区块链技术在医疗领域中的应用

娄颜超 陈要伟

（1.喀什大学 新疆维吾尔自治区喀什市 844006）

（2.国家计算机网络应急技术处理协调中心新疆分中心 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000）

当前，医疗行业正在经历医疗服务模式的“数字分散化”转型。很多国家都制定了数字医疗为目标的政策和战略，互联医疗为患者护理和整个医疗保健行业带来诸多益处。但是，医疗领域在个人健康数据的安全性、完整性以及访问控制，数字医疗工作流程效率低等方面仍然存在较大问题。区块链具有透明可信、可追溯、防篡改、去中心化等特性，能够解决多方信任问题，除了本身应用场景广泛外，未来与云计算、大数据等新兴技术交叉融合，还可促进服务实体经济转型升级。

1 数字医疗的行业痛点

数字医疗产业备受瞩目，但也面临着一系列问题和困境：

1.1 隐私保护安全控制要求

前沿的研究认为区块链将催生一种自组织商业模式的兴起，通过安全透明的交互，构建新的行业生态链[1]。医疗健康大数据将带动医疗健康产业的快速升级，但在带来健康医疗的高效便利同时，海量医疗健康大数据库安全保障面临严重威胁。

1.2 医疗数据存在安全性问题

数字医疗行业在试图改善医疗保健消费者的可获得性、便利性和结果，数据成为竞争格局中如何重塑未来的前沿和中心。随着指纹、虹膜数据的应用以及基因数据检测手段的不断普及，使得医疗数据泄露所产生的后果愈发严重。而且，一旦有用户个人数据上链，区块链服务提供者必须要保证用户数据的隐私性。对于没有服务提供方，参与者完全对等的公链，存在隐私保护方面的问题。此外，如果有人将其他人的隐私信息，通过附加信息的方式记录到以太仿公链上，这条信息将永久存在于以太坊的公链上[1]。

1.3 常规访问控制机制存在风险

常规访问控制技术的前提是所有信息都存储在所处理数据都集中的服务器上，即提供商可能会未经授权访问数据并控制客户设备的操作。同时，常规的访问控制还易受到各种攻击和破坏。通过实施区块链访问控制，将有效消除人为错误和防范黑客攻击的风险。而且，与基于云的后端服务器相比，区块链访问控制技术具有运行成本低的优势[2,3]。

1.4 医疗数字化进程急需转型升级

当前各个国家都在健康医疗记录数字化基础上，建立该领域的国家级“大数据库”，在保护隐私和信息匿名的前提下，血型、DNA等数据将用于全球范围内的学术研究和产业发展中，其目的是为促进预防性药物及个性化、定制化医疗的开发。因此，如何解决医疗机构的“孤岛行为“，确保信息可以匿名访问、维护隐私，保证信息安全及授权访问权限是急需解决的问题[4，5]。

1.5 医疗供应链急需升级调整

传统药品供应链已经不能满足多元化发展的要求，存在信息不对称、不透明、作假、被篡改等风险[6]。因而，如何寻找一种简单高效的药品供应链模式是目前医药行业迫切需要解决的问题之一。

2 区块链技术特征

区块链具有防篡改、去中心化、不可逆和智能合约等极具价值的特性，对于当前医疗领域存在的行业痛点，区块链技术可以解决医疗领域所面临的信任问题、降低协调成本、减轻中心计算压力，实现资源共享，提供更多的可能性。

2.1 去中心自组织

区块链的本质是一个去中心化的分布式账本数据库，它构建的是去中心化的信任机制。对于区块链去中心化架构，任意两个节点之间的数据交换都有链上的其他节点彼此监督，所有节点同步获取信息，这种共识机制保证区块链数据的不可篡改性。此外，区块链系统的去中心化特征，决定了所有的交易均由参与方通过共识机制建立分布式共享账本，不仅简化传统交易流程，还可降低交易成本。

