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权威报告—BME全网最全面专业解析!

  很多非BME同学可能对这个专业都不是很了解,或者是误以为BME就是学生物的。事实上,BME作为在医学技术时代兴起的交叉学科,近年也成为除了本科BME以外专业的学生考虑出国深造方向之一。这个依托于强大的医学资源和物理、化学、生物、计算机领域交叉知识而崛起的生物医学工程专业,也成为美国很多出色的高校中有名的专业。

  在这篇BME的专业解读里面,我们来了解一下BME中包括的小方向,以及着重讲解其中应用需求越来越大的医学成像/图像(Biomedical Imaging)领域,在这个领域中比较出色的美国大学,并分析一下在具体申请中的个人定位。

  BME,Biomedical Engineering,是一个医学、生物、物理、化学、计算机交叉融合的学科,而BME下面又分为比较偏向生物的或者比较偏向工科技术的小方向,所以在研究生(无论是硕士还是博士)的申请中,往往是灵活性比较大。

  那么接下来我们就来看一下这些小方向分别都是学什么的,它又跟哪些专业相对有关。这个分类主要参考了美国密歇根大学生物医学工程学院的招生简介并结合了我对专业的一些理解。

  随着医学成像技术的兴起,医学图像数据的扩大,医学成像可谓是BME专业里面闪亮的一颗星,从超声、MRI、CT到现在最新的光学成像OCT、近红外成像等,对医学成像的研究跨越计算机、生物、物理以及化学等领域,可谓是交叉度最高的其中一个方向,医学成像不像其他的小方向,它基本存在所有美国学校BME专业的research area中。

  在计算机方面,医学成像涉及的有医学图像处理和分析,运用传统或者现在热门的深度学习方法对医学图像进行相关的研究,这个领域其实跟CS和EE都有联系,许多老师本身也是CS或者EE出身的;而在生物和化学方面,主要是与医学成像中的一些材料研究相关,比如造影剂,然后也有一些生物实验,去验证这个材料在成像或者比如利用超声进行治疗的应用上的效果;在物理方面,则是成像技术的原理方面的研究,理论与技术相结合。

  生物信息学是BME各大方向中跟CS最沾边的方向,它以计算机为工具,对医学数据进行分析处理,这里的医学数据包括图像、疾病发展期、基因信息等,生物信息学的课程设计数据库、算法编程等,研究从疾病的统计预测到图像数据的处理分析等,应用范围广,目前热门的深度学习也是生物信息的一个重要研究工具。很多本科学习生物信息的同学想转到CS,但是也不乏学习CS的同学想要申请生物信息接触更广的应用。

  这个大领域的分类听起来挺拗口的,生物力学主要涉及利用力学原理对生物体中的力学问题进行分析,目前比较前沿的领域是血管动力学相关的课题,我也认识很多本科是学mechanic的同学有兴趣申请这样的专业;而力生物学则是探讨力学环境作用下对生物体的健康、疾病和损伤问题。

  总●的来说,力学相关的BME方向较多地设计生物和物理知识,偏向基础理论的研究更多一些。不过,无论是对于ME还是BME的童鞋来讲,跨专业申请的时候,申请者的课程和科研上需要一定的亮点,比如学习ME的同学如果有接触过生物力学方向的一些研究,或者学习BME的同学在力学的课程和成绩上较为突出,才能让自己更具有竞争力。

  康复工程这个小方向,从字面上挺好理解的,基本上就是设计医学康复方面的研究,如康复医疗器械、辅助系统等,对于软件系统设计、机械、仪器以及电子方向的同学,在BME里面也是可以考虑的交叉性应用学科。

  神经工程领域是从计算神经科学、实验神经科学、临床的神经病学、电子工程学和活神经组织的信号处理等领域汲取养分,并包含了机器人学、计算机工程学、组织工程学、材料科学和纳米技术等学科中的一些内容。比较热门的研究设计大脑网络构建、脑机接口以及研究神经系统损伤问题等,既设计临床生物学、医学,也涉及电子、计算机、仪器等,是21世纪实际比较前沿的研究领域。

