生物醫(yī)學(xué)工程生物實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域從事醫(yī)療器械研發(fā)助理工作。核心工作成果包括參與3款新型醫(yī)用傳感器的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，完成其中1款產(chǎn)品的信號(hào)處理算法優(yōu)化，使數(shù)據(jù)采集誤差率降低至0.5%，測(cè)試周期縮短15%。應(yīng)用了MATLAB仿真分析、有限元建模和Python數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，處理了超過500組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了優(yōu)化算法的穩(wěn)定性。提煉出的可復(fù)用方法論包括模塊化信號(hào)處理流程設(shè)計(jì)、自動(dòng)化測(cè)試腳本編寫，以及跨學(xué)科協(xié)作的快速迭代機(jī)制。這些成果直接支持了產(chǎn)品原型機(jī)的性能提升，為后續(xù)臨床測(cè)試提供了可靠數(shù)據(jù)支撐。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程

1實(shí)習(xí)目的

我去做實(shí)習(xí)主要是想看看自己在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的知識(shí)能用到哪兒，摸摸真實(shí)的醫(yī)療器械開發(fā)流程是個(gè)啥樣，順便積累點(diǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，看看自己喜不喜歡這個(gè)方向。想通過這八周，能真正參與進(jìn)點(diǎn)項(xiàng)目里，不是干些雜活。

2實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介

我在的地方是個(gè)做高端醫(yī)療設(shè)備的公司，主要是做監(jiān)護(hù)系統(tǒng)和手術(shù)輔助設(shè)備，團(tuán)隊(duì)不大但挺專注，技術(shù)人員占比高，氛圍挺開放，大家討論問題直接。

3實(shí)習(xí)內(nèi)容與過程

剛開始的兩周主要是熟悉環(huán)境，了解他們常用的開發(fā)工具和流程，比如ISO13485質(zhì)量管理體系怎么在項(xiàng)目里落地，還有他們用的LabVIEW和MATLAB環(huán)境。跟著導(dǎo)師看了幾個(gè)正在做的項(xiàng)目，印象最深的是有個(gè)智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流速和液位。

后來我接了小部分工作，參與其中一款產(chǎn)品的算法調(diào)試。他們給我留了個(gè)數(shù)據(jù)集，大概500組不同生理狀態(tài)下的壓力信號(hào)，要求我把濾波器參數(shù)調(diào)優(yōu)，減少噪聲干擾。我花了兩周時(shí)間，嘗試了小波包分解和小型自適應(yīng)濾波器，最后把信噪比從原來的35dB提到41dB，誤差曲線從0.8%降到了0.3%。導(dǎo)師還讓我用Python寫了個(gè)自動(dòng)測(cè)試腳本，把數(shù)據(jù)導(dǎo)入后能自動(dòng)跑完30個(gè)場(chǎng)景的驗(yàn)證，原來手工測(cè)試要兩天，現(xiàn)在一小時(shí)就出結(jié)果。

期間還參與了有限元分析，給一款新設(shè)計(jì)的傳感器外殼建模，測(cè)試不同材料在5kg壓力下的應(yīng)力分布。用ANSYS做了網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CNC加工的鈦合金邊緣有應(yīng)力集中，后來設(shè)計(jì)改成了漸變圓角，這個(gè)細(xì)節(jié)挺關(guān)鍵。

4實(shí)習(xí)成果與收獲

最大的成果就是那個(gè)輸液監(jiān)控系統(tǒng)的算法優(yōu)化，實(shí)際測(cè)試時(shí)能更準(zhǔn)地識(shí)別突發(fā)性流速變化。還獨(dú)立完成了測(cè)試腳本的開發(fā)，節(jié)省了團(tuán)隊(duì)不少時(shí)間。另外，對(duì)醫(yī)療器械的整個(gè)開發(fā)流程有了更直觀認(rèn)識(shí)，從需求分析到設(shè)計(jì)驗(yàn)證，每個(gè)環(huán)節(jié)都挺復(fù)雜。

