一份花了三個月才寫好的專業報告丨BME篇

• 留學申請最重要的是什麼？

  ——具有專業性！




• 如何讓自己的申請具有專業性？

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我們從年初開始謀劃，歷經3個月的細緻打磨，終於完成了這批具備神奇力量的專業報告（以下簡稱“神帖”），覆蓋：




• Biomedical Engineering

• Business Analytics

• Computer Science

• Data Science

• Electrical Engineering

• JD/LLM

• Public Policy

• Statistics

  ……




每篇“神帖”都有近7000字，極盡詳細地從專業介紹、院校分析、定位方法等各個方面徹底講清楚講透徹一個專業，讓你更深入地認知自己要申請的專業，更專業地完成自己的申請。




本篇文章是專業“神帖”的第一篇——

BME，全稱Biomedical Engineering







很多非BME同學可能對這個專業都不是很瞭解，或者是誤以為BME就是學生物的。事實上，BME作為在醫學技術時代興起的交叉學科，近年也成為除了本科BME以外專業的學生考慮出國深造方向之一。這個依託於強大的醫學資源和物理、化學、生物、計算機領域交叉知識而崛起的生物醫學工程專業，也成為美國很多出色的高校中有名的專業。




在這篇BME的專業解讀裡面，我們來了解一下BME中包括的小方向，以及著重講解其中應用需求越來越大的醫學成像/圖像（Biomedical Imaging）領域，在這個領域中比較出色的美國大學，並分析一下在具體申請中的個人定位。




一. BME這個專業

BME，Biomedical Engineering，是一個醫學、生物、物理、化學、計算機交叉融合的學科，而BME下面又分為比較偏向生物的或者比較偏向工科技術的小方向，所以在研究生（無論是碩士還是博士）的申請中，往往是靈活性比較大。




那麼接下來我們就來看一下這些小方向分別都是學什麼的，它又跟哪些專業相對有關。這個分類主要參考了美國密歇根大學生物醫學工程學院的招生簡介並結合了我對專業的一些理解。




醫學成像和生物光子學：

隨著醫學成像技術的興起，醫學圖像數據的擴大，醫學成像可謂是BME專業裡面閃亮的一顆星，從超聲、MRI、CT到現在最新的光學成像OCT、近紅外成像等，對醫學成像的研究跨越計算機、生物、物理以及化學等領域，可謂是交叉度最高的其中一個方向，醫學成像不像其他的小方向，它基本存在所有美國學校BME專業的research area中。在計算機方面，醫學成像涉及的有醫學圖像處理和分析，運用傳統或者現在熱門的深度學習方法對醫學圖像進行相關的研究，這個領域其實跟CS和EE都有聯繫，許多老師本身也是CS或者EE出身的；而在生物和化學方面，主要是與醫學成像中的一些材料研究相關，比如造影劑，然後也有一些生物實驗，去驗證這個材料在成像或者比如利用超聲進行治療的應用上的效果；在物理方面，則是成像技術的原理方面的研究，理論與技術相結合。





生物信息：

生物信息學是BME各大方向中跟CS最沾邊的方向，它以計算機為工具，對醫學數據進行分析處理，這裡的醫學數據包括圖像、疾病發展期、基因信息等，生物信息學的課程設計數據庫、算法編程等，研究從疾病的統計預測到圖像數據的處理分析等，應用範圍廣，目前熱門的深度學習也是生物信息的一個重要研究工具。很多本科學習生物信息的同學想轉到CS，但是也不乏學習CS的同學想要申請生物信息接觸更廣的應用。




生物力學和力生物學：

這個大領域的分類聽起來挺拗口的，生物力學主要涉及利用力學原理對生物體中的力學問題進行分析，目前比較前沿的領域是血管動力學相關的課題，我也認識很多本科是學mechanic的同學有興趣申請這樣的專業；而力生物學則是探討力學環境作用下對生物體的健康、疾病和損傷問題。總的來說，力學相關的BME方向較多地設計生物和物理知識，偏向基礎理論的研究更多一些。不過，無論是對於ME還是BME的童鞋來講，跨專業申請的時候，申請者的課程和科研上需要一定的亮點，比如學習ME的同學如果有接觸過生物力學方向的一些研究，或者學習BME的同學在力學的課程和成績上較為突出，才能讓自己更具有競爭力。





康復工程：

康復工程這個小方向，從字面上挺好理解的，基本上就是設計醫學康復方面的研究，如康復醫療器械、輔助系統等，對於軟件系統設計、機械、儀器以及電子方向的同學，在BME裡面也是可以考慮的交叉性應用學科。




