在百年變局的新一輪科技革命中，數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)是促進(jìn)我國(guó)醫(yī)學(xué)高質(zhì)量發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力，也是實(shí)現(xiàn)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵。 然而，數(shù)字醫(yī)學(xué)的數(shù)據(jù)依賴屬性醫(yī)療數(shù)據(jù)的身份敏感性之間的矛盾是新時(shí)代的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，也是國(guó)際學(xué)術(shù)討論的熱點(diǎn)話題。

顏面部可呈現(xiàn)出人體多種生理或是病理特征信息，無(wú)論是我國(guó)的傳統(tǒng)中醫(yī)或是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，顏面部的信息特征均是臨床疾病診療重要的判斷依據(jù)，包括眼科、肝膽、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等等各種器官系統(tǒng)或全身疾病，是重要的醫(yī)療數(shù)據(jù)和科研數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于面部是人體重要的不可編輯的生物識(shí)別信息之一，它還具有身份識(shí)別功能，因此具有極高的個(gè)人信息敏感性，是數(shù)字化時(shí)代個(gè)人敏感信息的保護(hù)重點(diǎn)。

2022年9月15日，中山大學(xué)中山眼科中心 林浩添 教授、清華大學(xué) 戴瓊海 院士、 徐楓 教授等人在國(guó)際頂尖醫(yī)學(xué)期刊 Nature Medicine 發(fā)表了題為： A Digital Mask to Safeguard Patient Privacy  的研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了“ Digital Mask ”技術(shù)， 在去除患者身份信息同時(shí)可保留用于患者診斷的特征，創(chuàng)新性解決了患者眼面部的個(gè)人敏感信息保護(hù)和基于眼部圖像的疾病診斷需求的矛盾，有助于加強(qiáng)患者個(gè)人敏感信息保護(hù)，推進(jìn)數(shù)字醫(yī)學(xué)高質(zhì)量發(fā)展。

“Digital Mask”技術(shù)，能夠?qū)⑴南碌幕颊吣槻繄D像轉(zhuǎn)換成3D形式，使得患者面部可自動(dòng)生成一個(gè)虛擬“面罩”，只保留可以用于診斷眼疾的重要信息，實(shí)現(xiàn)“識(shí)病不識(shí)人”的匿名就醫(yī)效果。

一、全球首創(chuàng)技術(shù)解決眼面部圖像用于疾病診療需求和個(gè)人敏感信息保護(hù)之間的矛盾

在數(shù)字醫(yī)學(xué)新時(shí)代，患者的醫(yī)療影像以及日常圖像數(shù)據(jù)，均是臨床研究、健康檔案、遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要信息載體，也是醫(yī)療服務(wù)數(shù)字化、實(shí)時(shí)化、智能化的基礎(chǔ)和產(chǎn)物。然而，作為重要的戰(zhàn)略資源，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的采集、治理和共享還存在著諸多瓶頸。由于行業(yè)內(nèi)缺乏明晰的數(shù)據(jù)個(gè)人敏感信息保護(hù)及敏感醫(yī)療信息的采集標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范指引，很多患者對(duì)個(gè)人敏感信息數(shù)據(jù)的泄露風(fēng)險(xiǎn)存在擔(dān)憂。某種程度上，這些擔(dān)憂降低了他們提供研究數(shù)據(jù)的意愿，致使數(shù)據(jù)收集的成本大大增加，給相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)及研究團(tuán)隊(duì)造成了沉重的負(fù)擔(dān)。

因此，醫(yī)療數(shù)據(jù)的個(gè)人敏感信息保護(hù)是行業(yè)內(nèi)亟待解決的問題，數(shù)據(jù)收集相關(guān)的方法和程序必須更新，以保護(hù)人們不受信息泄露攻擊。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“Digital Mask”可以實(shí)現(xiàn)“識(shí)病不識(shí)人”的匿名就醫(yī)效果，經(jīng)問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析顯示，使用“Digital Mask”可以顯著降低患者因面部暴露帶來的信息泄露擔(dān)憂，增加他們使用數(shù)字醫(yī)學(xué)產(chǎn)品和分享健康信息的意愿。

