Advancements in machine learning (ML) have significantly revolutionized medical image analysis, prompting hospitals to rely on external ML services. However, the exchange of sensitive patient data, such as chest X-rays, poses inherent privacy risks when shared with third parties. Addressing this concern, we propose MedBlindTuner, a privacy-preserving framework leveraging fully homomorphic encryption (FHE) and a data-efficient image transformer (DEiT). MedBlindTuner enables the training of ML models exclusively on FHE-encrypted medical images. Our experimental evaluation demonstrates that MedBlindTuner achieves comparable accuracy to models trained on non-encrypted images, offering a secure solution for outsourcing ML computations while preserving patient data privacy. To the best of our knowledge, this is the first work that uses data-efficient image transformers and fully homomorphic encryption in this domain.


翻译:机器学习(ML)的进步显著革新了医学图像分析领域,促使医院依赖外部ML服务。然而,在将胸部X光片等敏感患者数据共享给第三方时,固有的隐私风险也随之产生。针对这一问题,我们提出MedBlindTuner——一个基于全同态加密(FHE)与数据高效图像Transformer(DEiT)的隐私保护框架。MedBlindTuner能够仅在FHE加密的医学图像上训练ML模型。实验评估表明,MedBlindTuner在加密图像上训练的模型准确率与未加密图像训练的模型相当,为外包ML计算提供了安全解决方案,同时保护了患者数据隐私。据我们所知,这是首个在该领域结合数据高效图像Transformer与全同态加密的研究工作。

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