挑戰(zhàn)是剛開始調(diào)參數(shù)時(shí)沒思路，數(shù)據(jù)眼花繚亂不知道從哪兒下手。后來我翻了很多文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)小樣本自適應(yīng)算法挺適合這種場(chǎng)景，還請(qǐng)教了師兄怎么處理非線性特征，學(xué)了挺多新東西?，F(xiàn)在覺得做研發(fā)就是要多試錯(cuò)，但得有方向。

這段經(jīng)歷讓我意識(shí)到，理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用差得挺遠(yuǎn)，比如書上講的信號(hào)處理方法，真用到數(shù)據(jù)上還得調(diào)試。但好在公司挺支持新人，有問題隨時(shí)能問，這點(diǎn)挺好。

5問題與建議

實(shí)習(xí)單位管理上有點(diǎn)問題，比如項(xiàng)目進(jìn)度會(huì)臨時(shí)變動(dòng)，但任務(wù)分配和溝通機(jī)制沒跟上，有時(shí)候我會(huì)接不到手頭的活。培訓(xùn)機(jī)制也一般，入職時(shí)只給了一份流程文件，很多細(xì)節(jié)都是靠自己摸索。崗位匹配度上，我理想中想多接觸硬件設(shè)計(jì)，但實(shí)際工作偏算法和測(cè)試，可能是我初期沒說清楚自己的興趣點(diǎn)。

建議公司可以搞個(gè)新人引導(dǎo)計(jì)劃，比如每周固定時(shí)間帶教老師給反饋，或者準(zhǔn)備個(gè)在線知識(shí)庫。對(duì)于新員工，最好有個(gè)輪崗期，讓我們能快速了解不同模塊。另外，測(cè)試崗位可以多教教硬件調(diào)試技巧，畢竟生物醫(yī)學(xué)工程是軟硬件結(jié)合的。

三、總結(jié)與體會(huì)

1實(shí)習(xí)價(jià)值閉環(huán)

這八周實(shí)習(xí)，感覺像是把大學(xué)三年半學(xué)的知識(shí)，第一次真實(shí)地拼裝起來。7月1日剛開始時(shí)，面對(duì)實(shí)際項(xiàng)目里那些帶著噪聲的真實(shí)生理信號(hào)，心里挺沒底的，很多在學(xué)校里看起來完美的算法，一上系統(tǒng)就水土不服。后來跟著導(dǎo)師磨了那個(gè)輸液監(jiān)控系統(tǒng)的算法，嘗試了不下十種參數(shù)組合，終于把信噪比從41dB提升到接近臨床要求的45dB（測(cè)試數(shù)據(jù)），誤差率從0.3%降到了0.15%。那一刻特別有成就感，感覺課本里的傅里葉變換、自適應(yīng)濾波不再是孤立的概念，而是能直接解決臨床痛點(diǎn)的東西。這種從理論到實(shí)踐、再從實(shí)踐中修正理論的完整閉環(huán)，是學(xué)校里模擬仿真給不了的。

2職業(yè)規(guī)劃聯(lián)結(jié)

這次經(jīng)歷讓我更清晰地看到自己的興趣點(diǎn)。之前我對(duì)算法和軟件測(cè)試挺感興趣，但實(shí)習(xí)中接觸硬件調(diào)試和有限元分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)手解決物理層面問題的過程也很有魅力?，F(xiàn)在想再深入學(xué)習(xí)一下嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，可能以后會(huì)往軟硬件結(jié)合的方向發(fā)展。實(shí)習(xí)中用的MATLAB和Python工具鏈，我也列了清單，準(zhǔn)備下學(xué)期報(bào)幾個(gè)專項(xiàng)課程，爭(zhēng)取把自動(dòng)化測(cè)試腳本能力再提一截。導(dǎo)師說現(xiàn)在招人看重全棧能力，感覺壓力挺大，但也動(dòng)力足。8月底離職時(shí)，人事那邊給我的反饋是“動(dòng)手能力強(qiáng)，學(xué)習(xí)能力快”，雖然不知道是不是客套話，但聽到還是挺高興的。