2.2 公开透明特性

区块链系统的安全性是由密码技术来保障的，同时也是由数据的公开透明保障的。区块链系统要求所有参与方都拥有一份完整的区块链账本，用户可自行选择全账本或是部分账本，但是区块链系统必须保障参与方拥有全账本的能力。因此，用户通过获取全账本数据，就可以实现对数据的全方位监管。

2.3 智能合约

智能合约自动、自治地执行，极大地扩展了区块链的应用可能性。利用独特的区块链属性，以及内含的认证系统、保密系统和问题系统，能够在处理敏感信息时为用户提供强大的保密支持。此外，智能合约将为跨医疗机构的医疗保健数据创建分散的内容管理系统，可以满足患者和医学研究人员的需求。

2.4 可追溯特性

区块链技术允许使用加密技术连接和时间戳的记录或块，供应链中所产生的任何数据信息都会被区块链所记录，其处理安全和可追踪交易的能力可加强供应链参与者之间的信任，从而实现从源头到最终目的地的产品跟踪。

3 区块链技术在医疗行业中的应用

随着区块链技术的发展，可以用该技术解决医疗领域中遇到的挑战，包括安全性、效率、互操作性和隐私等方面的基本问题。

3.1 去中心化

区块链技术的非对称加密和授权技术，可以针对性解决医疗信息泄露问题。区块链中的身份验证技术利用加密数字签名，散列技术来实现，促使去中心化的身份识别系统不再受任何机构控制[7]，即存储在区块链上的公开交易信息，通过对账户身份信息进行高度加密，只有在数据拥有者授权后才能访问到，提高了数据的安全性和个人隐私性。通过区块链技术保存医疗健康数据，患者能控制个人医疗相关历史数据，不再担心信息泄露或被篡改[8]。区块链的共识机制保证存储的一致性，可确保各机构之间数据实时对称、降低机构间信用协作风险与成本。

3.2 保障医疗数据安全方面

医疗健康领域的数据有很强的安全性要求。区块链的可溯源、不可篡改、高冗余、安全透明及成本低廉等属性，可有效解决医疗数据泄露问题。

（1）区块链在医疗行业最主要的应用就是对个人医疗记录的保存，对于患者自己就能控制个人医疗的历史数据，可将其作为个人健康以及后续问诊的依据。同时，采用区块链技术的主要动力是安全性，利用区块链来处理数据，还可防止黑客攻击和数据泄露。通过区块链去中心化，对数据进行非对称加密，利用分布式账本进行数据的存储和部署，可以提高共享数据的安全性。

（2）数据不可篡改性。区块链通过共识机制，保证所有记账节点之间如何确定记录的有效性，可将其作为有效防篡改认定方法，从而确保数据来源的正确性。尤其可避免医疗数据库中的诊断数据被恶意篡改所导致医生开出错误治疗方案。对于区块链上保存的医疗数据，通过增加监管部门的参与程度，可确保对受保护的医疗信息的访问控制，以保证数据的真实性和完整性。

（3）利用区块链技术可将所有医疗平台的重要数据连接起来，在保证数据有效性和安全性的前提下，可将医院、保险公司以及医学实验室等医疗行业相关部门实时连接，并实现信息资源互通和无缝共享，有效防止数据被泄露或篡改。

3.3 创造医疗行业全新运营模式

医疗领域作为一个中介化程度较高行业，区块链上任意两个节点之间的数据交换无需第三方介入统筹见证。因此，其应用潜在价值在于可以降低实体经济成本，其互信共识特性，还可优化工作流程，将创造全新的运营模式，提高运营效率。

（1）区块链技术为医疗行业提供了一种全新的数据共享方式。作为一种去中心化的分布式数据库，它可以实时记录、验证与更新用户在医疗机构活动时所产生的全部信息，在增加健康数据监管部门参与度同时，比传统数据服务器更加安全。

