區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

婁顏超 陳要偉

（1.喀什大學(xué) 新疆維吾爾自治區(qū)喀什市 844006）

（2.國家計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急技術(shù)處理協(xié)調(diào)中心新疆分中心 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830000）

當(dāng)前，醫(yī)療行業(yè)正在經(jīng)歷醫(yī)療服務(wù)模式的“數(shù)字分散化”轉(zhuǎn)型。很多國家都制定了數(shù)字醫(yī)療為目標(biāo)的政策和戰(zhàn)略，互聯(lián)醫(yī)療為患者護(hù)理和整個醫(yī)療保健行業(yè)帶來諸多益處。但是，醫(yī)療領(lǐng)域在個人健康數(shù)據(jù)的安全性、完整性以及訪問控制，數(shù)字醫(yī)療工作流程效率低等方面仍然存在較大問題。區(qū)塊鏈具有透明可信、可追溯、防篡改、去中心化等特性，能夠解決多方信任問題，除了本身應(yīng)用場景廣泛外，未來與云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)交叉融合，還可促進(jìn)服務(wù)實體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級。

1 數(shù)字醫(yī)療的行業(yè)痛點

數(shù)字醫(yī)療產(chǎn)業(yè)備受矚目，但也面臨著一系列問題和困境：

1.1 隱私保護(hù)安全控制要求

前沿的研究認(rèn)為區(qū)塊鏈將催生一種自組織商業(yè)模式的興起，通過安全透明的交互，構(gòu)建新的行業(yè)生態(tài)鏈[1]。醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)將帶動醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的快速升級，但在帶來健康醫(yī)療的高效便利同時，海量醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)庫安全保障面臨嚴(yán)重威脅。

1.2 醫(yī)療數(shù)據(jù)存在安全性問題

數(shù)字醫(yī)療行業(yè)在試圖改善醫(yī)療保健消費者的可獲得性、便利性和結(jié)果，數(shù)據(jù)成為競爭格局中如何重塑未來的前沿和中心。隨著指紋、虹膜數(shù)據(jù)的應(yīng)用以及基因數(shù)據(jù)檢測手段的不斷普及，使得醫(yī)療數(shù)據(jù)泄露所產(chǎn)生的后果愈發(fā)嚴(yán)重。而且，一旦有用戶個人數(shù)據(jù)上鏈，區(qū)塊鏈服務(wù)提供者必須要保證用戶數(shù)據(jù)的隱私性。對于沒有服務(wù)提供方，參與者完全對等的公鏈，存在隱私保護(hù)方面的問題。此外，如果有人將其他人的隱私信息，通過附加信息的方式記錄到以太仿公鏈上，這條信息將永久存在于以太坊的公鏈上[1]。

1.3 常規(guī)訪問控制機(jī)制存在風(fēng)險

常規(guī)訪問控制技術(shù)的前提是所有信息都存儲在所處理數(shù)據(jù)都集中的服務(wù)器上，即提供商可能會未經(jīng)授權(quán)訪問數(shù)據(jù)并控制客戶設(shè)備的操作。同時，常規(guī)的訪問控制還易受到各種攻擊和破壞。通過實施區(qū)塊鏈訪問控制，將有效消除人為錯誤和防范黑客攻擊的風(fēng)險。而且，與基于云的后端服務(wù)器相比，區(qū)塊鏈訪問控制技術(shù)具有運行成本低的優(yōu)勢[2,3]。

1.4 醫(yī)療數(shù)字化進(jìn)程急需轉(zhuǎn)型升級

當(dāng)前各個國家都在健康醫(yī)療記錄數(shù)字化基礎(chǔ)上，建立該領(lǐng)域的國家級“大數(shù)據(jù)庫”，在保護(hù)隱私和信息匿名的前提下，血型、DNA等數(shù)據(jù)將用于全球范圍內(nèi)的學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，其目的是為促進(jìn)預(yù)防性藥物及個性化、定制化醫(yī)療的開發(fā)。因此，如何解決醫(yī)療機(jī)構(gòu)的“孤島行為“，確保信息可以匿名訪問、維護(hù)隱私，保證信息安全及授權(quán)訪問權(quán)限是急需解決的問題[4，5]。

