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未来想研究达芬奇手术机器人(智能医学或精准医学方向),需要学习哪些专业知识?

2021-10-02健康

医疗机器人方向博士生,对医疗行业略有经验,从行业情况、学习方向和院校选择三个方面来回答一下。

虽然没在手术机器人行业的公司呆过,但是之前在飞利浦搞精准诊断设备(CT)里面的影像引导介入和介入器械这块,也有共通之处吧。如果想在医疗机器人行业发展,需要的技术栈总体来说还是根据岗位有侧重,研发相关技术岗里面一般分为系统、算法(控制或影像,以及自动识别等AI算法)、软件、硬件、机械等等,一般硕士机会较大,博士的话虽然去research部门可能更对口并且能在科研上发挥更大的价值,但是如果去做业务研发也没问题且不亏。

行业情况

既然说手术机器人方向的话那就不局限于达芬奇的公司Intuitive这一家企业了,这些医疗科技公司的运作模式和研发过程都大致类似,都是内部立项,设计全新平台的产品或基于现有产品做客户期望的改进版本,同时持续对市场上的用户反馈做出解决和升级。

一般来说如果想进医疗设备大厂做前沿的研发工作,目前的基本操作有两种。一是硕士毕业后进入业务研发部门进行新产品设计开发或现有产品改进维护,公司里分别称作NPI(新产品导入)和LCM(生命周期管理,即老产品更新迭代后市场问题追踪等等)。二是博士毕业后进入研究部门,对前沿技术进行创新和商业化,为将来产品进行技术储备。

在业界的工作中,工程师的主要工作就是在医疗应用的场景下进行技术研发,其他方面可以了解但不必纠结。专业的医疗场景定义和医学用例有医学院出身或医生跳槽的临床同事负责,至于市场准入和法规的问题自然有安全法规的同事负责。外企和国内医疗科技企业的工作方式大致都是这样的套路。

不过医疗机器人市场目前还是蓝海,相比医学影像设备之类比较成熟的方向来说,医疗机器人是一个更适合做科研和创新的医疗科技领域。目前医疗机器人领域的业界生态也是创业公司比较多。

学习方向

除了最基本的数理基础课程之外,机器人的各种基础课程包括运动学、动力学以及控制系统课程构成了robotics方面的知识主干。此外由于新技术带来的精准需求和AI的引入,机器学习和基本的CV知识也是需要熟悉的。

技术栈和工具方面的话,C++,Python,Matlab各种robotics工具箱和ROS之类的开发环境是支持机器人开发和研究的基础。如果涉及到对手术环境的模拟以及手术培训应用的话,计算机图形学、VR/AR/MR和haptic feedback等知识也是需要学习的内容。

院校选择

国内学校当中,上交、天大、北航、哈工大等学校在医疗机器人方面都是强校,有很强的学术资源以及比较成熟的落地成果。国外医疗机器人方面主要的公司和院校基本上分布在美国和欧洲,除去全球最顶尖的几所名校之外,美国JHU、CMU、UW、UCLA等名校,英国帝国理工、UCL,荷兰代尔夫特,德国TUM,瑞士ETH,意大利IIT等等都是医疗机器人方面非常强的学校,适合未来硕博深造以及尝试进入当地工业界(当然哈工大目前10043去不了美国)。

在医疗领域的课题中,我对我所在研究机构的一个期望是最好拥有technical、clinical和industry三个方面的资源,即院校的学术研究团队(负责前沿科研)、合作医院(提供临床资源比如患者数据集)和合作企业(负责idea的产品化),以尽可能保证科研的临床价值、可持续性和落地的可能性。其实即使是世界名校的大lab,能保证这三者齐全的也不算多,大多数情况下院校学术团队和医院资源还是有的。但是总的来说理想状态下如果能拥有这三个元素的话,对个人的业界insight塑造和科研技能培养来说会有非常大的收获。