谈谈生物医学工程（一）： Biomedical Engineering专业到底学什么。

最近有很多同学在问我生物医学工程 (Biomedical Engineering) 到底学什么，今后就业如何。今天我就来给大家就我自己的经历以及身边同学的经历，讲一讲我所理解的生物医学工程学什么，怎么就业。

先给大家介绍一下我自己的经历吧，本人本科是国内211/985 高校生物医学工程毕业的，毕业后来美国凯斯西储大学生物医学工程深造， 博士毕业于生物医学工程/神经工程方向， 受训的导师以及各科的老师们来自凯斯西储大学神经工程中心，克利夫兰功能性电刺激中心， 大学医院， 克利夫兰临床医院等等。毕业后在美国从事神经调控医疗仪器研发至今5年了。

我算是在生物医学工程方向“入坑” 很深的人了吧。希望我把自己的经历写出来，对即将选专业的同学，和考虑以后在生物医学工程方向发展的学弟学妹有所帮助。

首先，大家不要把生物医学工程和生物工程搞混淆了， 我讲的生物医学工程英文叫做Biomedical Engineering， 大部分学校会将此专业放在工学院或相关的工程学院下面。而生物工程我自己没有了解过， 所以就不便做评论了。

先讲讲本科阶段的学习吧 。

我还记得大学第一次全班开会见我们当时的班主任 （就是刚进大一，专业都会安排一个专业的老师带带我们新生， 在生活上学习上解答疑问或帮助我们这些刚进大学新生）。我们学校很偏工科， 但是我们当时生物医学工程专业男女比例却是2：3. 这在工科大学里是少见的。老师问了很多同学为什么选这个专业， 有人回答说因为喜欢生物， 有人回答说因为喜欢医学， 但是又不想念临床医学。老师听完很多同学的答案后， 给大家解释道：生物医学工程（Biomedical Engineering），不在生物，不在医学，而是重在工程。 当时很多同学听完就懵了。 这么多年过去了，我现在才深深的领会到老师当时说的是什么叫重在工程。

首先，我所理解的生物医学工程，就是用工程学的手段去解决医学方面的问题。 那么重点还是在工程，也就是你不要忘记自己从事这个专业就是一名工程师。在天津大学这样的工科学校，生物医学工程在精密仪器学院 （现在有没有做调整，不知道了）， 基础课和其他大部分工科专业没什么差别， 比如高等数学，大学物理， 电路基础，模拟数字电路，信号处理，概率统计，复变函数，线性代数，计算机编程基础， C++， 单片机。在上大三之前，我自己都没有看出来我和其他专业的同学有啥差别， 比如我们学院信息工程， 测量控制，我们学的课都是一样一样的。大三以后慢慢才开始有自己专业特色的课， 比如生物医学传感器， 生物医学电子设计。 就算是这些课， 也是偏电路设计应用，很工程的课。 所学的课里面还有生理学，解剖学等等才算是生物医学工程的特色课。现在大家看出来了吧，什么叫重在工程。 说你是一个EE （electrical engineering 电子工程） 的学生，一点儿都不为过。 当然，这只是一个工科学校的生物医学工程课的设计， 我还了解到清华，上交，浙大等等的生物医学工程专业都是以工科课程为重点。另外，其他学校可能完全不同，例如当时有个朋友在川大念生物医学工程，他就说他们学校以材料为重，也就没那么多偏电子工程工科类的课程了， 转而很多化学材料， 高分子材料等等这种课。我们学校当时隔壁的天津医科大学也有生物医学工程专业， 我们在他们学校上解剖课和生理课等等， 我看他们学校也很难像工科学校那样生物医学工程的课80%到90%都是工程学的基础课吧。

大四会开始毕业设计，大家都得选择实验室。这时候毕设的项目就非常生物医学工程特色了，比如脑机接口项目采集表面脑电信号，做大脑数据的分析； 比如用光学成像研究乳腺癌；比如设计一些电路控制电刺激研究中医的针灸等等。毕设的项目就很能体现生物医学工程的特色，用工程的方法解决医学的问题。 另外，很多要积攒科研经历的同学，很早就进入实验室了。例如我就是大二暑假后就开始进入实验室，跟着老师做脑电方面的研究。做项目是增加实战经验最好的方式，比如我当时的项目有matlab设计脑电处理的算法，简单的人工智能的算法做模式识别（classification）, C++编写脑电采集的平台（殊不知数据处理，算法，人工智能，Ｃ++等编程现在在工业界找工作也十分重要，后悔本科有项目的机会没有好好练啊，此处悔泪一千行！）。