（2）在现有医疗健康信息化系统基础上使用区块链技术，可替换现有健康数据交换工作流程中传统的第三方机构，将有效提高管理效率。

（3）针对病床利用率不均衡带来的运营成本高问题，将去中心化用于虚拟化床位，采用不以病区为单元，而以患者为中心，将有利于资源的优化配置。

（4）区块链极大地提高了数据分析的透明度，对于具体各行业的数据分析师只需要处理完全透明的数据，即区块链系统在识别的客户行为模式方面比现在更加准确。

3.4 实现即时无缝信息共享

（1）区块链医疗应用平台可方便患者及时与医生沟通联系。区块链技术中的去中心化方式，可以较好的解决区域间医疗资源脱节问题。“区块链+AI医疗”，可以在区块链中形成用户实时体征数据，有助于量化健康管理。将实时体征数据作为分析依据，可及时发现异常体征数据，对未知疾病风险尽早预防。体征数据还有助于为医生、医院、健康管理机构等为患者提供各项服务；康复医学是以功能障碍为主导，其核心是评估，因此该领域对信息的客观、准确性要求较高，采用区块链数据库中的信息可有助于评定功能障碍；患者可以随时查看自己的药方，实现药品价格公开透明。

（2）减少信息不对称。在目前医疗体制下，数据孤岛效应造成患者数据重复采集与医疗资源浪费，阻碍了医疗健康大数据的系统性开发和建设。区块链可实现多层级信用传递，供应链中往往存在多层供应与销售关系，区块链平台的搭建，能够打通各层之间的交易关系。整个网络节点可以对数据进行查询，因为共识机制的存在，参与者都能平等地访问信息。

（3）区块链、大数据等新兴技术的深度融合，将推动传统药品供应链向数字化和智能化方向转型，依托区块链的范式，将信息流、资金流、物流进行整合分析，并建立动态信用评价体系，可构建高效生态圈。

药品供应链的多主体参与、信用机制不完善等应用场景，与区块链技术有天然的契合性。将区块链技术应用于医药供应链，有助于药品信息化追溯体系的建立，再结合无人仓储等先进技术，可实现标准化、规范化、技术化的智慧医疗物流；运用区块链技术协作药品生产，可清楚记录药品生产环节。此外，因为区块链技术的公开性和安全性，药品价格等市场上存在的不正当竞争将得到有效改善。

（4）智能合约是基于可信和不可篡改的数据，可以自动化的验证和执行一些预先定义好的规则和条款。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。同时，通过智能合约控制链流程，还有助于实现流程智能化，减少人为交互，从而提升产业效率。

3.5 医疗信息追溯

医疗信息追溯主要应用于药品防伪和信息审计。将区块链技术与药品供应链相结合，可以最大程度保证药品的可追溯性，进而保证病患的用药安全。针对药品运送过程中出现的中断或丢失情况，根据区块链上存储的数据能够在第一时间确定最后接触与处理丢失药品的相关人员。在信息审计方面的应用，审计单位利用区块链可追溯和数据防篡改特质，可以对医疗敏感数据的全程流转情况进行精准定位。

4 区块链+医疗的机遇和挑战

区块链在应用方面仍面临一些尚待解决的问题与挑战，恰因为这些问题和挑战的存在，才能促进技术的不断发展和成熟。

区块链系统需要从性能和业务复杂度上实现系统的互联互通和高性能；如何在链上数据加密的情况下，达成多方校验和共识，从而完成一笔交易丞待解决；对于不断增长的区块链数据体积所带来的存储和计算负担，大规模的工业级解决方案仍有待研发；医疗健康大数据领域的法律体系有待完善。

5 结语

区块链技术作为未来世界发展的关键性技术，势必将会创造一个连接医疗健康产业的新框架。本文对区块链技术在医疗领域的应用研究，为其开发和创新提供多视角思路。未来区块链与云计算、大数据等技术深度融合，探索应用的范畴势必将向更多领域延伸拓展，本研究可为其他领域应用提供借鉴参考。