區塊鏈在醫療領域應用探討

◆劉振峰

區塊鏈在醫療領域應用探討

◆劉振峰

（安徽省腫瘤醫院 安徽 230001）

區塊鏈技術的快速發展與普及，為區塊鏈在各行各業的應用打下基礎，區塊鏈在醫療領域的應用也越來越廣泛。由于區塊鏈具有不可篡改、去中心化、分布式存儲的特點，本文探討了區塊鏈在醫療領域中的應用場景。重點探討了區塊鏈技術在分級診療、藥品溯源和數據安全和存儲方面的應用，以期為未來研究提供參考。

區塊鏈；分級診療；藥品溯源

2016年，國務院印發《十三五國家信息化規劃》，區塊鏈首次被列入國家信息化發展規劃[1]，這為區塊鏈在醫療領用的應用提供了政策基礎。醫療衛生區塊鏈正在成為塊鏈技術應用的關鍵領域，區塊鏈技術在醫療衛生領域得到越來越廣泛的應用。

1 區塊鏈技術

1.1 什么是區塊鏈

區塊鏈（Blockchain）作為比特幣的底層技術，實際上是一個分布式數據庫，它應用了很多技術使得在開放的環境中構建可信任的交易，比如非對稱加密和授權、共識機制、公共賬簿和激勵機制。區塊鏈具有去中心化、不可篡改、可追溯和代碼開源等特點。

1.2 區塊鏈的特點

去中心化，是“比特幣”最顯著的特點。區塊鏈采用分布式存儲方式，沒有了中心數據庫，數據被分割成鏈條形式存儲在各個節點上。當某個節點出現損壞時，系統可通過算法恢復節點的數據，這種存儲方式有效避免了傳統的中心服務器損壞或受攻擊后數據丟失和損壞情況的發生，保證了數據的安全性。

不可篡改。非對稱加密和授權、共識機制在區塊鏈上的應用。一方面防止了交易過程中“非法數據”的獲取和傳播，另一方面防止已經存在的數據被惡意篡改。當區塊鏈中有一個或者多個節點受到攻擊時，只要被攻擊數量少于整個區塊鏈節點數量的50%，共識機制就會阻止不法的篡改的廣播，并且將受攻擊節點的數據廣播改正[2]。

可追溯，任何對于區塊鏈的數據修改操作都是可追溯的。區塊鏈上的所有流轉記錄都是可查詢可追溯，數據從哪里來，有去到了哪里，都存在有記錄。

1.3 區塊鏈的發展歷程

1.3.1區塊鏈鋪墊時代

2008年以前，是區塊鏈技術鋪墊時代。區塊鏈的技術基礎是對等網絡P2P，對等網絡P2P是一種互聯網基礎架構同我們所熟悉的C/S（B/S）架構相類似。區塊鏈的特征是彼此相連的多臺電腦之間處于對等地位，沒有主從之分，任意一臺電腦，既可以做服務器又可以做工作站。哈希算法是產生token的關鍵，它可以把任意長度的數字用哈希函數變成固定長度數值的算法。哈希算法和對等網絡技術的出現為“比特幣”技術的誕生埋下鋪墊。

1.3.2區塊鏈1.0時代

2008-2013年是以比特幣為代表的區塊鏈1.0時代。在這個時代，人們圍繞“比特幣”開展很多相關的服務，例如錢包、交易所、挖礦和礦機等。

1.3.3區塊鏈2.0時代

2013年-2017年是以以太坊為代表的區塊鏈2.0時代。以太坊建立了一套更為通用和靈活的框架系統，使得開發者能夠輕松地在一個全新的應用程序集上創建新的協議。

1.3.4區塊鏈3.0時代

2017年以后，區塊鏈的發展進入了一個全新的3.0時代。在區塊鏈1.0和區塊鏈2.0的時代里，區塊鏈的應用更多的是在金融和貨幣領域，解決交易的問題。正在發展的塊鏈3.0將適用于更寬廣的領域。未來的區塊鏈3.0可能是區塊鏈生態、多鏈的網絡，出現在人類社會生活的各個領域。

2 區塊鏈在醫療領域應用

2.1 分級診療應用

分級診療制度的內涵概括起來就是基層首診、雙向轉診、急慢分治、上下聯動。基層首診就是堅持群眾自愿的原則，通過政策引導，鼓勵常見病、多發病患者首先到基層醫療衛生機構就診。

分級診療制度的建立和完善，需要上下級醫療機構之間建立可靠互信的數據連接。在開放的網絡環境中構建一個安全的網絡連接是區塊鏈技術的一大特性，利用區塊鏈的這一特性可以實現各醫療機構之間醫療數據的共享和安全。