神經工程：

神經工程領域是從計算神經科學、實驗神經科學、臨床的神經病學、電子工程學和活神經組織的信號處理等領域汲取養分，幷包含了機器人學、計算機工程學、組織工程學、材料科學和納米技術等學科中的一些內容。比較熱門的研究設計大腦網絡構建、腦機接口以及研究神經系統損傷問題等，既設計臨床生物學、醫學，也涉及電子、計算機、儀器等，是21世紀實際比較前沿的研究領域。





分子工程和微納米技術：

算是BME專業裡面最focus在生物、材料和醫學領域研究的小方向了。細胞相關的基礎生物技術研究，以及我們常常聽到的微流控芯片、再生材料等詞彙，都是歸類在BME以下的分子工程和微納米技術中，學習化學、材料以及生物的同學可能對這個方向更加有興趣，在有的院校裡面，這幾個偏向生物的方向，也被單獨歸類在Bioengineering的專業下。





二. BME申請回顧

首先，其實無論是BME還是其他專業，申請Ph.D.的bar（要求和標準）是年年攀升，競爭一年比一年大，當你覺得自己有科研經歷有paper自我感覺還良好的時候，縱觀一些身邊別的學校的優秀的同學，這樣的條件其實一抓一大把。所有給所有來年的申請大軍們一個忠告就是，申請Ph.D.前一定要三思，多方面衡量自己的情況以及評估專業形勢才做決定。




對於申請master而言，總體情況還算是比較樂觀，可能也是某些好學校在今年資金短縮的情況下，也稍微擴大了一下招生的規模。總的來說，相對於Ph.D.申請，Master申請的難度還是小很多的。




另外，大家在選校定位的時候一定要用事實說話，多看申請案例及經驗分享，從數據裡總結經驗教訓。




BTW , 我們每年都會有不同專業的專業群，裡面會給大家分享該專業的案例和不同項目的招生信息，詳情見這裡：漫漫申請路，結伴一起走 | 尋找同專業的小夥伴




而本科是BME想跨專業申請別的系的同學，要明確一點是，因為BME屬於交叉學科，所以轉專業申請的時候一定要瞄準自己的focus。最好早點就開始積累想申請的專業的知識，研究經歷，跟自己想轉的專業的同學看齊，落了什麼課，缺了什麼知識，需要做哪些項目讓自己在那個方向上更加突出，需要提早規劃的。因為你要知道的是，不僅僅是你，無數個本來就是學習那個專業的同學，跟你一個交叉性學科的人在同時競爭，壓力還是有的。




特別是針對BME轉CS的，奉勸三思而後行，CS一年比一年競爭激烈，對於大部分本科BME的同學可能競爭力不是特別突出。不妨考慮EE相關的，或者申請BME後選擇跟一個CS比較相關的老師，這裡面的老師總有適合你的。




三. 來談談Biomedical Imaging

就像上文中提到的，在BME這個專業下，Imaging是幾乎存在所有院校的，有的學校甚至是把Biomedical Imaging作為一個獨立的方向開設，比如今年Wustl新開設的Imaging Science。而Imaging也成為近年來越來越多學生申請的專業，一方面是國內在醫學成像領域的教學質量越來越好，也有越來越多的高校更加重視Imaging課程的設立；另一方面，Imaging可以數得上是BME專業下就業前景比較好的專業。




就業：

說到就業，就簡單的來介紹下吧。隨著醫療技術的興起，越來越多的電子、電氣以及影響公司將生物醫學影像作為一個發展的大方向，著名的醫學影像公司有飛利浦、西門子、通用電氣、東芝、日立等，以及在深圳創立的超聲方面的有名企業邁瑞，這些以電子電器起家的大公司在很久之前已經大力開始投資了醫學影像技術的研發，很多公司也在華建立了亞太研發中心等，招攬很多Imaging方向的博士畢業生去從事相關算法和成像技術的研發工作，而我國在醫療技術尤其是影像方面的發展投入也越來越大。可以說，Biomedical Imaging和略有交叉的Biostatistcis是目前在就業上相對來說比較好找工作的一個行業。




