BiofluidStabilityChecker

Biofluid Stability

Liquid Biopsy жидкостная биопсия cfDNA ctDNA CTC exosomes NGS qPCR

Описание утилиты: Biofluid Stability

Biofluid Stability Checker — Оценка стабильности биожидкостей

ℹ️  Утилита выполняет оценку пригодности биологических образцов (плазма, сыворотка, моча) для молекулярного анализа согласно стандартам CLSI и ISO 15189:
     • Время до обработки: Контроль интервала между венепункцией и стабилизацией образца (центрифугирование/заморозка).
     • Температурный режим: Проверка соблюдения холодовой цепи на преаналитическом этапе.
     • Циклы заморозки-разморозки: Учет количества термических стрессов, влияющих на целостность аналитов.
     • Гемолиз: Оценка степени разрушения эритроцитов, которое может ингибировать ПЦР или искажать спектрофотометрию.

⚠️  ВАЖНО: 
     • Нестабильные образцы приводят к ложноотрицательным результатам в жидкой биопсии.
     • Высвобождение геномной ДНК из лейкоцитов при длительном хранении цельной крови маскирует сигнал циркулирующей опухолевой ДНК.

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

Формат input.csv:
SampleID,BiofluidType,TargetAnalyte,TimeToProcessing_Hours,MaxTimeToProcessing_Hours,StorageTemp_C,MaxStorageTemp_C,FreezeThawCycles,MaxFreezeThawCycles,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex

Пример:
  LB-001,Plasma,ctDNA,1.5,2.0,4.0,25.0,0,1,10,50

📍 Область применения (Usage Where):
     • Лаборатории жидкой биопсии: Входной контроль качества образцов перед экстракцией.
     • Клинические испытания: Мониторинг соблюдения протокола сбора образцов в центрах.
     • Биобанкинг: Оценка пригодности архивных образцов для ретроспективных исследований.
     • Преаналитика: Обучение персонала правилам работы с биоматериалами.

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Преаналитические ошибки ответственны за значительную долю вариабельности результатов NGS и ПЦР.
Автоматизированная проверка позволяет отсеять некачественные образцы до начала дорогостоящего секвенирования.
Это экономит ресурсы лаборатории и повышает достоверность клинических выводов.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Time-to-Process: Для cfDNA критично <2 часов при комнатной температуре или использование специальных пробирок (Streck/PAXgene).
• Freeze-Thaw: Каждый цикл снижает концентрацию лабильных белков и фрагментирует ДНК.
• Hemolysis: Высокий индекс гемолиза (>50-100) часто делает образец непригодным для точного количественного анализа.
• Temperature: Отклонения от рекомендованной температуры ускоряют деградацию РНК.

Ключевые особенности утилиты:
• Комплексная оценка четырех ключевых параметров стабильности
• Гибкая настройка лимитов под тип аналита (ДНК, РНК, белок)
• Автоматическая классификация статуса (Stable/Unstable/Critical)
• Генерация отчетов для аудита преаналитического этапа
• Поддержка различных типов биожидкостей

Критические параметры:
• Time to Processing: < Spec Limit
• Storage Temp: < Spec Limit
• Freeze-Thaw Cycles: ≤ Spec Limit
• Hemolysis Index: < Spec Limit

💡 Советы по использованию:
1. Пробирки: Используйте пробирки со стабилизаторами для длительной транспортировки.
2. Центрифугирование: Выполняйте двойное центрифугирование для полного удаления клеточного дебриса.
3. Алиquotting: Разливайте образцы на аликвоты сразу после обработки, чтобы избежать лишних циклов заморозки.
4. Документирование: Фиксируйте время каждого этапа преаналитики в LIS.
5. Обучение: Регулярно обучайте медсестер и курьеров правилам обращения с образцами.

⚠️ Примечание: Данная утилита является инструментом контроля качества преаналитического этапа. Она не заменяет функциональные тесты качества экстракции, но гарантирует, что исходный материал был собран корректно.

input.csv

SampleID,BiofluidType,TargetAnalyte,TimeToProcessing_Hours,MaxTimeToProcessing_Hours,StorageTemp_C,MaxStorageTemp_C,FreezeThawCycles,MaxFreezeThawCycles,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex
LB-2026-PT-001,Plasma,ctDNA,1.5,2.0,4.0,25.0,0,1,10,50
LB-2026-PT-002,Serum,Protein Biomarker,4.0,2.0,22.0,25.0,2,1,120,50
LB-2026-PT-003,Urine,Metabolites,0.5,4.0,-80.0,25.0,0,3,0,100

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты BiofluidStabilityChecker для сценария Biofluid Stability Checker.

Предметные ограничения URS input.csv FS IQ/OQ/PQ

Предметные ограничения и критические параметры

Ниже приведены ключевые фрагменты исходного описания. Перед продуктивным применением пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье и локальными SOP.