通過該連接的建立，實現病人醫療數據的共享和互認。例如：當一個患者在基層醫院做過檢查后，基層醫生認為需要向上級醫療機構轉診。在患者到達上級診療機構后，上級診療機構醫生能夠查看該患者在基層醫療機構做過的檢查、基層醫生診療產生的電子文書，那么將大大加快上級醫生診斷過程并且提高診療質量。反過來，當該患者在向下轉診治療的過程中，基層醫生能夠查看該患者在上級診療機構的醫療文書，對于基層醫生的治療和醫療水平的提高有著推動作用。

2.2 藥品溯源應用

近些年，藥品公共安全事件頻頻發生，如山東疫苗造假事、湖北假藥案、青海雙黃連事件以及“長生生物”疫苗造假事件，這些關乎人民群眾生命安全的事件都觸動著公眾的神經。如果將區塊鏈技術應用到藥品供應鏈系統中去。藥品供應鏈上每一個環節都上傳到區塊鏈中，區塊鏈上的各方都能查詢到藥品從生產到運輸的每一個步驟。利用區塊鏈不可篡改、可追溯的特性，保證數據的真實可靠性。利用區塊鏈技術的分布式存儲，保證數據的安全性。

2.3 數據安全與存儲

近些年在醫療機構中爆發的勒索病毒事件，將醫療數據安全重新帶到人們的視野中來。傳統的醫療機構數據存儲方式為中心服務器存儲，數據冗余度低，一旦中心服務器遭受攻擊或破壞，數據可恢復程度低。另外，數據更改可追溯性弱，一旦從底層更改醫療數據，應用層的數據將無法追溯。

區塊鏈網絡中數據由所有節點共同維護，以共同記賬的方式取消建立信任的過程。區塊鏈將記錄或交易成批地存放在帶有時間標記的數據塊中，每個數據塊使用各自的哈希值進行標識，并與其前面產生數據塊的哈希值相連，從而形成一個完整的鏈條。當鏈條當中任意一個或幾個節點出現故障時，通過鏈條前后的數據經過計算，可以恢復故障點鏈條的數據。將醫療數據存儲在區塊鏈中，不僅可以利用區塊鏈分布式存儲的特性，將醫療數據分布式存放，保證醫療數據的安全和共享，又能利用區塊鏈的可追溯性、不可篡改性保證醫療數據的真實可靠。

3 區塊鏈技術在醫療領域應用中應注意的問題

區塊鏈技術作為一項新技術，它在醫療領用被越來越廣泛應用的同時，我們也應該看到它存在的一些不足之處。我國的區塊鏈技術標準尚在起步階段，標準不規范，各個企業或聯盟自成體系，比如目前存在的區塊鏈系統有：國家信息中心&中國移動的BSN服務網絡、“騰訊云”區塊鏈、阿里的阿里云區塊鏈以及百度的XuperEngine開發平臺，這些區塊鏈相互間做不到兼容，不僅造成資源的浪費，而且不利于區塊鏈技術的長遠發展。另外，區塊鏈技術應用于醫療數據存儲時，由于醫療數據增長呈現爆炸式特點。為保證網絡體系的正常運行，需要對區塊鏈進行容量拓展，可考慮同現有的“云空間”存儲建立數據連接通道，這需要區塊鏈技術和其他領域知識或架構的深度融合，需要進一步探索高度結合的方案，這樣才能充分發揮區塊鏈技術的優勢。除此以外，還有區塊鏈的固有問題，例如能源消耗問題、交易效率問題等，導致其在醫療或其他領域應用存在一定的弊端，這些問題得到進一步的解決，才能更好發揮它的作用。

4 總結

區塊鏈技術作為近年來熱議程度不斷提高，其已經被應用到多個行業領域內，這個趨勢在不斷地升溫，使得對區塊鏈技術的研究成為當下最熱門的研究熱點之一[3-4]。醫療行業作為基礎民生工程，需要政府和醫療機構對于區塊鏈技術的研究加大力度，投入更多的財力和精力，提高“區塊鏈”在醫療領域中的應用。與此同時，我們要充分利用好區塊鏈的特性，挖掘“區塊鏈”的潛力，讓其更好服務于我們的醫療事業。

[1]中共中央國務院. 國務院印發《“十三五”國家信息化規劃》[J].電子政務，2017（1）：40

[2]薛騰飛，傅群超，王樅，王新宴.基于區塊鏈的醫療數據共享模型研究[J].自動化學報， 2017， 43（9）： 1555-1562.

[3]袁勇，王飛躍 . 區塊鏈技術發展現狀與展望 [J]. 自動化學報，2016，42（2）：481-494.

[4]王金麗，樊勇，張輝 . 區塊鏈文獻主題發現及演化研究 [J].計算機工程與應用，2020，57（20）：1-8.