區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用的動力學分析

高慧筠

摘要：盡管近年來，我國電子健康檔案建設取得了重大進展，但諸多阻力因素的存在使得各醫療機構間的電子健康檔案互聯互通率較低。區塊鏈技術作為一種新興技術，以其去中心化、不可篡改及可追溯性、去信任化及匿名性、開放性等技術特征可助力實現電子健康檔案的開放共享。因此，文章從動力學分析角度出發，對區塊鏈技術在我國電子健康檔案開放共享過程中應用的動阻力因素進行了分析與探討。首先對電子健康檔案的概念、特點及其開放共享的價值以及區塊鏈技術的概念、分類及特點進行簡述；其次，對區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用的動力因素及阻力因素進行系統分析；最后，提出基于區塊鏈技術的電子健康檔案開放共享策略。

關鍵詞：電子健康檔案；開放共享；區塊鏈

分類號：G273

Kinetic Analysis of the Application of Block Chain Technology in the Open Sharing of Electronic Health Records

Gao Huiyun

（School of Information Management of Nanjing University， Nanjing， Jiangsu， 210023）

Abstract：Despite the significant progress made in the construction of electronic health records in my country in recent years， the existence of many resistance factors has made the interconnection rate of electronic health records among various medical institutions low. As an emerging technology， blockchain technology can help realize the open sharing of electronic health files with its decentralization， non- tampering and traceability， de- trusting and anonymity， and openness. Therefore， from the perspective of kinetic analysis， this paper analyzes and discusses the dynamic resistance factors of the application of blockchain technology in the process of open sharing of electronic health records in my country. First， the concept， characteristics and the value of open sharing of electronic health files and the concept， classification and characteristics of blockchain technology are briefly described. Secondly， a systematic analysis of the dynamic factors and resistance factors of the application of blockchain technology in the open sharing of electronic health records. Finally， an open sharing strategy for electronic health files based on blockchain technology is proposed.

Keywords：Electronic Health Records； Open Sharing； Block Chain

計算機互聯網等通信技術的快速發展，促使了檔案工作及檔案事業迎來數字轉型期，電子健康檔案應時而生并深化發展，《“健康中國2030”規劃綱要》《關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》《關于做好2019年基本公共衛生服務項目工作的通知》的發布，體現出國家對建立醫療大數據應用體系、促進電子健康檔案向個人開放、提高公眾對電子健康檔案利用率等方面的重視。區塊鏈技術所具有的去中心化及保證數據不被篡改等特點恰可彌補電子健康檔案開放共享過程中存在的薄弱點，有助于解決電子健康檔案開放共享過程中存在的問題。

系統動力學是研究復雜信息反饋系統的科學，強調系統行為主要由系統內部機制決定，同時兼顧定性研究和定量研究的利弊，既可解決復雜的系統建模問題，又可在整體框架下對系統要素間的聯系進行定量協調和優化[1]。一方面，電子健康檔案開放共享的系統性及動態性特征與系統動力學的分析思路相契合，可解決區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用時面臨的量化困難；另一方面，基于區塊鏈技術的電子健康檔案開放共享具有明確的邊界，其開放共享遵循一定的模式進行，其中存在系統動力學思維中的多方主體互動與反饋。因此，采用動力學分析思想展開本研究，有助于厘清我國現階段區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用時所面臨的動力因素及阻力因素，進而提出促進區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用策略，促進全面實現居民電子健康檔案的價值。

1相關概念簡述

1.1電子健康檔案

電子病歷與電子健康檔案既有聯系又有區別，電子病歷是電子健康檔案的重要組成部分，電子健康檔案是具有長遠保存價值的病歷記錄。具體來說，電子健康檔案是指人們在健康活動中形成的具有保存備查價值的電子化歷史記錄，它是存儲于計算機系統之中、面向個人提供服務、具有安全保密性能的終身個人健康檔案[2]。電子病歷是指醫務人員在醫療活動過程中，使用信息系統生成的文字、符號、圖表、圖形、數字、影像等數字化信息，并能實現存儲、管理、傳輸和重現的醫療記錄，是病歷的一種記錄形式，包括門（急）診病歷和住院病歷[3]。相較之下，電子病歷更具動態性，在計算機系統中伴隨居民診療過程流轉運行。

電子健康檔案作為一種特殊類型的檔案，除具有一般意義上的原始性、憑證性等檔案特性外，還具有采集上的多源性、管理上的動態性和實時性、使用上的基礎性和共享性等[4]特征。此外，電子健康檔案還具有一般電子檔案所具有的計算機軟硬件系統依賴性、信息與特定載體之間的可分離性、信息的易變性、高密度存儲性[5]等特征。

