基于区块链技术的医疗设备采购模型研究

■ 戴剑峰 陆 阳 王菁菁

1 研究背景

近年来，区块链以其明显的技术优势引起了众多领域广泛关注，使其迅速成为学术界和产业界的研究热点[1-2]。虽然基础理论和技术研究仍处于初始阶段，许多重要科学问题有待研究跟进，但因其去中心化、安全可信、不可篡改、集体维护和可追溯等特点，使其在多领域展现出巨大的应用潜力[3-4]。区块链在医疗卫生领域的创新应用也引起了医疗行业管理者和相关从业者的关注。现代医院管理的信息化、智能化要求与区块链技术的结合可以作为医院管理创新的一个技术革新点[5]，以有效提升医疗管理质量和患者满意度[6]。然而，国内目前区块链技术在医疗卫生领域的运用主要在数据安全以及隐私保护等方面，对其他方面涉及较少，而医疗器械作为医疗卫生领域的重要物质基础，是推动医疗水平进步、提升救治成功率的重要技术保障，具有技术更新换代快、风险防控要求高、经济投入规模大等特点，其经济与社会效益是衡量现代医院管理水平的重要标志之一。因此，本研究以区块链的基本原理、技术核心为框架，结合当前医疗器械传统采购方式中遇到的实际问题，构建了基于区块链技术的医疗设备采购模型，并对该模型在采购过程中的实际价值进行了深入研究和探讨。

2 传统医疗设备采购现状分析

通常，医院设备采购流程如下：（1）由科室负责人发起采购申请，经医学工程处、医务处、财务处、院领导等相关部门和负责人审批通过后由医学工程处在网上发布招标公告。（2）供应商将投标所需相关材料准备就绪后参与投标。（3）医学工程处在收到相应资料后组织院内相关部门人员进行标书审查。（4）采购部门组织院内相关部门进行谈判议价，确定最终中标的供应商。（5）医院和供应商签订合同。（6）供应商联系厂商安装设备，医学工程处和使用科室对设备进行验收签字。（7）财务部门向供应商付款。

随着医院不断持续发展、医学及科学技术的不断进步，医院采购的设备种类和数量越来越多，传统采购流程所存在的问题逐渐暴露出来。主要体现在以下方面：（1）采购效率问题。目前医院采购信息管理中存在信息传导机制落后、阻塞、零散化、碎片化等问题，以至采购效率低下，严重影响了科室设备的及时使用以及后续的付款时间。一方面，由于设备的申请和采购付款环节需要经过多部门、多级审批，导致时间成本大量耗费在等待审批的过程中；另一方面，医院采购信息的发布主要是在互联网上，其信息的传播速度、传播范围以及保存时效等都影响着医院采购的效率，普遍存在医院与供应商之间信息交流阻塞和信息获取不对等的问题。（2）供应商的信息不完整。在医院进行供应商选择的过程中，由于供应商的信息并不是完全公开，医院收集到的供应商信息较为单一片面，导致经常出现陪标、合同违约、没有售后服务，甚至采购的设备不符合要求等情况。因此，需要建立公司信用平台，为公司建立信用评级，所有参与招标的供应商都应该加入到该平台中，并将公司基本信息、产品质量信息、历史交易情况、历史违约情况、银行信用信息、历史买家评价等发布于该平台上。这样，医院需要进行选择时，供应商的履约能力、经营状况、售后服务等信息一目了然，可以根据自身实际情况进行筛查，从而选出合适的供应商。（3）采购过程透明性不足，难以追溯。采购相关信息透明性较差，监管困难，可追溯性较弱。这种信息获取困境使当前医院采购仍然存在设备价格与质量不相符以及履约效果名不副实的情况。

3 区块链技术与医疗设备采购相关性分析

区块链是一种具有去中心化、可追溯、不可篡改和多方编程维护等特点的计算机技术应用模式。去中心化让更多的个体可以通过授权或者被授权参与到整个决策过程，个人参与到整体发展中去，更多个体的选择和意见会影响整体决策[5]。可追溯是指将每次交易变更以时间点记录在链上，实现交易从源头到最新状态的查询[1]。与密码技术结合，区块链可以保障信息安全传输，促进数据共享，同时强化对用户身份信息等隐私数据的保护。