  算是BME专业里面最focus在生物、材料和医学领域研究的小方向了。细胞相关的基础生物技术研究,以及我们常常听到的微流控芯片、再生材料等词汇,都是归类在BME以下的分子工程和微纳米技术中,学习化学、材料以及生物的同学可能对这个方向更加有兴趣,在有的院校里面,这几个偏向生物的方向,也被单独归类在Bioengineering的专业下。

  首先,其实无论是BME还是其他★◇▽▼•专业,申请Ph.D.的◆●△▼●bar(要求和标准)是年年攀升,竞争一年比一年大,当你觉得自己有科研经历有paper自我感觉还良好的时候,纵观一些身边别的学校的优秀的同学,这样的条件其实一抓一大把。所有给所有来年的申请大军们一个忠告就是,申请Ph.D.前一定要三思,多方面衡量自己的情况以及评估专业形势才做决定。

  对于申请mas•●ter而言,总体情况还算是比较乐观,可能也是某些好学校在今年资金短缩的情况下,也稍微扩大了一下招生的规模。总的来◇•■★▼说,相对于Ph.D.申请,Master申请的难度还是小很多的。

  另外,大家在选校定位的时候一定要用事实说话,多看申请案例及经验分享,从数据里总结经验教训。

  而本科是BME想跨专业申请别的系的同学,要明确一▲★-●点是,因为BME属于交叉学科,所以转专业申请的时候一定要瞄准自己的focus。最好早点就开始积累想申请的专业的知识,研究经历,跟自己想转的专业的同学看齐,落了什么课,缺了什么知识,需要做哪些项目让自己在那个方向上更加突出,需要提早规划的。

  因为你要知道的是,不仅仅是你,无数个本来就是学习那个专业的同学,跟你一个交叉性学科的人在同时竞争,压力还是有的。

  特别是针对BME◆▼转CS的,奉劝三思而后行,CS一年比一年竞争激烈,对于大部分本科BME的同学可能竞争力不是特别突出。不妨考虑EE相关的,或者申请BME后选择跟一个CS比较相关的老师,这里面的老师总有适合你的。

  就像上文中提到的,在BME这个专业下,Imaging是几乎存在所有院校的,有的学校甚至是把Biomedical Imaging作为一个独立的方向开设,比如Wustl开设的Imaging Science。而Imaging也成为近年来越来越多学生申请的专业,一方面是国内在医学成像领域的教学质量越来越好,也有越来越多的高校更加重视Imaging课程的设立;另一方面,Imaging可以数得上是BME专业下就业前景比较好的专业。

  说到就业,就简单的来介绍下吧。随着医疗技术的兴起,越来越多的电子、电气以及影响公司将生物医学影像作为一个发展的大方向,著名的医学影像公司有飞利浦、西门子、通用电气、东芝、日立等,以及在深圳创立的超声方面的有名企业迈瑞,这些以电子电器起家的大公司在很久之前已经大力开始投资了医学影像技术的研发。

  很多公司也在华建立了亚太研发中心,招揽很多Imaging方向的博士毕业生去从事相关算法和成像技术的研发工作,而我国在医疗技术尤其是影像方面的发展投入也越来越大。可以说,Biomedical Imaging和略有交叉的Biostatistcis是目前在就业上相对来说△▪▲□△比较好找工作的一个行业。

  Biomedical Imaging的研究方向其实相对较广泛,从我们本身知道的各种医疗成像工具,如MRI、CT、超声等,就已经有很多不同的成像领域了,加上现在越来越受关注的近红外成像、OCT等,不同的领域需要的研究人才也越来越多。对于一项成像技术而言,既需要学计算机的人搞算法,也需要学物理研究理论,同时需要学电子的人协助成像平台的搭建,最后还需要学材料或者化学的人研究如造影剂等。

