醫(yī)藥供應(yīng)鏈中基于區(qū)塊鏈的藥品可追溯性研究

鄧華

(天津金耀集團(tuán)有限公司,天津 300456)

0 緒言

在醫(yī)藥供應(yīng)鏈中監(jiān)控藥品的生產(chǎn)和流通是確保藥品安全的關(guān)鍵。人們對藥品安全風(fēng)險(xiǎn)的日益關(guān)注,使醫(yī)藥供應(yīng)鏈的可追溯性備受關(guān)注。醫(yī)藥供應(yīng)鏈中藥品的可追溯性要求通過準(zhǔn)確識別供應(yīng)鏈中的來源、各種信息的交換來收集、溝通和管理關(guān)鍵信息。醫(yī)藥供應(yīng)鏈中的信息具有動態(tài)性,特別是藥品的流通很難跟蹤和追蹤。但藥品安全及其對公眾健康的影響,強(qiáng)調(diào)可追溯性是監(jiān)測藥品質(zhì)量的必要政策工具[1]。

目前醫(yī)藥供應(yīng)鏈的可追溯性實(shí)踐很大程度上受到數(shù)據(jù)碎片化和集中控制的影響,這證明了數(shù)據(jù)修改和管理的脆弱性。在發(fā)生質(zhì)量問題的情況下,確定問題源頭并迅速將藥品從供應(yīng)鏈中分離出來,需要供應(yīng)鏈中的多個(gè)利益相關(guān)者密切協(xié)調(diào)。醫(yī)藥供應(yīng)鏈中的各個(gè)階段通常具有良好的可追溯性,但事實(shí)證明,階段之間的信息交換既困難又耗時(shí)[2]。

通過區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用,可以提供一個(gè)有意義且實(shí)用的解決方案,確保藥品的可追溯性。由于交易的透明性和不變性,區(qū)塊鏈技術(shù)在供應(yīng)鏈和物流界獲得了快速普及。區(qū)塊鏈具有防篡改、可信、安全、可追蹤等特點(diǎn),可以有效應(yīng)用于醫(yī)藥供應(yīng)鏈管理中[3]。

圖1 藥品供應(yīng)鏈解決方案的系統(tǒng)總體架構(gòu)

1 基于區(qū)塊鏈的藥品可追溯性研究

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)總體設(shè)計(jì)

本文提出的可追溯方案是利用以太坊區(qū)塊鏈和智能合約來跟蹤、跟蹤和執(zhí)行藥品供應(yīng)鏈中的交易。方案消除了需要一個(gè)可信的集中管理機(jī)構(gòu),并為藥品供應(yīng)鏈管理和安全提供事務(wù)和記錄,具有較高的完整性、可靠性和安全性。

以太坊智能合約可以將藥品安全轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)集成的智能系統(tǒng),以保證交付給終端客戶的產(chǎn)品質(zhì)量。本文方案將側(cè)重于在公共以太坊區(qū)塊鏈平臺上自主執(zhí)行的智能合約的使用。智能合約功能和代碼的執(zhí)行將由分布各地的挖掘節(jié)點(diǎn)執(zhí)行,執(zhí)行結(jié)果由所有挖掘節(jié)點(diǎn)協(xié)商一致,這些挖掘節(jié)點(diǎn)就構(gòu)成了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。

在區(qū)塊鏈中,智能合約將以功能調(diào)用的形式接收交易,通過觸發(fā)事件使參與實(shí)體能夠在違規(guī)行為發(fā)生時(shí)持續(xù)監(jiān)控、跟蹤并獲得適當(dāng)?shù)木瘓?bào)。它有助于將條件恢復(fù)到最佳狀態(tài),并對藥品供應(yīng)鏈中發(fā)生的違規(guī)行為做出反應(yīng)。圖1顯示了藥品供應(yīng)鏈解決方案的系統(tǒng)總體架構(gòu)。

如圖1所示,藥品供應(yīng)鏈中主要參與實(shí)體包括原材料供應(yīng)商、藥品生產(chǎn)商、物流倉儲、藥品經(jīng)銷商、終端消費(fèi)者和執(zhí)行智能合約的區(qū)塊鏈。在區(qū)塊鏈中,每個(gè)參與者或參與者都必須有一個(gè)以太坊賬戶,該賬戶具有唯一的以太坊地址(EA),該地址可唯一識別參與者。以太坊帳戶由帶有公鑰和私鑰的EA組成,這些密鑰用于對每個(gè)事務(wù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和數(shù)字簽名和驗(yàn)證,并將每個(gè)事務(wù)與特定的EA或帳戶關(guān)聯(lián)起來。

表1 終端消費(fèi)者向藥品經(jīng)銷商購買藥品算法

1.2 可追蹤功能設(shè)計(jì)