ℹ️ Утилита выполняет оценку пригодности биологических образцов (плазма, сыворотка, моча) для молекулярного анализа согласно стандартам CLSI и ISO 15189:
⚠️ ВАЖНО:
⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Time-to-Process: Для cfDNA критично <2 часов при комнатной температуре или использование специальных пробирок (Streck/PAXgene).
• Hemolysis: Высокий индекс гемолиза (>50-100) часто делает образец непригодным для точного количественного анализа.
• Автоматическая классификация статуса (Stable/Unstable/Critical)
Критические параметры:
• Time to Processing: < Spec Limit
• Storage Temp: < Spec Limit
• Freeze-Thaw Cycles: ≤ Spec Limit
• Hemolysis Index: < Spec Limit

URS — пользовательские требования

ID	Требование	Критичность	Критерий приемки
URS-001	Утилита должна принимать файл input.csv для Biofluid Stability Checker с заголовками, определёнными в контракте данных.	High	Файл обрабатывается без ручного изменения заголовков.
URS-002	Утилита должна выполнять детерминированную оценку QC/ОКК без машинного обучения и без вероятностного принятия решения о соответствии.	High	При одинаковых входных данных, версии правил и конфигурации результат полностью воспроизводим.
URS-003	Утилита должна валидировать обязательные поля, типы данных, диапазоны, единицы измерения и предметную правдоподобность значений.	High	Ошибки схемы, преобразования и диапазона явно отражаются в результате.
URS-004	Утилита должна применять предметные пределы и правила из описания, утверждённой спецификации, регистрационного досье и локальных SOP.	High	Каждая проверка имеет результат PASS/WARNING/FAIL и понятное сообщение.
URS-005	Утилита должна формировать output.json с машинно-читаемыми результатами, исходными значениями, предупреждениями, отказами и критическими находками.	High	JSON пригоден для LIMS/ELN/MES-интеграции и QA/QC review.
URS-006	Утилита должна сохранять трассируемость между серией/образцом, входным файлом, применёнными правилами и итоговым статусом.	High	Выход содержит идентификаторы, список параметров и audit metadata.
URS-007	Документация должна поддерживать подготовку IQ/OQ/PQ, CSV/CSA и обсуждение с инспекторами или внутренним QA.	Medium	URS, FS, контракт input/output и тестовые сценарии поставляются вместе с утилитой.
URS-008	Утилита должна использоваться как decision-support инструмент QC, а не как замена утверждённым спецификациям и выпускному решению Qualified Person/QA.	Medium	В документации указан контроль change control и необходимость сверки пределов.

Контракт input.csv

#	Поле	Тип	Пример	Назначение
1	`SampleID`	string / controlled vocabulary	`LB-2026-PT-001`	Идентификатор образца или лабораторной пробы.
2	`BiofluidType`	string / controlled vocabulary	`Plasma`	Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
3	`TargetAnalyte`	string / controlled vocabulary	`ctDNA`	Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
4	`TimeToProcessing_Hours`	integer / decimal	`1.5`	Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа.
5	`MaxTimeToProcessing_Hours`	integer / decimal	`2.0`	Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа.
6	`StorageTemp_C`	decimal	`4.0`	Температурный профиль/MKT; параметр хранения, перевозки и стабильности.
7	`MaxStorageTemp_C`	decimal	`25.0`	Температурный профиль/MKT; параметр хранения, перевозки и стабильности.
8	`FreezeThawCycles`	integer / decimal	`0`	Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
9	`MaxFreezeThawCycles`	integer / decimal	`1`	Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
10	`HemolysisIndex`	decimal	`10`	Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
11	`MaxHemolysisIndex`	decimal	`50`	Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.

SampleID,BiofluidType,TargetAnalyte,TimeToProcessing_Hours,MaxTimeToProcessing_Hours,StorageTemp_C,MaxStorageTemp_C,FreezeThawCycles,MaxFreezeThawCycles,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex
LB-2026-PT-001,Plasma,ctDNA,1.5,2.0,4.0,25.0,0,1,10,50
LB-2026-PT-002,Serum,Protein Biomarker,4.0,2.0,22.0,25.0,2,1,120,50
LB-2026-PT-003,Urine,Metabolites,0.5,4.0,-80.0,25.0,0,3,0,100

Правила валидации входных данных

ID	Поле	Правило	Критичность
VR-001	`SampleID`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	High
VR-002	`BiofluidType`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	High
VR-003	`TargetAnalyte`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	High
VR-004	`TimeToProcessing_Hours`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-005	`MaxTimeToProcessing_Hours`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-006	`StorageTemp_C`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-007	`MaxStorageTemp_C`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-008	`FreezeThawCycles`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-009	`MaxFreezeThawCycles`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-010	`HemolysisIndex`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium
VR-011	`MaxHemolysisIndex`	Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.	Medium

