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全球首个!我国研发的“Digital Mask”技术,实现患者面部图像去身份化

家庭医生在线 2022/9/16 18:55:23

近几年,中国在数字经济、数字医学及人工智能等代表的技术发展极快,不少科研成果都遥遥领先于世界。由中山大学与清华大学领衔的“Digital Mask”研究成果发布会——突破患者面部图像去身份化的技术瓶颈,在中山大学中山眼科中心珠江新城院区举行。“Digital Mask”技术不仅成效领先于国际,其研究意义也十分重大。


“Digital Mask”技术研究成果发布会

什么是“Digital Mask”技术?

据了解,“Digital Mask”技术的研究,是由中山大学中山眼科中心林浩添教授团队与清华大学戴琼海院士、徐枫教授团队,联合大湾区及国内外十余家医疗领域、人工智能领域、及三维重建领域的顶级科研机构共同完成。

“Digital Mask”技术基于患者面部图像个人敏感信息保护这一科学问题,在去除患者身份信息同时可保留用于患者诊断的特征,创新性解决了患者眼面部的个人敏感信息保护和基于眼部图像的疾病诊断需求的矛盾。此外,该技术也可抵抗基于彩色人脸图像识别的模型攻击。研究成果“A Digital Mask to Safeguard Patient Privacy”于2022年9月15日在国际医学顶级期刊《Nature Medicine》(中科院一区,影响因子87.241)在线发表。


“Digital Mask”技术研究成果作者介绍

“Digital Mask”技术的研究意义在哪?

众所周知,颜面部可呈现出人体多种生理或是病理特征信息,无论是我国的传统中医或是现代医学,颜面部的信息特征均是临床疾病诊疗重要的判断依据,包括眼科、肝胆、心血管、神经系统等等各种器官系统或全身疾病,是重要的医疗数据和科研数据。同时,由于面部是人体重要的不可编辑的生物识别信息之一,它还具有身份识别功能,因此具有极高的个人敏感性,是数字化时代个人个人敏感信息的保护重点。

可以说,数字医学的推进,已是时代发展的必然趋势,只有拥有大量数据,才能模拟出整个人体或整个疾病的全周期或生命全周期。林浩添教授认为,这要回归到人,比如大家平时去医院看病,都需做检查、诊断及治疗预测等,从数字化角度来看,可以把疾病的诊疗过程理解成是信息采集、处理、传递、存储、利用以及共享实现的过程。该项技术的研发最终目标是希望通过数字医学,为所有患者做量身定做的个体化治疗,但这需要依靠技术才有可能实现。

因此,医工结合是必然,在加强患者个人敏感信息保护,推进数字医学高质量发展的同时,也能带动青年人才自主培养和科研交叉创新,促进青年人才在解决重大科学问题和服务国家重大战略需求。


林浩添教授在做分享

“Digital Mask”技术存在的最大难点是什么?

每一项史诗级成果的研究过程,都伴随着无限的挑战。林浩添教授坦言,“Digital Mask”技术最大的难点,在于如何实现身份和疾病信息的分离。医疗信息似乎总是跟随着身份信息,导致个人疾病体征和个人身份信息存在耦合,任何人脸图像在记录个人健康信息的同时,都不可避免地记录了种族、性别、年龄、情绪等其他生物迹象。

但“Digital Mask”通过面部三维重建,可以在保留疾病体征的同时抹去个人身份信息,且无法进行逆向工程,从而保护了身份信息的不可识别。研究表明,在六选一的识别测试中,传统的个人敏感信息保护技术(如“遮盖”)的身份被识别率为91.3%,而患者在“Digital Mask”的保护下,身份被识别率降低到27.3%。通俗点说就是,该保留的保留,该去除的去除,通过生物特征信息化后,将得到的数据进行分层分类管理,只保留用于诊断的医学数据,隐去个人敏感信息,这也为医学技术的发展提供重要的基础。

“Digital Mask”技术的效果如何?

终于在历时三年多的研究,“Digital Mask”技术通过临床诊断要求。该技术除了优于其他生物特征保护技术,也能用于多种临床场景。眼睛的生物特征是最密集最复杂的,除了能反映眼病之外,全身其他疾病信息也会集中在该处。

据介绍,研究团队重点测试了最常见的四种相关眼病,包括上睑下垂、眼球震颤、斜视和甲状腺相关眼眶病,涉及十多种异常行为表型,例如眼睑回缩、眼球运动亢进或不足以及代偿头位等。医疗团队来自中山眼科中心四个专科的12名专家教授,分别对使用“Digital Mask”和未使用“Digital Mask”的病人进行疾病诊断,结果显示几乎完美的诊断一致性,和可比的诊断准确率。而且该技术也实现了“识病不识人”的匿名就医效果,经问卷调查统计分析显示,使用“Digital Mask”可以显著降低患者因面部暴露带来的信息泄露担忧,增加他们使用数字医学产品和分享健康信息的意愿。

最后,林浩添教授也希冀,能以该成果产出为契机,培养出更多的人才,为国家、社会及人们做出更大的贡献。同时与相关部门进行更多的交流与沟通,在国家的法律框架下去推动这一数字医学的发展,让更多的人参与到新的时代医学与健康的服务模式中来,一步一步实现我们构建健康中国的初心。

(责编:汤秀媚 )

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