區塊鏈在醫學教育中的運用現狀及展望

許 丹，王永華，王菲菲,羅 丹

（長沙衛生職業學院，湖南 長沙 410100）

近年來，隨著比特幣持續安全穩定地運行，作為其基礎技術的區塊鏈被逐漸運用于金融業、物聯網、公證業等領域。目前，該技術也在醫療與教育行業嶄露頭角。在醫療行業，Philips公司建立相關實驗室，探討區塊鏈在電子病歷系統等醫療健康領域的應用[1]；IBM[2]和埃森哲[3]等多家知名公司相繼宣布研究區塊鏈電子病歷儲存系統。在教育方面，日本索尼全球教育公司創建了基于區塊鏈技術的全球學習和認證平臺[4]，美國麻省理工學院媒體實驗室引進區塊鏈學歷證書認證系統[5]。2018年4月，教育部頒布的《教育信息化2.0行動計劃》[6]指出，積極探索基于區塊鏈、大數據等新技術的智能學習效果記錄、轉移、交換、認證等有效方式，形成泛在化、智能化學習體系，推進信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程。區塊鏈在醫療與教育領域的發展趨勢，對綜合兩行業的醫學教育領域帶來了機遇與挑戰。本文結合國內外現狀，闡述區塊鏈歷史背景，探討區塊鏈在醫學教育中運用現狀，并提出相關構想。

1 區塊鏈的發展與特點

1.1 區塊鏈的發展

2008年中本聰在論文《Bitcoin：A peer-to-peer electronic cash system》中提出區塊鏈概念[7]，但隨后該技術一直處于沉寂狀態。2013年，隨著比特幣的持續穩定運行，其基礎技術區塊鏈逐漸獲得國內外實業界的關注。2015年，區塊鏈在金融業、物聯網、保險業等領域得到廣泛應用，美國納斯達克證券交易所建立區塊鏈數字賬本，日本、德國、瑞士等國家的金融機構相繼建立區塊鏈便攜式交易系統。區塊鏈研究所創始人將區塊鏈分為3個時代，分別是可編程貨幣時代（1.0）、可編程金融時代（2.0）以及可編程社會時代（3.0）。區塊鏈1.0時代主要實現數字化貨幣，即建立去中心的數字化貨幣支付系統，使交易快捷化，進行便利跨國支付等。區塊鏈2.0時代實現金融可編程，將智能合約廣泛運用于金融領域，建立去中心化的智能市場，以達到貨幣之外的智能數字資產轉移。區塊鏈3.0時代是區塊鏈的全面應用時代，區塊鏈被運用于選舉、物聯網、醫療公益等領域。目前，全球處于區塊鏈2.0到3.0過渡的時代，區塊鏈的應用領域由貨幣擴展到金融領域，現已向其他領域延伸。

1.2 區塊鏈的特點

區塊鏈是由千千萬萬個節點組成的一個分布式數據庫，具有去中心化、信任度高、可共享、可追溯、可匿名、不可篡改六大特點。

1.2.1 去中心化 傳統的計算機網絡需要數據處理中心，既所有用戶的數據都需要先傳送到中心服務器處理后，才能發布與分享。而區塊鏈使每一個計算機發布的數據不需要第三方即可儲存在各自節點中，以時間為序，將各節點串聯成數據鏈，每個節點會同步共享整個賬本，以此免于中心服務器的維護以及損壞所帶來的風險。

1.2.2 信任度高 因區塊鏈去中心化，任何數據寫入時都有系統中若干相關數據鏈證實真偽，當證實為真的節點數大于50%時，該條數據才可以通過驗證，寫入數據鏈。因此在區塊鏈中，所參與的相關節點數越多，造假越困難，所以區塊鏈具有信任度高的特點。

1.2.3 可共享 區塊鏈中整個網絡的運行都是公開的，每一個參與節點都可查看整個賬本信息，所有的數據鏈均可共享。區塊鏈分為公共鏈、私密鏈與聯盟鏈，每種類型共享的范圍不同。

1.2.4 可追溯 每一個數據記錄過程都可以通過哈希函數關聯，一個哈希函數可以完整地記錄并共享交易路徑，并且加入區塊鏈中的數據都會被永久儲存，因此，區塊鏈中的數據以及記錄過程均可追溯來源。

