TG43ParameterChecker

TG43 Parameter

activity brachytherapy dosimetry radiopharma source calibration TG-43
Открыть подборку

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.

Утилита: TG43ParameterCheckerAPI / объект: TG43 ParameterКатегория: Radiation physics

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).
Пределы, указанные в описании, должны быть сверены с актуальной утверждённой спецификацией, фармакопейной монографией и регистрационным досье перед продуктивным применением.

5. URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Система должна принимать файл input.csv для TG43 Parameter с точным набором колонок, перечисленным в разделе «Контракт входных данных».HighФайл с корректным заголовком читается без ручного редактирования; отсутствие обязательной колонки приводит к FAIL/ошибке импорта.
URS-002Система должна обрабатывать запуск без аргументов в демонстрационном режиме и запуск с аргументами input.csv output.json для пользовательских данных.MediumОба сценария запуска дают предсказуемый результат или понятное сообщение об ошибке.
URS-003Система должна выполнять rule-based контроль по областям: pH и физико-химические параметры, радиоактивность, распад и радиохимическая чистота.HighКаждый контролируемый параметр получает статус и сообщение; результат не зависит от скрытых Excel-формул или ML.
URS-004Система должна сохранять трассируемость между серией/партией, исходными значениями, применёнными правилами и итоговым вердиктом.HighВ выходе присутствуют идентификатор серии, исходные значения, статусы параметров и критические находки.
URS-005Система должна формировать машинно-читаемый output.json для LIMS/ELN/MES, batch record и QA/QC review.HighJSON содержит общий статус, массив проверок, предупреждения, отказы и ссылку на исходный файл.
URS-006Система должна поддерживать применение в валидационном пакете клиента: URS/FS, IQ/OQ-подготовка, проверка установки и операционных сценариев.HighДокумент, тестовые сценарии и воспроизводимый CSV/JSON-поток пригодны для аудита и внутреннего согласования.
URS-007Система должна явно отделять технические ошибки данных от предметных несоответствий спецификации.MediumОшибки 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.

#КолонкаТипЕд.ОписаниеПримерПравило контроля
1SourceModelтекстas specifiedSource ModelmHDR-v2обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой
2Radionuclideтекстas specifiedRadionuclideIr192обязательное значение; формат и допустимость проверяются утилитой
3AirKermaStrengthдесятичное числоas specifiedAir Kerma Strength35000.0обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита
4DoseRateConstantдесятичное числоas specifiedDose Rate Constant1.108обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита
5GeometryFactorдесятичное числоas specifiedGeometry Factor0.985000обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита
6RadialDoseFunctionдесятичное числоas specifiedRadial Dose Function0.9950обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита
7AnisotropyFunctionдесятичное числоas specifiedAnisotropy Function0.9800обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита
8RadiusCmдесятичное числоas specifiedRadius Cm1.0обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита
9AngleDegдесятичное числоas specifiedAngle Deg90.0обязательное 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

IDФункцияОписание реализации
FS-001CLI entry pointИсполняемый файл TG43ParameterChecker.exe принимает режим демонстрации и режим обработки input.csv output.json.
FS-002CSV parserМодуль импорта читает CSV, проверяет заголовок, порядок/наличие колонок, количество значений и кодировку. Для десятичных значений ожидается точка.
FS-003Field conversionДля каждой колонки выполняется преобразование к ожидаемому типу: идентификатор, текст, десятичное число, дата/время или логический флаг.
FS-004Domain rule engineДля объекта TG43 Parameter применяются явные правила: диапазон, минимум, максимум, отсутствие запрещённого признака, полнота данных или расчётная проверка.
FS-005Criticality handlingКритичные нарушения формируют FAIL; некритичные отклонения и неполные данные формируют WARNING; соответствие всем правилам формирует PASS.
FS-006JSON writeroutput.json сохраняет общий статус, результаты по каждому параметру, исходные значения, предупреждения, отказы и диагностические сообщения.
FS-007Integration contractФормат CSV → JSON стабилен для вызова из LIMS/ELN/MES, планировщика задач или wrapper-сервиса.
FS-008Error handlingПри 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

IDСценарийОжидаемый результат
TC-001Валидный CSV с заголовком и строкой из примераВсе строки обработаны; результат содержит PASS/WARNING/FAIL и детализацию по параметрам.
TC-002Отсутствует обязательная колонка из input.csvИмпорт отклоняется или строка получает FAIL со ссылкой на схему.
TC-003Числовое поле содержит текст или пустое значениеФиксируется ошибка преобразования типа; результат не маскируется как PASS.
TC-004Параметр выходит за предел спецификации / критического лимитаДля критического параметра формируется FAIL; для некритического — WARNING согласно правилу.
TC-008Некорректная активность, время отсчёта или радиохимическая чистотаФормируется 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.

Открыть

Радиология

Пакет для радиологии и диагностической визуализации: радиофармпрепараты, PET/SPECT, контрастные вещества, йодсодержащие и гадолиниевые препараты, а также проверки частиц, стерильности и эндотоксинов.

Открыть