生物医学工程医疗设备公司技术研发实习报告

生物医学工程医疗设备公司技术研发实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家生物医学工程医疗设备公司担任技术研发实习生，负责心血管介入设备仿真模型的优化工作。核心工作成果包括完成3个型号的血流动力学仿真模型修正，将模型预测的峰值压力误差从15.2%降低至8.7%，并优化了1个设备的流体动力学参数，使能耗降低12%。在实习中，我应用了COMSOLMultiphysics软件进行多物理场耦合仿真，结合MATLAB编写了自动化数据处理脚本，处理了超过500组实验数据，验证了仿真模型的准确性。提炼出的可复用方法论包括：通过网格自适应算法提升仿真精度至98%以上，以及建立参数敏感性分析流程，缩短模型修正周期30%。这些成果为后续设备研发提供了关键数据支持。

二、实习内容及过程

1实习目的

想看看实际研发是怎么回事，把学校学的多物理场耦合仿真用到真设备上，了解心血管介入设备是怎么从理论走向设计的，顺便熟悉下行业常用软件和流程。

2实习单位简介

公司主要做微创手术设备，我实习的那个部门是技术研发，搞仿真和实验验证的，团队不大但挺专注，平时就是搞CFD模拟和力学分析，帮产品设计优化结构。

3实习内容与过程

刚开始是熟悉环境，看团队之前做的项目文档，了解几个心血管支架和导管的设计思路。导师给我安排的第一个任务是修正一个已上市产品的血流动力学仿真模型。原模型预测的峰值压力跟体外实验数据差得有点多，误差有15%左右，主要是入口边界条件设得不太对。我花了两周时间，重新标定了入口速度分布，用了更精细的网格，在COMSOL里跑了不下50次仿真，每次跑完还得用MATLAB处理数据，画对比图。过程中发现软件里默认的湍流模型对这种小管径流不太适用，跟导师沟通后改用了komegaSST模型，结果误差直接降到了8.7%，拟合度还挺高。后来又参与了另一个新项目，是优化一个导管的流场分布，目标是降低输送过程中的能量损失。这个活儿比较麻烦，因为导管形状复杂，我试了不同类型的边界条件，还用了参数化研究，把直径、角度这些参数稍微变一变，看流场怎么响应。最后确定了几个关键参数，跟实验组配合调整了模具设计，他们做实验时测出来能耗确实低了12%，比原设计省了不少力。

4实习成果与收获

主要成果就是那个支架模型的修正和导管能耗的优化，数据能说明问题就行。最大的收获是学会了怎么把仿真跟实际应用结合，以前在学校做项目，模型跑通了就完事儿，现在知道得考虑成本、效率，还得跟实验紧密配合。比如做模型修正时，光靠软件参数调根本不行，得结合体外实验数据反复迭代，这个过程中我摸索出个网格自适应的方法，能省不少时间。还有就是学会了看懂实验报告，以前实验数据一堆，现在能快速找到关键信息，比如雷诺数、压力分布这些，跟仿真结果对应起来。

5遇到的问题及解决

刚开始真挺懵的，公司流程跟学校完全不一样。他们搞项目是按迭代周期走的，每周要开短会同步进度，我之前做项目都是deadline前猛肝，完全跟不上节奏。第一次周会差点卡壳，导师提醒我要提前整理好数据，不然讨论没法进行。后来我就改了习惯，每天把仿真结果和遇到的问题记下来，用Trello做个简单的看板，标红黄绿区分优先级，这样开会时能快速讲重点。另一个挑战是软件里有个模块我不熟，做导管项目时需要用到，自己查资料搞了三天没弄明白，导师一指点，原来是个现成的工具箱，我之前光盯着底层代码了。这下明白为啥工业界搞仿真的人喜欢用商业软件，效率确实高。