1.2.5 可匿名 因區塊鏈數據可共享，在上傳數據時可選擇以匿名方式進行，以此保護個人隱私。

1.2.6 不可篡改 區塊鏈的每一個區塊相當于一個硬盤，在用戶將信息輸入后，區塊鏈中的數據均是經過密碼學技術進行加密的，加密后的信息無法篡改，以此保障數據安全。

2 區塊鏈在醫療領域的運用

2.1 分布式的數據存儲平臺

當前，每個醫療機構均有自己的臨床醫療數據庫，而傳統的病例系統無法共享病人數據。Gordon等學者提出以區塊鏈共享病人的處方，以便更好地查詢與調整治療方案；在臨床醫生、病人與認證的可查詢者之間共享病人信息數據庫，以方便索賠處理和公共衛生領域的流行病報告與調查[8]。目前，Philips、GEM、IBM沃森健康、德勤等多家公司已著手研發基于區塊鏈的病例存儲系統。Philips公司建立區塊鏈實驗室，探索以區塊鏈進行醫療數據收集；GEM設立Gem Health項目，探索利用區塊鏈進行數據記錄與健康身份認證。在國內，2016年大同區塊鏈技術公司成立，并開始探索基于區塊鏈的可信醫療數據共享方案。

在醫學科研數據方面，麻省理工學院的研究人員提出利用區塊鏈的共享性，促進臨床數據的二次利用，建立醫療區塊鏈記錄系統。Linn等學者[9]表示，區塊鏈為臨床研究提供了更多機會，研究人員可以對病人的臨床數據進行長期跟蹤式研究，可以實時獲取病人數據，以調整治療方案，并將收集到的數據用于病例報告撰寫，可以實時監測，以提高病人治療配合度和預警緊急情況。

2.2 安全度高的個人信息管理

區塊鏈在儲存與共享個人醫療信息的同時，也可以保護病人隱私并保障信息安全。區塊鏈以共識機制判別數據的真實性與原創性，并且由于數據均是經過加密后存儲，因此醫療記錄難以篡改。在醫療數據的權限管理上，區塊鏈可以通過數字簽名進行訪問權限控制，以保證信息不被偷窺。通過私鑰，使個人數據安全地共享給醫生或者醫療機構，提高醫療效率。

目前，醫療行業有各種監測血壓、心率、睡眠的可穿戴式醫療設備，這些設備數據容易受到黑客襲擊，得不到安全保障。Bowhead Health將區塊鏈技術運用于可穿戴式醫療設備，以匿名方式收集病人健康信息，以保障個人醫療信息安全[10]。而Bithealth[11]運用區塊鏈技術在全球范圍內儲存與共享病人醫療數據，以避免傳統醫療信息存儲庫容易被入侵而造成數據泄露的風險。國內，為了解決醫療信息流通不暢和安全方面問題，阿里健康與常州市合作，使用區塊鏈，實現常州市部分醫療機構之間安全、可控的數據互聯互通。

2.3 醫療藥品的溯源

由于利益驅使，藥品造假現象層出不窮，據行業調查表明，全球醫藥公司因假藥問題每年至少損失2 000億美元。區塊鏈因其可共享、可溯源以及不可篡改的特點，可以實現藥品從原料、合成到包裝銷售等全程記錄，加強對藥品生產與流通的管理。Pokitdok和iSolve等公司正在研發基于區塊鏈的藥品溯源技術，以鑒別藥品真偽。

3 區塊鏈在高校教育中的運用

3.1 在高校教學資源共享中的運用

近年來，大規模在線開放課程的興起，實現了教育資源共享，然而因缺乏監督，線上教學存在成績造假的隱患。區塊鏈不僅可以使各高校共享教學資源，還可以記錄并共享學生學習過程。2016年，索尼公司研發了全球數字化學習和認證平臺，以區塊鏈技術在學習者、教育者與招聘單位間共享學習進度與學術水平記錄[4]，以防止學習過程造假，保證教育的公平公正。