研究方向：

Biomedical Imaging的研究方向其實相對較廣泛，從我們本身知道的各種醫療成像工具，如MRI、CT、超聲等，就已經有很多不同的成像領域了，加上現在越來越受關注的近紅外成像、OCT等，不同的領域需要的研究人才也越來越多。對於一項成像技術而言，既需要學計算機的人搞算法，也需要學物理研究理論，同時需要學電子的人協助成像平臺的搭建，最後還需要學材料或者化學的人研究如造影劑等。在大多的美國院校，每個實驗室幾乎都有自己focus的一種成像技術，而在這樣的group裡面，通常也能接觸到不同專業的人，教授本身可能也有各個方向的。當然，也有一些實驗室是專門搞醫學成像算法和影像處理的，這些實驗室裡面比較多的就是CS和BME的雙聘教授，這也是為什麼我前面提到的如果想申請CS但是由於競爭力太大不能直接申請的同學，如果對醫學方向有興趣的話，也可以聯繫這邊的教授，錄取是按BME來的。




需要注意的是，醫學影像實驗室的選擇，應該基於對這個實驗室很具體的瞭解。舉個例子，有的實驗室是非常綜合的，實驗室實力也很強，這樣的不需要太過擔心，因為通常這裡面做每個方向的都有相對專業的教授和學生；但有的實驗室可能偏向電子技術、計算機的，比如診斷性成像技術的實驗室，研究的大方向是為了疾病診斷，這樣的實驗室對於讀有些化學、生物的同學並不是太合適；反過來說，如果有的實驗室是偏向治療性成像技術的，比如近來超級火的治療性超聲成像，利用超聲的技術無創治療腫瘤等疾病，這樣的實驗室需要的可能是偏向化學、物理、生物的同學，當然也涉及一點電子方面，比如系統平臺的建立等，但是這樣的實驗室可能在很想focus在電子、計算機這樣一些專業的學生來說，資源並不是特別夠，而實驗室的老師或者學生本身可能瞭解這些方面的也比較少。因此，大家在選擇實驗室或者小方向的時候，需要認真考慮自己的優勢和喜歡的專業，與瞭解到的實驗室的工作是不是契合，這個group到底有多少資源可以讓你真正學到比較專業的知識。




雖然這是Ph.D.學生在申請的時候比較需要注意的一點，但並不代表master的同學們就可以忽略了，因為很多master的學生也是有要求在學習期間做一些科研的，在選擇實驗室和老師的時候，也一定需要留意。同時，我們在選校的時候也要多留意，大部分院校的BME的方向都是比較全面的，但也有一些是十分偏向Bioengineering的，也就是生物技術方面，在電子、信息、器械方面比較弱，相對來說更像一個生物系吧，這也是要申請者根據自己的實際情況需要多加留意的。




四. BME如何申請定位：


關於申請定位，我會圍繞著以下三個問題具體分析：




Q1：MS or Ph.D.？

跟很多專業一樣，BME的Master和Ph.D.項目導向還是不一樣的，Master偏向就業而Ph.D.偏向研究，但就Biomedical Imaging方向的同學而言，這並不代表你讀完master之後不能從事研究，讀完Ph.D.之後不能選擇工業界發展一樣。這歸根到底還是需要看，你在Biomedical Imaging這個方向上，到底有多強。




比如有本科讀CS的同學，為了能有個更好的應用方向，選擇Biomedical Imaging作為碩士方向，那他本身在碼代碼方面就不弱，且經過了碩士之後有相關的Imaging的知識，也能進入一些研究機構或者公司做研究。相反，也有本科是BME的，但因為這個專業本科學得太寬泛了，所以希望能有更長時間在專一的一個方向上更加出色，因而選擇了申請Ph.D.，而最後就業也選擇了創業或者在上文提到的大公司做研發。因此我覺得在選擇MS和Ph.D.方面，第一點需要注意的是評估你的本科專業以及未來自己想要發展的方向，從而綜合選擇更適合自己攻讀的學位。




順便提一下，不論是Master還是Ph.D.申請，我們都開發了選校定位測評工具，都是免費的，需要的小夥伴可以來做一下，輔助你做出正確的定位：




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第二個方面，可能很多人考慮的是學費和獎學金的問題。首先，與大多數master是相似的，BME的master很少會有獎學金。能在master申請中拿到獎學金的基本都是本身申請了Ph.D.，但是被降錄取到master，然後提供了半獎的情況。而對於Ph.D.而言，個人還是十分了解英國、美國和香港的獎學金情況的，這個其實基本適用於BME的大專業申請情況：




a.美國：

相信很多人選擇去美國攻讀Ph.D.，不單單是因為美國的學術確實很棒，也是因為美國的Ph.D.基本都帶全獎福利。但是，隨著Funding的緊縮，也有少數學校的老師給了offer但是由於沒有funding需要學生自費的，這個其實個人就不太推薦了，因為成本確實太高。




