区块链在医疗信息化领域的应用展望

2018-07-05 14:52:14 来源：中国数字医学抢沙发

2018-07-05 14:52:14 来源：中国数字医学

摘要：区块链作为比特币的底层技术在2008年被首次提出，这是一种以大数据共享理论为基础的新型互联网技术，采用密码学、共识算法、时间戳服务等技术，为数据存储、数据共享等方面提供了新的解决方案。由于具有去中心化、安全可信、集体维护、数据不可篡改等特点，区块链被证明适用于金融以外的多个领域。医疗行业在不同的机构内保存了居民健康数据、药品来源信息、电子保单等敏感重要数据，非常适合区块链技术的应用。
关键词：区块链医疗信息

　　随着医疗信息化的快速发展，以互联互通、信息共享、业务协同为核心，以电子病历、临床信息系统为重点的领域得到全面、快速发展。近年来，“互联网+健康医疗”和“医疗大数据”等概念的提出，政策扶持和资本涌入使得这些领域越来越受到关注。2016年，国务院印发的《关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见》[2]提出了健康医疗的新模式，推动医疗信息化产业、健康医疗大数据不断发展。伴随着行业的快速发展，医疗数据呈现指数型快速增长。然而，这些大量涉及居民个人健康、个人隐私的敏感数据，如何高效地进行存储、管理、分享，成为限制行业发展的瓶颈。

　　近年来，由于缺乏标准化且严谨的数据管理、共享规范，医疗数据存在的问题愈发明显。主要有以下几个方面：数据安全存储。患者个人信息泄露、病历数据泄露等成为不法分子犯罪的帮凶，造成居民财产和健康损失；数据共享和隐私保护。在医疗系统中，病人的医疗记录(包括处方、化验单、医嘱、病程记录、病理结果、核磁共振图像等)是宝贵的数据资产，由于缺乏完善统一的数据分享机制，各医疗机构都有各自的数据存储结构，很难进行高效、准确分享，导致医疗系统效率低下。若不同岗位间能实现跨机构的、及时的、准确的数据共享，则可帮助医疗人员制定优化的治疗方案。同时，这些数据又可供研究机构进行分析，加快疾病研究和药品研发；可追溯性。药品来源信息、患者电子保单等需要长期追踪、不可丢失的数据同样是医疗信息化的重点方向，这些数据的丢失、遗漏、篡改会给患者带来重大损失。

　　区块链技术简介

　　区块链技术作为数字货币比特币的底层技术架构，在金融领域得到广泛的研究和应用。区块链技术是指多个参与方之间的基于现代密码学，分布式一致性协议，P2P网络通信技术和智能合约编程等形成的数据交互、处理和存储技术的组合，区块链保证各个节点拥有数据的动态一致性。区块链技术具有以下特点：

　　开放性 任何被授权的节点均可加入到区块链网络，每一台设备都可以作为一个节点保存一份完整的数据块索引信息和部分块数据。节点间基于一套共识机制[5]（工作量证明、权益证明等）共同维护整个区块链的数据。部分节点下线或被攻击，不会影响整个链路的运作。

　　去中心化 区块链中所有节点具有相同的权益，所有节点相互连接形成点到点的通信网络，不存在中心化的存储和管理机构。节点之间数据交换时通过数字签名技术进行身份认证，节点之间无法相互欺骗。

　　匿名性 不同于一般信息系统使用身份证号码等作为用户标识，区块链中使用不对称加密算法的公钥作为身份认证，非授权状况下用户身份信息不可见。区块链的运行规则和公共数据是公开透明的，节点间只需交换公钥即可完成身份认证和数据验证，因此在一般场景下无需公开身份信息，每个参与的节点都是匿名的。

　　不可篡改、可追溯性 区块链引入时间戳机制，将数据按照时间节点形成链式结构，同时应用工作量证明机制，只有控制整个网络中超过51%的节点同时修改才有可能修改数据，这几乎不可能发生。因此,可以追溯到任何一笔交易或者记录的前世今生。