3.2 在線課程教學服務交易平臺

區塊鏈可以將學習成果轉換為貨幣屬性，用于拓展性課程、書籍等的購買與交易。Tapscott等[12]探討了以區塊鏈管理大量開放的在線課程，區塊鏈可以驗證學生課程學習進度，同時其具備支付功能，允許學生設置智能合同，學習記錄將會在招聘單位中共享，以提高學生就業競爭力。未來教育研究所（IFTF）和美國高考（ACT）基金會將Tapscott的設想變為現實，他們提出將學生學習時長上傳到區塊鏈，學生以此兌換額外的學習機會，以期通過這樣的方法提高學生學習積極性[13]。

3.3 區塊鏈在高校學歷證書管理中的運用

傳統的紙質證書管理較繁瑣，同時由于數據流通方面的問題，導致教育機構驗證及查詢困難，學歷造假事件屢禁不止。利用區塊鏈，在學生、教育機構與企業之間共享學歷證書，既有利于提高證書管理效率，也有助于學生在不同教育機構、單位、國家之間進行學歷認證。

2015年，美國霍伯頓學校宣布成為世界上首個使用區塊鏈，發行安全、可靠的數字化學術證書的學校[7]。2016年9月中央財經大學聯合世紀互聯與微軟公司發起了我國第一個校園區塊鏈項目（利用區塊鏈技術記錄學生的相關證明文件），學生可以利用區塊鏈共享學歷證書等，避免傳統驗證帶來的不便。

4 區塊鏈在醫學教育中的運用

醫療與教育行業主要利用區塊鏈的去中心化、可共享、不可篡改以及可追溯幾個特點，實現學習或病例記錄共享、藥品或學習過程溯源、成績認證以及學分轉換。而在醫學教育方面，因課程繁多，教學中需利用大量的臨床案例以及科學研究成果，醫學生走向臨床也需要各類證書證明其資質。基于此，我們就區塊鏈在醫學教育中的運用，提出相關構想。

4.1 建立臨床案例數據庫

借助區塊鏈，提取臨床典型病例數據，在病人知情同意的前提下，創建臨床教學案例數據庫。區塊鏈具有可追溯特點，學生可通過區塊鏈，了解病人每一步的治療方案與療效，理論聯系實際。教師利用區塊鏈進行教學，可避免在臨床、教學工作之余收集病例資料。

4.2 建立醫學科研數據共享平臺

目前，科研數據造假等學術不端行為常有發生，其根本原因在于數據信息管理的不對稱性。運用區塊鏈，建立醫學科研數據共享平臺，保證科研數據的真實性與記錄過程的可追蹤性，減少學術不端行為發生。科研數據的共享有利于其被“二次開發”，增加科研者之間的學術交流，促進他們共同進步。利用區塊鏈的可追溯性特點，對科研成果進行版權保護，防止論文抄襲等侵權行為發生。

4.3 開發基于區塊鏈的醫學教育在線課程

運用區塊鏈，管理醫學教育在線課程，學生可以隨時隨地學習，并且參與知識發布與共享。學生利用區塊鏈，按時間順序，完整記錄學習數據，避免以往紙質筆記查找困難方面問題，既可以實現學習記錄自動化，又可以按照時間順序整理臨床案例，同時還有利于培養臨床思維。區塊鏈對課程繁多、實習期間臨床任務繁重的醫學生尤為有益。并且，學習成果的“貨幣”屬性有利于增加學習趣味性，提高學生學習積極性。學習記錄的共享有助于學校、醫院等準確掌握學生學習能力及進度，為課程調整與人才聘用提供最原始的數據參考，有利于提高教學效率，維護教育公平。

4.4 開發區塊鏈醫學證書認證系統

通過區塊鏈頒發醫學證書。一名學生要想成長為一名成熟的醫師，需要經歷許多培訓與考核，亦要獲取很多證書。在每一次的求職、考核等過程中，證書頒發與審核都會占用醫療機構、衛生管理人員、醫學畢業生、醫生本人大量時間與精力。運用區塊鏈頒發醫學畢業證以及相關醫學證書，既有利于提高證書審核、管理效率，也可以保證證書的真實性，防止欺詐行為發生。

當然，我們也應當看到區塊鏈的不足：目前區塊鏈在一些領域的應用仍處于開發階段，并沒有實際落地；區塊鏈存在計算量大、交易效率不高、高能耗等問題[14]。任何技術的成熟均需要時間的沉淀，隨著“互聯網+教育”與醫療技術的發展，區塊鏈在各行業的應用落地，區塊鏈在醫學教育領域也將得到較好的發展。