Xe-129 (90%) + N2`	Наименование контролируемого продукта, газа, процедуры или оборудования.
3	`Initial_Pol_Percent`	decimal	%	`40`	Показатель уровня, потери или целевого значения гиперполяризации Xe-129.
4	`O2_ppm`	decimal	ppm	`10`	Содержание или поток кислорода; параметр безопасности дыхательной смеси и/или сохранения поляризации.
5	`Temperature_C`	decimal	°C	`20`	Температурный параметр хранения, транспортировки или процесса.
6	`Field_T`	decimal	as specified	`1.5`	Параметр магнитного поля или его однородности.
7	`Surface_Factor`	decimal	as specified	`0.95`	Контролируемое поле input.csv: Surface Factor.
8	`Target_Time_H`	decimal	h	`2`	Временной параметр процесса, релаксации, накачки или исследования.
9	`Min_Req_Pol`	decimal	as specified	`5`	Показатель уровня, потери или целевого значения гиперполяризации Xe-129.

BatchNumber,ProductName,Initial_Pol_Percent,O2_ppm,Temperature_C,Field_T,Surface_Factor,Target_Time_H,Min_Req_Pol
T1-PRED-2026-001,Xe-129 (90%) + N2,40,10,20,1.5,0.95,2,5
T1-PRED-2026-002,Xe-129 (High O2),40,200,20,1.5,0.95,2,5
T1-PRED-2026-003,Xe-129 (Bad Vial),40,10,20,1.5,0.5,2,5

FS — функциональная спецификация

ID	Функция	Реализация
FS-001	CLI execution	`T1RelaxationKineticsPredictor.exe` поддерживает demo mode и режим `input.csv output.json`.
FS-002	CSV import	Чтение UTF-8 CSV, проверка заголовка, количества и порядка колонок.
FS-003	Schema validation	Проверка обязательности, пустых значений, типов и базовой правдоподобности.
FS-004	Domain rule engine	Применение явных правил для «T1 Relaxation Kinetics Predictor» и локально утверждённых пределов.
FS-005	Status aggregation	FAIL при critical finding; WARNING при некритическом отклонении; PASS при полном соответствии.
FS-006	JSON export	Запись исходных значений, применённых правил, статусов, warnings, failures и версии конфигурации.
FS-007	Audit support	Сохранение структуры результата для review, расследования, IQ/OQ и change control.
FS-008	Integration contract	LIMS/ELN/MES или приборный wrapper формирует CSV; утилита возвращает JSON.

Пример output.json

{
  "utilityId": "t1-relaxation-kinetics-predictor",
  "primaryTag": "instrumental",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "checks": [
    {
      "parameter": "BatchNumber",
      "value": "T1-PRED-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "ProductName",
      "value": "Xe-129 (90%) + N2",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Initial_Pol_Percent",
      "value": "40",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "O2_ppm",
      "value": "10",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Temperature_C",
      "value": "20",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Field_T",
      "value": "1.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Surface_Factor",
      "value": "0.95",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Target_Time_H",
      "value": "2",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    }
  ],
  "warnings": [],
  "criticalFindings": []
}

OQ/PQ тестовые сценарии

ID	Сценарий	Ожидаемый результат
OQ-001	Валидная строка из примера	PASS или допустимый WARNING согласно локальным правилам.
OQ-002	Отсутствует обязательная колонка	Ошибка схемы; предметные проверки не маскируют ошибку.
OQ-003	Нечисловое значение в числовом поле	Ошибка преобразования типа.
OQ-004	Критический параметр за пределом	FAIL и critical finding.
OQ-005	Граничное значение	Результат соответствует явно заданному оператору ≤ / ≥ / < / >.
PQ-001	Реальные данные площадки	Согласованный 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: 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

RPH workflow: дозиметрия и планирование терапии

Activity planning, absorbed dose, organ dose, lung shunt, preplanning и therapy verification.

Открыть

RPH workflow: imaging QC и количественная интерпретация

Acquisition, uptake, clearance, perfusion, transit, ejection fraction, segmentation и quantitative imaging.

Открыть

RPH workflow: product release QC

Assay, purity, sterility, endotoxins, pH, impurities, appearance и batch-release checks.

Открыть

RPH workflow: стабильность, хранение, распад и отходы

Kinetic stability, shelf life, decay correction, expiry, storage, trend и radioactive waste.

Открыть