生物醫(yī)學(xué)工程醫(yī)療科技研發(fā)工程師實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年6月5日至8月22日，我在一家生物醫(yī)學(xué)工程公司擔(dān)任醫(yī)療科技研發(fā)工程師實(shí)習(xí)生，參與智能假肢控制系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目。通過(guò)8周實(shí)踐，完成3個(gè)型號(hào)的肌電信號(hào)處理算法迭代，使信號(hào)識(shí)別準(zhǔn)確率提升12%，并將算法運(yùn)行效率提高25%；搭建5組下肢運(yùn)動(dòng)仿生測(cè)試平臺(tái)，采集并分析2000組步態(tài)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證新型控制邏輯的穩(wěn)定性。核心工作包括優(yōu)化小波包分解特征提取流程，將數(shù)據(jù)處理時(shí)間縮短40%；應(yīng)用MATLAB實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波算法，降低環(huán)境噪聲干擾系數(shù)至0.15dB。提煉出基于灰度關(guān)聯(lián)分析的多參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，為同類系統(tǒng)集成測(cè)試提供可復(fù)用流程，驗(yàn)證通過(guò)10次重復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致性達(dá)0.98。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程

2023年6月5日到8月22日，我在一家做醫(yī)療設(shè)備的公司實(shí)習(xí)，崗位是醫(yī)療科技研發(fā)工程師。公司主要搞智能假肢和康復(fù)機(jī)器人，產(chǎn)品線挺全的，從基礎(chǔ)研究到臨床試驗(yàn)都有涉及。我跟著團(tuán)隊(duì)做智能假肢的控制系統(tǒng)優(yōu)化，具體是肌電信號(hào)處理和步態(tài)仿生測(cè)試。

實(shí)習(xí)初期，導(dǎo)師給我看了去年的項(xiàng)目資料，說(shuō)肌電信號(hào)識(shí)別準(zhǔn)確率只有85%，噪聲干擾大，影響控制精度。6月12號(hào)開(kāi)始，我先用MATLAB搭建信號(hào)處理環(huán)境，把小波包分解和自適應(yīng)濾波結(jié)合起來(lái)，跑了幾十組仿真數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)濾波參數(shù)敏感度高，一調(diào)整就影響特征提取效果。6月20號(hào)，我花了兩天時(shí)間把算法改造成自適應(yīng)閾值模式，每次處理完數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整閾值，這樣環(huán)境噪聲干擾系數(shù)從0.25dB降到0.15dB。

步態(tài)仿生測(cè)試是另一個(gè)重點(diǎn)。7月5號(hào)到8月初，我搭了5組下肢運(yùn)動(dòng)仿生測(cè)試平臺(tái)，采集2000組步態(tài)數(shù)據(jù)，分析不同控制邏輯下假肢的穩(wěn)定性。遇到最大問(wèn)題是數(shù)據(jù)對(duì)齊，原始數(shù)據(jù)采集時(shí)間戳有偏差，導(dǎo)致步態(tài)周期分析不準(zhǔn)。7月15號(hào)，我學(xué)會(huì)了用Python寫腳本對(duì)時(shí)間戳做插值處理，誤差控制在0.01秒以內(nèi)。最后測(cè)試顯示，新算法使步態(tài)對(duì)稱性評(píng)分從0.78提升到0.92。

團(tuán)隊(duì)挺注重流程的，從需求分析到算法驗(yàn)證都有標(biāo)準(zhǔn)模板，但初期我踩了不少坑。比如需求文檔里沒(méi)明確噪聲容限，導(dǎo)致中期測(cè)試反復(fù)返工。導(dǎo)師就教我用灰度關(guān)聯(lián)分析，把信號(hào)質(zhì)量、控制精度、能耗三個(gè)維度關(guān)聯(lián)起來(lái)找最優(yōu)解，這個(gè)方法現(xiàn)在我也在用。

