区块链分享医疗数据:AI学者提出新型匿名数据收集方式

除比特币之外,区块链匿名与安全的特性还可以帮助医疗领域的研究者们收集用于训练 AI 算法的数据,其方法不会透露数据提供者的隐私信息。Nature 近日报道了来自 UCSF 等大学的新型区块链技术。

研究人员开发 AI 算法,通过 X 光片检测的乳腺癌

Dexter Hadley 认为,如可用数百万张标记好的 X 光片训练筛查算法,人工智能(AI)在乳腺癌检测上或许比医生更具优势。那么研究人员如何获得如此大量的数据?很多国家从法律上保护公民隐私,因此敏感医疗信息依然是研究人员和科技公司的难以接近的地带。

为解决这个问题,加州大学旧金山分校的医学和计算生物学家 Hadley 正为此设计解决方案。他的团队正在构建一个系统,让人们可以轻松、安全地与研究人员分享自己的医疗数据,并保留对数据的控制权。他们的方法基于近来最流行的加密货币——比特币基础上的区块链技术,新方法很快就将投入实际测试中。预计在今年 5 月,Hadley 和他的同事们将开展一项研究,训练一种新的乳腺癌检测 AI 算法,因此他们希望收集 300-500 万美国妇女的乳房 X 光照片。

该团队加入了越来越多使用区块链技术的科学家和初创企业的行列——研究人员正希望以此让共享医疗图像,医疗记录和基因数据更具吸引力、也更加高效。有些项目甚至会对分享数据的用户付款。许多团队的最终目标是使用区块链系统收集所需的数据进行 AI 算法训练。

数据安全

由于基于机器学习的人工智能技术依赖于大量数据进行训练,随着 AI 的兴起,公众正在越来越关注科技巨头是如何从个人医疗信息等数据中挖掘有价值信息的。曾有新闻披露英国国家卫生服务部门(NHS)的一个分支机构在未经充分同意的情况下获得了 160 万份患者病历,包括姓名和敏感信息,例如一个人是否患有性病。在 2016 年,这一事件让谷歌母公司 Alphabet 旗下的人工智能公司 DeepMind 陷入了争议。

麻省麻省理工学院(MIT)计算机科学家 Andrew Lippman 表示:「现在,谷歌和 Facebook 收集到关于你的数据超乎想象。但医药领域没有 Facebook,」他补充道,「使用区块链来保护和分享分散的医疗信息,可能是数据身份控制的典范。」

区块链是一种分布式电子记账系统,可以记录难以改变的「区块链「中的交易。如果黑客要侵入一个区块,他必须独立地篡改所有与之相关的区块——这是一项几乎无法完成的任务。

在 Hadley 的研究中,区块链将起到开关的功能指导参与者,临床医生和研究人员之间的数据流动。参与其中的女性可以使用在线门户网站 breastwecan.org 提供或撤销其数据访问权限,breastwecan.org 依靠区块链来保护存储在云中的数据。

研究人员计划在数百万健康女性和乳腺癌患者的乳房 X 线照片上训练他们的 AI 算法,其目的是最终发展出比人类医生能够更加精确地为肿瘤分类的计算机算法。训练数据越多,算法就越准确,正如放射科医师鉴别肿瘤的能力会随着经验的增长而提高一样。

Hadley 希望女性能够分享他们的乳房 X 光片来提高乳腺癌筛查的普遍性,并借此获得超过医疗机构所掌握的信息量。根据组织密度,年龄和其他已知因素,参与研究的妇女将能够在 breastwecan.org 上查看他们的扫描结果以及对其乳腺癌风险的标准临床解释。

连锁反应

越来越多的机构正在开发区块链市场来代理个人、公司以及学术研究人员之间的数据交换,并提供付款方式。其中一项工作就是 Nebula Genomics 和哈佛大学遗传学家 George Church 共同创立的初创公司。Nebula 旨在联系能够提供基因组测序的人与愿意为该服务付费的公司,以换取访问结果数据。支付自己测序费用的人将能够使用 Nebula 出售他们的遗传信息,支付将以数字代币的形式出现并可以兑换成美元。

 Nebula 会确保其合作伙伴公司所作的任何承诺,例如公司保存个人数据的时间。相比之下,当加利福尼亚州山景城的 23andMe 等基因组测序公司的客户同意分享他们的数据进行研究时,用户们很大程度上放弃了对数据使用方式的控制。许多测序公司甚至会向生物技术和制药公司出售散装匿名遗传数据。

「更好地利用医疗记录可以让我们获得更快速、更完善的治疗,」Lippman 表示。他和他的学生正在开发一种被称为 MedRec 的区块链健康记录共享系统,它将于今年在波士顿的 Beth Israel Deaconess 医疗中心进行测试。该系统允许用户将信息加入到自己的医疗记录中,其中可以包含可穿戴电子设备(如 Fitbits)上收集到的信息。临床医生和研究者可以在得到允许之后使用这些额外的数据,为人们量身定制医疗解决方案。

只有在被充分分享和研究之后,人们收集到的大量医疗数据才能让医疗领域获得进步。「我们需要吸引用户,让他们分享自己的数据,」Hadley 表示,「所以我们需要寻找能够完美掌控数据的新技术,而区块链正好是其中之一。」

原文链接:https://www.nature.com/articles/d41586-018-02641-7

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