　　区块链医疗热点及应用展望

　　基于区块链的技术优势，可以看出区块链非常适合解决数据存储和数据交换方面的问题。2016年10月，工信部发布区块链第一个官方指导文件《中国区块链技术和应用发展白皮书》[6]，给予行业发展政策指引。2017年5月16日，国内首个区块链标准《区块链参考架构》正式发布。该标准由中国电子技术标准化研究院、蚂蚁金服、中国平安等13家活跃在区块链领域的企事业单位共同起草，帮助行业对区块链的标准化达成共识。现阶段主要集中在以下方向：

　　医疗记录存储 医疗记录包括患者诊断信息、检查结果记录、健康档案等重要隐私数据。以往这些数据多由医院保存，患者获取信息需到医院复印相关病历。虽然随着互联网和云计算的发展，出现了基于云平台的区域级电子健康平台，但在安全性和隐私保护性上存在很大缺陷，造成患者信息泄露、医疗数据丢失等问题。基于区块链技术，其去中心化的特点可保证数据保存在所有参与节点上，不会因为部分节点下线或损坏导致信息丢失，并且大大降低数据存储的成本。同时，基于区块链技术的数据将无法被非法篡改，保证了数据来源正确；数据储存过程不会被拦截和更正，保证了数据安全。在防止被黑客攻击的同时，也大大减少了腐败滋生的可能。

　　医疗记录共享 随着医疗信息化的发展，各个医疗机构都建立了电子医疗管理系统。截止2015年，至少有10%的医疗记录实现了电子化存储，较2008年有90%的增长。然而，各医疗机构、研究机构间数据共享一直是一个难点。主要原因是数据格式错综复杂，且需要中心化的管理机构进行授权和管理，往往这一过程往往会耗费大量的资源和时间。区块链技术的诞生，改变了这种数据集中存储，需通过组织结构授权和审核数据的结构。在医疗结构和研究机构间建立联盟区块链，被授权加入区块链的节点都采用相同结构对数据存储，同时可访问节点中的数据，大大减少了数据分享过程中数据审核、数据审计的时间。区块链的匿名性和完善的授权策略，确保数据在分享过程中泄露的风险。

　　医疗信息追溯 医疗信息追溯主要应用在两方面，一是药品真伪鉴别：与编码防伪技术类似，运用区块链技术防伪的药品，在其包装盒表面内嵌一个特别的验证标签，应用区块链记录不可篡改、共享安全可靠的属性，可以有效确保药物合法性和真实性。二是信息审计：审计单位利用区块链防篡改、可追溯的技术特性，可以精准定位医疗敏感数据的全程流转情况，比如在什么时间点，被哪个医疗机构授权给了谁，授权的具体范围是什么。

　　电子保单管理 在医疗领域相关的行业内，区块链同样有很广泛的应用场景。例如，电子保单的数据不可丢失，所以保险公司需要经常对数据进行容灾备份。另外，还需要通过一些网络层面和IT管理方面的技术，确保它的隐私性。这个过程中，企业很难完全从物理层面杜绝隐私泄露的可能。在使用区块链之后，会在存储层面把文件按大小切成N块，然后再对这N个块进行备份，最后把它散列在区块链的节点网络里。这样一来，单个节点就没法恢复出整个文件，必须要通过文件上传者拿到文件哈希值，才能把所有的块找到，再按照正确的顺序，把这些块重新拼装在一起，从而将文件还原。正是由于区块链的这种特性，才让文件无法篡改。

　　随着区块链技术的飞速发展，这一技术会在医疗、供应链管理、文娱、智能制造、社会公益及教育就业等行业迅速崛起。将区块链技术的优势与“互联网+医疗”和“医疗大数据”相结合，必将对整个医疗行业带来革命性的影响。论文探讨了区块链技术在医疗领域和相关行业在数据存储、数据分享中的应用场景和热点问题，希望对未来的研究提供有益的启发，很多落地细节还要进一步的研究和探索。

第三十四届CIO班招生
国际CIO认证培训
首席数据官（CDO）认证培训

责编：content

免责声明：本网站（http://www.ciotimes.com/）内容主要来自原创、合作媒体供稿和第三方投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。
本网站刊载的所有内容（包括但不仅限文字、图片、LOGO、音频、视频、软件、程序等）版权归原作者所有。任何单位或个人认为本网站中的内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，请及时通知本站，予以删除。