TG43ParameterChecker
TG43 Parameter
TG-43 Parameter Checker — Валидация параметров брахитерапии (AAPM TG-43U1)
ℹ️ Утилита проверяет физическую корректность ключевых параметров формализма TG-43: константы скорости дозы (Λ), радиальной дозовой функции g(r) и функции анизотропии F(r,θ).
ℹ️ Выявляет ошибки ввода, невозможные физические значения и отклонения от типичных диапазонов для Ir-192, I-125, Pd-103.
ℹ️ Обработка: только ПЕРВАЯ запись в файле input.csv.
⚠️ Критично для безопасности! Ошибки в таблицах параметров приводят к систематическим ошибкам расчета дозы во всей системе планирования (TPS).
Использование:
TG43ParameterChecker.exe → демо-режим
TG43ParameterChecker.exe input.csv output.json → проверка данных (первая запись)
Формат input.csv:
SourceModel,Radionuclide,AirKermaStrength,DoseRateConstant,GeometryFactor,RadialDoseFunction,AnisotropyFunction,RadiusCm,AngleDeg
Пример (Ir-192, точка 1 см, 90 град):
mHDR-v2,Ir192,35000.0,1.108,0.985000,0.9950,0.9800,1.0,90.0
— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
При вводе новых источников в TPS физик загружает таблицы параметров.
• Человеческий фактор: возможна опечатка в десятичной точке или перепутаны столбцы.
• Физическая несостоятельность: g(r) не может быть отрицательной, F(r,θ) не может быть > 1.2.
• Константа скорости дозы (Λ) строго определена для каждого типа нуклида.
• Автоматическая проверка отсекает грубые ошибки до начала клинического использования.
⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Λ для Ir-192: ~1.108 ± 5%. Значения вне 1.0–1.2 подозрительны.
• g(r): Всегда > 0. Резкие скачки указывают на ошибку интерполяции.
• F(r,θ): Диапазон [0, 1], на экваторе (90°) близко к 1. Значения > 1.1 требуют проверки.
• Геометрический фактор G(r,θ): Всегда > 0.
Критические параметры:
• Dose Rate Constant: Строгий диапазон в зависимости от нуклида
• Radial Dose Function: > 0
• Anisotropy Function: [0, 1.2]
⚠️ Особенность: Утилита использует эвристические правила на основе публикаций AAPM TG-43U1 и обновлений (Rivard et al.). При обнаружении аномалий выдает статус FAIL/WARNING. Результат содержит статус и рекомендацию на двух языках (RU/EN).
input.csv
SourceModel,Radionuclide,AirKermaStrength,DoseRateConstant,GeometryFactor,RadialDoseFunction,AnisotropyFunction,RadiusCm,AngleDeg mHDR-v2,Ir192,35000.0,1.108,0.985000,0.9950,0.9800,1.0,90.0
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 TG43 Parameter Checker применяется для объекта TG43 Parameter. 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
TG43ParameterChecker.exe → демо-режим TG43ParameterChecker.exe input.csv output.json → проверка 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 безопасности! Ошибки в таблицах параметров приводят к систематическим ошибкам расчета дозы во всей системе планирования (TPS).
- Физическая несостоятельность: g(r) не может быть отрицательной, F(r,θ) не может быть > 1.2.
- ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
- Λ для Ir-192: ~1.108 ± 5%. Значения вне 1.0–1.2 подозрительны.
- g(r): Всегда > 0. Резкие скачки указывают на ошибку интерполяции.
- F(r,θ): Диапазон [0, 1], на экваторе (90°) близко к 1. Значения > 1.1 требуют проверки.
- Геометрический фактор G(r,θ): Всегда > 0.
- Критические параметры:
- Dose Rate Constant: Строгий диапазон в зависимости от нуклида
- Radial Dose Function: > 0
- Anisotropy Function: [0, 1.2]
- ⚠️ Особенность: Утилита использует эвристические правила на основе публикаций AAPM TG-43U1 и обновлений (Rivard et al.). При обнаружении аномалий выдает статус FAIL/WARNING. Результат содержит статус 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 TG43 Parameter 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 | SourceModel | текст | as specified | Source Model | mHDR-v2 | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 2 | Radionuclide | текст | as specified | Radionuclide | Ir192 | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 3 | AirKermaStrength | десятичное число | as specified | Air Kerma Strength | 35000.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 4 | DoseRateConstant | десятичное число | as specified | Dose Rate Constant | 1.108 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 5 | GeometryFactor | десятичное число | as specified | Geometry Factor | 0.985000 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 6 | RadialDoseFunction | десятичное число | as specified | Radial Dose Function | 0.9950 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 7 | AnisotropyFunction | десятичное число | as specified | Anisotropy Function | 0.9800 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 8 | RadiusCm | десятичное число | as specified | Radius Cm | 1.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 9 | AngleDeg | десятичное число | as specified | Angle Deg | 90.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
Пример CSV
SourceModel,Radionuclide,AirKermaStrength,DoseRateConstant,GeometryFactor,RadialDoseFunction,AnisotropyFunction,RadiusCm,AngleDeg mHDR-v2,Ir192,35000.0,1.108,0.985000,0.9950,0.9800,1.0,90.0
7. FS — функциональная спецификация
| ID | Функция | Описание реализации |
|---|---|---|
| FS-001 | CLI entry point | Исполняемый файл TG43ParameterChecker.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 TG43 Parameter 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": "TG43ParameterChecker",
"api": "TG43 Parameter",
"batchNumber": "",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"checkedAtUtc": "2026-05-18T00:00:00Z",
"checks": [
{
"parameter": "SourceModel",
"value": "mHDR-v2",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "Radionuclide",
"value": "Ir192",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "AirKermaStrength",
"value": "35000.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "DoseRateConstant",
"value": "1.108",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "GeometryFactor",
"value": "0.985000",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "RadialDoseFunction",
"value": "0.9950",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "AnisotropyFunction",
"value": "0.9800",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "RadiusCm",
"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. |
| TC-008 | Некорректная активность, время отсчёта или радиохимическая чистота | Формируется FAIL/WARNING с расчётной трассировкой. |
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