1.2區塊鏈的概念分類與區塊鏈技術特點

區塊鏈本質上是一個開放的分布式賬本，可有效記錄雙方間的交易，而且是可驗證、永久性的[6]。按照開放程度可將其分為三類，分類情況及其特征如表1所示。

區塊鏈特點有四：一為去中心化，區塊鏈是由眾多節點組成的數據庫，無中心管理機構及設備，節點間可直接進行交易；二為不可篡改及可追溯性，區塊鏈采用非對稱加密授權技術維護數據不被篡改，單個節點無法單獨記錄數據信息；三為去信任化及匿名性，在區塊鏈中，各節點采用諸多節點協商一致的規范運行，使得數據在去信任化的環境中流轉；四為開放性，在區塊鏈系統中，除進行交易的主體的私有信息被加密外，其余信息均開放透明。

2區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用的動力因素分析

2.1激活電子健康檔案多維價值

基于區塊鏈技術的電子健康檔案開放共享有助于推動實現電子健康檔案的多維價值，具體可表現為化解數據孤島問題，提升醫療水平；構建信用體系，減少醫患糾紛；共享醫療信息，優化醫療資源配置三方面。

（1）化解數據孤島問題，提升醫療水平

從微觀角度而言，各醫療機構內部可應用私有鏈解決本機構內部的電子健康檔案數據孤島問題；從宏觀角度而言，各醫療機構可合作組建聯盟鏈，匯集、共享居民健康檔案信息，推動化解社會范圍內的數據孤島問題。各醫療機構可將產生的電子健康檔案置入本機構的私有鏈中，在匯集本機構電子健康檔案的基礎上，將其加入更大范圍的聯盟鏈中，通過區塊鏈系統共享授權的居民電子健康檔案，進行跨機構研討，以提升醫療水平。

（2）構建醫患信用體系以減少醫患糾紛

區塊鏈技術具有開放性及不可篡改性，在電子健康檔案開放共享中應用區塊鏈技術，一方面，有助于患者獲悉各醫療機構及醫務人員的診療數據；另一方面，有助于不同醫療機構經居民授權后獲取該居民完整的電子健康檔案，了解居民描述不清的既往病史及藥物過敏史等。區塊鏈技術的應用可增進醫患雙方對彼此信用度的了解，推動建立醫患信用體系，從源頭上減少醫患糾紛。

（3）共享醫療信息，優化醫療資源配置

區塊鏈技術在醫療領域的應用有助于促進醫療資源的整合與利用。于居民而言，可通過區塊鏈獲知各醫療機構的資源配置情況，從而在眾多醫療機構中做出最優選擇，節約時間成本；還可在轉院醫治時，通過區塊鏈技術的信息共享功能省去不必要的重復性醫檢。于醫療機構而言，可充分調動閑置資源，實現對醫療資源的有效利用。于國家而言，可通過區塊鏈獲悉各區域醫療機構的發展水平，針對性給予扶持，進而優化我國醫療資源配置。

2.2保障居民電子健康檔案數據安全與數據隱私

區塊鏈技術具有去中心化、不可篡改及可追溯性、去信任化及匿名性、開放性等技術特征，在保障居民電子健康檔案數據安全與數據隱私方面具有重要意義。

（1）保障居民電子健康檔案數據安全

首先，在基于區塊鏈技術的電子健康檔案管理無中心管理機構或平臺中，各節點都擁有完整且彼此獨立的居民電子健康檔案信息，這是對居民電子健康檔案的全網式備份保存，可避免發生遭受黑客攻擊而致整個系統癱瘓的現象。其次，區塊鏈鏈式數據結構可維護居民電子健康檔案記錄的完整性。區塊中的記錄通過Merkle Hash Tree組織而成（如圖1所示），每筆交易經哈希運算形成哈希值，相鄰哈希值再進行哈希運算，最終形成Root值作為交易數字指紋存儲于區塊頭中，再將同一居民的電子健康檔案依時間串聯，可形成完整的電子健康檔案數據鏈條體系，以維護居民電子健康檔案完整性。最后，由于區塊鏈系統中新區塊的產生依賴前一區塊的哈希值及當前時間戳，并通過區塊序號與上一區塊鏈接，因此他人也不能在未獲許可前提下篡改歷史數據，這極大程度維護了電子健康檔案的安全與真實。

