XeO2MixingRatioAndPolarizationLossChecker
Xe-O2 Mixing Ratio & Polarization Loss Checker
instrumental Hyperpolarized Xenon RPH Xe-129 medical gases CSV→JSON URS & FS rule-based
Открыть подборкуОписание утилиты: Xe-O2 Mixing Ratio & Polarization Loss Checker
Xe-O2 Mixing Ratio & Polarization Loss Checker — Анализатор соотношения смеси Xe/O2 и потерь поляризации
ℹ️ Утилита балансирует между безопасностью (O2) и качеством сигнала (Xe):
• Процент потери поляризации при смешивании
• Уровень кислорода (безопасность пациента)
• Фактор парамагнитного тушения
⚠️ КРИТИЧНО: Кислород быстро убивает поляризацию!
Но без него пациент не может дышать. Нужен точный баланс.
Использование:
XeO2MixingRatioAndPolarizationLossChecker.exe → демо-режим (вывод в консоль)
XeO2MixingRatioAndPolarizationLossChecker.exe input.csv output.json → оценка ваших данных
Формат input.csv:
BatchNumber,ProductName,Xe_Percent,O2_Percent,Initial_Pol,Final_Pol,Time_Sec,Max_Loss_Percent,Min_O2_Percent
Пример:
MIX-LOSS-2026-001,HP-Xe-129,79,21,30,28,10,10,19
— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Оптимизация смеси критична для успешной HP-MRI процедуры:
• Ксенон дает сигнал, но вытесняет кислород
• Кислород необходим для жизни, но является парамагнетиком, который резко сокращает время релаксации T1
• При смешивании газов и транспортировке к пациенту часть поляризации неизбежно теряется из-за контакта с O2 и стенками
• Утилита помогает найти "золотую середину": достаточно O2 для безопасности, но достаточно мало, чтобы сохранить сигнал
• Контролирует эффективность процесса смешивания без излишней турбулентности
⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Потеря поляризации ≤10% за время смешивания/доставки
• Кислород ≥19% (абсолютный минимум)
• Фактор тушения должен быть контролируемым
• Остаточная поляризация должна быть достаточной для сканирования (>5%)
Ключевые особенности утилиты:
• Расчет процента деградации сигнала при контакте с кислородом
• Оценка безопасности дыхательной смеси
• Мониторинг времени экспозиции (чем дольше контакт с O2, тем хуже)
• Балансировка между физиологией и квантовой физикой
Критические параметры:
• Polarization Loss: ≤10%
• O2 Level: ≥19%
• Quenching Factor: < 2.5
• Remaining Pol: > 5%
💡 Советы по использованию:
1. Минимизируйте время между смешиванием и вдыханием
2. Используйте ламинарные потоки для снижения турбулентности при смешивании
3. Для пациентов с легочными заболеваниями повышайте долю O2, даже ценой потери сигнала
4. Калибруйте датчики поляризации до и после узла смешивания
5. Ведите журнал потерь для оптимизации длины транспортных трубок
⚠️ Особенность: Это единственная утилита, которая напрямую связывает жизнь пациента (кислород) с качеством картинки (поляризация). Она не позволяет пожертвовать одним ради другого, обеспечивая строгий комплаенс обоим параметрам.input.csv
BatchNumber,ProductName,Xe_Percent,O2_Percent,Initial_Pol,Final_Pol,Time_Sec,Max_Loss_Percent,Min_O2_Percent MIX-LOSS-2026-001,HP-Xe-129 (21% O2),79,21,30,28,10,10,19 MIX-LOSS-2026-002,HP-Xe-129 (High O2 Risk),70,30,30,20,15,10,19 MIX-LOSS-2026-003,HP-Xe-129 (Safe Mix),60,40,30,29,5,10,19
URS & FS — пользовательские требования и функциональная спецификация
URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация
Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты XeO2MixingRatioAndPolarizationLossChecker для объекта «Xe-O2 Mixing Ratio & Polarization Loss Checker». Пределы из исходного описания являются стартовой конфигурацией и до продуктивного применения должны быть сверены с утверждённой спецификацией, протоколом исследования, инструкцией к оборудованию и локальными SOP.