3行業(yè)趨勢(shì)展望

在公司待的這段時(shí)間，感覺生物醫(yī)電行業(yè)變化很快，特別是AI輔助診斷和可穿戴設(shè)備這兩個(gè)方向，風(fēng)頭正勁。有次開會(huì)看到他們正在做基于深度學(xué)習(xí)的ECG異常檢測(cè)，幾個(gè)工程師在白板上畫CNN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，我才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)的知識(shí)已經(jīng)有點(diǎn)老了。比如那個(gè)智能輸液系統(tǒng)，如果再加個(gè)毫米波雷達(dá)模塊，就能無創(chuàng)監(jiān)測(cè)液位，這種多模態(tài)融合的概念特別前沿。這讓我意識(shí)到，以后做這個(gè)行當(dāng)，光懂傳統(tǒng)信號(hào)處理肯定不夠，還得持續(xù)跟進(jìn)傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和AI在醫(yī)療端的落地。下學(xué)期打算關(guān)注一下IEEEEMBC和ISMAR這兩個(gè)會(huì)議，看看最新的論文，感覺行業(yè)里牛人太多了，自己還差得遠(yuǎn)。

4心態(tài)轉(zhuǎn)變

最明顯的變化是責(zé)任感。以前做實(shí)驗(yàn)報(bào)告，數(shù)據(jù)錯(cuò)了改改就行，但這次調(diào)試算法時(shí)，哪怕差0.1dB都可能影響產(chǎn)品性能，那種對(duì)結(jié)果負(fù)責(zé)的感覺完全不一樣。記得有一次凌晨三點(diǎn)，測(cè)試數(shù)據(jù)總在臨界值晃蕩，反復(fù)調(diào)試了三遍仿真和實(shí)物，最后發(fā)現(xiàn)是傳感器供電紋波引起的，換了濾波電容就好了。雖然小事，但那種啃下來問題的踏實(shí)感，比做對(duì)幾道題還讓人興奮。抗壓能力也強(qiáng)了不少，以前遇到難題就想放棄，現(xiàn)在會(huì)先拆解問題，比如那個(gè)自適應(yīng)濾波器不收斂的bug，我先隔離了輸入信號(hào)質(zhì)量，再分析算法迭代機(jī)制，最后才定位到初值設(shè)置問題。導(dǎo)師說我“能沉住氣”，雖然離“專家”還差十萬八千里，但至少知道自己進(jìn)步了。

5未來行動(dòng)

現(xiàn)在把實(shí)習(xí)里寫過的腳本整理成了個(gè)人庫，還抽空考了個(gè)Python數(shù)據(jù)分析師的認(rèn)證，打算下個(gè)假期再報(bào)個(gè)嵌入式開發(fā)訓(xùn)練營。感覺自己的簡(jiǎn)歷終于能拿出手來了，雖然經(jīng)歷不多，但都是實(shí)打?qū)嵉捻?xiàng)目數(shù)據(jù)。下學(xué)年開始要準(zhǔn)備秋招，這次實(shí)習(xí)讓我明白，光會(huì)理論不行，得知道自己想做什么，還能怎么把這個(gè)想法落地。比如那個(gè)有限元分析案例，如果下學(xué)期學(xué)ANSYS，我打算接點(diǎn)相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，把外殼設(shè)計(jì)優(yōu)化做到能直接對(duì)接CNC加工?？傊?，這次實(shí)習(xí)就像給我打開了一扇窗，雖然外面風(fēng)雨大作，但知道方向了，就不怕路遠(yuǎn)。

四、致謝

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感謝實(shí)習(xí)期間給予指導(dǎo)的導(dǎo)師，在項(xiàng)目推進(jìn)和