人臉識別醫(yī)療應用初步探討

1、人臉識別醫(yī)療應用初步探討作者：于洋來源：中國信息化2021年第 11期人臉識別技術隨著技術發(fā)展已經(jīng)成功應用到多種行業(yè)。本文從智慧醫(yī)院建設的三個方面， 結合現(xiàn)在人臉識別研究進展。針對人臉識別技術如何賦能智慧醫(yī)療進行探討，為后續(xù)人臉識別 醫(yī)院應用提供建設思路。人臉識別技術是生物識別技術的一種。生物識別技術是利用生物的本身特征來區(qū)別個體， 包括人臉識別、虹膜識別、指紋識別、聲紋識別等。目前，指紋識別和人臉識別已經(jīng)大量應用 到各行各業(yè)中。人臉識別是根據(jù)人的臉部特征，對輸入的圖像進行特征分析，利用面部形態(tài)的不同識別不 同的個體。美國心理學家梅赫拉比安認為，在人類言語表達過程中，傳遞給人們的信息中55%

2、以上都是來自于人們的臉部和表情，聲音占38%的時候信息和言語只有7%。人臉識別技術可追溯到19世紀七十年代。表情來源于兩種，一種是基于高興、吃驚、生 氣、恐懼、厭惡、悲傷的基礎表情，另外一種是根據(jù)面部肌肉變化而連續(xù)變化的表情。但是隨 著計算機技術的發(fā)展，人臉識別成為視覺領域最為成功的應用。最初的人臉識別研究是根據(jù)面 部幾何結構特征，對人臉的全部的特征進行描述記錄。隨著實驗數(shù)據(jù)的增長，和計算技術的發(fā) 展，以數(shù)據(jù)為驅動力的機器學習算法成為主流算法。通過機器學習算法，人臉識別技術可以通 過大量數(shù)據(jù)集訓練，提高識別的準確性和精確性，賦予人臉識別更多的功能。人臉識別是智慧醫(yī)院建設中重要的展現(xiàn)部分。人臉識

3、別技術可以賦能在面向患者的智慧服 務，面向醫(yī)院管理者的智慧管理，以及面向醫(yī)護人員的智慧臨床方面。（一）智慧服務人臉識別在日常應用中最早是在支付環(huán)節(jié)進行應用。據(jù)報道，最早嘗試人臉支付的醫(yī)院在 2018年上線運行，取得了較好的效果。另外，人臉支付不僅可以減少支付流程、提升就醫(yī)體 驗、使支付環(huán)節(jié)更快捷。更可以嘗試應用在醫(yī)保支付層面，通過人臉識別減少騙保事件的發(fā) 生。但是由于制度及技術流程的原因，目前還沒有醫(yī)院或地區(qū)上線人臉識別醫(yī)保支付。人臉識別技術同樣可以應用到門診流程優(yōu)化中。在與傳統(tǒng)的院內(nèi)排隊掛號相比，網(wǎng)上掛號 提高了效率，減少了門診大廳排隊的風險。大多數(shù)使用過網(wǎng)上預約系統(tǒng)的患者也紛紛表示自己 更

4、加愿意使用網(wǎng)上預約掛號。人臉識別可以與掛號建檔相結合，同時結合醫(yī)院的流程。患者就 診一次會在多個診室來回奔波，大量的就醫(yī)時間浪費在尋找診室的過程中。很多醫(yī)院已經(jīng)上線了院內(nèi)導航及增加標識，人臉識別患者建檔可以在患者進入門診大廳時，識別患者到達，結合 導航系統(tǒng)精準推送提升患者體驗。（二）智慧管理人臉識別應用在醫(yī)院管理，提升管理效能。紀律嚴明的隊伍可以提升隊伍的戰(zhàn)斗力，建立 一支有紀律的醫(yī)生隊伍，也可以提高醫(yī)院競爭力。目前，人臉識別技術在門禁考勤中應用較為 廣泛，面對多種情況的醫(yī)院環(huán)境，可以在多場景適用。在門診管理方面，人臉識別可以監(jiān)督醫(yī) 生到診情況，并進行人證核審。在出診前，醫(yī)生通過人臉識別完成醫(yī)

5、生工作站登入，確定醫(yī)生 身份。這樣一方面規(guī)范醫(yī)生出診時間，一方面規(guī)范醫(yī)生行醫(yī)流程，減少代出診、代開醫(yī)囑的現(xiàn) 象。 另一方面，醫(yī)院上班時間不統(tǒng)一，存在多種上班形式。所以醫(yī)院員工排班具有人數(shù)眾 多、崗位復雜、工作地點多變的特點。有醫(yī)院采用人臉識別技術加管理制度，人臉識別與考勤 系統(tǒng)結合，不同崗位采取不同的打卡方式。在實現(xiàn)分崗位人臉識別考勤后，醫(yī)院可以對管理處 室、窗口單元、門診醫(yī)生分別考勤，有效降低了遲到占比。在院區(qū)管理方面，可以建立員工人 臉庫。通過人臉識別攝像頭能夠抓拍各個關鍵地點的人臉，分辨員工活動軌跡，進行數(shù)據(jù)分 析，改變相關的位置提升員工工作效率。人臉識別也可以應用在手術效率的提升，有研