Предметные ограничения и критические параметры
- Polarization Loss: ≤10%
- O2 Level: ≥19%
- Quenching Factor: < 2.5
- Remaining Pol: > 5%
URS — пользовательские требования
| ID | Требование | Критичность | Критерий приёмки |
|---|---|---|---|
| URS-001 | Утилита должна принимать input.csv с точными заголовками из контракта данных. | High | Файл обрабатывается без ручного переименования колонок. |
| URS-002 | Утилита должна выполнять детерминированную проверку для «Xe-O2 Mixing Ratio & Polarization Loss Checker». | High | Для каждой строки формируется PASS / WARNING / FAIL. |
| URS-003 | Обязательные поля, типы, диапазоны, единицы и согласованность данных должны проверяться до предметных правил. | High | Ошибки схемы отделены от несоответствий. |
| URS-004 | Критические пределы из описания и утверждённой локальной конфигурации должны приводить к critical finding. | High | Нарушение критического правила приводит к FAIL. |
| URS-005 | Результат должен формироваться в машинно-читаемом output.json. | High | JSON содержит исходные значения, проверки, предупреждения и отказы. |
| URS-006 | Решение о соответствии не должно использовать машинное обучение. | Medium | Результат воспроизводим по явным правилам и входным данным. |
| URS-007 | Должна сохраняться трассируемость серии, исходного файла, версии правил и итогового статуса. | High | QA/QC может воспроизвести решение. |
| URS-008 | Утилита должна иметь ровно один основной портальный тег: instrumental. | Medium | Другие теги api / instrumental / medical_devices отсутствуют. |
| URS-009 | Документация должна поддерживать IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSA/CSV-проверку. | Medium | Контракт, тестовые сценарии и change-control правила доступны вместе с утилитой. |
Контракт input.csv
| # | Поле | Тип | Единица | Пример | Назначение |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | BatchNumber | string | as specified | MIX-LOSS-2026-001 | Идентификатор серии/партии для трассируемости. |
| 2 | ProductName | string | as specified | HP-Xe-129 (21% O2) | Наименование контролируемого продукта, газа, процедуры или оборудования. |
| 3 | Xe_Percent | decimal | % | 79 | Параметр ксенона: концентрация, изотопная доля, активность, объём или чистота в зависимости от поля. |
| 4 | O2_Percent | decimal | % | 21 | Содержание или поток кислорода; параметр безопасности дыхательной смеси и/или сохранения поляризации. |
| 5 | Initial_Pol | decimal | as specified | 30 | Показатель уровня, потери или целевого значения гиперполяризации Xe-129. |
| 6 | Final_Pol | decimal | as specified | 28 | Показатель уровня, потери или целевого значения гиперполяризации Xe-129. |
| 7 | Time_Sec | decimal | s | 10 | Временной параметр процесса, релаксации, накачки или исследования. |
| 8 | Max_Loss_Percent | decimal | % | 10 | Контролируемое поле input.csv: Max Loss Percent. |
| 9 | Min_O2_Percent | decimal | % | 19 | Содержание или поток кислорода; параметр безопасности дыхательной смеси и/или сохранения поляризации. |
BatchNumber,ProductName,Xe_Percent,O2_Percent,Initial_Pol,Final_Pol,Time_Sec,Max_Loss_Percent,Min_O2_Percent MIX-LOSS-2026-001,HP-Xe-129 (21% O2),79,21,30,28,10,10,19 MIX-LOSS-2026-002,HP-Xe-129 (High O2 Risk),70,30,30,20,15,10,19 MIX-LOSS-2026-003,HP-Xe-129 (Safe Mix),60,40,30,29,5,10,19
FS — функциональная спецификация
| ID | Функция | Реализация |
|---|---|---|
| FS-001 | CLI execution | XeO2MixingRatioAndPolarizationLossChecker.exe поддерживает demo mode и режим input.csv output.json. |
| FS-002 | CSV import | Чтение UTF-8 CSV, проверка заголовка, количества и порядка колонок. |
| FS-003 | Schema validation | Проверка обязательности, пустых значений, типов и базовой правдоподобности. |
| FS-004 | Domain rule engine | Применение явных правил для «Xe-O2 Mixing Ratio & Polarization Loss Checker» и локально утверждённых пределов. |
