基于區(qū)塊鏈的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺應(yīng)用模型構(gòu)建

陳亞 彭真 韋學(xué)玲 黃金殿 陳皓

【摘要】在大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下，電子數(shù)據(jù)信息面臨著權(quán)限限制、共享困難、隱私保密及其他安全問題的挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是目前最有可能引起第五次革命浪潮的核心技術(shù)，它的出現(xiàn)正在顛覆金融、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)貨幣、供應(yīng)鏈管理等相關(guān)領(lǐng)域傳統(tǒng)的運作模式。區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療機(jī)構(gòu)方面的研究不多，特別是在社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)方面還處于初期探尋階段。文章從區(qū)塊鏈技術(shù)特性入手，給出區(qū)塊鏈技術(shù)在未來社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺方面的應(yīng)用模型。

【關(guān)鍵詞】社區(qū);衛(wèi)生服務(wù);區(qū)塊鏈;共識機(jī)制;數(shù)據(jù)共享

中圖分類號：R126

1.研究背景

1.1區(qū)塊鏈應(yīng)用情況介紹

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式點對點協(xié)議，通常又被稱為一種分布式的加密賬本，可以將加密后的數(shù)據(jù)（稱之為一個區(qū)塊）按照時間序列疊加成一個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)[1]。

區(qū)塊鏈作為一種新型設(shè)計模式和架構(gòu)，正在全球范圍內(nèi)得到開發(fā)，其應(yīng)用領(lǐng)域有： 資產(chǎn)證券化、供應(yīng)鏈金融、跨境支付、信用管理、各行業(yè)的積分管理、保險產(chǎn)品運營、家族信托、聯(lián)合貸款過程中的資金對賬、物聯(lián)網(wǎng)、產(chǎn)品溯源、交通、能源、數(shù)字身份、醫(yī)療、版權(quán)管理、票據(jù)管理、社交游戲等。

這些領(lǐng)域共同特點是，存在多方參與，相互之間信息不透明，需通過信息實時同步來減弱甚至消除信息不對稱，從而達(dá)成共識;業(yè)務(wù)流程也比較長，使用傳統(tǒng)方式，信息同步較慢。由于以上原因，導(dǎo)致信用成本及達(dá)成共識的成本增加，從而拉高了交易成本。采用區(qū)塊鏈技術(shù)，能將交易信息在全網(wǎng)廣播，防止信息篡改，在參與主體的范圍內(nèi)促進(jìn)共識的達(dá)成，因此多個領(lǐng)域在進(jìn)行應(yīng)用嘗試。

1.2社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在目前，大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)已經(jīng)建設(shè)并投入使用了相關(guān)醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息化，提供了數(shù)據(jù)的存儲方式，能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的信息共享，但仍存在許多不足：

（1）首先醫(yī)療信息保密性差。醫(yī)療數(shù)據(jù)是患者最隱私的數(shù)據(jù)，在過去這些個人隱私數(shù)據(jù)卻存在著大規(guī)模泄露的情況，這對患者造成了很大的困擾以及不同程度的威脅。

（2）其次醫(yī)療機(jī)構(gòu)和社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺間存在信息共通困難的問題。而醫(yī)療數(shù)據(jù)的分散嚴(yán)重阻礙了醫(yī)療數(shù)據(jù)的有效利用。譬如，社區(qū)服務(wù)中心對患者在醫(yī)院中的診療情況信息的不了解，無法很好地完善患者后期的保健康復(fù)服務(wù)決策，服務(wù)過程中也很難實時為患者提供轉(zhuǎn)診意見。當(dāng)醫(yī)生、服務(wù)中心人員、病人在訪問醫(yī)療的共享數(shù)據(jù)時，這個過程需要花費在校驗數(shù)據(jù)、權(quán)限限制審查、實時傳達(dá)的資源和時間太多，需要的時候甚至需要從信息交易所或其他第三方獲取信息，而響應(yīng)回來的數(shù)據(jù)在安全性和完整性方面都存在隱患。