1.5 醫(yī)療供應(yīng)鏈急需升級調(diào)整

傳統(tǒng)藥品供應(yīng)鏈已經(jīng)不能滿足多元化發(fā)展的要求，存在信息不對稱、不透明、作假、被篡改等風(fēng)險[6]。因而，如何尋找一種簡單高效的藥品供應(yīng)鏈模式是目前醫(yī)藥行業(yè)迫切需要解決的問題之一。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)特征

區(qū)塊鏈具有防篡改、去中心化、不可逆和智能合約等極具價值的特性，對于當(dāng)前醫(yī)療領(lǐng)域存在的行業(yè)痛點，區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決醫(yī)療領(lǐng)域所面臨的信任問題、降低協(xié)調(diào)成本、減輕中心計算壓力，實現(xiàn)資源共享，提供更多的可能性。

2.1 去中心自組織

區(qū)塊鏈的本質(zhì)是一個去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫，它構(gòu)建的是去中心化的信任機(jī)制。對于區(qū)塊鏈去中心化架構(gòu)，任意兩個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換都有鏈上的其他節(jié)點彼此監(jiān)督，所有節(jié)點同步獲取信息，這種共識機(jī)制保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的不可篡改性。此外，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的去中心化特征，決定了所有的交易均由參與方通過共識機(jī)制建立分布式共享賬本，不僅簡化傳統(tǒng)交易流程，還可降低交易成本。

2.2 公開透明特性

區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性是由密碼技術(shù)來保障的，同時也是由數(shù)據(jù)的公開透明保障的。區(qū)塊鏈系統(tǒng)要求所有參與方都擁有一份完整的區(qū)塊鏈賬本，用戶可自行選擇全賬本或是部分賬本，但是區(qū)塊鏈系統(tǒng)必須保障參與方擁有全賬本的能力。因此，用戶通過獲取全賬本數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的全方位監(jiān)管。

2.3 智能合約

智能合約自動、自治地執(zhí)行，極大地擴(kuò)展了區(qū)塊鏈的應(yīng)用可能性。利用獨特的區(qū)塊鏈屬性，以及內(nèi)含的認(rèn)證系統(tǒng)、保密系統(tǒng)和問題系統(tǒng)，能夠在處理敏感信息時為用戶提供強(qiáng)大的保密支持。此外，智能合約將為跨醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療保健數(shù)據(jù)創(chuàng)建分散的內(nèi)容管理系統(tǒng)，可以滿足患者和醫(yī)學(xué)研究人員的需求。

2.4 可追溯特性

區(qū)塊鏈技術(shù)允許使用加密技術(shù)連接和時間戳的記錄或塊，供應(yīng)鏈中所產(chǎn)生的任何數(shù)據(jù)信息都會被區(qū)塊鏈所記錄，其處理安全和可追蹤交易的能力可加強(qiáng)供應(yīng)鏈參與者之間的信任，從而實現(xiàn)從源頭到最終目的地的產(chǎn)品跟蹤。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，可以用該技術(shù)解決醫(yī)療領(lǐng)域中遇到的挑戰(zhàn)，包括安全性、效率、互操作性和隱私等方面的基本問題。

3.1 去中心化

區(qū)塊鏈技術(shù)的非對稱加密和授權(quán)技術(shù)，可以針對性解決醫(yī)療信息泄露問題。區(qū)塊鏈中的身份驗證技術(shù)利用加密數(shù)字簽名，散列技術(shù)來實現(xiàn)，促使去中心化的身份識別系統(tǒng)不再受任何機(jī)構(gòu)控制[7]，即存儲在區(qū)塊鏈上的公開交易信息，通過對賬戶身份信息進(jìn)行高度加密，只有在數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)后才能訪問到，提高了數(shù)據(jù)的安全性和個人隱私性。通過區(qū)塊鏈技術(shù)保存醫(yī)療健康數(shù)據(jù)，患者能控制個人醫(yī)療相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，不再擔(dān)心信息泄露或被篡改[8]。區(qū)塊鏈的共識機(jī)制保證存儲的一致性，可確保各機(jī)構(gòu)之間數(shù)據(jù)實時對稱、降低機(jī)構(gòu)間信用協(xié)作風(fēng)險與成本。

3.2 保障醫(yī)療數(shù)據(jù)安全方面

醫(yī)療健康領(lǐng)域的數(shù)據(jù)有很強(qiáng)的安全性要求。區(qū)塊鏈的可溯源、不可篡改、高冗余、安全透明及成本低廉等屬性，可有效解決醫(yī)療數(shù)據(jù)泄露問題。

