摘要：隨著彩超的發(fā)展，功能越來越復(fù)雜，彩超軟件的總體規(guī)模越來越大。通過在計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)過程、測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié)的科學(xué)管理，可以有效控制彩超軟件的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的可靠性。

關(guān)鍵詞：彩超軟件 ?質(zhì)量控制 ?計(jì)劃 ?實(shí)現(xiàn)過程 ?測(cè)試

1 概述

彩超研發(fā)是一項(xiàng)涉及生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉的工作，對(duì)該領(lǐng)域的研究需要投入巨大的人力、物力和財(cái)力，而且一些基礎(chǔ)研究的投入需要一定周期。在一些發(fā)達(dá)國家，許多科研機(jī)構(gòu)和跨國企業(yè)做了大量前瞻性的基礎(chǔ)研究工作，為彩超技術(shù)不斷的深化與完善，奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。隨著整個(gè)超聲行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)自身研發(fā)能力的提高，海鷹醫(yī)電實(shí)現(xiàn)了從黑白超聲到彩色超聲的跨越，成為國內(nèi)能夠完全自主完成彩超研發(fā)、生產(chǎn)為數(shù)不多的企業(yè)之一。彩超軟件與以往的黑白超軟件相比具有更多的軟件功能、提供更復(fù)雜的用戶操作，如何保證規(guī)模龐大的彩超軟件的質(zhì)量成為一大挑戰(zhàn)性問題。保證軟件的質(zhì)量的重要途徑就是制定和實(shí)施貫穿于開發(fā)全過程的技術(shù)與管理規(guī)范，實(shí)施工程化管理，運(yùn)用軟件工程的原理、思想和標(biāo)準(zhǔn)，通過技術(shù)規(guī)范與管理規(guī)范的有效實(shí)施來提高軟件產(chǎn)品的可靠性及開發(fā)效率[1][2]。

2 軟件生命周期分析

軟件生命周期是軟件的產(chǎn)生直到報(bào)廢的生命周期，周期內(nèi)有問題定義、可行性分析、總體描述、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試和測(cè)試、驗(yàn)收與運(yùn)行、維護(hù)升級(jí)到廢棄等階段，這種按時(shí)間分程的思想方法是軟件工程中的一種思想原則，即按部就班、逐步推進(jìn)，每個(gè)階段都要有定義、工作、審查、形成文檔以供交流或備查，以提高軟件的質(zhì)量。但隨著新的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法和技術(shù)的成熟，軟件生命周期設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)意義正在逐步減少[1][3]。常用瀑布模型來描述軟件生存周期的各項(xiàng)內(nèi)容，如下圖1：

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圖1 ?軟件瀑布模型

結(jié)合軟件生存周期和企業(yè)實(shí)際研發(fā)、生產(chǎn)水平，彩超軟件質(zhì)量控制可以在軟件計(jì)劃、軟件實(shí)現(xiàn)、軟件測(cè)試三個(gè)過程著重把關(guān)，控制軟件質(zhì)量。

3 在軟件計(jì)劃過程中控制軟件質(zhì)量

軟件計(jì)劃以軟件需求分析為母體分解實(shí)施。軟件產(chǎn)品以滿足用戶需求為軟件開發(fā)的主要任務(wù)，而需求分析正是用戶需求的提煉。在項(xiàng)目初期及開發(fā)過程中，經(jīng)常會(huì)碰到不能很好理解用戶需求及用戶需求頻繁變更的情況，正確地對(duì)待這些變更并在計(jì)劃中靈活安排可以保證軟件產(chǎn)品在預(yù)計(jì)的進(jìn)度內(nèi)完成，可以保證計(jì)劃工作的嚴(yán)肅性，可以維護(hù)軟件計(jì)劃、產(chǎn)品和活動(dòng)與需求的一致性，從而從制度上控制軟件質(zhì)量。

4 在軟件實(shí)現(xiàn)過程中控制軟件質(zhì)量

軟件的實(shí)現(xiàn)過程對(duì)于軟件產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響。統(tǒng)一軟件過程（RUP）框架和面向?qū)ο螅∣O）程序方法在軟件開發(fā)中的運(yùn)用能明顯提高軟件開發(fā)效率，降低整個(gè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，從而提高軟件質(zhì)量。