| FS-005 | Status aggregation | FAIL при critical finding; WARNING при некритическом отклонении; PASS при полном соответствии. |
| FS-006 | JSON export | Запись исходных значений, применённых правил, статусов, warnings, failures и версии конфигурации. |
| FS-007 | Audit support | Сохранение структуры результата для review, расследования, IQ/OQ и change control. |
| FS-008 | Integration contract | LIMS/ELN/MES или приборный wrapper формирует CSV; утилита возвращает JSON. |
Пример output.json
{
"utilityId": "xe-o2-mixing-ratio-and-polarization-loss-checker",
"primaryTag": "instrumental",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"sourceFile": "input.csv",
"checks": [
{
"parameter": "BatchNumber",
"value": "MIX-LOSS-2026-001",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "ProductName",
"value": "HP-Xe-129 (21% O2)",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "Xe_Percent",
"value": "79",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "O2_Percent",
"value": "21",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "Initial_Pol",
"value": "30",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "Final_Pol",
"value": "28",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "Time_Sec",
"value": "10",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
},
{
"parameter": "Max_Loss_Percent",
"value": "10",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Rule-based check result"
}
],
"warnings": [],
"criticalFindings": []
}
OQ/PQ тестовые сценарии
| ID | Сценарий | Ожидаемый результат |
|---|---|---|
| OQ-001 | Валидная строка из примера | PASS или допустимый WARNING согласно локальным правилам. |
| OQ-002 | Отсутствует обязательная колонка | Ошибка схемы; предметные проверки не маскируют ошибку. |
| OQ-003 | Нечисловое значение в числовом поле | Ошибка преобразования типа. |
| OQ-004 | Критический параметр за пределом | FAIL и critical finding. |
| OQ-005 | Граничное значение | Результат соответствует явно заданному оператору ≤ / ≥ / < / >. |
| PQ-001 | Реальные данные площадки | Согласованный QA/QC review с сохранением CSV, JSON, версии и контрольной суммы. |
QA/QC и change control
- Не менять имена колонок без обновления валидатора, документации и тестового набора.
- Хранить input.csv, output.json, версию исполняемого файла, версию правил и контрольные суммы.
- Перед продуктивным использованием выполнить локальную проверку пределов и IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSA.
- Изменения, влияющие на безопасность пациента, дозиметрию, газовую смесь, поляризацию или оборудование, требуют документированного impact assessment.
Входит в пакеты
Rph Hyperpolarized Xenon Lifecycle QC Suite
29 утилит для полного жизненного цикла гиперполяризованного ксенона: изотопный состав и чистота газа, SEOP и поляризация, T1/хранение/транспорт, безопасное смешивание и подача, MRI/SPECT QC, дозиметрия, scavenging, recovery и recycling.
ОткрытьRPH isotope family: xenon and gas tracers
Xe-127, Xe-129 и Xe-133 для ventilation, hyperpolarized imaging, gas QC и safety.
ОткрытьRPH organ/system: печень, желчные пути и ЖКТ
HIDA, mebrofenin, gallbladder, gastric emptying, GI transit, bleeding и liver/spleen imaging.
ОткрытьRPH organ/system: лёгкие и вентиляция
Lung perfusion, MAA, V/Q, aerosol, xenon ventilation, shunt и pulmonary dosimetry.
ОткрытьRPH use case: ксенон, вентиляция и медицинские газы
Xe-129, Xe-133, Xe-127, гиперполяризация, SEOP, T1, mixing, scavenging, transport, recovery и вентиляционная визуализация.
ОткрытьRPH workflow: дозиметрия и планирование терапии
Activity planning, absorbed dose, organ dose, lung shunt, preplanning и therapy verification.
ОткрытьRPH workflow: imaging QC и количественная интерпретация
Acquisition, uptake, clearance, perfusion, transit, ejection fraction, segmentation и quantitative imaging.
Открыть