（2）保護居民電子健康檔案數據隱私

區塊鏈技術的引入可推動居民成為自身電子健康檔案的管理者，居民可將隱私性信息進行加密，在醫務人員訪問數據時，居民可根據自身意愿決定授權與否。大致流程如圖2所示，首先，居民對自己帶有加密函數的數據信息形成摘要，再用私鑰對其加密形成數字簽名；其次，用醫療機構的公鑰對原有數據信息加密，同數字簽名一起傳送給醫療機構；然后，醫療機構使用患者公鑰解密其數字簽名摘要，獲取患者摘要內容；最后，用自身私鑰解密接收的原文密文，獲得患者傳送的數據信息，通過使用與患者相同的加密函數，使獲取的原文轉化成摘要。在此過程中，居民電子健康檔案的數據隱私可受到有效保護。

2.3提升醫療機構管理運行效率

區塊鏈系統的分布式賬本存儲、數據追蹤及智能合約等技術特征，在降低電子健康檔案數據管理成本、提升醫療機構管理及運行效率等方面具有重要意義。

（1）分布式賬本技術助力降低數據管理成本

區塊鏈系統采用分布式賬本存儲方式，其管理成本遠低于集中式存儲的電子健康檔案數據庫更新換代所消耗的系統、設備及人力運維檢修等巨額成本。此外，基于分布式賬本技術存儲電子健康檔案，可助力實現不同醫療機構間居民電子健康檔案的互聯互通及互享，有效消除中心化數據管理存儲中心的數據運維負擔，降低數據管理成本。

（2）區塊鏈追蹤溯源特征助力提升機構管理效率

區塊鏈可通過時間戳技術及鏈式結構對數據追蹤溯源。醫療機構作為連接醫療設備公司、藥物企業以及居民間的橋梁，向前可追蹤居民病情，向后可追蹤醫療設備及藥品等信息。就前者而言，區塊鏈系統中各部門電子健康檔案開放透明，有關該居民的健康檔案信息可在各部門間共享，無須部門間反復確認；就后者而言，醫療機構通過區塊鏈系統可追蹤到醫療設備及藥物公司企業的供應鏈信息及供應商信用水平，從而防止兜售假藥、購進劣質醫療設備等情況發生，進而提升機構管理效率。

（3）智能合約自動化執行助力提升機構運行效率

就醫療機構內部業務而言，可事先設好電子健康檔案的捕獲、收集、整理、歸檔、鑒定處置等要求，以此為智能合約，最大限度降低人力干預；就醫療機構對外業務而言，如處理居民醫保問題時，現有電子健康檔案開放共享的不足導致醫療機構、居民與保險公司三方在處理醫保問題耗時過長，醫療機構與保險公司雙方都停留在反復確認信息正確性及真實性的環節，對此，區塊鏈的智能合約可構建“條件符合即可觸發”的運行模式，其應用可極大簡化理賠過程，助力提升醫療機構運轉效率。

2.4促進相關法律法規及行業規范的完善與發展

一方面，區塊鏈技術依互聯網而生并運行，其對檔案數據內容的高要求將倒推各醫療機構規范自身電子健康檔案建設工作，有助于推動行業規范的形成與發展。另一方面，區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用時，會觸及電子健康檔案的隱私性及安全性等問題，這也有助于檢驗現有法律法規的適用范圍及存在的漏洞，進而推動諸如居民電子健康檔案隱私保護、數據共享利用行為規范等相關法律法規的完善與發展。

3區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中應用的阻力因素分析

3.1電子健康檔案管理主體實踐認知因素

主體實踐認知因素對區塊鏈技術應用的阻礙主要表現為兩點：其一，電子健康檔案數據孤島問題。各醫療機構電子健康檔案建設的不同步性、電子健康檔案管理的異質性，各區域經濟實力的差異性以及電子健康檔案平臺建設的高成本和效益顯現周期漫長之間的矛盾等使得電子健康檔案數據孤島問題依然存在，這主要源于認知上的匱乏，迫切需要其他技術的引入以彌補種種問題。其二，電子健康檔案傳統管理習慣及環境制約問題。現階段，我國集中式電子健康檔案管理模式與區塊鏈分布式賬本存儲技術具有較大差異[7]，引入區塊鏈技術仍有較大困難。電子健康檔案的特殊性使得管理人員具備較強的危機意識，他們更傾向于檔案的保密而非共享，加之區塊鏈技術尚未被大規模推廣，檔案管理人員并未感到學習新知識的迫切壓力等，這使區塊鏈技術的應用仍有一定難度。