b.香港：

香港最著名的有HKPFS，香港政府頒發的博士獎學金，免除學費，20000港幣每個月，旅費也包，算是香港讀博裡面最高的獎學金了。這個獎學金每年在十一月就可以開始申請，填寫完HKPFS的申請以後拿著申請號去申請你想去的學校，當然，HKPFS也只限於香港排名比較好的學校的申請者。這個獎學金比較青睞211、985高校，且申請者的GPA排名需要十分靠前（全系前五吧大概），很看重綜合能力，競爭也比較大。除此以外，每個學校本身也有自己學校和院系的獎學金，如校長獎學金，這種獎學金的競爭力緊跟HKPFS，相對難度也不小。通常去香港讀博的學生，很多拿的是導師每個月給的stipend，也就是你的導師直接付錢，每月15000-18000港幣，學費不包含，每年學費需要自付40000港幣左右。申請香港的學校一個宗旨就是一定要早，香港教授較偏向口頭offer，11、12月就可能已經發放為明年的招生名額了，所以聯繫老師一定要早。當然，這也有利也有弊，基本上當你決定接不接受香港教授的offer的時候，就已經決定了你到底要選擇別的國家的學校還是香港的，因為誠信很重要。




c.英國：

英國：英國的博士獎學金可謂是相對較坑的，提供給中國留學生的獎學金少之又少，競爭激烈。基本上去英國讀博的需要自費或者申請CSC。拿帝國理工為例，中國學生能申請的可能只有學校的校長獎學金、李嘉誠獎學金以及CSC聯合項目獎學金，校長獎學金大概二三十個名額，跟全球的學生一起競爭；李嘉誠獎學金只有兩個名額給工學院；CSC聯合獎學金只有15個名額，且需要院系本身提名，若沒有獲得院系提名是不能申請的。而且，李嘉誠獎學金和CSC獎學金是不相容的，學院只會提名其中的一個，因此難度可想而知。




Q2：想做Imaging的話怎麼樣選擇學校更好？

其實無論是做Imaging還是BME，實力強的學校一定有一個實力強的醫學院或者醫學中心為背景，這個道理很容易理解。比如我們選擇做醫學圖像，數據怎麼來，你做的東西是不是應該有臨床放射科醫生去給意見，想做實驗類的話是不是應該有地方等，這些一切都離不開強大的醫學資源。所以我們可以發現，BME做的強，影像做的強的學校，背後都有一個厲害的醫學院或者醫學中心。除此以外，工科背景也很重要，畢竟BME是個理工科交叉學科，如果這個學校本身有厲害的醫學院，加上強大的工科背景，那麼在這種交叉方向上一定不會太差。下面我就列舉幾個個人覺得imaging實力不錯的學校，這個排名不分前後同時只代表個人的一些舉例，還有很多好的學校以及成像方向沒有一一列舉：










Q3: 在申請Imaging中應該怎麼自我評估和定位呢？

無論是申請master還是Ph.D.，個人覺得BME對三維的要求處於相對平均的水平，GRE 320+3.5以上，託福100+以及GPA3.5+。當然，如果想申請到前20這樣的學校，這三個指標肯定是越高越好。而在科研方面，對於master而言肯定是加分項的，如果本科期間能有在一些比如飛利浦、通用電氣或者相關的醫學影像企業的實習經歷，肯定也是非常attractive的一個亮點。對Ph.D.申請者來說，就如前文所言的，申請BME的bar也是一年比一年高，隨著國內生物醫學工程專業的興起以及關注，越來越多的本科生也有很不錯的科研經歷，因為BME在絕大多數的國內學校都比較小，老師和學生的比例比較平均，學生能得到的科研鍛鍊機會也越來越多，因此本科生有不少也有一二作的出色的paper，或者比較吸引人的科研經歷。在這樣的大趨勢下，BME申請Imaging的難度也稍有增大，加上這個方向本身也有吸引一些學習其他專業的人考慮，競爭就逐年提升了。




我接觸到的一些申請到Imaging的本科學生，條件基本都是出色的三維、一二作的paper、海外交換、海外暑研外加出色的英語口語能力。然後做Imaging的老師，很多也會招一些本科是別的專業的學生，ME、CS、Chemistry之類的，不過這些學生有個共同的點是，在上一個學習經歷中，至少有涉及Imaging方向的研究經歷。




Imaging的申請難度算是中等偏上，master普遍都還可以。而申請Ph.D.的話，最好還是對自己有更全面的評估，多瞭解自己學校以外的同專業的同學的條件，並且申請幾個碩士項目作為保底，是個人較為推薦的一種方式。

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關鍵字: 醫學技術 圖像處理 生物