“Digital Mask”建模過程

二、開發(fā)“Digital Mask”解決面部圖像去身份化的技術(shù)瓶頸

如何實(shí)現(xiàn)身份和疾病信息的分離是我們面臨的主要技術(shù)問題。醫(yī)療信息似乎總是跟隨著身份信息，導(dǎo)致個(gè)人疾病體征和個(gè)人身份信息存在耦合，任何人臉圖像在記錄個(gè)人健康信息的同時(shí)，都不可避免地記錄了種族、性別、年齡、情緒等其他生物跡象。

“Digital Mask”通過面部三維重建，可以在保留疾病體征的同時(shí)抹去個(gè)人身份信息，且無(wú)法進(jìn)行逆向工程，從而保護(hù)了身份信息的不可識(shí)別。研究表明，在六選一的識(shí)別測(cè)試中，傳統(tǒng)的個(gè)人敏感信息保護(hù)技術(shù) （如“局部裁剪”） 的身份被識(shí)別率為91.3%，而患者在“Digital Mask”的保護(hù)下，身份被識(shí)別率降低到27.3%。此外，此技術(shù)也可抵抗基于彩色人臉圖像識(shí)別的模型攻擊。

三、全國(guó)頂尖醫(yī)療團(tuán)隊(duì)測(cè)試“Digital Mask”通過臨床診斷要求

眼周生物識(shí)別是個(gè)人生物識(shí)別信息中最獨(dú)特的子集之一，可用于協(xié)助構(gòu)建強(qiáng)大的生物識(shí)別認(rèn)證系統(tǒng)。此外，眼睛是整體健康的窗口。眼周特征與冠心病顯著相關(guān)，眼球動(dòng)力學(xué)的異常拓?fù)渥兓脖砻饕暪δ懿詈鸵曈X認(rèn)知發(fā)育問題。大多數(shù)眼病伴隨異常眼瞼和眼球運(yùn)動(dòng)。

團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)測(cè)試了最常見的四種相關(guān)眼病，包括上瞼下垂、眼球震顫、斜視和甲狀腺相關(guān)眼眶病，涉及十多種異常行為表型，例如眼瞼回縮、眼外肌運(yùn)動(dòng)亢進(jìn)或不轉(zhuǎn)動(dòng)以及水平或垂直斜視、代償性頭位等。

醫(yī)療團(tuán)隊(duì)來自中山眼科中心四個(gè)?？频?2名專家教授，分別對(duì)使用“Digital Mask”和未使用“Digital Mask”的病人進(jìn)行疾病診斷，結(jié)果顯示幾乎完美的診斷一致性，和可比的診斷準(zhǔn)確率。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹

中山大學(xué)中山眼科中心林浩添教授團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)戴瓊海院士、徐楓教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合大灣區(qū)及國(guó)內(nèi)外十余家醫(yī)療領(lǐng)域、人工智能領(lǐng)域、及三維重建領(lǐng)域的頂級(jí)科研機(jī)構(gòu)共同完成本項(xiàng)研究。中山大學(xué)中山眼科中心楊雅涵博士后、清華大學(xué)軟件學(xué)院呂軍鋒博士、中山大學(xué)中山眼科中心汪瑞昕博士為本文的共同第一作者。通過醫(yī)工結(jié)合，此項(xiàng)目帶動(dòng)青年人才自主培養(yǎng)和科研交叉創(chuàng)新，促進(jìn)青年人才在解決重大科學(xué)問題和服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求。

論文鏈接 ：

http://www.nature.com/articles/s41591-022-01966-1

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網(wǎng)址: 中山大學(xué)林浩添團(tuán)隊(duì)等研發(fā)全球首個(gè)保護(hù)患者隱私的“數(shù)字面罩” http://m.u1s5d6.cn/newsview852047.html