MUCalculatorVerifier
MU Calculator Verifier
MU Calculator Verifier — Независимая проверка Мониторных Единиц (AAPM TG-40) ℹ️ Утилита выполняет независимый ручной расчет Мониторных Единиц (MU) на основе основных дозиметрических параметров и сравнивает результат с данными системы планирования (TPS). ℹ️ Использует упрощенную формулу: MU = Dose / (Output * TPR/TMR * Wedge * Tray). ℹ️ Обработка: только ПЕРВАЯ запись в файле input.csv. ⚠️ Критично для безопасности! Ошибки ввода данных в TPS (неверное поле, забытый клин) являются частой причиной инцидентов. Независимый расчет — последний рубеж защиты. Использование: MUCalculatorVerifier.exe → демо-режим MUCalculatorVerifier.exe input.csv output.json → проверка данных (первая запись) Формат input.csv: PatientID,FieldName,PrescribedDoseGy,DepthCm,FieldSizeX,FieldSizeY,SSD,TPR_TMR,OutputFactor,WedgeFactor,TrayFactor,TPS_MU Пример (доза в Гр, размеры в см): PT-2026-BREAST-01,R_Tang_Med,2.0,1.5,10.0,15.0,100.0,0.985,1.02,0.75,1.0,268.5 — ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО? Перед каждым курсом ЛТ медицинский физик обязан проверить МУ независимо от TPS. • Человеческий фактор: оператор мог выбрать неверный профиль клина или размер поля. • Алгоритмические ошибки: TPS может некорректно учесть гетерогенности в простых случаях. • Сравнение позволяет выявить расхождения >2-3%, которые требуют расследования. • Автоматизация ускоряет рутинную проверку, избавляя от калькулятора и бумажных таблиц. ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО: • Допуск на разницу: обычно ≤2% (Warning), ≤3% (Fail). • Факторы (Output, TMR) должны браться из актуальных измеренных таблиц для данного ускорителя. • Наличие клиньев, блоков или лотков должно быть учтено множителями (<1.0). Критические параметры: • Разница МУ: <2% (OK), 2-3% (Warning), >3% (Fail) • Точность ввода факторов: влияние напрямую линейно • Учет SSD/TMR: правильная выбранная методика расчета ⚠️ Особенность: Утилита автоматически рассчитывает ожидаемые МУ и сравнивает их с планом. При расхождении >3% выдает статус FAIL с рекомендацией запретить лечение. Результат содержит статус и рекомендацию на двух языках (RU/EN).
input.csv
PatientID,FieldName,PrescribedDoseGy,DepthCm,FieldSizeX,FieldSizeY,SSD,TPR_TMR,OutputFactor,WedgeFactor,TrayFactor,TPS_MU PT-2026-BREAST-01,R_Tang_Med,2.0,1.5,10.0,15.0,100.0,0.985,1.02,0.75,1.0,268.5
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 MU Calculator Verifier применяется для объекта MU Calculator Verifier. 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, source calibration, TG-43
2. Режимы запуска
MUCalculatorVerifier.exe → демо-режим MUCalculatorVerifier.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 ввода данных в TPS (неверное поле, забытый клин) являются частой причиной инцидентов. Независимый расчет — последний рубеж защиты.
- Сравнение позволяет выявить расхождения >2-3%, которые требуют расследования.
- ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
- Допуск на разницу: обычно ≤2% (Warning), ≤3% (Fail).
- Факторы (Output, TMR) должны браться из актуальных измеренных таблиц для данного ускорителя.
- Наличие клиньев, блоков или лотков должно быть учтено множителями (<1.0).
- Критические параметры:
- Разница МУ: <2% (OK), 2-3% (Warning), >3% (Fail)
- Точность ввода факторов: влияние напрямую линейно
- Учет SSD/TMR: правильная выбранная методика расчета
- ⚠️ Особенность: Утилита автоматически рассчитывает ожидаемые МУ и сравнивает их с планом. При расхождении >3% выдает статус FAIL с рекомендацией запретить лечение. 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 MU Calculator Verifier 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-BREAST-01 | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 2 | FieldName | текст | as specified | Field Name | R_Tang_Med | обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой |
| 3 | PrescribedDoseGy | десятичное число | as specified | Prescribed Dose Gy | 2.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 4 | DepthCm | десятичное число | as specified | Depth Cm | 1.5 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 5 | FieldSizeX | десятичное число | as specified | Field Size X | 10.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 6 | FieldSizeY | десятичное число | as specified | Field Size Y | 15.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 7 | SSD | десятичное число | as specified | SSD | 100.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 8 | TPR_TMR | десятичное число | as specified | TPR TMR | 0.985 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 9 | OutputFactor | десятичное число | as specified | Output Factor | 1.02 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 10 | WedgeFactor | десятичное число | as specified | Wedge Factor | 0.75 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 11 | TrayFactor | десятичное число | as specified | Tray Factor | 1.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 12 | TPS_MU | десятичное число | as specified | TPS MU | 268.5 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
Пример CSV
PatientID,FieldName,PrescribedDoseGy,DepthCm,FieldSizeX,FieldSizeY,SSD,TPR_TMR,OutputFactor,WedgeFactor,TrayFactor,TPS_MU PT-2026-BREAST-01,R_Tang_Med,2.0,1.5,10.0,15.0,100.0,0.985,1.02,0.75,1.0,268.5
7. FS — функциональная спецификация
| ID | Функция | Описание реализации |
|---|---|---|
| FS-001 | CLI entry point | Исполняемый файл MUCalculatorVerifier.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 MU Calculator Verifier 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": "MUCalculatorVerifier",
"api": "MU Calculator Verifier",
"batchNumber": "",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"checkedAtUtc": "2026-05-18T00:00:00Z",
"checks": [
{
"parameter": "PatientID",
"value": "PT-2026-BREAST-01",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "FieldName",
"value": "R_Tang_Med",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "PrescribedDoseGy",
"value": "2.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "DepthCm",
"value": "1.5",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "FieldSizeX",
"value": "10.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "FieldSizeY",
"value": "15.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "SSD",
"value": "100.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "TPR_TMR",
"value": "0.985",
"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.
Открыть