  在大多的美国院校,每个实验室几乎都有自己focus的一种成像技术,而在这样的group里面,通常也能接触到不同专业的人,教授本身可能也有各个方向的。当然,也有一些实验室是专门搞医学成像算法和影像处理的,这些实验室里面▼▼▽●▽●比较多的就是CS和BME的双聘教授,这也是为什么我前面提到的如果想申请CS但是由于竞争力太大不能直接申请的同学,如果对医学方向有兴趣的话,也可以联系这边的教授,录取是按BME来的。

  举个例子,有的实验室是非常综合的,实验室实力也很强,这样的不需要太过担心,因为通常这里面做每个方向的都有相对专业的教授和学生;但有的实验室可能偏向电子技术、计算机的,比如诊断性成像技术的实验室,研究的大方向是为了疾病诊断,这样的实验室对于读有些化学、生物的同学并不是太合适;

  反过来说,如果有的实验室是偏向治疗性成像技术的,比如近来超级火的治疗性超声成像,利用超声的技术无创治疗肿瘤等疾病,这样的实验室需要的可能是偏向化学、物理、生物的同学,当然也涉及一点电子方面,比如系统平台的建立等,但是这样的实验室可能在很想focus在电子、计算机这样一些专业的学生来说,资源并不是特别够,而实验室的老师或者学生本身可能了解这些方面的也比较少。

  因此,大家在选择实验室或者小方向的时候,需要认真考虑自己的优势和喜欢的专业,与了解到的实验室的工作是不是契合,这个group到底有多少资源可以让你真正学到比较专业的知识。

  虽然这是Ph.D.学生在申请的时候比较需要注意的一点,但并不代表master的同学们就可以忽略了,因为很多master的学生也是有要求在学习期间做一些科研的,在选择实验室和老师的时候,也一定需要留意。

  同时,我们在选校的时候也要多留意,大部分院校的BME的方向都是比较全面的,但也有一些是十分偏向Bioengineering的,也就是生物技术方面,在电子、信息、器械方面比较弱,相对来说更像一个生物系吧,这也是要申请者根据自己的实际情况需要多加留意的。

  跟很多专业一样,BME的Master和Ph.D.项目导向还是不一样的,Master偏向就业而Ph.D.偏向研究,但就Biomedical Imaging方向的同学而言,这并不代表你读完master之后不能从事研究,读完Ph.D.之后不能选择工业界发展一样。这归根到底还是需要看,你在Biomedical Imaging这个方向上,到底有多强。

  比如有本科读CS的同学,为了能有个更好的应用方向,选择Biomedical Imaging作为硕士方向,那他本身在码代码方面就不弱,且经过了硕士之后有相关的Imaging的知识,也能进入一些研究机构或者公司做研究。

  相反,也有本科是▲=○▼BME的,但因为这个专业本科学得太宽泛了,所以希望能有更长时间在专一的一个方向上更加出色,因而选择了申请Ph.D.,而最后就业也选择了创业或者在上文提到的大公司做研发。因此我觉得在选择MS和Ph.D.方面,第一点需要注意的是评估你的本科专业以及未来自己想要发展的方向,从而综合选择更适合自己攻读的学位。

  第二个方面,可能很多人考虑的是学费和奖学金的问题。首先,与大多数master是相似•☆■▲的,BME的master很少会有奖学金。能在master申请中拿到奖学金的基本都是本身申请了Ph.D.,但是被降录取到master,然后提供了半奖的情况。而对于Ph.D.而言,个人还是十分了解英国、美国和香港的奖学金情况的,这个其实基本适用于BME的大专业申请情况:

  相信很多人选择去美国攻读Ph.D.,不单单是因为美国的学术确实很棒,也是因为美国的Ph.D.基本都带全奖福利。但是,随着Funding的紧缩,也有少数学校的老师给了offer但是由于没有funding需要学生自费的,这个其实个人就不太推荐了,因为成本确实太高。

  香港最著名的有HKPFS,香港政府颁发的博士奖学金,免除学费,20000港币每个月,旅费也包,算是香港读博里面最高的奖学金了。这个奖学金每年在十一月就可以开始申请,填写完HKPFS的申请以后拿着申请号去申请你想去的学校,当然,HKPFS也只限于香港排名比较好的学校的申请者。这个奖学金比较青睐211、985高校,且申请者的GPA排名需要十分靠前(全系前五吧大概),很看重综合能力,竞争也比较大。