其实本科阶段的学习，大家基本上是一样的，我给大家的建议就是要好好学习工科基础课，比如电路，概率统计，算法，JAVA, C++各种编程语言。不管你今后从事什么工作，只要是工程师相关的，这些课大部分还是很有用的。

再来讲讲研究生院的学习。

研究生院我已经来到了美国，所以这里经验是根据美国学习内容，供大家参考。和国内的同学聊过，好像过程也差不多。

研究生院以后是生物医学工程真正开始分化的时候，基础课你也得上，大家都一样。但是很快大家的课就会根据选择研究方向的不一样而迅速变得不同。每个大学的课程可能都不太一样，这里以凯斯西储大学生物医学工程系研究生院的学习为例给大家做个介绍。凯斯西储大学作为老牌的美国生物医学工程专业很好学校，它的学科建设算是比较全面的了，常年和克利夫兰临床医学和大学医院合作办学。 附近大医院众多，使得其医学研究资源相当丰富。

我在上研究生期间， 生物医学工程大概分为3个大方向：生物医学成像，生物医学材料，神经工程。也有一些其他方面的研究没有在这3个大方向的概括内。现在我看学校的网站也有把医学成像计算机处理，以及大脑数据等等单独列为一个医学信息的方向。

生物医学成像 。

就是研究和医学成像相关的课题。以下简单挑选这个小方向给大家列举一下，核磁共振， 实际在医院里操控专门供研究的核磁共振仪器，研究成像原理，成像技术的改进，成像质量，图像处理算法，和图像的量化。这个方向算很牛的了，因为没有几个学校有资源直接在医院有一台核磁共振仪器专门做研究用的。这个方向需要学习核磁共振成像的基本原理，用于图像处理的算法， 做实验要操作真的MRI仪器扫描受试者。据向同学了解，他们编程大部分还是用matlab。另外的方向，超声技术，成像造影剂的研究。之前有几个同学在做这些方面的研究，超声技术成像当然要学习超声成像原理，另外由于这些成像都会用到一些成像的介质，造影剂啥的， 所以这些同学也学习一些化学反应，药物运输之类的课，可能更偏化工和生物化学之类的了。另外成像还有一个很大的方向就是偏人工智能医学图像处理， 这个方面的同学肯定就学很多算法课，机器学习，图像处理技术， 编程用matlab和python 较多。

神经工程 。

神经工程这个方向叫neural engineering， 不要和专业神经科学neuroscience混淆了。 这个方向研究的主要是用工程学的方法解决神经科学领域的问题，比如设计医疗仪器治疗癫痫， 深脑电刺激技术治疗帕金森等等。 这些研究包括 设计记录电极研究大脑和神经的信号，设计电刺激仪器，电刺激的技术包括电刺激的波形，频率，刺激电极，大脑以及神经信号处理和算法等等。脑机接口就属于神经工程的一个方向。所以念神经工程的同学除了学一两门神经科学的基础课外，大部分还是在工程学院上课，比如数字信号处理，算法基础，电刺激波形设计，神经结构的数学模型等等。凯斯西储大学的神经工程在美国算是非常好的了，不仅领域研究方向全面，很多导师在学界和工业界都是赫赫有名的。学习神经工程的同学根据项目的不同，做研究会用到matlab， c++，python，NEURON等等语言。

生物医学材料 。

顾名思义就是研究材料的，这些材料用在生物医学各个领域， 可以是帮助靶向药物运输的纳米材料，可以防止内脏大出血止血的某种高分子材料，或是可植入体内的某些医用材料。凯斯西储大学这个方向相对其他两个方向较弱。学这个方向的同学很多要学高分子材料，化学工程相关的课程。所以相对其他两个方向，课程也不太会有编程，计算机，信号处理这些很电子技术的课程。

以上就是我根据自己的经历，给大家介绍的生物医学工程专业学习的内容。每个学校可能有所差别，国内外也可能不尽相同，希望大家查漏补充。

下一篇，我们将给大家讨论一下生物医学工程的同学就业如何。