（1）區(qū)塊鏈在醫(yī)療行業(yè)最主要的應(yīng)用就是對個人醫(yī)療記錄的保存，對于患者自己就能控制個人醫(yī)療的歷史數(shù)據(jù)，可將其作為個人健康以及后續(xù)問診的依據(jù)。同時，采用區(qū)塊鏈技術(shù)的主要動力是安全性，利用區(qū)塊鏈來處理數(shù)據(jù)，還可防止黑客攻擊和數(shù)據(jù)泄露。通過區(qū)塊鏈去中心化，對數(shù)據(jù)進(jìn)行非對稱加密，利用分布式賬本進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和部署，可以提高共享數(shù)據(jù)的安全性。

（2）數(shù)據(jù)不可篡改性。區(qū)塊鏈通過共識機(jī)制，保證所有記賬節(jié)點之間如何確定記錄的有效性，可將其作為有效防篡改認(rèn)定方法，從而確保數(shù)據(jù)來源的正確性。尤其可避免醫(yī)療數(shù)據(jù)庫中的診斷數(shù)據(jù)被惡意篡改所導(dǎo)致醫(yī)生開出錯誤治療方案。對于區(qū)塊鏈上保存的醫(yī)療數(shù)據(jù)，通過增加監(jiān)管部門的參與程度，可確保對受保護(hù)的醫(yī)療信息的訪問控制，以保證數(shù)據(jù)的真實性和完整性。

（3）利用區(qū)塊鏈技術(shù)可將所有醫(yī)療平臺的重要數(shù)據(jù)連接起來，在保證數(shù)據(jù)有效性和安全性的前提下，可將醫(yī)院、保險公司以及醫(yī)學(xué)實驗室等醫(yī)療行業(yè)相關(guān)部門實時連接，并實現(xiàn)信息資源互通和無縫共享，有效防止數(shù)據(jù)被泄露或篡改。

3.3 創(chuàng)造醫(yī)療行業(yè)全新運營模式

醫(yī)療領(lǐng)域作為一個中介化程度較高行業(yè)，區(qū)塊鏈上任意兩個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換無需第三方介入統(tǒng)籌見證。因此，其應(yīng)用潛在價值在于可以降低實體經(jīng)濟(jì)成本，其互信共識特性，還可優(yōu)化工作流程，將創(chuàng)造全新的運營模式，提高運營效率。

（1）區(qū)塊鏈技術(shù)為醫(yī)療行業(yè)提供了一種全新的數(shù)據(jù)共享方式。作為一種去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫，它可以實時記錄、驗證與更新用戶在醫(yī)療機(jī)構(gòu)活動時所產(chǎn)生的全部信息，在增加健康數(shù)據(jù)監(jiān)管部門參與度同時，比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器更加安全。

（2）在現(xiàn)有醫(yī)療健康信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上使用區(qū)塊鏈技術(shù)，可替換現(xiàn)有健康數(shù)據(jù)交換工作流程中傳統(tǒng)的第三方機(jī)構(gòu)，將有效提高管理效率。

（3）針對病床利用率不均衡帶來的運營成本高問題，將去中心化用于虛擬化床位，采用不以病區(qū)為單元，而以患者為中心，將有利于資源的優(yōu)化配置。

（4）區(qū)塊鏈極大地提高了數(shù)據(jù)分析的透明度，對于具體各行業(yè)的數(shù)據(jù)分析師只需要處理完全透明的數(shù)據(jù)，即區(qū)塊鏈系統(tǒng)在識別的客戶行為模式方面比現(xiàn)在更加準(zhǔn)確。

3.4 實現(xiàn)即時無縫信息共享

（1）區(qū)塊鏈醫(yī)療應(yīng)用平臺可方便患者及時與醫(yī)生溝通聯(lián)系。區(qū)塊鏈技術(shù)中的去中心化方式，可以較好的解決區(qū)域間醫(yī)療資源脫節(jié)問題?！皡^(qū)塊鏈+AI醫(yī)療”，可以在區(qū)塊鏈中形成用戶實時體征數(shù)據(jù)，有助于量化健康管理。將實時體征數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)異常體征數(shù)據(jù)，對未知疾病風(fēng)險盡早預(yù)防。體征數(shù)據(jù)還有助于為醫(yī)生、醫(yī)院、健康管理機(jī)構(gòu)等為患者提供各項服務(wù)；康復(fù)醫(yī)學(xué)是以功能障礙為主導(dǎo)，其核心是評估，因此該領(lǐng)域?qū)π畔⒌目陀^、準(zhǔn)確性要求較高，采用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫中的信息可有助于評定功能障礙；患者可以隨時查看自己的藥方，實現(xiàn)藥品價格公開透明。

