基于區塊鏈的社區衛生服務平臺應用模型構建

陳亞 彭真 韋學玲 黃金殿 陳皓

【摘要】在大數據和“互聯網+”時代下，電子數據信息面臨著權限限制、共享困難、隱私保密及其他安全問題的挑戰。區塊鏈技術被認為是目前最有可能引起第五次革命浪潮的核心技術，它的出現正在顛覆金融、網絡安全、數據貨幣、供應鏈管理等相關領域傳統的運作模式。區塊鏈技術在醫療機構方面的研究不多，特別是在社區衛生服務方面還處于初期探尋階段。文章從區塊鏈技術特性入手，給出區塊鏈技術在未來社區衛生服務平臺方面的應用模型。

【關鍵詞】社區;衛生服務;區塊鏈;共識機制;數據共享

中圖分類號：R126

1.研究背景

1.1區塊鏈應用情況介紹

區塊鏈是一種基于互聯網的分布式點對點協議，通常又被稱為一種分布式的加密賬本，可以將加密后的數據（稱之為一個區塊）按照時間序列疊加成一個鏈式結構[1]。

區塊鏈作為一種新型設計模式和架構，正在全球范圍內得到開發，其應用領域有： 資產證券化、供應鏈金融、跨境支付、信用管理、各行業的積分管理、保險產品運營、家族信托、聯合貸款過程中的資金對賬、物聯網、產品溯源、交通、能源、數字身份、醫療、版權管理、票據管理、社交游戲等。

這些領域共同特點是，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，從而達成共識;業務流程也比較長，使用傳統方式，信息同步較慢。由于以上原因，導致信用成本及達成共識的成本增加，從而拉高了交易成本。采用區塊鏈技術，能將交易信息在全網廣播，防止信息篡改，在參與主體的范圍內促進共識的達成，因此多個領域在進行應用嘗試。

1.2社區衛生服務平臺應用現狀分析

在目前，大多數醫療機構已經建設并投入使用了相關醫療數據存儲管理系統實現了數據信息化，提供了數據的存儲方式，能實現一定范圍內的信息共享，但仍存在許多不足：

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

（2）其次醫療機構和社區衛生服務平臺間存在信息共通困難的問題。而醫療數據的分散嚴重阻礙了醫療數據的有效利用。譬如，社區服務中心對患者在醫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服務決策，服務過程中也很難實時為患者提供轉診意見。當醫生、服務中心人員、病人在訪問醫療的共享數據時，這個過程需要花費在校驗數據、權限限制審查、實時傳達的資源和時間太多，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，而響應回來的數據在安全性和完整性方面都存在隱患。

（3）再者是數據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、貨品驗真防偽醫院流處方承接等場景都因為數據的不透明而容易造成費用糾紛問題。這些問題無疑對現代醫療未來的發展形成阻滯。

（4）服務模式仍然落后。目前社區衛生服務平臺的服務模式很大程度上效仿了醫院的模式，大都限于病床、上門出診等，服務的內容比較狹窄，在預防、保健、健康教育及計劃生育技術指導等基本服務上所占比重較少，未能達到全方面為人民服務的宗旨。

2.區塊鏈在社區衛生服務平臺的應用需求

針對以上社區衛生服務平臺現狀，人們對社區衛生服務平臺有了新的需求。區塊鏈技術的出現恰巧能為解決傳統社區衛生服務平臺問題提供良好的方案。

2.1針對醫療信息保密性差的問題，可發揮區塊鏈技術中數據的耐久性、可靠性、長壽命和去中心化的優點建立更牢固的保密體系，保證醫療信息安全;

2.2其次目前醫療機構與社區衛生服務平臺還存在信息共通困難的問題，由此可利用區塊鏈技術中數據是完整、一致、及時、準確和廣泛使用的優點，建立完整的信息共享系統，實現及時高效的信息共享，提高醫療服務水平;

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

3.區塊鏈背景下社區衛生服務平臺模型

目前常見的區塊鏈技術一般應用模式有行業解決方案模式和平臺模式[2]。前者適用于銀行等金融機構，針對區塊鏈技術需求，做一對一技術開發。后者適用于在技術開發平臺的基礎上，提供應用環境、用戶導入、激勵機制等，方便具體應用運行。