  除此以外,每个学校本身也有自己学校和院系的奖学金,如校长奖学金,这种奖学金的竞争力紧跟HKPFS,相对难度也不小。通常去香港读博的学生,很多拿的是导师每个月给的stipend,也就是你的导师直接付钱,每月15000-18000港币,学费不包含,每年学费需要自付40000港币左右。

  申请香港的学校一个宗旨就是一定要早,香港教授较偏向口头offer,11、12月就可能已经发放为明年的招生名额了,所以联系老师一定要早。当然,这也有利也有弊,基本上当你决定接不接受香港教授的offer的时候,就已经决定了你到底要选择别的国家的学校还是香港的,因为★-●=•▽诚信很重要。

  英国:英国的博士奖学金可谓是相对较坑的,提供给中国留学生的奖学金少之又少,竞争激烈。基本上去英国读博的需□◁要自费或者申请CSC。

  拿帝国理工为例,中国学生能申请的☆△◆▲■可能只有学校的校长奖学金、李嘉诚奖学金以及CSC联合项目奖学金,校长奖学金大概二三十个名额,跟全球的学生一起竞争;李嘉诚奖学金只有两个名额给工学院;CSC联合奖学金只有15个名额,且需要院系本身提名,若没有获得院系提名是不能申请的。而且,李嘉诚奖学金和CSC奖学金是不相容的,学院只会提名其中的一个,因此难度可想而知。

  其实无论是做Imaging还是BME,实力强的学校一定有一个实力强的医学院或者医学中心为背景,这个道理很容易理解。比如我们选择做医学图像,数据怎么来,你做的东西是不是应该有临床放射科医生去给意见,想做实验类的话是不是应该有地方等,这些一切都离不开强大的医学资源。

  所以我们可以发△▪▲□△现,BME做的强,影像做的强的学校,背后都有一个厉害的医学院或者医学中心。除此以外,工科背景也很重要,毕竟BME是个理工科交叉学科,如果这个学校本身有厉害的医学院,加上强大的工科背景,那么在这种交叉方向上一定不会太差。下面我就列举几个个人觉得imaging实力不错的学校,这个排名不分前后同时只代表个人的一些举例,还有很多好的学校以及成像方向没有一一列举:

  无论是申请master还是Ph.D.,个人觉得BME对三维的要求处于相对平均的水平,GRE 320+3.5以上,托福100+以及GPA3.5+。当然,如果想申请到前20这样的学校,这三个指标★△◁◁▽▼肯定是越高越好。而在科研方面,对于master而言肯定是加分项的,如果本科期间能有在一些比如飞利浦、通用电气或者相关的医学影像企业的实习经历,肯定也是非常attractive的一个亮点。

  对Ph.D.申请者来说,就如前文所言的,申请BME的bar也是一年比一年高,随着国内生物医学工程专业的兴起以及关注,越来越多的本科生也有很不错的科研经历,因为BME在绝大多数的国内学校都比较小,老师和学生的比例比较平均,学生能得到的科研锻炼机会也越来越多,因此本科生有不少也有一二作的出色的paper,或者比较吸引人的科研经历。在这样的大趋势下,BME申请Imaging的难度也稍有增大,加上这个方向本身也有吸引一些学习其他专业的人考虑,竞争就逐年提升了。

  我接触到的一些申请到Imaging的本科学生,条件基本都是出色的三维、一二作的paper、海外交◆◁•换、海外暑研外加出色的英语口语能力。然后做Imaging的老师,很多也会招一些本科是别的专业的学生,ME、CS、Chemistry之类的,不过这些学生有个共同的点是,在上一个学习经历中,至少有涉及Imaging方向的研究经历。

  Imaging的申请难度算是中等偏上,master普遍都还可以。而申请Ph.D.的话,最好还是对自己有更全面的评估,多了解自己学校以外的同专业的同学的条件,并且申请几个硕士项目作为保底,是个人较为推荐的一种方式。

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