区块链技术所具有的这些特点与医疗设备采购对安全性、可溯源性、持续维护等有严格要求的特点吻合，尝试将区块链技术应用到采购过程的各环节中去能够帮助解决采购过程中存在的问题，由此改善医疗设备采购现状。在设备申请和最后的付款环节，利用共识机制，能够实现“去中心化”，节省多部门、多人审批的时间，从而提高采购效率；通过工作证明机制、分布式账本将采购活动的每一步记录下来，各节点完成活动便会形成区块，加入到链上，并在每个活动节点完成时形成时间戳，整个过程公开透明，不可篡改，避免了人为操作的风险；数据鉴证功能可以从源头上确保医疗器械的生产原配件质量过关，防止出现假冒伪劣产品；其数据带有时间戳，由共识节点共同验证，可以保证交易的可追溯性、合同不可伪造，也可实现对涉及知识产权等重要机密数据的保护。在区块链技术支持下，实现交易去平台化，确保招标采购、投票等环节公开公平公正，有效避免行业不端行为，净化行业生态；在资金支付环节，与密码技术的结合能够确认身份并验证数据，保证资金支付过程的安全。此外，区块链上可以存储政府部门提供的生产销售许可证、营业执照、认证记录等文件，一方面便于医疗卫生机构在采购之前对生产销售商进行资质认证，另一方面也为生产销售厂家的证照申请与周期性审核提供便利，可以有效缩短采购周期，保障采购及时高效。特别是在应对突发公共卫生事件时，可以及时开通绿色通道，简化采购流程，保障亟需医疗器械快速供应到位。

4 基于区块链的医疗设备采购模型

和传统的计算机网络协议类似，区块链基础架构分为3大层、6小层，包括基础网络层下的数据层和网络层，中间协议层下的共识层、激励层、合约层，以及应用层。本研究结合医疗设备采购管理模式的发展方向，利用区块链技术的核心特点，将采购活动与区块链技术一体化，构建了基于区块链技术的医疗设备采购模型（图1）。

图1 基于区块链技术的医疗设备采购模型架构

4.1 数据层

数据层是核心，主要处理交易中的各类数据，完成数据的编码、解码，将数据打包成区块，将区块拼接成链式结构。由于区块链的工作证明机制，区块数据会被签名并添加时间戳印记，再加上哈希函数的技术确保每一个区块按时间先后顺序相连接，数据不能被篡改。

在医院采购过程中的各个环节会产生大量数据，如临床科室提交采购申请数据，包括申请设备的技术参数要求，计划品牌等；供应商厂商数据，包括供应商厂商名称、征信数据，有价值的交易记录等；设备数据，包括设备名称、品牌型号、技术指标、价格等；采购过程数据，包括设备投中标日期、谈判议价过程、安装验收时间等；资金支付数据，包括付款流程、付款方式、付款金额、付款日期等。这些都保存在数据层，是整个采购模型的基础。所有存储的数据由于被添加了时间戳印记，加上区块链分布式账本的特点，使人为修改变得非常困难。医院采购的整个环节中，如果想修改谈判记录、合同信息等数据，必须对产生这些数据之前的所有工作证明进行修改，导致修改数据后每个数据的时间戳混乱，徇私舞弊的行为无处遁形，有效减少医院采购工作人为操纵的可能性。

4.2 网络层

网络层的主要作用在于保证区块链模型的信息透明，使整个模型内区块链各区块间的信息传递无障碍；数据在每一个节点都进行备份，任何节点都无法随意操作修改数据。在采购模型中，网络层可分为外部网络与内部网络。内部网络主要为医院内部各部门提供信息传递，如使用科室、采购部门、财务部门、监管部门等。医院各部门参与采购的人员都处在内部网络上，并可以监督网络上的其他人，保证采购工作的每一个流程都公开透明。外部网络则为医院与院外的其他采购活动参与主体提供连接，如供应商、生产商、招标公司、监管部门等。一方面，网络层上的各节点信息传递效率高，并且无虚假信息；另一方面，各监管部门的加入进一步透明化了医院的采购工作，发挥了有效的监督作用，大幅降低了人为采购风险，避免使医院利益受到损失。

4.3 共识层

区块链共识层封装了共识算法以及共识机制，是区块链去中心化特点的基础。共识机制的算法包含工作量证明、权益证明、委托权益证明、容量证明等。在采购模型中，共识机制的作用是针对区块数据的有效性达成共识。由于去中心化的特点，只需要遵守共识算法的规则，医院中所有参与的节点（部门）都是平等关系，审批过程不再需要逐层进行，而是只需要采购申请得到多数节点同意就能自动执行，因此节省了大量等待审批的时间。这种方式能够有效改变传统采购审批流程繁琐、效率低下、人为操控等问题。而在交易的谈判过程中，共识层机制的透明性使得双方的信息都高度公开，整个自动谈判过程透明并被记录，谈判过程一目了然，安全性和可靠性大大提高。

共识层的另外一个核心功能是加密算法。加密算法用于验证医院采购过程中交易双方的身份，链上的每一个节点都有自己的私钥、公钥、钱包地址，因此付款信息能够快速无误地进入目标账户，提升付款效率，保证支付过程中不会出现错误。