6、究發(fā)現(xiàn)，使用人臉識別技術的實驗組對象 中，手術的準時率明顯高于對照組，首臺手術未準時開臺率顯著下降，手術臺的利用率提高， 手術室的工作效能得到提升。而且人臉識別技術在醫(yī)療機構管理中具有很強的擴展性和安全性。在安防方面，可以直接 實現(xiàn)人臉門禁、人臉身份驗證、醫(yī)警互動等多種安全管理功能，滿足了實際操作中的安全管理 需要。醫(yī)療資源緊張，患者掛號難導致號販子難以管控。人臉識別可以結合掛號系統(tǒng)，識別門 診多次掛號的人員并單獨標記，待門診工作人員進一步處理，減少醫(yī)療資源的濫用，減少醫(yī)患 矛盾的發(fā)生，提升患者滿意度。（三）智慧臨床人臉識別作為新興手段可以與臨床結合，代替人工查看有面部特征的疾病或者現(xiàn)象。比如

7、 人臉識別可以應用在嬰兒狀態(tài)監(jiān)測。通過人臉識別中的面部表情識別檢測嬰幼兒的睡眠狀態(tài)。 這個可以在新生兒科嘗試使用。有實驗通過AdaBoost算法識別嬰幼兒的面部和眼部的變化， 再結合嬰幼兒肢體的變化綜合判斷其睡眠狀態(tài)。人臉識別可以嘗試應用特殊疾病患者的面部識別。目前已經(jīng)有研究探索基于人臉識別辨識 早期ASD兒童，并取得初步進展。人臉識別可以應用于帕金森癥早期診斷。在帕金森病方面，很早就有研究發(fā)現(xiàn)帕金森病具 有顯著的面具臉特征。而且， “面具臉”是帕金森患者常見的癥狀。一般患者表現(xiàn)為面無表情， 眼球的轉動、眨眼動作比正常人大幅減少。面具臉不是因為帕金森病人情感冷漠，而是因為患 者對表情肌控制異常

8、引起。有研究通過面部特征點識別判斷受試者是否患病，結合語音障礙檢 測，并且加入了特殊的震顫識別為帕金森病提供更為全面，多方位的診斷。同樣，人臉識別可以應用在重度癱瘓的患者護理當中。該技術適用特別嚴重的癱瘓患者， 這種患者的四肢和軀干無法移動并且存在無法通過語言表達，但是大腦意識清醒，可以上下點 頭，簡單的眨眼和張嘴動作。根據(jù)山東某醫(yī)院的統(tǒng)計結果，該類患者在重度癱瘓人群中占的比 例約為 10%。這類患者有些深層次的生存需求，比如飲食、飲水、排便等需求需要外接協(xié)助。 然而，重度癱瘓患者無法通過正常的渠道表達需求，所以通過面部表情識別患者需求現(xiàn)在尤為 重要。有研究通過深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡算法對重度癱瘓的

9、患者進行頭部動作和面部表情識別，以 期待建設一套輔助識別系統(tǒng)，與重度癱瘓患者順暢溝通。但是，無論是頭部動作識別、臉部動 作識別還是表情識別，在使用之前都需要先進行相關訓練，學習到符合患者自身特點的模型。 這種方式完全是針對某一個患者，雖然取得了較好的效果，但是訓練過程還是需要花費一定的 時間。如果可以獲得大量的患者樣本，雖然設計出一套通用的算法比較困難，但是也具有一定 的可行性。人臉識別可以應用于疼痛評估的研究。隨著人臉基本基礎動作圖像編碼處理系統(tǒng)的逐步建 立，使得利用人臉作為基礎基本動作的圖像編碼處理技術在人臉相關科學研究中已經(jīng)取得了許 多突破性的技術進展。特別是應用在嬰兒領域，因為嬰兒無法

10、通過語言表達自身情況，通過人 臉識別了解嬰兒情況顯得很有必要。在2012年，國外就已經(jīng)提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡的對新生兒表 情信息進行識別解決方案，通過對各類型的新生兒面部圖像信息進行分割，計算相關圖像的不 同類型相關系數(shù)來區(qū)分正常和嚴重疼痛狀態(tài)。2015年，Zamzami G等人進行了新生兒的疼痛 分析，實驗最終分別取得疼痛與非疼痛 96%和 94%的識別率。目前，疼痛識別依然面臨很多 問題，目前疼痛表情數(shù)據(jù)庫的數(shù)量和規(guī)模都不全面，不能滿足識別任務對更高精準度的要求。 另外，疼痛是一種主觀感受，受多種因素的影響，因此需要針對不同人群建立不同模型來分別 行研究。綜上所述，人臉識別在醫(yī)療領域有著廣闊的應用前景。在醫(yī)院智慧服務、智慧管理方面， 可以應用人臉識別的便捷