醫(yī)學論文圖片篡改實例分析及對策

余 菁，鄔加佳，劉清海，徐 杰

（1.中山大學學報編輯部，廣東 廣州 510080；2.附屬第三醫(yī)院期刊中心《器官移植》編輯部，廣東 廣州 510630）

圖片是醫(yī)學論文信息表達的重要方式，具有信息載體和數(shù)字證據(jù)的作用，存在于醫(yī)學各個學科的論文。隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化圖像處理技術(shù)逐漸成熟，即使使用手機都可以完成圖像的編輯和處理，圖片的篡改和偽造變得越來越容易。2005年國外學者干細胞造假事件[1]等學術(shù)不端事件讓圖片的真實性產(chǎn)生誠信危機，影響了學術(shù)界的聲譽，也使醫(yī)學期刊編輯面臨巨大的挑戰(zhàn)。相對于文字的復制和抄襲，圖片的篡改屬于“較高層次”的學術(shù)不端，在論文的展現(xiàn)過程中，每個環(huán)節(jié)都是真實可靠的，僅有部分結(jié)果，通常也是關(guān)鍵性的結(jié)果被篡改，使得審稿專家、期刊編輯工作者很難分辨真?zhèn)?。篡改圖片類行為在目前的學術(shù)不端行為中比較難界定和判斷，國內(nèi)三大學術(shù)不端檢測網(wǎng)站——知網(wǎng)、萬方和維普，均沒有提供圖片檢測的服務。經(jīng)過科學的實驗設(shè)計，在各技術(shù)環(huán)節(jié)逐一實施的基礎(chǔ)上，如未能得到預期結(jié)果，個別科研工作者會鋌而走險，篡改結(jié)果[2-3]。醫(yī)學期刊在此類學術(shù)不端行為中承擔著重要的社會責任，應加強對新媒體環(huán)境下圖片真實性檢測方法的探究，提高對圖片的審稿要求，有效預防圖片篡改文章的發(fā)表，以確保期刊健康有序發(fā)展。

一、醫(yī)學期刊圖片篡改實例分析

（一）圖片重復使用類實例分析

本刊在接收作者投稿時會對論文圖片進行比對，首先檢查其各分組、各時間點圖片有無篡改或者重復使用，然后放大各圖觀察陽性結(jié)果，檢查像素間顏色過渡是否有模糊、扭曲等。在比較各分組、各時間點圖片時應注意把臨近的陽性結(jié)果、氣泡、裂隙（圖1C和D）以及一些特征性的結(jié)構(gòu)（圖1E和F）進行仔細比對。

圖1 圖片重復使用實例

A、C、E和B、D、F中，很清楚地看到紅色箭頭所指的是同一細胞，黃色箭頭所指的也是同一細胞，周圍其他結(jié)構(gòu)完全一樣。作者只是把鏡頭移動少許，但結(jié)果的表述卻屬于不同分組。

黃色箭頭所指的特征性結(jié)構(gòu)證明G和H使用的是一張圖，但結(jié)果的表述卻屬于不同分組。

本刊在收到投稿論文結(jié)果如圖2A所示，發(fā)現(xiàn)其中兩個神經(jīng)元形態(tài)近似，我們對此產(chǎn)生一定懷疑。首先將圖片放大，可以看到圖2A黃色所示的兩個神經(jīng)元大小、形態(tài)極其類似，就連神經(jīng)胞體上方的突起內(nèi)染色都一模一樣，我們考慮其中一個為“假”神經(jīng)元。

圖2 免疫熒光圖片篡改實例

為了驗證假設(shè)，我們將圖片用Photoshop軟件打開并放大，點擊吸管工具，觀察類似神經(jīng)元胞體相同部位RGB值。圖2B和圖2C中吸管工具所指向的不同神經(jīng)元同一部位具有同樣的RGB值（R:149，G:0，B:0）印刷四色模式（C:46，M:100，Y:100，K:16），這從側(cè)面反映了兩個神經(jīng)元可能是“拷貝—粘貼”關(guān)系的“假”神經(jīng)元。