4.4 激励层

激励层主要包括发行机制和分配机制，统称为激励机制，其功能是提供一些激励措施，鼓励节点参与记账，保证整个网络的安全运行。在采购模型中，通过制定相应的激励机制来鼓励医院内部各部门、经销商、厂商积极参与区块链的安全验证，使其行为得到监督，并在采购模型中显示良好记录；相应的，不遵守规则的节点则应该得到惩罚，甚至拉入医院采购黑名单。激励层的存在保障了整个采购模型的正常运行。

4.5 合约层

合约层是区块链实现灵活编程和操作数据的基础。合约层封装了各种脚本、代码、算法机制及智能合约，在整个区块链预设的规则和条件下，无需经由第三方就能够自动执行，是区块链去中心化、信任机制的基础。医院区块链采购模型中，智能合约的条件规则有设备的技术参数要求、品牌要求、供应商要求以及供应商的历史信用评价等，将这些条件和要求作为判断规则编写封装在合约层，由此生成智能合约。采购模型会将这些参与到链上的节点（供应商厂商等）所提供的信息通过智能合约进行自动判断是否符合要求，决定是否触发该目标行动。合约的执行会被记录下来，方便后续对合约条款完成情况进行监督。由于区块链中无法人为对智能合约进行操作，因此医院采购过程中普遍存在的厂商供应商选择不透明等问题能够得到有效解决。在合同完成后的付款阶段，传统的付款过程过于繁琐，而智能合约同样可以实现自动付款，大大提高效率。

4.6 应用层

应用层整合了采购过程中运用到区块链技术的各种应用场景，如供应商选择、合同签订、资金支付等阶段运用智能合约技术，审批过程、交易谈判中运用了共识机制，整个采购流程的记录运用了工作证明机制等。

5 应用与效果分析

基于区块链的医疗设备采购模型应用与效果分析见图2、表1。本研究中的医院采购模型以医院传统采购流程为基础，在整个采购过程中引入区块链技术，采购过程的各关键点对应区块链的功能节点。

图2 基于区块链技术的医疗设备采购模型

表1 新旧模型下同类设备采购相关指标对比

首先，设备使用科室将设备申请信息提交，医院各部门作为区块节点能够同时审批该申请，减少了大量的审批等待时间，提高了采购效率。之后，采购部门根据科室提交的申请制定采购清单并发送至公司信用平台，该平台的作用主要为获取供应商、厂商、各品牌型号的信用及评价等方面的信息。医院对供应商的信誉状况、经营状况、售后服务态度等方面进行综合评估从而制定合适的指标，通过智能合约算法进行供应商、厂商、品牌型号的选择。当最终目标确定后，医院和供应商通过各自的私钥将交易确认信息发送到智能交易平台，自动交易谈判与合同签订。随后，供应商联系厂商发货，医院验收收货。最后，医院财务部门根据合同，在资金支付平台对设备进行加密支付，交易完成后财务部门在私有区块节点账务处理平台进行入账，整个采购过程就此完成。

该模型在某大型三甲医院应用到采购工作近1年来，模型中的多数功能已实现，其中公司信用平台、智能交易平台、第三方监管等联盟区块结点的功能暂时由院内部门维持。本研究选取部分具有相同或相近技术指标采购要求的同类设备进行对比。

对于万元以下的设备，如输液泵，在付款时长方面提升明显；万元以上，尤其是30万元以上的设备，申请、采购、付款时长大为减少，全部采购过程的平均时长由109天降低到40．5天，减少62．8%，采购效率大幅提高。此外，新的采购模式下，采购过程公开透明可追溯，杜绝了弄虚作假、中饱私囊的情况，供应商、生产厂商和产品的信息更容易获取，采购部门采购的设备更符合科室要求，临床科室满意度提高，同类设备的单台采购价格平均减少15．7%。

6 结语

和传统医院采购模式相比，基于区块链技术的医疗设备采购模型有以下特点：一是由于去中心化的特征，各部门之间关系平等、同时审批，提高了科室申请和付款环节的速度，提升了医疗设备采购工作的效率；二是由于智能合约和公司信用平台的存在，供应商厂商的选择、合同的签订、资金支付等都自动完成并记录，整个过程公平、公正、公开，所有的流程均可追溯，传统采购方式中供应商选择不透明的问题将不复存在；三是加密算法的加入，确保了采购过程中交易双方的身份信息准确无误，付款效率提高，确保支付安全准确。

由此可见，将区块链技术运用到医疗设备的采购过程中，可以实现业务技术一体化，创建更为科学的采购管理体系，解决传统医疗设备采购所存在的问题，优化采购过程，对提高当前医疗设备采购的高效性、安全性、公平透明性和可追溯性具有较高的应用价值。