中山大學(xué)中山眼科中心副主任林浩添介紹成果。 邰夢云供圖

中山大學(xué)中山眼科中心博士后楊雅涵介紹成果。 邰夢云供圖

林浩添團(tuán)隊。 邰夢云供圖

林浩添團(tuán)隊牽頭開發(fā)的“Digital Mask”，讓匿名就醫(yī)成為現(xiàn)實。 邰夢云供圖

看病時不想被拍到臉部信息？患病照片怕被認(rèn)出來？9月15日，《自然—醫(yī)學(xué)》（Nature Medicine）在線發(fā)表了中山大學(xué)中山眼科中心副主任林浩添教授團(tuán)隊牽頭開發(fā)的一項新技術(shù)成果。他們通過數(shù)字技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)的交叉賦能，研制出首個“Digital Mask”（數(shù)字面罩），讓匿名就醫(yī)成為現(xiàn)實。

“‘Digital Mask’這項新的研究成果可以解決患者的顧慮。”項目研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、中山大學(xué)中山眼科中心副主任林浩添對《中國科學(xué)報》表示，該研究技術(shù)通過三維建模，可將拍下來后的圖像轉(zhuǎn)換成3D形式，使得患者面部可自動生成一個虛擬“面罩”，去除個人身份特征，同時保留用于診斷的特征，主要用來診斷和記錄病情。

突破：面部圖像去身份化技術(shù)瓶頸

近年來，中山大學(xué)中山眼科中心建立了眼病篩診防治的智慧醫(yī)療體系，為一系列關(guān)鍵臨床問題提供科學(xué)有效的解決方案。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代的痛點和難點，也是國際學(xué)術(shù)討論的熱點話題。

顏面部可呈現(xiàn)出人體多種生理或是病理特征信息，無論是我國的傳統(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，由于面部是人體重要的不可編輯的生物識別信息之一，它還具有身份識別功能，因此具有極高的敏感性，是數(shù)字化時代個人敏感信息的保護(hù)重點。

“如何實現(xiàn)身份和疾病信息的分離是我們面臨的主要技術(shù)問題。‘Digital Mask’的技術(shù)主要是通過面部三維重建，可以在保留疾病體征的同時抹去個人身份信息，且無法進(jìn)行逆向工程，從而保護(hù)了身份信息的不可識別?！闭撐墓餐谝蛔髡摺⒅猩酱髮W(xué)中山眼科中心博士后楊雅涵說。

“我們歷時三年多，通過創(chuàng)新技術(shù)攻堅克難，研發(fā)出‘Digital Mask’技術(shù)，創(chuàng)新性解決了患者眼面部的個人敏感信息保護(hù)和基于眼部圖像的疾病診斷需求的矛盾?！绷趾铺肀硎?，數(shù)字醫(yī)學(xué)是最需要、最適合發(fā)展和應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的交叉學(xué)科。

林浩添稱，由于行業(yè)內(nèi)缺乏明晰的數(shù)據(jù)個人敏感信息保護(hù)及敏感醫(yī)療信息的采集標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范指引，很多患者對個人敏感信息數(shù)據(jù)的泄露風(fēng)險存在擔(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)隊造成了沉重的負(fù)擔(dān)。

據(jù)了解，該項成果由林浩添團(tuán)隊與清華大學(xué)戴瓊海院士、徐楓教授團(tuán)隊，聯(lián)合粵港澳大灣區(qū)及國內(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)域的頂級科研機(jī)構(gòu)共同完成。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該論文共同第一作者。

診斷：四種眼疾臨床診斷效果一致

在數(shù)字醫(yī)學(xué)新時代，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、實時化、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。

“疾病的診療過程可以理解為整個信息采集、處理、傳遞、存儲、利用共享實現(xiàn)的過程，這是用數(shù)字去推動醫(yī)學(xué)發(fā)展很重要的根基基礎(chǔ)。”林浩添指出，醫(yī)療數(shù)據(jù)的個人敏感信息保護(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。

在整個面部圖像中，眼周生物識別是個人生物特征信息中最獨特的子集之一，可用于協(xié)助構(gòu)建強大的身份驗證系統(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動。

楊雅涵表示，在“Digital Mask”的新技術(shù)中，團(tuán)隊重點測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、眼球運動亢進(jìn)或不足，代償頭位等。來自中山眼科中心四個?？频?2名專家教授，分別對使用“Digital Mask”和未使用“Digital Mask”的病人進(jìn)行疾病診斷，結(jié)果顯示診斷一致，通過臨床診斷要求。

研究表明，在六選一的識別測試中，傳統(tǒng)的個人敏感信息保護(hù)技術(shù)（如“遮蓋”）的身份被識別率為91.3%，而患者在“Digital Mask”的保護(hù)下，身份被識別率降低到27.3%。此外，此技術(shù)也可抵抗基于彩色人臉圖像識別的模型攻擊。

記者了解到，“Digital Mask”可以實現(xiàn)“識病不識人”的匿名就醫(yī)效果，經(jīng)問卷調(diào)查統(tǒng)計分析顯示，使用“Digital Mask”可以顯著降低患者因面部暴露帶來的信息披露擔(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。

林浩添表示，“Digital Mask”存在多個應(yīng)用的場景，“比如在一些臨床應(yīng)用場景上，醫(yī)院專家可以通過我們處理后的視頻進(jìn)行疾病診斷，除此以外，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院、遠(yuǎn)程醫(yī)療等與數(shù)字醫(yī)學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品對我們這一技術(shù)存在需求。”

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41591-022-01966-1