其像素間顏色過渡比較混亂。這是由于圖片篡改過程中被進行過模糊、縮放等處理，部分區(qū)域和周圍有周期性關(guān)系。在圖1J的白色矩形框中可以看到橡皮圖章擦除的痕跡，擦除破壞了正常圖像數(shù)據(jù)間的連續(xù)性，打亂了顏色間的平穩(wěn)過渡。盡管有些地方已經(jīng)進行了銳化、模糊等處理，放大后一般還是能看出痕跡，尤其是與圖1I進行對比之后，可以分辨出涂改痕跡。

如果此時對投稿圖片有懷疑，需請作者提供原始圖片，查看其EXIF信息[5]（圖3）。首先查看所有同類實驗圖片使用的拍攝裝置是否相同；然后查看修改時間是否在同一天，至少應在實驗進行期間；再后觀察EXIF信息提供的“軟件” 信息，看是否有使用軟件進行編輯的痕跡；最后要看“XMP數(shù)據(jù)”和“Phohoshop資源”的字節(jié)，如果是小的改動一般也要幾千到一萬字節(jié)。

圖3 圖片篡改前后EXIF信息的比較

紅色矩形框示：修改時間接近投稿時間，“XMP數(shù)據(jù)”和“Phohoshop資源”有寫入痕跡，說明圖片經(jīng)Phohoshop軟件修改，結(jié)合有形態(tài)類似神經(jīng)元的存在，可作出判斷。

二、討論

圖片的篡改包括合成、變種、潤飾、增強、計算機生成、繪制[4]等。隨著圖像處理軟件的發(fā)展，未來還會出現(xiàn)更先進的圖像篡改技術(shù)。在醫(yī)學論文中經(jīng)常出現(xiàn)的有合成、潤飾和增強。除了觀察圖片本身的灰度、色彩明暗銜接之外，還可以結(jié)合查看圖片屬性、Exif版本等信息確定圖片的真實性。

合成是指選取圖片的一部分拼接到該圖片本身或者其他圖片中，以達到添加或者去除某種信息的目的，又稱作復制粘貼（copy-move）篡改。

潤飾：大多數(shù)在消除篡改痕跡的時候出現(xiàn)，最終使得圖片看起來更加自然的一種圖像修補行為。下面就幾例圖對上述兩種情況做一分析。

增強：此種篡改是通過有目的地調(diào)整圖片整體或局部特征，包括明暗度、色彩、面積大小等，達到擴大不同特征間區(qū)別的目的。如圖2所示，圖2A為實驗的真實數(shù)據(jù)，使用photoshop軟件可將陽性結(jié)果條帶的明暗度增強（圖2B），通過對圖片的觀察可以看出，圖2B陽性條帶周圍有一暗圈。如果作者投稿如圖2B情況，從其陽性條帶周圍暗圈與marker的暗圈范圍的對比，以及暗圈周圍像素間顏色過渡生硬的情況，我們可以要求作者提供原圖，按1.5的方式檢測EXIF信息作出判斷。

重復：把同一張圖片的不同部位重復利用。圖3A和3B是同一張圖片，作者僅僅截取了其中一部分就當做兩個不同組別的圖例做分析。相對于上面幾種圖片篡改，這種類型的圖片篡改比較容易作出判斷。

其他表現(xiàn)：除了上述判斷方法之外，還可以通過Magic EXIF軟件查看圖片EXIF信息。方法是將圖片導入EXIF信息查看軟件查看其“數(shù)據(jù)排列方式”內(nèi)容[5]。圖1A的EXIF信息可看到修改時間為2009年12月30日（圖4A），沒有其他處理軟件信息。而圖1B的EXIF信息顯示其在2018年4月19日用photoshop軟件進行過修改，圖4B顯示XMP數(shù)據(jù)組件數(shù)和字節(jié)數(shù)與上下行相比有較大不同。不過已經(jīng)出現(xiàn)有修改EXIF信息的軟件，用Magic EXIF打開圖片如果軟件右下角有紅色的“非原始圖像”的提示，說明EXIF信息被修改過。