（3）再者是數(shù)據(jù)不透明造成的一些費用糾紛問題。在一些藥品的真假、貨品溯源、貨品驗真防偽醫(yī)院流處方承接等場景都因為數(shù)據(jù)的不透明而容易造成費用糾紛問題。這些問題無疑對現(xiàn)代醫(yī)療未來的發(fā)展形成阻滯。

（4）服務(wù)模式仍然落后。目前社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺的服務(wù)模式很大程度上效仿了醫(yī)院的模式，大都限于病床、上門出診等，服務(wù)的內(nèi)容比較狹窄，在預(yù)防、保健、健康教育及計劃生育技術(shù)指導(dǎo)等基本服務(wù)上所占比重較少，未能達(dá)到全方面為人民服務(wù)的宗旨。

2.區(qū)塊鏈在社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺的應(yīng)用需求

針對以上社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺現(xiàn)狀，人們對社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺有了新的需求。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)恰巧能為解決傳統(tǒng)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺問題提供良好的方案。

2.1針對醫(yī)療信息保密性差的問題，可發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)中數(shù)據(jù)的耐久性、可靠性、長壽命和去中心化的優(yōu)點建立更牢固的保密體系，保證醫(yī)療信息安全;

2.2其次目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)與社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺還存在信息共通困難的問題，由此可利用區(qū)塊鏈技術(shù)中數(shù)據(jù)是完整、一致、及時、準(zhǔn)確和廣泛使用的優(yōu)點，建立完整的信息共享系統(tǒng)，實現(xiàn)及時高效的信息共享，提高醫(yī)療服務(wù)水平;

2.3最后利用區(qū)塊鏈去中心化的特點構(gòu)建安全的信息傳遞系統(tǒng)，能減少醫(yī)療信息在不同層次醫(yī)療機(jī)構(gòu)傳遞時的冗余度，讓醫(yī)療信息更對等，減少因醫(yī)療信息不透明而造成的醫(yī)療糾紛問題。

3.區(qū)塊鏈背景下社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺模型

目前常見的區(qū)塊鏈技術(shù)一般應(yīng)用模式有行業(yè)解決方案模式和平臺模式[2]。前者適用于銀行等金融機(jī)構(gòu)，針對區(qū)塊鏈技術(shù)需求，做一對一技術(shù)開發(fā)。后者適用于在技術(shù)開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上，提供應(yīng)用環(huán)境、用戶導(dǎo)入、激勵機(jī)制等，方便具體應(yīng)用運行。

3.1區(qū)塊鏈背景下社區(qū)服務(wù)平臺的建設(shè)原則

（1）基于區(qū)塊鏈社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺建設(shè)是醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的新切入點，須納入社區(qū)發(fā)展規(guī)劃和區(qū)域衛(wèi)生規(guī)劃，同時在醫(yī)療體系改革的趨勢之下應(yīng)緊密配合，發(fā)揮齒輪的作用。

（2）設(shè)置基于區(qū)塊鏈的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺須經(jīng)過地市級政府衛(wèi)生行政部門審批。

（3）基于區(qū)塊鏈的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺以社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心為主體。須充分利用社區(qū)資源，明確服務(wù)中心、服務(wù)范圍和服務(wù)群體，避免重復(fù)設(shè)置。

（4）基于區(qū)塊鏈的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺應(yīng)鼓勵有資質(zhì)的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)加入，增強(qiáng)機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)性。

（5）基于區(qū)塊鏈的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺應(yīng)配合上級部門監(jiān)管，積極運行并反饋出現(xiàn)的問題。

3.2 區(qū)塊鏈六層架構(gòu)模型

區(qū)塊鏈技術(shù)的模型是由自下而上的數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)用層組成。如圖1所示。

數(shù)據(jù)層：封裝了底層數(shù)據(jù)塊的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、相關(guān)時間戳等技術(shù)和非對稱公私鑰數(shù)據(jù)加密技術(shù)，這是整個區(qū)塊鏈技術(shù)中最底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)層：包括數(shù)據(jù)傳播機(jī)制、P2P組網(wǎng)機(jī)制[3]和和數(shù)據(jù)驗證機(jī)制等。