3.1區塊鏈背景下社區服務平臺的建設原則

（1）基于區塊鏈社區衛生服務平臺建設是醫療衛生行業的新切入點，須納入社區發展規劃和區域衛生規劃，同時在醫療體系改革的趨勢之下應緊密配合，發揮齒輪的作用。

（2）設置基于區塊鏈的社區衛生服務平臺須經過地市級政府衛生行政部門審批。

（3）基于區塊鏈的社區衛生服務平臺以社區衛生服務中心為主體。須充分利用社區資源，明確服務中心、服務范圍和服務群體，避免重復設置。

（4）基于區塊鏈的社區衛生服務平臺應鼓勵有資質的基層醫療機構加入，增強機構關聯性。

（5）基于區塊鏈的社區衛生服務平臺應配合上級部門監管，積極運行并反饋出現的問題。

3.2 區塊鏈六層架構模型

區塊鏈技術的模型是由自下而上的數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。如圖1所示。

數據層：封裝了底層數據塊的鏈式結構、相關時間戳等技術和非對稱公私鑰數據加密技術，這是整個區塊鏈技術中最底層的數據結構。

網絡層：包括數據傳播機制、P2P組網機制[3]和和數據驗證機制等。

共識層：封裝網絡節點的各類共識機制算法。

激勵層：將經濟因素集成考慮到區塊鏈技術體系中，包括經濟激勵的發行機制和分配機制等，主要出現在公有鏈當中。

合約層：封裝各類腳本、智能合約[4]和算法，是區塊鏈技術可編程特性的基礎。

應用層：封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例，例如本文所研究的將區塊鏈技術應用于社區衛生服務平臺。

3.3 新型社區衛生服務平臺數據存儲及訪問模型

在醫療機構、供應商、患者、政府授權的情況下，社區衛生服務平臺應用云平臺所提供的區塊鏈技術，創建記載患者醫療信息的區塊鏈，相關的醫療數據可通過云平臺提供的API進行加密存儲;平臺運用時通過多級認證和多級訪問控制機制來管理控制數據的訪問。由社區衛生服務平臺開始創建的用于存儲醫療數據的區塊鏈，保存著患者各類醫療信息檔案，關鍵信息的訪問都需經過患者授權同意，患者可以通過手機和電腦終端應用，或是通過社區衛生服務平臺進行授權操作，信息請求方可瀏覽記過解密的數據，如圖2所示。

患者在社區衛生服務中心或是上級醫院接受醫療服務，所產生的各項相關的醫療費用，在經過患者的確認并授權服務平臺將相關的信息存儲在區塊鏈之上;當患者通過第三方支付醫療費用時，金融機構通過服務平臺向患者提出訪問請求，請求信息廣播到各醫療機構區塊鏈節點之上，醫療機構獲得同步的費用查看請求信息，并創建新的訪問信息區塊，區塊上鏈保存;患者可由服務平臺了解相關請求，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構授權，也可通過服務平臺向金融機構授權，金融機構獲得解密的醫療費用信息，隨后確認醫療費用交易信息，并通知患者和醫療機構，三方確認，由服務平臺創建新的交易信息區塊，各節點獲得廣播信息通過智能合約自主完成確認區塊有效，上鏈保存成功，交易完成。

區塊鏈衛生服務平臺施行的行業標準有公共部門制定并監管其實際施行，醫療機構在從事醫療衛生服務的工作時，無論是信息上鏈還是有需求的查看患者的醫療信息，都必須按照行業規定運作，受到公共部門監管以獲得不同時間的反饋情況從而改進行業標準;總的區塊鏈信息由公共部門進行監管，醫療機構必須經過公共部門授權方可獲得解密的醫療信息數據，公共部門擁有依據行業標準制定生成的智能合約所賦予的高級管理權限，可動用高級權限對所需求的醫療信息進行解密提取，同時生成信息提取區塊，根據智能合約廣播至各個節點，智能上鏈。

區塊鏈上不僅保存著患者的醫療信息，同樣存儲著醫療供應鏈的信息;醫療供應鏈按照行業標準加入區塊鏈，由區域醫療供應云平臺為醫療供應鏈提供信息服務，成為保存區塊鏈網絡中的節點;在醫療供應鏈中從供應商到醫療機構到患者這一過程之中所產生的信息數據，經過區域醫療供應鏈云平臺整合，獲得供應商、醫療機構和患者授權后，通過智能合約自行加密處理，向節點廣播信息，各節點達成共識，經過公共部門授權，加密信息區塊上鏈保存，即可并入區塊鏈中存儲;這個過程受到公共部門的全程監管。