4.1 RUP框架。RUP框架由Ratinnal公司在吸取多種軟件過程和模型的長處的提出，利用用例驅(qū)動(dòng)、以系統(tǒng)架構(gòu)為中心、迭代增量的開發(fā)模型，能全面支持面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法，所以一經(jīng)推出市場，就迅速得到業(yè)界廣泛的認(rèn)同[4]。

傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模型瀑布式模型是一個(gè)單維的模型（如圖1所示），在RUP框架中，軟件開發(fā)生命周期根據(jù)時(shí)間和RUP的核心工作流，劃分為二維空間，可以用二維坐標(biāo)來描述。橫軸通過時(shí)間組織，體現(xiàn)開發(fā)過程的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，用“周期”、“階段”、“迭代”、“里程碑”等術(shù)語描述;縱軸以內(nèi)容來組織，體現(xiàn)開發(fā)過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，即在某一時(shí)刻軟件開發(fā)所要進(jìn)行的工作，可以用“活動(dòng)”，“工作流”，“產(chǎn)品”，“工作者”等概念來表示[3][4]。

RUP中的軟件生命周期在時(shí)間上被分解為四個(gè)順序的階段，分別是：初始階段、細(xì)化階段、構(gòu)造階段和交付階段。每個(gè)階段結(jié)束于一個(gè)主要的里程碑，在每個(gè)階段的結(jié)尾執(zhí)行一次評(píng)估以確定這個(gè)階段的目標(biāo)是否已經(jīng)滿足。如果評(píng)估結(jié)果令人滿意的話，可以允許項(xiàng)目進(jìn)入下一個(gè)階段。

在彩超軟件中，初始階段的目標(biāo)是根據(jù)醫(yī)生對(duì)彩超的軟件需求建立模型并確定模型的邊界條件。本階段具有非常重要的意義，在這個(gè)階段中關(guān)注的是整個(gè)超聲軟件中總體需求的風(fēng)險(xiǎn)。細(xì)化階段的目標(biāo)是分析超聲軟件各模型領(lǐng)域，建立健全的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，編制超聲軟件計(jì)劃。在構(gòu)造階段，實(shí)現(xiàn)所有模塊并集成為產(chǎn)品，所有的軟件功能被詳細(xì)測(cè)試。交付階段的重點(diǎn)是確保軟件對(duì)最終用戶是可用、易用、好用。交付階段可以跨越幾次迭代，包括為發(fā)布做準(zhǔn)備的產(chǎn)品測(cè)試，基于用戶反饋的少量的調(diào)整。

4.2 OO程序方法。OO程序方法一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是支持信息隱蔽、數(shù)據(jù)抽象與封裝，使得軟件的開發(fā)、修改和維護(hù)易于進(jìn)行;OO程序方法的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，它可以在整個(gè)軟件生命周期達(dá)到概念、原則、術(shù)語及表示法的高度一致，這種一致性使得各個(gè)系統(tǒng)成分盡管在不同的開發(fā)與演化階段有不同的形態(tài)，但可具有貫穿整個(gè)軟件生命周期的良好映射[3]。

在彩超軟件制作過程中，采用這兩種開發(fā)過程和開發(fā)方法可以使整個(gè)超聲軟件開發(fā)、維護(hù)、升級(jí)更為容易，提高軟件生產(chǎn)效率、降低軟件生產(chǎn)成本，控制軟件質(zhì)量從而提高軟件的整體質(zhì)量。

5 在軟件測(cè)試過程中控制軟件質(zhì)量

軟件測(cè)試是保證軟件質(zhì)量和可靠性的重要手段。在西方軟件發(fā)達(dá)國家，軟件測(cè)試受到普遍重視。在國際著名軟件企業(yè)中，軟件測(cè)試的費(fèi)用占到了整個(gè)開發(fā)過程費(fèi)用的40%以上。特殊情況下，對(duì)于性命枚關(guān)的軟件，如飛行控制、核反應(yīng)堆監(jiān)控軟件等，其測(cè)試費(fèi)用甚至高達(dá)所有其他軟件工程階段費(fèi)用總和的3-5倍[3][5]。