共識層：封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各類共識機(jī)制算法。

激勵層：將經(jīng)濟(jì)因素集成考慮到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中，包括經(jīng)濟(jì)激勵的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制等，主要出現(xiàn)在公有鏈當(dāng)中。

合約層：封裝各類腳本、智能合約[4]和算法，是區(qū)塊鏈技術(shù)可編程特性的基礎(chǔ)。

應(yīng)用層：封裝了區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場景和案例，例如本文所研究的將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺。

3.3 新型社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺數(shù)據(jù)存儲及訪問模型

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、供應(yīng)商、患者、政府授權(quán)的情況下，社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺應(yīng)用云平臺所提供的區(qū)塊鏈技術(shù)，創(chuàng)建記載患者醫(yī)療信息的區(qū)塊鏈，相關(guān)的醫(yī)療數(shù)據(jù)可通過云平臺提供的API進(jìn)行加密存儲;平臺運用時通過多級認(rèn)證和多級訪問控制機(jī)制來管理控制數(shù)據(jù)的訪問。由社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺開始創(chuàng)建的用于存儲醫(yī)療數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈，保存著患者各類醫(yī)療信息檔案，關(guān)鍵信息的訪問都需經(jīng)過患者授權(quán)同意，患者可以通過手機(jī)和電腦終端應(yīng)用，或是通過社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺進(jìn)行授權(quán)操作，信息請求方可瀏覽記過解密的數(shù)據(jù)，如圖2所示。

患者在社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心或是上級醫(yī)院接受醫(yī)療服務(wù)，所產(chǎn)生的各項相關(guān)的醫(yī)療費用，在經(jīng)過患者的確認(rèn)并授權(quán)服務(wù)平臺將相關(guān)的信息存儲在區(qū)塊鏈之上;當(dāng)患者通過第三方支付醫(yī)療費用時，金融機(jī)構(gòu)通過服務(wù)平臺向患者提出訪問請求，請求信息廣播到各醫(yī)療機(jī)構(gòu)區(qū)塊鏈節(jié)點之上，醫(yī)療機(jī)構(gòu)獲得同步的費用查看請求信息，并創(chuàng)建新的訪問信息區(qū)塊，區(qū)塊上鏈保存;患者可由服務(wù)平臺了解相關(guān)請求，也可在終端獲得請求信息。患者可以通過終端由秘鑰生成公鑰向金融機(jī)構(gòu)授權(quán)，也可通過服務(wù)平臺向金融機(jī)構(gòu)授權(quán)，金融機(jī)構(gòu)獲得解密的醫(yī)療費用信息，隨后確認(rèn)醫(yī)療費用交易信息，并通知患者和醫(yī)療機(jī)構(gòu)，三方確認(rèn)，由服務(wù)平臺創(chuàng)建新的交易信息區(qū)塊，各節(jié)點獲得廣播信息通過智能合約自主完成確認(rèn)區(qū)塊有效，上鏈保存成功，交易完成。

區(qū)塊鏈衛(wèi)生服務(wù)平臺施行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有公共部門制定并監(jiān)管其實際施行，醫(yī)療機(jī)構(gòu)在從事醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的工作時，無論是信息上鏈還是有需求的查看患者的醫(yī)療信息，都必須按照行業(yè)規(guī)定運作，受到公共部門監(jiān)管以獲得不同時間的反饋情況從而改進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);總的區(qū)塊鏈信息由公共部門進(jìn)行監(jiān)管，醫(yī)療機(jī)構(gòu)必須經(jīng)過公共部門授權(quán)方可獲得解密的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)，公共部門擁有依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定生成的智能合約所賦予的高級管理權(quán)限，可動用高級權(quán)限對所需求的醫(yī)療信息進(jìn)行解密提取，同時生成信息提取區(qū)塊，根據(jù)智能合約廣播至各個節(jié)點，智能上鏈。