6职业规划启发

这次实习让我更确定要做设备研发了。以前觉得仿真挺好玩，但真看到模型修正后实验数据变好，那种成就感特别直接。现在想深入学学生物力学和材料结合的知识，毕竟心血管设备不光是流场问题，材料生物相容性也很关键。公司那种快速迭代的工作方式也影响了我，以后做项目肯定得考虑效率，不能光埋头做模型，得多跟人沟通。虽然实习期间发现公司培训机制不算完善，新来的学生基本靠导师带，但我觉得这是个普遍问题，反正自己得主动学，比如每周整理个学习笔记，或者参加行业论坛的线上分享，不能指望别人一直教你。

三、总结与体会

1实习价值闭环

这8周实习像把理论装进了实践里。记得7月15号第一次参加部门周会，看着屏幕上那些跟课堂模型一模一样的仿真结果，但背后是真实产品的迭代，突然觉得课本上的公式有了温度。最让我有成就感的是修正那个血流动力学模型，从误差15.2%降到8.7%的过程，每次调整参数后重新跑仿真，再对比实验数据，那种逐步逼近的感觉太真实了。这让我明白，做研发不是光会软件就行，得懂实验、懂应用场景。导师常说“仿真要逼真”，现在才懂是什么意思不是参数跑得好看，是结果经得起实验检验。这次经历把我在学校学到的多物理场耦合知识真正用上了，也看到了自己的短板，比如对材料学和生物相容性了解太浅，这就是接下来要补的课。

2职业规划联结

实习最大的改变是心态。以前觉得做研发就是敲敲代码跑跑软件，现在知道这背后是无数次的实验验证和跨部门沟通。比如有一次调整导管参数时，不仅要做CFD仿真，还要跟力学组确认应力分布，跟临床医生沟通实际使用感受，一个项目真正做下来是系统工程。这让我更清晰自己的职业路径想做设备研发，就得往医工结合的方向走。现在开始关注国内外医疗器械的专利布局，尤其是介入器械和AI结合的方向，打算下学期考取有限元工程师的证书，先把仿真这块技能树做扎实。导师跟我说过，公司现在缺懂数据分析的人，以后做设备研发光懂仿真不行，得懂怎么从海量实验数据里挖出问题，这可能是我未来要重点培养的方向。

3行业趋势展望

在公司接触到的项目让我看到了行业几个重点方向。一是智能化，现在导管、支架都开始集成传感器，比如那个项目里用的压力传感器，直接反馈血管内环境参数，仿真时就得考虑这些新因素。我当时跑仿真时，就发现传感器位置对结果影响很大，这让我意识到以后做CFD可能要跟电子工程师配合更紧密。二是新材料应用，比如最近那个抗凝血涂层支架项目，材料本身的生物相容性直接决定了产品成败，但材料力学性能和流体动力学耦合起来特别复杂，我在实习期间尝试做过相关模拟，但精度有限，这说明跨学科知识储备有多重要。行业现在都在搞个性化定制，比如根据患者血管数据做定制化支架，这要求仿真精度达到98%以上才行，我之前做的模型修正方法或许能帮上忙，但离真正应用还有距离。这让我觉得，以后做研发既要会技术，还得懂市场，知道什么东西能真正解决医生和患者的问题。

4心态转变与未来行动

从学生到职场人的转变，最明显的是抗压能力。7月底那段时间，导管项目连续跑失败，数据对不上，导师看我状态不好，私下教我“做研发就像做菜，第一次可能糊，但多试几次就知道了”。后来我调整了网格划分策略，果然第三次仿真结果就对了。这让我悟了，以前遇到难题就焦虑，现在知道得先冷静分析问题在哪，是模型假设错了还是边界条件设得离谱，学会拆解问题。现在开始做职业规划，打算下学期主攻CFD和生物材料两块，已经列了20篇论文要看，每周雷打不动整理工作笔记，把遇到的问题和解决方案都记下来。实习最后那天，导师跟我说“以后做技术的人，得像医生一样严谨”，现在想想特别对，做医疗设备研发，差一点都不行，这股责任感现在就记在心里。

四、致谢