3.2電子健康檔案客體安全隱私因素

一方面，就電子健康檔案存儲的安全性而言，互聯網的虛擬性特征使其在記錄、存儲、傳輸、交換等過程中存在一定的安全隱患，不法分子易通過安全漏洞竊取、篡改、濫用電子健康檔案；同時，電子健康檔案對計算機軟硬件系統的依賴性，與其載體之間的易分離性及其存儲的高密度性[8]，也助長了這類問題存在的可能性。另一方面，就電子健康檔案內容的隱私性而言，電子健康檔案客體記錄著居民的私密性信息，一旦在沒有保障的情況下開放，居民隱私性信息極有可能被盜取、濫用。

3.3區塊鏈技術獨立應用存在難度

區塊鏈技術雖有較高應用價值，但其亦存在諸如各節點電子健康檔案歸屬問題、電子健康檔案開放范圍及權限問題、盛納海量電子健康檔案的區塊鏈系統的運轉效率等問題有待解決。此外，區塊鏈技術在電子健康檔案領域中具體應用過程中，會因其節點存儲、交互、管理數據的需要而耗費一定的IT資源[9]，在此過程中往往也會產生較多的經濟成本，這同樣在一定程度上影響著區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用[10-11]。

3.4外部環境制約因素

我國區塊鏈技術的應用尚不成熟，在電子健康檔案開放共享中的引入及落實受制于以下幾點：其一，現階段我國缺乏真正熟悉區塊鏈技術的專業人才，通曉區塊鏈知識的檔案人則更少，檔案意識及認知觀念的差距，使得區塊鏈技術的引入較為困難；其二，相應的行業技術規范及完善的法律法規的欠缺，使得區塊鏈技術缺乏必要的標準指導、管理規范及施行保障；其三，少有成功范本可供借鑒，目前，區塊鏈技術尚未在檔案領域產生較大應用效能，這使得區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用仍有較長的探索路程[12-13]。

4基于區塊鏈技術的電子健康檔案開放共享策略

4.1社會各方參與主體積極推進

首先，區塊鏈依托互聯網運行，這就要求各醫療機構須加強對電子健康檔案數據的實時捕獲及有序歸檔，并培養本機構醫務人員對新技術的學習意識。對使用互聯網工作及掌握區塊鏈相關知識的醫務人員進行激勵，對濫用職權泄露居民隱私信息的行為進行嚴懲，以規范醫務人員的工作行為。其次，電子健康檔案開放共享與居民權益切實相關，居民須強化自身檔案意識，知曉電子健康檔案于自身而言的意義與價值，提升自身的信息能力與信息素養，積極參與電子健康檔案共享，提升自身法律意識和維權意識。最后，社交媒體因其親民性、平實化特征成為人們獲取知識信息的重要渠道，在電子健康檔案開放共享領域推進區塊鏈技術時，可借助新媒體對區塊鏈技術進行知識普及，對電子健康檔案開放共享的意義進行宣傳，為區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享領域的應用奠定輿論基礎，如可借助微信推文、網易公開課、MOOC等渠道對相關知識進行解讀與剖析，以促進區塊鏈知識的普及和平民化。

4.2結合電子健康檔案客體特殊性引入區塊鏈技術

在電子健康檔案中引入區塊鏈技術時，還須考慮電子健康檔案這一客體所具有的特殊性。首先，由于電子健康檔案的特殊性，對其進行管理時須采用部分去中心化的模式。一方面，醫療機構間在電子健康檔案開放共享過程中可采用聯盟鏈，即只有利用主體被授予訪問權限之后才可對其進行數據讀寫；另一方面，醫療機構內部為解決本機構中存在的數據孤島問題，可采用私有鏈，即只有本機構內部有權限對居民診療數據進行讀寫，這樣可有效避免外部機構對居民數據的篡改和變動。其次，區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用離不開與云計算、物聯網等技術的融合[14-15]。云計算雖一定程度上消除了醫療機構內部的數據孤島，但由于數據的隱私性，不同機構之間的數據無法開放共享，而融合了區塊鏈與云計算技術后，便可充分發揮兩者優勢，整合閑置的計算資源，保護居民隱私。此外，融合物聯網與區塊鏈技術，還可通過物聯網技術設備監測居民身體狀態，獲取健康檔案數據，利用區塊鏈防篡改及加密技術保護居民數據隱私性及真實性，進而推進居民電子健康檔案在各機構間的互通共享。