區(qū)塊鏈上不僅保存著患者的醫(yī)療信息，同樣存儲著醫(yī)療供應(yīng)鏈的信息;醫(yī)療供應(yīng)鏈按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加入?yún)^(qū)塊鏈，由區(qū)域醫(yī)療供應(yīng)云平臺為醫(yī)療供應(yīng)鏈提供信息服務(wù)，成為保存區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點;在醫(yī)療供應(yīng)鏈中從供應(yīng)商到醫(yī)療機(jī)構(gòu)到患者這一過程之中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，經(jīng)過區(qū)域醫(yī)療供應(yīng)鏈云平臺整合，獲得供應(yīng)商、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和患者授權(quán)后，通過智能合約自行加密處理，向節(jié)點廣播信息，各節(jié)點達(dá)成共識，經(jīng)過公共部門授權(quán)，加密信息區(qū)塊上鏈保存，即可并入?yún)^(qū)塊鏈中存儲;這個過程受到公共部門的全程監(jiān)管。

3.4? 新型社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺區(qū)塊鏈應(yīng)用模型

數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、哈希算法、非對稱加密等為區(qū)塊鏈技術(shù)提供了底層技術(shù)支持。由腳本代碼編寫出的智能合約由于有相應(yīng)的技術(shù)框架，所以對不同應(yīng)用場景的適應(yīng)性很強(qiáng)。區(qū)塊鏈用戶在公鑰和私鑰的使用中可以實現(xiàn)分布式記賬。由于區(qū)塊鏈去中心化的特點使得醫(yī)療數(shù)據(jù)不在被掌握在某一方中，而是通過共識機(jī)制解決了互信任的問題使得所有醫(yī)療數(shù)據(jù)能夠被三者共享。行業(yè)聯(lián)盟、醫(yī)院和醫(yī)生們、患者與醫(yī)院間通過智能合約和安全多方計算技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在模型中透明、共享的同時保護(hù)隱私，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改。P2P網(wǎng)絡(luò)傳播和共識機(jī)制中的節(jié)點驗證保證了所記錄、流通的所有數(shù)據(jù)安全而又便于備份。如圖3所示。

模型中的智能合約是在計算機(jī)系統(tǒng)上，相當(dāng)于一段腳本，當(dāng)一定的條件被滿足的情況下，可以被自動并且準(zhǔn)確執(zhí)行的合約，這種運用雖然傳統(tǒng)技術(shù)也能實現(xiàn)，但是使用區(qū)塊鏈技術(shù)，能夠使得合約中的數(shù)據(jù)不會被修改、刪除、只能查看和增加，同時運用到了區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的特點，避免了人為因素。

在整個模型中，醫(yī)療行業(yè)各級平臺組建而成的行業(yè)聯(lián)盟，依據(jù)區(qū)塊鏈的智能合約制定一系列，適用于基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療體系網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)協(xié)議，對整個流程進(jìn)行一定的約束，這里的智能合約不僅僅是一個可以自動執(zhí)行的計算機(jī)程序，它更像是一個系統(tǒng)體系的參與者，可將其想象為絕對可信的個體，負(fù)責(zé)臨時監(jiān)管整個體系的流轉(zhuǎn)的信息，并且嚴(yán)格按照事先商定好的規(guī)則執(zhí)行操作。

在受約束的體系之下，患者就診時，醫(yī)院會通過智能設(shè)備生成智能合約，將患者就診及費用信息存儲在區(qū)塊鏈的節(jié)點上。隨著就診人數(shù)增加，節(jié)點也會增加，若要修改信息就必須修改每個節(jié)點中的信息，所以合約信息很難被隨意篡改，保證了信息的安全性。

患者就診與醫(yī)院生成智能合約的同時，會獲得個人數(shù)字身份，每個人的數(shù)字身份是唯一的，類似于編碼，能夠較快并準(zhǔn)確地將患者與區(qū)塊鏈節(jié)點上患者的就診信息進(jìn)行查找并匹配。當(dāng)醫(yī)院或者第三方機(jī)構(gòu)需要查看患者信息時，可以經(jīng)過患者授權(quán)后通過患者的個人數(shù)字身份對患者的病例信息追蹤達(dá)到指定數(shù)據(jù)共享。這里的指定數(shù)據(jù)共享既實現(xiàn)了患者個人病例信息共享，同時也保證了其他患者病例信息的安全性。