3.4? 新型社區衛生服務平臺區塊鏈應用模型

數據區塊鏈式結構、哈希算法、非對稱加密等為區塊鏈技術提供了底層技術支持。由腳本代碼編寫出的智能合約由于有相應的技術框架，所以對不同應用場景的適應性很強。區塊鏈用戶在公鑰和私鑰的使用中可以實現分布式記賬。由于區塊鏈去中心化的特點使得醫療數據不在被掌握在某一方中，而是通過共識機制解決了互信任的問題使得所有醫療數據能夠被三者共享。行業聯盟、醫院和醫生們、患者與醫院間通過智能合約和安全多方計算技術可以實現數據在模型中透明、共享的同時保護隱私，實現數據的不可篡改。P2P網絡傳播和共識機制中的節點驗證保證了所記錄、流通的所有數據安全而又便于備份。如圖3所示。

模型中的智能合約是在計算機系統上，相當于一段腳本，當一定的條件被滿足的情況下，可以被自動并且準確執行的合約，這種運用雖然傳統技術也能實現，但是使用區塊鏈技術，能夠使得合約中的數據不會被修改、刪除、只能查看和增加，同時運用到了區塊鏈技術去中心化的特點，避免了人為因素。

在整個模型中，醫療行業各級平臺組建而成的行業聯盟，依據區塊鏈的智能合約制定一系列，適用于基于區塊鏈的醫療體系網絡的行業協議，對整個流程進行一定的約束，這里的智能合約不僅僅是一個可以自動執行的計算機程序，它更像是一個系統體系的參與者，可將其想象為絕對可信的個體，負責臨時監管整個體系的流轉的信息，并且嚴格按照事先商定好的規則執行操作。

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

患者就診與醫院生成智能合約的同時，會獲得個人數字身份，每個人的數字身份是唯一的，類似于編碼，能夠較快并準確地將患者與區塊鏈節點上患者的就診信息進行查找并匹配。當醫院或者第三方機構需要查看患者信息時，可以經過患者授權后通過患者的個人數字身份對患者的病例信息追蹤達到指定數據共享。這里的指定數據共享既實現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。

當患者需要轉院或者到社區衛生服務平臺就診時，患者無需自己對醫生陳述自己的病情，由于區塊鏈技術共享性的特點，在患者授權和相關行業聯盟的約束條件下，醫院可以通過患者的個人數字身份對患者的信息進行準確的定位，避免了患者對自己的病情表述不清楚從而浪費時間成本，同時也節省了轉院之后需要重新檢查病情的金錢成本。

4.區塊鏈主要特性在醫療方面的應用價值分析

4.1? 處理數據的公開性與隱私性、安全性、準確性

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

4.2? 醫療數據可追溯性

區塊鏈的數據區塊可提供去中心化的云存儲方案。包括Storj、Sia、Maidsafe。即實現交易記錄數據的永久存儲。由于區塊鏈技術中使用對網絡節點中每一筆交易蓋“時間戳”的方式，就可對服務中心及醫院的藥品管控和使用監督進行溯源。讓醫療診斷信息和藥品信息對患者透明化，也可對診療數據是否正確進行確認與改進，使服務中心和醫院以此為據來優化治療決策。儲存的數據可以作為數據研究基數，運用大數據的分析技術、數據挖掘來對醫療事業做出貢獻。

4.3 費用支付與結算

區塊鏈技術的去中心化可以不依賴于第三方獨立存在，在不可信網絡中建立起一種可靠的交易機制，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據庫的角色，提高醫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系。

5.結論

從區塊鏈的提出到在近兩年的飛速發展可以看到，這一發展前景廣闊的新興技術進一步推進了互聯網應用技術的發展，對各個領域在大數據分析、云計算及人工智能等方面的深化應用產生了巨大的影響。目前，區塊鏈技術中涉及醫療方面的應用研究較少，本文在分析區塊鏈應用技術的特點基礎上，結合社區衛生服務平臺的需求，給出了基于區塊鏈應用技術的社區衛生服務平臺邏輯結構模型，集中論述了醫患信息安全、數據追溯、支付與結算、數據記錄存儲、預測與分析、信息共享與交易等方面的應用模式及特點，對今后把區塊鏈技術應用在醫療衛生服務方面具有重要的理論和指導意義。

參考文獻

[1] 謝輝，王健.區塊鏈技術及其應用研究[J].信息網絡安全，2016（09）：192-195.

[2] 江海峰.區塊鏈技術在金融行業的應用模式研究[D].浙江大學，2018.

[3] 曹佳. P2P組通訊的網絡拓撲研究[D].中國科學院研究生院（計算技術研究所），2006.

[4] 曹迪迪，陳偉.基于智能合約的以太坊可信存證機制[J/OL].計算機應用：1-8[2018-11-24].

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