三、應對措施

中國科協(xié)公布的《第二次全國科技工作者狀況調(diào)查報告》指出，數(shù)據(jù)造假等學術(shù)不端行為其根源在于現(xiàn)行學術(shù)評價和職稱評定標準不合理，主要是現(xiàn)行評價制度驅(qū)使，其他依次為社會大環(huán)境、監(jiān)督機制不健全、研究者自律不夠、處罰不嚴厲、學術(shù)規(guī)范教育不夠、學術(shù)規(guī)范及規(guī)章不明確等原因。為應對新媒體環(huán)境下醫(yī)學論文圖片篡改，應從以下幾點做出相應防范。

（一）加強學術(shù)規(guī)范教育

學術(shù)界作為探索真理的先驅(qū)，本應是科學研究的帶領(lǐng)者和先證者，但學術(shù)不端等不良風氣嚴重損害了學術(shù)環(huán)境和學術(shù)純潔。高校作為學術(shù)團體最集中、學術(shù)資源儲備最充足的學術(shù)陣地，迫切需要加強其學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范教育。重點是要加強教師和年輕科研工作者的學術(shù)規(guī)范教育和學術(shù)道德建設(shè)，使之懂得科學精神，恪守科研道德，規(guī)范開展學術(shù)活動。通過講座、校園宣傳欄、校園網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)等手段宣傳正確的科學研究方法，號召科研工作者敬畏學術(shù)，以真理標準要求自己，將真知真實滲入頭腦中，思想上認同真理，行為上實踐真理。

（二）建立個人信用檔案

從立法上看，我國尚未明確學術(shù)不端行為的民事處罰，更無司法機關(guān)介入學術(shù)不端處理。一旦發(fā)現(xiàn)學術(shù)不端行為，大都由單位內(nèi)的議事機構(gòu)對其行為進行討論，提出處罰建議。2016年起各高校已經(jīng)逐漸開始重視學校層面的學術(shù)監(jiān)督機構(gòu)，紛紛成立學術(shù)監(jiān)督委員會或?qū)W術(shù)道德委員會等機構(gòu)。除此之外，還應建立學者個人信用檔案，從論文投稿的途徑對各類學術(shù)不端進行防范。具體實施方法為使用“開放研究者與貢獻者身份識別碼”（Open Researcher and Contributor ID, ORCID）。由于此16位碼類似身份證號碼，每位學者可以申請，避免重名而造成文章歸屬問題，一人一碼。建議國內(nèi)各刊物從投稿環(huán)節(jié)開始啟動作者ORCID碼，一經(jīng)作者發(fā)現(xiàn)有各類學術(shù)不端現(xiàn)象，給予曝光且3～5年內(nèi)不接受其投稿。

（三）建立技術(shù)防范機制

隨著圖像信息技術(shù)的發(fā)展，把圖片“查重”變成可能。目前可實施的方法有數(shù)字簽名和圖片檢測工具。數(shù)字簽名是指在圖片重嵌入簽名或者水印等版權(quán)信息。一旦圖片遭到篡改，數(shù)字簽名必將遭受破壞。不過，大多數(shù)的水印信息會降低圖片的觀感和資料價值。圖像篡改檢測技術(shù)在國外已有相關(guān)研究，圖片篡改檢測工具Clone tool detector和Truth dots逐漸開始應用到期刊檢測中。除了以上方法外，期刊雜志應在稿件見刊之前要求作者簽署類似《著作權(quán)使用授權(quán)書》，要求作者聲明來稿的原創(chuàng)性和無一稿多投行為。