5.1 彩超軟件的測(cè)試項(xiàng)目。針對(duì)彩超軟件，需要制定和不斷修訂嚴(yán)格的測(cè)試項(xiàng)目，其主要包括性能測(cè)試和功能測(cè)試兩大部分。每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目由可定量描述的測(cè)試項(xiàng)組成。

超聲軟件的性能測(cè)試包括每個(gè)探頭的黑白分辨率，選取標(biāo)準(zhǔn)模塊兩個(gè)不同深度對(duì)橫向分辨率和縱向分辨率進(jìn)行定量檢測(cè);性能測(cè)試還包括每個(gè)探頭的頻譜分辨率，選擇人體兩個(gè)不同器官進(jìn)行血流定性檢測(cè)。

超聲軟件的功能測(cè)試包括每個(gè)探頭的功能調(diào)節(jié)的測(cè)試，有聲功率、發(fā)射頻率、掃描密度、動(dòng)態(tài)范圍、平滑處理、幀平均、二次諧波、焦點(diǎn)數(shù)、掃描范圍、圖像優(yōu)化、邊緣增強(qiáng)、灰階曲線、深度、掃描范圍、2B切換、4B切換、黑白翻轉(zhuǎn)、圖像旋轉(zhuǎn)等測(cè)試項(xiàng)目;探頭的預(yù)設(shè)值測(cè)試;測(cè)量功能測(cè)試，有2D常規(guī)測(cè)量、M常規(guī)測(cè)量、Doppler測(cè)量、產(chǎn)科測(cè)量、男科測(cè)量、婦科測(cè)量、泌尿科測(cè)量、外周血管測(cè)量、多胞胎測(cè)量、小器官測(cè)量、矯形外科測(cè)量、心臟測(cè)量等測(cè)試項(xiàng)目;內(nèi)置工作站測(cè)試，有婦科、男科、泌尿科、小器官、血管、心室、二尖瓣、主動(dòng)脈、左心室、常規(guī)報(bào)告、檢索、診斷模板、等測(cè)試項(xiàng)目;其他功能測(cè)試，有回放功能（自動(dòng)＼手工，速度調(diào)節(jié)）、語言調(diào)節(jié)、日期、時(shí)間設(shè)置、圖像存儲(chǔ)格式選擇、圖像存儲(chǔ)模式、體標(biāo)目錄、患者信息輸入、iTouch（預(yù)設(shè)值）保存/回調(diào)、穿刺功能、體標(biāo)選擇、Dicom傳輸、3D/4D、寬景成像、注釋功能、字符輸入、輸入法切換等測(cè)試項(xiàng)目。

5.2 彩超軟件的測(cè)試主體。彩超軟件的測(cè)試主體包含軟件開發(fā)人員內(nèi)部自測(cè)、研發(fā)團(tuán)隊(duì)總體測(cè)試、生產(chǎn)檢驗(yàn)二次把關(guān)三級(jí)。不同的測(cè)試主體使用同樣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，但合理的測(cè)試結(jié)果是，不同的測(cè)試主體發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)該不盡相同。軟件開發(fā)人員內(nèi)部測(cè)試的工作重點(diǎn)是軟件功能錯(cuò)誤的檢測(cè)，在內(nèi)部自測(cè)將絕大多數(shù)功能錯(cuò)誤解決的基礎(chǔ)上提交研發(fā)團(tuán)隊(duì)總體測(cè)試;研發(fā)團(tuán)隊(duì)總體測(cè)試的工作重點(diǎn)是軟件性能指標(biāo)的檢測(cè)，在將絕大多數(shù)性能誤差解決的基礎(chǔ)上提交生產(chǎn)檢驗(yàn)進(jìn)行二次測(cè)試;而二次測(cè)試的工作重點(diǎn)是絕對(duì)軟件在批量生產(chǎn)過程中的問題。

6 總結(jié)

隨著彩超的發(fā)展，功能越來越復(fù)雜，彩超軟件的總體規(guī)模越來越大。通過在計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)過程、測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié)的科學(xué)管理，可以有效控制彩超軟件的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的可靠性。

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基金項(xiàng)目：國家火炬計(jì)劃（2010GH040558）

作者簡介：王道軍（1983-），男，江蘇鹽城人，工程師，碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。