為確保使用以太坊智能合約對產(chǎn)品進(jìn)行安全跟蹤,并讓所有參與者參與整個(gè)過程,原材料供應(yīng)商使用標(biāo)準(zhǔn)化識別碼(GTIN)或包含特定公司前綴的等效識別碼(GTIN)進(jìn)行識別。使用標(biāo)準(zhǔn)識別碼可實(shí)現(xiàn)數(shù)字連接,并跟蹤產(chǎn)品和交易相關(guān)的藥品供應(yīng)鏈中參與實(shí)體之間的過程。藥品生產(chǎn)商通過IPFS在分散式文件系統(tǒng)中及時(shí)記錄藥品生產(chǎn)的詳細(xì)信息,藥品生產(chǎn)圖像帶有時(shí)間戳,文件的IPFS散列存儲在智能合約中。藥品經(jīng)銷商從生產(chǎn)商購買成品,向終端消費(fèi)者銷售藥品[4]。

在區(qū)塊鏈和IPFS中,所有圖像、數(shù)據(jù)和記錄都經(jīng)過數(shù)字簽名,并歸屬于某個(gè)參與者。這意味著上傳圖像的行為人是此類行為的所有者,并對不準(zhǔn)確或欺詐性的圖像或MPEG文件負(fù)責(zé)。通過智能合約的區(qū)塊鏈可以自動編程。另一個(gè)選擇是在現(xiàn)場安裝攝像頭,并提供功能和通信功能,以自動拍攝圖像并將其發(fā)送到區(qū)塊鏈進(jìn)行記錄和存儲。上傳的圖像可以被審計(jì)、信任,其內(nèi)容可以被區(qū)塊鏈上的任何參與者或利益相關(guān)者質(zhì)疑。每個(gè)參與實(shí)體都有一個(gè)以太坊地址(EA),并通過調(diào)用智能合約中的函數(shù)來參與[5]。

本文提出的基于區(qū)塊鏈的解決方案,利用智能合約在藥品供應(yīng)鏈中使用可追蹤功能的優(yōu)勢在于:在供應(yīng)鏈中沒有中央權(quán)威機(jī)構(gòu)的所有利益相關(guān)者都可以獲得可驗(yàn)證和不可修改的信息。從原材料供應(yīng)商和藥品生產(chǎn)商之間的藥品原材料交易開始到每個(gè)梯隊(duì),記錄下后續(xù)實(shí)體之間的各類成品/半成品流轉(zhuǎn)情況,所有交易都可以驗(yàn)證。例如,符合約定條件的實(shí)體之間的藥品銷售量不能改變。

通過使用每個(gè)藥品批次的可追溯標(biāo)識,以及跟蹤利益相關(guān)者之間所有相應(yīng)交易的能力,進(jìn)一步確保了質(zhì)量合規(guī)性的持續(xù)監(jiān)控。藥品的質(zhì)量和狀況也可以通過裝有傳感器、攝像頭、GPS定位器和4G/5G通信的包裹進(jìn)行監(jiān)控。這些傳感器可以在物流過程中連續(xù)傳遞和發(fā)送有關(guān)藥品的通知。有了區(qū)塊鏈,這些信息和信息就不能被修改或篡改,所有利益相關(guān)者都可以通過信任和分散的方式立即獲得和訪問這些信息和信息,而無需中介。通過使用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符(如全球位置標(biāo)識符)或地理標(biāo)記關(guān)系人位置(可通過安裝在裝運(yùn)或存儲集裝箱內(nèi)的GPS傳感器發(fā)送)來添加附加屬性,以確定產(chǎn)品或利益相關(guān)者位置的可追溯精確物理位置。

1.3 實(shí)施框架

本節(jié)將描述定義基于區(qū)塊鏈方法的工作原理的算法。算法涵蓋從原材料供應(yīng)商到終端消費(fèi)者的各個(gè)環(huán)節(jié),本文以終端消費(fèi)者向藥品經(jīng)銷商購買藥品算法為例,介紹具體的實(shí)施過程。

終端消費(fèi)者向藥品經(jīng)銷商購買藥品算法如表1所示。

2 結(jié)語

本文的總體目標(biāo)是展示區(qū)塊鏈和以太坊智能合約如何有效地跟蹤和跟蹤醫(yī)藥供應(yīng)鏈中的業(yè)務(wù)交易和工作流,并實(shí)現(xiàn)無縫集成。文中首先對區(qū)塊鏈框架進(jìn)行分析,提出了基于區(qū)塊鏈的藥品可追溯方案總體設(shè)計(jì),對可追溯進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)和框架實(shí)施,提出智能合約算法,管理藥品供應(yīng)鏈中關(guān)鍵利益相關(guān)者之間的適當(dāng)互動,以便在藥品供應(yīng)鏈中提供可信、完整的數(shù)據(jù)。