4.3國家健全相關法律規范以強化對各方面的扶持力度

一方面，區塊鏈技術在醫療領域的應用尚不成熟，需國家出面出臺規范指導性文件。首先，須出臺有關區塊鏈技術部署的指導性文件及居民隱私保護文件，在促進區塊鏈在電子健康檔案開放共享中應用的同時，明確醫生及居民雙方的權責歸屬，加大對雙方權益的保護力度；其次，須制定電子健康檔案開放共享的具體規范與要求，明確各機構工作開展及截止時間，敦促形成并落實行業規范；最后，須出臺互聯網方面的行為規范，加大對居民電子健康檔案的保護力度。另一方面，我國存在較大的區塊鏈技術人才缺口，因而須制定區塊鏈人才培養計劃，鼓勵高校開設區塊鏈相關課程并建設區塊鏈實驗室，加大對技術及管理技能兼備的復合型人才的培養。此外，還須出臺對區塊鏈企業的扶持政策，對應用區塊鏈技術的企業及掌握區塊鏈知識的人才予以肯定及資金支持，促進區塊鏈技術產業及人才市場的可持續發展。

4.4加大理論研究力度以推進區塊鏈技術實踐

在理論研究方面，可通過線上線下多種方式及渠道組建學術組織團體，開展研究成果交流活動，攻克現有區塊鏈技術中所存在的難點，促進區塊鏈技術與醫療領域的深度融合。由于區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用涉及檔案學、密碼學、信息技術學、法學等多學科知識內容，故可開展跨學科領域的研究合作。在技術實踐方面，區塊鏈在醫療領域的落地應用需要醫療機構間進行幫扶學習以及借鑒國內外其他領域的實踐經驗。由于經濟及人才實力差異的存在，可開展跨機構協同合作，加大技術研討力度。此外，區塊鏈技術在金融、供應鏈等領域的應用已較為成熟，各醫療機構在使用區塊鏈技術時，還可選擇與其他領域的公司進行合作。

5結語

新時代技術背景下，電子健康檔案的開放共享極具潛力，但受諸多因素影響，至今仍未取得重大進展。只有各方共同發力，才能更好地促進區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用。此外需注意，區塊鏈技術雖是一項極具生命力的新技術，但不是萬能的，在醫療檔案領域的應用尚處于不成熟階段，需進一步研究探討，要想將區塊鏈技術在電子健康檔案開放共享中的應用轉化為高效能，離不開大數據、云計算等技術的輔助。因此，電子健康檔案開放共享的實現，需勇于革新舊觀念、吸收新理念、接納新技術。

注釋與參考文獻

[1]李旭.社會系統動力學[M].上海：復旦大學出版社，2009.

[2]彭慧珍，郭志杰，鮑勇.社區衛生服務中心電子健康檔案利用情況的調查研究[J].中國全科醫學， 2009（5）：752-754.

[3]國家衛生健康委員會.電子病歷應用管理規范（試行）[EB/OL].[2019-12-30].http：//www. nhc.gov.cn/.

[4]周曉英.電子健康檔案的價值認知與應用推進策略研究[J].檔案學通訊， 2018（3）：108-112.

[5][8]馮惠玲，劉越男.電子文件管理教程[M].北京：中國人民大學出版社， 2017：16-22.

[6]M IANSITI，KR LAKHANI.The Truth about Blockchain[J].Harvard Business Review， 2017（1- 2）：119-127.

[7]李高峰，馬國勝，胡國強.現階段區塊鏈技術在檔案管理中不可行分析[J].檔案管理， 2018（5）：30-32.

[9]劉越男，吳云鵬.基于區塊鏈的數字檔案長期保存：既有探索及未來發展[J].檔案學通訊， 2018（6）：44-53.

[10]陳隆軒，馬俊秋，倪若宇，等.區塊鏈技術在電子病歷上的應用研究[J].大數據時代， 2018（5）：11-13.

[11]黃永剛.基于區塊鏈技術的電子健康檔案安全建設[J].中華醫學圖書情報雜志， 2016（10）：38-40+46.

[12]趙延紅，原寶華，梁軍.區塊鏈技術在醫療領域中的應用探討[J].中國醫學教育技術， 2018（1）：1-7.

[13]呂琦.區塊鏈技術在醫療領域中的應用研究——以健康檔案數據保護為例[J].網絡空間安全， 2018（8）：18-24.

[14]XIA， QI，SIFAH，EMMANUEL BOATENG，SMAHI，ABLA，et al.BBDS： Blockchain- Based Data Sharing for Electronic Medical Records in Cloud Environments[J].INFORMATION， 2017（2）.

[15]KAUR HARLEEN， ALAM M AFSHAR， JAMEEL ROSHAN， et al.A Proposed Solution and Future Direction for Blockchain-Based Heterogeneous Medicare Data in Cloud Environment[J]. Journal of Medical Systems， 2018（8）：156.