實(shí)習(xí)最后兩周，我整理了優(yōu)化后的算法文檔，還參與了一個(gè)小型臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析。最大的收獲是學(xué)會(huì)了怎么把理論落地，以前做項(xiàng)目都是紙上談，這次直接改代碼、跑實(shí)驗(yàn)、看結(jié)果，感覺(jué)特別踏實(shí)。不過(guò)公司培訓(xùn)機(jī)制有點(diǎn)弱，新人手冊(cè)就是一份電子版材料，很多細(xì)節(jié)都是靠導(dǎo)師口頭傳。還有崗位匹配度問(wèn)題，我負(fù)責(zé)的模塊偏算法，但團(tuán)隊(duì)其他工作比如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、臨床協(xié)調(diào)我都沒(méi)接觸過(guò)。

我建議公司可以搞個(gè)新員工輪崗計(jì)劃，比如讓算法工程師體驗(yàn)兩周結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣理解更全面。另外手冊(cè)最好做成交互式網(wǎng)頁(yè)，關(guān)鍵流程用動(dòng)畫演示，效率會(huì)高很多。這段經(jīng)歷讓我更清楚自己想往哪個(gè)方向發(fā)展了，以后肯定要補(bǔ)足臨床和法規(guī)方面的知識(shí)。

三、總結(jié)與體會(huì)

這8周，從2023年6月5日到8月22日，像坐過(guò)山車。一開(kāi)始對(duì)著肌電信號(hào)數(shù)據(jù)懵圈，跑算法跑到崩潰，半夜對(duì)著電腦敲代碼是常事。但真看到準(zhǔn)確率從85%提高到97%，步態(tài)對(duì)稱性評(píng)分從0.78跑到0.92，那種成就感值了。實(shí)習(xí)教會(huì)我，理論要結(jié)合實(shí)踐，不能光看公式，像自適應(yīng)濾波參數(shù)怎么調(diào)，沒(méi)數(shù)據(jù)支撐就是瞎猜。

負(fù)責(zé)那個(gè)智能假肢項(xiàng)目，最深的體會(huì)是工程師得有責(zé)任心。有一次測(cè)試數(shù)據(jù)不對(duì)，我排查了整整兩天，發(fā)現(xiàn)是傳感器采樣率設(shè)低了，浪費(fèi)了不少時(shí)間。但這次經(jīng)歷讓我明白，醫(yī)療設(shè)備不能有半點(diǎn)馬虎，直接影響病人使用效果?，F(xiàn)在做實(shí)驗(yàn)，我習(xí)慣多復(fù)核幾遍，甚至把關(guān)鍵步驟錄下來(lái)，就是怕出問(wèn)題。這種心態(tài)轉(zhuǎn)變挺明顯的，以前覺(jué)得差不多就行，現(xiàn)在覺(jué)得每個(gè)細(xì)節(jié)都得摳。

實(shí)習(xí)也讓我看清了職業(yè)方向。之前想搞成像算法啥的，現(xiàn)在更想往智能康復(fù)設(shè)備方面發(fā)展。因?yàn)檫@次接觸到的肌電信號(hào)處理、步態(tài)分析，我覺(jué)得特別有前景。公司那個(gè)自適應(yīng)閾值算法，我感覺(jué)還可以再優(yōu)化，打算下學(xué)期深入研究，爭(zhēng)取搞個(gè)專利。另外，醫(yī)療設(shè)備臨床試驗(yàn)流程也了解了些，打算考個(gè)醫(yī)療器械注冊(cè)師證，以后求職能加分。

看著現(xiàn)在醫(yī)療科技發(fā)展這么快，AI輔助診斷、3D打印植入物都是熱點(diǎn)。我覺(jué)得自己這8周沒(méi)白費(fèi)，至少對(duì)行業(yè)有個(gè)直觀認(rèn)識(shí)。以后學(xué)習(xí)肯定更有目標(biāo)了，像生物信號(hào)處理、材料力學(xué)這些課，我要重點(diǎn)學(xué)。這段經(jīng)歷就像給我打了一針疫苗，以后遇到困難心理素質(zhì)會(huì)強(qiáng)很多。感覺(jué)離真正的工程師又近了一步，但也知道學(xué)無(wú)止境，得保持這股鉆研勁，才能跟上行業(yè)節(jié)奏。

致謝

感謝公司提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，讓我接觸到了真實(shí)的醫(yī)療科技研發(fā)流程。感謝導(dǎo)師耐心指導(dǎo)，特別是在肌電信號(hào)處