FS — функциональная спецификация

ID	Функция	Реализация
FS-001	CLI execution	Поддержать режимы запуска: demo mode без аргументов и production mode input.csv output.json.
FS-002	CSV import	Прочитать input.csv в UTF-8/CSV-совместимом формате, проверить наличие заголовка и ожидаемых колонок.
FS-003	Schema validation	Проверить обязательные поля, количество колонок, неизвестные ключевые поля и пустые обязательные значения.
FS-004	Type conversion	Преобразовать числовые, флаговые и текстовые значения; некорректный формат фиксировать как ошибку строки.
FS-005	Domain rule engine	Применить правила для Biofluid Stability Checker, включая критические пределы из описания и утверждённой спецификации.
FS-006	Status aggregation	Сформировать итоговый статус: FAIL при критическом отказе, WARNING при некритическом отклонении, PASS при соответствии.
FS-007	JSON export	Записать output.json с детализацией проверок, исходными значениями, предупреждениями, отказами и critical findings.
FS-008	Audit support	Сохранять структуру результата пригодной для review, расследования отклонений и воспроизведения расчёта.
FS-009	Integration contract	Поддержать сценарий LIMS/ELN/MES → input.csv → utility → output.json → portal/admin review.
FS-010	Error handling	Возвращать явные сообщения для отсутствующего файла, пустого CSV, неверной схемы, ошибки записи output.json и некорректного формата.

Пример output.json

{
  "utilityId": "biofluidstabilitychecker",
  "utilityFolder": "BiofluidStabilityChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "SampleID",
      "value": "LB-2026-PT-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "BiofluidType",
      "value": "Plasma",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "TargetAnalyte",
      "value": "ctDNA",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "TimeToProcessing_Hours",
      "value": "1.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "MaxTimeToProcessing_Hours",
      "value": "2.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "StorageTemp_C",
      "value": "4.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "MaxStorageTemp_C",
      "value": "25.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "FreezeThawCycles",
      "value": "0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    },
    {
      "parameter": "MaxFreezeThawCycles",
      "value": "1",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-009"
    },
    {
      "parameter": "HemolysisIndex",
      "value": "10",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-010"
    },
    {
      "parameter": "MaxHemolysisIndex",
      "value": "50",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-011"
    }
  ],
  "criticalFindings": [],
  "warnings": [],
  "audit": {
    "inputHash": "sha256:<calculated at runtime>",
    "rulesVersion": "<utility executable version>",
    "documentation": "BiofluidStabilityChecker.documentation.html"
  }
}

Матрица трассируемости

URS	FS	Тест	Подтверждение
URS-001	FS-001, FS-002	OQ-001	Проверить запуск и импорт валидного input.csv.
URS-002	FS-005, FS-006	OQ-004	Повторить один и тот же набор данных и сравнить output.json.
URS-003	FS-003, FS-004, FS-010	OQ-002, OQ-003	Проверить отсутствующие колонки и неверные типы.
URS-004	FS-005, FS-006	OQ-004, PQ-001	Проверить критические отклонения по реальным/граничным данным.
URS-005	FS-007, FS-009	OQ-005	Проверить JSON schema и пригодность для downstream-систем.
URS-006	FS-008	OQ-006	Проверить наличие идентификаторов и audit metadata.
URS-007	FS-008, FS-010	IQ-001, OQ-007	Проверить комплектность документации и control evidence.
URS-008	FS-005, FS-008	PQ-002	Проверить review workflow и запрет автоматической замены QA-решения.

IQ/OQ/PQ тестовые сценарии

ID	Сценарий	Ожидаемый результат
IQ-001	Проверить наличие executable, input.csv, документации и контрольной суммы.	Комплект поставки полон; версия зафиксирована.
OQ-001	Валидная строка из примера input.csv.	PASS или допустимый WARNING согласно правилам.
OQ-002	Удалить обязательную колонку из CSV.	Ошибка схемы или FAIL с указанием отсутствующей колонки.
OQ-003	Внести нечисловое значение в числовое поле.	Ошибка преобразования типа с указанием строки/поля.
OQ-004	Значение критического параметра вывести за предел.	FAIL и critical finding.
OQ-005	Проверить структуру output.json.	Все обязательные секции присутствуют, JSON валиден.
OQ-006	Проверить трассируемость серии/образца.	Идентификаторы входа и результатов совпадают.
PQ-001	Проверить 3–5 реальных партий/образцов пользователя.	Результат подтверждён QC/QA review.
PQ-002	Проверить workflow отклонения и ручного QA-решения.	Утилита поддерживает review, но не заменяет утверждённое решение.

QA/QC и change control

Не менять имена колонок без обновления валидатора, документации и тестового набора.
Хранить input.csv, output.json, версию исполняемого файла и контрольную сумму.
Перед продуктивным использованием провести IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSV/CSA-проверку.
Критические пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье и локальными SOP.
Утилита предоставляет формализованный QC decision support, но окончательное решение выпуска остаётся за QA/QP и утверждёнными процедурами.

Входит в пакеты

Жидкостная биопсия

Пакет для QC и преданалитического контроля жидкостной биопсии: cfDNA/ctDNA, CTC, EV/exosomes, метилирование, NGS/qPCR/ddPCR, контроль образцов, контаминации, чувствительности и отчётности.

Открыть