（2）減少信息不對稱。在目前醫(yī)療體制下，數(shù)據(jù)孤島效應(yīng)造成患者數(shù)據(jù)重復(fù)采集與醫(yī)療資源浪費，阻礙了醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性開發(fā)和建設(shè)。區(qū)塊鏈可實現(xiàn)多層級信用傳遞，供應(yīng)鏈中往往存在多層供應(yīng)與銷售關(guān)系，區(qū)塊鏈平臺的搭建，能夠打通各層之間的交易關(guān)系。整個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，因為共識機(jī)制的存在，參與者都能平等地訪問信息。

（3）區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的深度融合，將推動傳統(tǒng)藥品供應(yīng)鏈向數(shù)字化和智能化方向轉(zhuǎn)型，依托區(qū)塊鏈的范式，將信息流、資金流、物流進(jìn)行整合分析，并建立動態(tài)信用評價體系，可構(gòu)建高效生態(tài)圈。

藥品供應(yīng)鏈的多主體參與、信用機(jī)制不完善等應(yīng)用場景，與區(qū)塊鏈技術(shù)有天然的契合性。將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)藥供應(yīng)鏈，有助于藥品信息化追溯體系的建立，再結(jié)合無人倉儲等先進(jìn)技術(shù)，可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、技術(shù)化的智慧醫(yī)療物流；運用區(qū)塊鏈技術(shù)協(xié)作藥品生產(chǎn)，可清楚記錄藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)。此外，因為區(qū)塊鏈技術(shù)的公開性和安全性，藥品價格等市場上存在的不正當(dāng)競爭將得到有效改善。

（4）智能合約是基于可信和不可篡改的數(shù)據(jù)，可以自動化的驗證和執(zhí)行一些預(yù)先定義好的規(guī)則和條款。智能合約允許在沒有第三方的情況下進(jìn)行可信交易，這些交易可追蹤且不可逆轉(zhuǎn)。同時，通過智能合約控制鏈流程，還有助于實現(xiàn)流程智能化，減少人為交互，從而提升產(chǎn)業(yè)效率。

3.5 醫(yī)療信息追溯

醫(yī)療信息追溯主要應(yīng)用于藥品防偽和信息審計。將區(qū)塊鏈技術(shù)與藥品供應(yīng)鏈相結(jié)合，可以最大程度保證藥品的可追溯性，進(jìn)而保證病患的用藥安全。針對藥品運送過程中出現(xiàn)的中斷或丟失情況，根據(jù)區(qū)塊鏈上存儲的數(shù)據(jù)能夠在第一時間確定最后接觸與處理丟失藥品的相關(guān)人員。在信息審計方面的應(yīng)用，審計單位利用區(qū)塊鏈可追溯和數(shù)據(jù)防篡改特質(zhì)，可以對醫(yī)療敏感數(shù)據(jù)的全程流轉(zhuǎn)情況進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

4 區(qū)塊鏈+醫(yī)療的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

區(qū)塊鏈在應(yīng)用方面仍面臨一些尚待解決的問題與挑戰(zhàn)，恰因為這些問題和挑戰(zhàn)的存在，才能促進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要從性能和業(yè)務(wù)復(fù)雜度上實現(xiàn)系統(tǒng)的互聯(lián)互通和高性能；如何在鏈上數(shù)據(jù)加密的情況下，達(dá)成多方校驗和共識，從而完成一筆交易丞待解決；對于不斷增長的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)體積所帶來的存儲和計算負(fù)擔(dān)，大規(guī)模的工業(yè)級解決方案仍有待研發(fā)；醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的法律體系有待完善。

5 結(jié)語

區(qū)塊鏈技術(shù)作為未來世界發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)，勢必將會創(chuàng)造一個連接醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的新框架。本文對區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用研究，為其開發(fā)和創(chuàng)新提供多視角思路。未來區(qū)塊鏈與云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合，探索應(yīng)用的范疇勢必將向更多領(lǐng)域延伸拓展，本研究可為其他領(lǐng)域應(yīng)用提供借鑒參考。