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未來想研究達芬奇手術機器人(智能醫學或精準醫學方向),需要學習哪些專業知識?

2021-10-02健康

醫療機器人方向博士生,對醫療行業略有經驗,從行業情況、學習方向和院校選擇三個方面來回答一下。

雖然沒在手術機器人行業的公司呆過,但是之前在飛利浦搞精準診斷器材(CT)裏面的影像引導介入和介入器械這塊,也有共通之處吧。如果想在醫療機器人行業發展,需要的技術棧總體來說還是根據崗位有側重,研發相關技術崗裏面一般分為系統、演算法(控制或影像,以及自動辨識等AI演算法)、軟件、硬件、機械等等,一般碩士機會較大,博士的話雖然去research部門可能更對口並且能在科研上發揮更大的價值,但是如果去做業務研發也沒問題且不虧。

行業情況

既然說手術機器人方向的話那就不局限於達芬奇的公司Intuitive這一家企業了,這些醫療科技公司的運作模式和研發過程都大致類似,都是內部立項,設計全新平台的產品或基於現有產品做客戶期望的改進版本,同時持續對市場上的使用者反饋做出解決和升級。

一般來說如果想進醫療器材大廠做前沿的研發工作,目前的基本操作有兩種。一是碩士畢業後進入業務研發部門進行新產品設計開發或現有產品改進維護,公司裏分別稱作NPI(新產品匯入)和LCM(生命周期管理,即老產品更新叠代後市場問題追蹤等等)。二是博士畢業後進入研究部門,對前沿技術進行創新和商業化,為將來產品進行技術儲備。

在業界的工作中,工程師的主要工作就是在醫療套用的場景下進行技術研發,其他方面可以了解但不必糾結。專業的醫療場景定義和醫學用例有醫學院出身或醫生跳槽的臨床同事負責,至於市場準入和法規的問題自然有安全法規的同事負責。外企和國內醫療科技企業的工作方式大致都是這樣的套路。

不過醫療機器人市場目前還是藍海,相比醫學影像器材之類比較成熟的方向來說,醫療機器人是一個更適合做科研和創新的醫療科技領域。目前醫療機器人領域的業界生態也是創業公司比較多。

學習方向

除了最基本的數理基礎課程之外,機器人的各種基礎課程包括運動學、動力學以及控制系統課程構成了robotics方面的知識主幹。此外由於新技術帶來的精準需求和AI的引入,機器學習和基本的CV知識也是需要熟悉的。

技術棧和工具方面的話,C++,Python,Matlab各種robotics工具箱和ROS之類的開發環境是支持機器人開發和研究的基礎。如果涉及到對手術環境的模擬以及手術培訓套用的話,電腦圖形學、VR/AR/MR和haptic feedback等知識也是需要學習的內容。

院校選擇

國內學校當中,上交、天大、北航、哈工大等學校在醫療機器人方面都是強校,有很強的學術資源以及比較成熟的落地成果。國外醫療機器人方面主要的公司和院校基本上分布在美國和歐洲,除去全球最頂尖的幾所名校之外,美國JHU、CMU、UW、UCLA等名校,英國帝國理工、UCL,荷蘭代爾夫特,德國TUM,瑞士ETH,意大利IIT等等都是醫療機器人方面非常強的學校,適合未來碩博深造以及嘗試進入當地工業界(當然哈工大目前10043去不了美國)。

在醫療領域的課題中,我對我所在研究機構的一個期望是最好擁有technical、clinical和industry三個方面的資源,即院校的學術研究團隊(負責前沿科研)、合作醫院(提供臨床資源比如患者數據集)和合作企業(負責idea的產品化),以盡可能保證科研的臨床價值、可持續性和落地的可能性。其實即使是世界名校的大lab,能保證這三者齊全的也不算多,大多數情況下院校學術團隊和醫院資源還是有的。但是總的來說理想狀態下如果能擁有這三個元素的話,對個人的業界insight塑造和科研技能培養來說會有非常大的收獲。