Xe133VentilationSPECTQC

Xe-133 Ventilation SPECT QC

instrumental Hyperpolarized Xenon RPH Xe-129 medical gases CSV→JSON URS & FS rule-based

Описание утилиты: Xe-133 Ventilation SPECT QC

Xe-133 Ventilation SPECT QC — Контроль качества вентиляционной ОФЭКТ с Xe-133

ℹ️  Утилита оценивает технические параметры сбора данных ОФЭКТ:
    • Общая статистика (количество отсчетов)
    • Однородность поля зрения детектора
    • Пиковая скорость счета

⚠️  КРИТИЧНО: Недостаток статистики ведет к артефактам реконструкции!
    Неоднородность кристалла создает кольцевые артефакты.

Использование:
  Xe133VentilationSPECTQC.exe                            → демо-режим (вывод в консоль)
  Xe133VentilationSPECTQC.exe input.csv output.json      → оценка ваших данных

Формат input.csv:
BatchNumber,ProductName,Admin_MBq,Acq_Time_Min,Matrix,Total_Counts_k,Peak_CPS,Uniformity_Percent,Min_Counts,Max_Unif

Пример:
  SPECT-XE133-2026-001,Xe-133 SPECT,740,15,64,850,15000,3.5,500,5

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Контроль качества ОФЭКТ критичен для точной диагностики вентиляции легких:
• Xe-133 имеет относительно низкую энергию гамма-излучения (81 кэВ), что требует хорошей чувствительности детектора
• Для итеративной реконструкции (OSEM) требуется достаточное количество отсчетов (статистика)
• Неоднородность кристалла NaI(Tl) приводит к появлению артефактов в виде колец на срезах
• Низкая скорость счета может указывать на проблемы с коллиматором или электроникой
• Утилита помогает отсеять недиагностические исследования до выдачи заключения врачом

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Общая статистика ≥500 тысяч отсчетов (для стандартного разрешения)
• Неоднородность ≤5% (интегральная)
• Стабильная пиковая скорость счета
• Правильный выбор матрицы (64x64 или 128x128) в зависимости от зума

Ключевые особенности утилиты:
• Анализ статистической значимости данных
• Оценка технического состояния гамма-камеры
• Контроль параметров сбора (время, матрица)
• Выявление причин плохого качества изображения

Критические параметры:
• Total Counts: ≥500 kcounts
• Uniformity: ≤5%
• Peak Count Rate: > 1000 cps

💡 Советы по использованию:
1. Проводите ежедневную проверку однородности с помощью кобальтового листа (Co-57)
2. Увеличивайте время сбора при низкой активности введенного препарата
3. Используйте правильные энергетические окна для Xe-133 (центр 81 кэВ, ширина 20%)
4. Следите за мертвым временем системы при высокой активности
5. Калибруйте коррекцию ослабления (если используется CT) для гибридных систем

⚠️ Особенность: Вентиляционная ОФЭКТ с газом сложнее перфузионной из-за движения пациента и необходимости дыхания во время сбора. Утилита помогает убедиться, что технические параметры системы позволяют получить четкую картину распределения газа несмотря на эти сложности.

input.csv

BatchNumber,ProductName,Admin_MBq,Acq_Time_Min,Matrix,Total_Counts_k,Peak_CPS,Uniformity_Percent,Min_Counts,Max_Unif
SPECT-XE133-2026-001,Xe-133 SPECT Standard,740,15,64,850,15000,3.5,500,5
SPECT-XE133-2026-002,Xe-133 SPECT (Low Stat),740,5,64,200,14000,3.5,500,5
SPECT-XE133-2026-003,Xe-133 SPECT (Bad Crystal),740,15,64,850,15000,8.0,500,5

URS & FS — пользовательские требования и функциональная спецификация

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты Xe133VentilationSPECTQC для объекта «Xe-133 Ventilation SPECT QC». 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

Total Counts: ≥500 kcounts
Uniformity: ≤5%
Peak Count Rate: > 1000 cps

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-133 Ventilation SPECT QC».	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	`SPECT-XE133-2026-001`	Идентификатор серии/партии для трассируемости.
2	`ProductName`	string	as specified	`Xe-133 SPECT Standard`	Наименование контролируемого продукта, газа, процедуры или оборудования.
3	`Admin_MBq`	decimal	MBq	`740`	Контролируемое поле input.csv: Admin MBq.
4	`Acq_Time_Min`	decimal	min	`15`	Временной параметр процесса, релаксации, накачки или исследования.
5	`Matrix`	string	as specified	`64`	Контролируемое поле input.csv: Matrix.
6	`Total_Counts_k`	decimal	°C	`850`	Контролируемое поле input.csv: Total Counts k.
7	`Peak_CPS`	decimal	°C	`15000`	Контролируемое поле input.csv: Peak CPS.
8	`Uniformity_Percent`	decimal	%	`3.5`	Показатель однородности сигнала или поля.
9	`Min_Counts`	decimal	°C	`500`	Контролируемое поле input.csv: Min Counts.
10	`Max_Unif`	decimal	as specified	`5`	Контролируемое поле input.csv: Max Unif.

BatchNumber,ProductName,Admin_MBq,Acq_Time_Min,Matrix,Total_Counts_k,Peak_CPS,Uniformity_Percent,Min_Counts,Max_Unif
SPECT-XE133-2026-001,Xe-133 SPECT Standard,740,15,64,850,15000,3.5,500,5
SPECT-XE133-2026-002,Xe-133 SPECT (Low Stat),740,5,64,200,14000,3.5,500,5
SPECT-XE133-2026-003,Xe-133 SPECT (Bad Crystal),740,15,64,850,15000,8.0,500,5

FS — функциональная спецификация

ID	Функция	Реализация
FS-001	CLI execution	`Xe133VentilationSPECTQC.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-133 Ventilation SPECT QC» 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": "xe133-ventilation-spect-qc",
  "primaryTag": "instrumental",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "checks": [
    {
      "parameter": "BatchNumber",
      "value": "SPECT-XE133-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "ProductName",
      "value": "Xe-133 SPECT Standard",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Admin_MBq",
      "value": "740",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Acq_Time_Min",
      "value": "15",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Matrix",
      "value": "64",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Total_Counts_k",
      "value": "850",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Peak_CPS",
      "value": "15000",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result"
    },
    {
      "parameter": "Uniformity_Percent",
      "value": "3.5",
      "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.

Открыть

RPH isotope family: xenon and gas tracers

Xe-127, Xe-129 и Xe-133 для ventilation, hyperpolarized imaging, gas QC и safety.

Открыть

RPH organ/system: лёгкие и вентиляция

Lung perfusion, MAA, V/Q, aerosol, xenon ventilation, shunt и pulmonary dosimetry.

Открыть

RPH use case: ксенон, вентиляция и медицинские газы

Xe-129, Xe-133, Xe-127, гиперполяризация, SEOP, T1, mixing, scavenging, transport, recovery и вентиляционная визуализация.

Открыть

RPH workflow: дозиметрия и планирование терапии

Activity planning, absorbed dose, organ dose, lung shunt, preplanning и therapy verification.

Открыть

RPH workflow: imaging QC и количественная интерпретация

Acquisition, uptake, clearance, perfusion, transit, ejection fraction, segmentation и quantitative imaging.

Открыть

RPH workflow: instruments, devices и radiation safety

PET/gamma-camera state, calibration, detector QC, energy window, TOF, shielding и radiation safety.

Открыть