當(dāng)患者需要轉(zhuǎn)院或者到社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺就診時，患者無需自己對醫(yī)生陳述自己的病情，由于區(qū)塊鏈技術(shù)共享性的特點，在患者授權(quán)和相關(guān)行業(yè)聯(lián)盟的約束條件下，醫(yī)院可以通過患者的個人數(shù)字身份對患者的信息進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，避免了患者對自己的病情表述不清楚從而浪費時間成本，同時也節(jié)省了轉(zhuǎn)院之后需要重新檢查病情的金錢成本。

4.區(qū)塊鏈主要特性在醫(yī)療方面的應(yīng)用價值分析

4.1? 處理數(shù)據(jù)的公開性與隱私性、安全性、準(zhǔn)確性

區(qū)塊鏈技術(shù)的非對稱性加密算法利用公鑰和私鑰可以很好解決數(shù)據(jù)共享中公開性與隱私性的矛盾問題，形成節(jié)點間互信任模式。另以數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈形成各自備份的分布式賬本，令原有節(jié)點和不斷加入的節(jié)點都全部參與其中使得交易信息透明化，使數(shù)據(jù)無法被篡改保證數(shù)據(jù)的安全準(zhǔn)確性。

4.2? 醫(yī)療數(shù)據(jù)可追溯性

區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)區(qū)塊可提供去中心化的云存儲方案。包括Storj、Sia、Maidsafe。即實現(xiàn)交易記錄數(shù)據(jù)的永久存儲。由于區(qū)塊鏈技術(shù)中使用對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中每一筆交易蓋“時間戳”的方式，就可對服務(wù)中心及醫(yī)院的藥品管控和使用監(jiān)督進(jìn)行溯源。讓醫(yī)療診斷信息和藥品信息對患者透明化，也可對診療數(shù)據(jù)是否正確進(jìn)行確認(rèn)與改進(jìn)，使服務(wù)中心和醫(yī)院以此為據(jù)來優(yōu)化治療決策。儲存的數(shù)據(jù)可以作為數(shù)據(jù)研究基數(shù)，運用大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘來對醫(yī)療事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

4.3 費用支付與結(jié)算

區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化可以不依賴于第三方獨立存在，在不可信網(wǎng)絡(luò)中建立起一種可靠的交易機(jī)制，甚至交易雙方不需要表明身份，直接剔除了第三方作為中心數(shù)據(jù)庫的角色，提高醫(yī)院和患者間的效率和交易的安全性，緩和兩者之間由繳費情況引起的緊張關(guān)系。

5.結(jié)論

從區(qū)塊鏈的提出到在近兩年的飛速發(fā)展可以看到，這一發(fā)展前景廣闊的新興技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，對各個領(lǐng)域在大數(shù)據(jù)分析、云計算及人工智能等方面的深化應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的影響。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)中涉及醫(yī)療方面的應(yīng)用研究較少，本文在分析區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)的特點基礎(chǔ)上，結(jié)合社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺的需求，給出了基于區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)平臺邏輯結(jié)構(gòu)模型，集中論述了醫(yī)患信息安全、數(shù)據(jù)追溯、支付與結(jié)算、數(shù)據(jù)記錄存儲、預(yù)測與分析、信息共享與交易等方面的應(yīng)用模式及特點，對今后把區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)方面具有重要的理論和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝輝，王健.區(qū)塊鏈技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2016（09）：192-195.

[2] 江海峰.區(qū)塊鏈技術(shù)在金融行業(yè)的應(yīng)用模式研究[D].浙江大學(xué)，2018.

[3] 曹佳. P2P組通訊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲芯縖D].中國科學(xué)院研究生院（計算技術(shù)研究所），2006.

[4] 曹迪迪，陳偉.基于智能合約的以太坊可信存證機(jī)制[J/OL].計算機(jī)應(yīng)用：1-8[2018-11-24].

【作者簡介】陳亞（1996—），女，就讀于桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院;彭真（1997—），女，就讀于桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院;韋學(xué)玲（1997—），女，就讀于桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院;黃金殿（1996—），女，就讀于桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院;通訊作者：陳皓（1968—），男，桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院副教授，指導(dǎo)老師。