URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация
Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты PlasmaInputVolumeChecker для сценария Plasma Input Volume Checker.
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.
- • Available Volume ≥ Protocol Minimum: Фактический объем против требования протокола.
- • Hemolysis Index ≤ 50: Гемолиз увеличивает gDNA фон, снижая эффективную долю cfDNA.
- • Lipemia Index ≤ 100: Липемия может ингибировать экстракцию и подготовку библиотеки.
- • Recollection Possible: Возможность повторного забора определяет тактику.
- ⚠️ ВАЖНО:
- • Для MRD (LOD 0.01%) обычно требуется ≥2–4 мл плазмы. Меньше = LOD недостижим.
- • Гемолиз >50 снижает эффективный выход cfDNA на 20–40%.
- • Планирование забора: Определение необходимого объема для целевого LOD.
URS — пользовательские требования
| ID | Требование | Критичность | Критерий приемки |
|---|
| URS-001 | Утилита должна принимать файл input.csv для Plasma Input Volume 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 | PV-2026-001 | Идентификатор образца или лабораторной пробы. |
| 2 | PatientID | string / controlled vocabulary | PAT-LUNG-042 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 3 | OrderedTest | string / controlled vocabulary | MRD_Signatera | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 4 | ClinicalContext | string / controlled vocabulary | MRD | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 5 | PlasmaVolumeAvailable_mL | decimal | 4.0 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 6 | ProtocolMinVolume_mL | decimal | 2.0 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 7 | OptimalVolume_mL | decimal | 4.0 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 8 | DeadVolume_mL | decimal | 0.2 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 9 | EffectiveVolume_mL | decimal | 3.8 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 10 | TargetLOD_VAF_Percent | decimal | 0.01 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 11 | CfDNA_Concentration_ng_mL | decimal | 18.0 | Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска. |
| 12 | GenomeEquivalents_PerML | decimal | 660 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 13 | ExtractionEfficiency_Percent | decimal | 75 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 14 | LibraryPrepEfficiency_Percent | decimal | 55 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 15 | HemolysisIndex | decimal | 5 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 16 | MaxHemolysisIndex | decimal | 50 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 17 | LipemiaIndex | decimal | 8 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 18 | MaxLipemiaIndex | decimal | 100 | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 19 | SampleRecollect_Possible | string / controlled vocabulary | true | Идентификатор образца или лабораторной пробы. |
| 20 | TubeType | string / controlled vocabulary | Streck | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 21 | TimeToProcessing_Hours | integer / decimal | 2.0 | Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа. |
| 22 | MaxTimeToProcessing_Hours | integer / decimal | 72 | Временной параметр процесса, инкубации, хранения или анализа. |
| 23 | Priority | string / controlled vocabulary | Routine | Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил. |
| 24 | IsOnlyAvailableSample | string / controlled vocabulary | false | Идентификатор образца или лабораторной пробы. |
SampleID,PatientID,OrderedTest,ClinicalContext,PlasmaVolumeAvailable_mL,ProtocolMinVolume_mL,OptimalVolume_mL,DeadVolume_mL,EffectiveVolume_mL,TargetLOD_VAF_Percent,CfDNA_Concentration_ng_mL,GenomeEquivalents_PerML,ExtractionEfficiency_Percent,LibraryPrepEfficiency_Percent,HemolysisIndex,MaxHemolysisIndex,LipemiaIndex,MaxLipemiaIndex,SampleRecollect_Possible,TubeType,TimeToProcessing_Hours,MaxTimeToProcessing_Hours,Priority,IsOnlyAvailableSample
PV-2026-001,PAT-LUNG-042,MRD_Signatera,MRD,4.0,2.0,4.0,0.2,3.8,0.01,18.0,660,75,55,5,50,8,100,true,Streck,2.0,72,Routine,false
PV-2026-002,PAT-CRC-055,MRD_Signatera,MRD,1.0,2.0,4.0,0.2,0.8,0.01,12.0,660,70,50,15,50,12,100,false,EDTA,3.0,4,STAT,true
PV-2026-003,PAT-BRCA-061,Guardant360,Resistance,2.5,2.0,4.0,0.3,2.2,0.5,22.0,660,65,45,48,50,25,100,true,Streck,18.0,72,Routine,false
Правила валидации входных данных
| ID | Поле | Правило | Критичность |
|---|
| VR-001 | SampleID | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | High |
| VR-002 | PatientID | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | High |
| VR-003 | OrderedTest | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | High |
| VR-004 | ClinicalContext | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-005 | PlasmaVolumeAvailable_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-006 | ProtocolMinVolume_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-007 | OptimalVolume_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-008 | DeadVolume_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-009 | EffectiveVolume_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-010 | TargetLOD_VAF_Percent | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-011 | CfDNA_Concentration_ng_mL | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-012 | GenomeEquivalents_PerML | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-013 | ExtractionEfficiency_Percent | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-014 | LibraryPrepEfficiency_Percent | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-015 | HemolysisIndex | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-016 | MaxHemolysisIndex | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-017 | LipemiaIndex | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-018 | MaxLipemiaIndex | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-019 | SampleRecollect_Possible | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-020 | TubeType | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-021 | TimeToProcessing_Hours | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-022 | MaxTimeToProcessing_Hours | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-023 | Priority | Поле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме. | Medium |
| VR-024 | IsOnlyAvailableSample | 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 Plasma Input Volume 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": "plasmainputvolumechecker",
"utilityFolder": "PlasmaInputVolumeChecker",
"package": "LiquidBiopsy",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"sourceFile": "input.csv",
"processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
"checks": [
{
"parameter": "SampleID",
"value": "PV-2026-001",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-001"
},
{
"parameter": "PatientID",
"value": "PAT-LUNG-042",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-002"
},
{
"parameter": "OrderedTest",
"value": "MRD_Signatera",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-003"
},
{
"parameter": "ClinicalContext",
"value": "MRD",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-004"
},
{
"parameter": "PlasmaVolumeAvailable_mL",
"value": "4.0",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-005"
},
{
"parameter": "ProtocolMinVolume_mL",
"value": "2.0",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-006"
},
{
"parameter": "OptimalVolume_mL",
"value": "4.0",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-007"
},
{
"parameter": "DeadVolume_mL",
"value": "0.2",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-008"
},
{
"parameter": "EffectiveVolume_mL",
"value": "3.8",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-009"
},
{
"parameter": "TargetLOD_VAF_Percent",
"value": "0.01",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-010"
},
{
"parameter": "CfDNA_Concentration_ng_mL",
"value": "18.0",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-011"
},
{
"parameter": "GenomeEquivalents_PerML",
"value": "660",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Deterministic rule-based check result",
"ruleReference": "FS-RULE-012"
}
],
"criticalFindings": [],
"warnings": [],
"audit": {
"inputHash": "sha256:<calculated at runtime>",
"rulesVersion": "<utility executable version>",
"documentation": "PlasmaInputVolumeChecker.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.