区块链远程查房系统研究

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【摘要】目的：针对医联体内数据共享存在信任和协同困难等问题，提出基于区块链的医联体内信息共享的解决方案。方法：通过分析医联体内电子病历信息共享的业务协同流程和信任服务体系，以上海西部儿科医疗联合体远程专家查房业务中多机构电子病历共享为研究对象，基于区块链技术实现数据流转过程的安全共享和互联互通。结果：基于区块链的远程查房系统上线后，实现了电子病历共享服务，支撑医院之间的非中心化数据共享的实际应用需求，保证患者病历信息的安全性和完整性。结论：该模型有效解决医疗信息资源共享应用中信任孤岛、数据所有权问题，使医疗信息资源共享在医疗联合体多元主体参与的背景下具有较强适应性，为未来医联体信息共享提供了参考依据。

【关键词】区块链；电子病历共享；信息安全；远程查房

1引言

医疗信息系统的共享一直是医疗健康领域的研究热点，国家全民健康保障信息化工程的建设、区域卫生、区域医疗信息化的建设，其核心问题都是为了实现医疗信息的共享。新一轮医药卫生体制改革实施以来，为推行“基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动”的分级诊疗模式，医联体迅速发展。医联体内跨机构、跨区域的医疗信息共享和协作的业务需求不断增长，如远程教学查房、远程专家门诊、远程疑难病例讨论，都需要医疗临床信息的数据共享。以国家和政府主导的医疗信息共享主要是以中心化、分层模式进行建设，建设规模十分庞大，如电子健康档案[1-2]、上海医联工程[3]等，并不适用于多点深度协作的医联体架构和业务。医疗临床信息数据属于信息资产，数据共享涉及到信息资产的所属权问题，如何解决在医疗临床数据不在异地保存的情况下，又能实现跨机构的远程数据共享、协调与协作问题，是医联体发展中的研究热点。本研究以上海西部儿科医疗联合体（由上海市儿童医院牵头，包括上海市西部地区4家三级医院、15家二级医院、48家社区卫生服务中心）远程专家查房业务中多机构电子病历共享为研究对象，基于区块链等技术的去中心化共享和互信机制，实现医联体间的患者临床信息调阅。

2基于区块链的医疗信息共享相关研究

2.1基于区块链的医疗领域应用现状

区块链技术作为信息科学的一种先进技术，首先在金融、物流等领域应用广泛。随着区块链信息技术的发展，开始进行医疗场景的应用研究：①区块链在电子病历系统共享过程中可以实现更智能化的信息互通[4]；②区块链可以使远程医疗的信息传输中提高隐私保护能力[5]；③区块链技术可以加快医疗商业保险的快速理赔[6]；④区块链搭建的医疗信息共享平台可以优化非人为因素的流程管理[7]；⑤区块链可以建立安全唯一的个人电子医疗信息ID[8]；⑥区块链在电子处方共享与药品配送的信息追溯[9]；⑦区块链在医废回收处理的追溯[10]。

2.2基于区块链技术的医疗电子病历共享研究

区块链技术在医疗健康领域的电子病历共享应用，许多研究进行了有益的尝试。如DubovitskayaA等应用区块链进行安全可靠的电子医疗记录共享[11]，ParmarM等应用区块链使医疗数据更加安全[12]，VoraJ使用区块链技术建立共享和管理电子健康记录的分布式安全框架[13]；张圣垚[14]、胡逸阳[15]等分别在电子病历信息系统构建、电子病历数据共享应用等方面探讨区块链应用技术。通过医疗链（Medicalchain）的建设，患者拥有真实的医疗记录，可以实时更新，供患者自身、卫生保健提供者、社保商险、药房和医疗机构访问；Hsiu-AnLee、Hsin-HuaKung等提出了一种基于区块链的存储、共享和保护敏感个人信息的体系结构，区块链管理患者、医疗保健提供者和其他用户之间经授权交换数据[16]。但联盟式医疗区块链系统在共识形成和区块生成方向仍存在效率不高等问题，区块链在医疗电子病历共享还未形成较成熟的技术方案。

3基于区块链的电子病历共享流程和机制

3.1基于区块链的电子病历共享业务协同流程

上海市儿童医院与南翔医院基于区块链技术进行两院患者临床信息调阅，实现远程查房业务协同，其中交互的查房电子病历医疗数据包括：病史资料、查体情况、检验检查报告、住院医嘱等，还包括对医疗机构、医生、患者的身份识别认证注册信息。基于区块链的远程查房系统通过构建电子病历共享的服务实现远程查房业务协同，其中数据交互流程见图1。儿科医疗联合体的各个医疗机构通过智能合约达成约定，进行相互之间的病历调阅授权，分布式存储的电子病历数据并不进行物理上的汇集，而是通过按合约规范形成的数据集及其字段结构分布式存储。基于区块链的分布式电子病历交互与共享服务，提供基础的基于区块链安全机制，实现数据基础的加解密、认证、授权、访问及审计，实现基于区块链的分布式电子病历数据的数据共享与交互。

3.2电子病历共享的共识机制和信任服务体系

基于区块链的电子病历共享服务总体架构分为物理层、协议层、区块链服务提供层,接口层以及应用层。物理层可基于不同的通讯网络或云平台，如Alicyun、TencentCloud、Azure等；协议层提供区块链相关的共识算法、交易执行、账本存储、以及P2P网络服务等；区块链服务提供层主要提供多级加密机制、隐私保护、数据管理、智能合约、消息订阅/以及区块链治理服务；在接口层提供了适用于医疗健康的可信医疗健康区块链接口服务，包括医疗健康信息的存证、分布式电子病历共享、节点服务等；应用层提供包括分布式电子病历夹在内的基于区块链的医疗健康应用，远程查房系统建构在基于区块链的分布式电子病历夹中，整体架构如图2所示。其中，基于联盟链的共识算法采用PBFT（PracticalByzantineFaultTolerance），通过多级加密机制及隐私保护能使医疗数据的存证与数据安全。在可信医疗区块链平台的架构基础上，基于区块链技术实现数据流转过程的安全共享和互联互通，相关的信息数据通过加密、索引等方式处理后，实现数据上链，可以对过程数据进行追溯和存证授权。

4应用结果与思考

上海市儿童医院与上海市嘉定区南翔医院作为医联体的联盟单位，基于区块链的远程查房系统上线后，实现了基于区块链的电子病历共享服务，数据调阅的授权体系以及数据使用过程的追溯体系，在保证数据共享应用安全的基础上，通过定义统一标准的数据接口服务，最大程度保证操作的便利性和简易性。基于联盟体内的远程查房业务所涉及的患者信息共享调阅的性能效率如表1所示。基于区块链的远程查房系统通过区块链技术的应用，从技术上解决电子病历信息共享困难、信息篡改、隐私泄露等问题。利用区块链基于密码学技术的数字化合同的智能合约，以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议，实现了算法式信任，从而在一定程度上解决电子病历数据授权和数据信任问题；利用区块链安全、透明、信息不可篡改等特性，有助于多方机构不同部门公开、透明、可信任开展工作，实现数据共享过程中的数据追溯。结果表明，该方案能够很好地同时满足不同机构通过智能合约获取授权访问患者的电子病历，并通过区块链存储的数据Hash校验数据的真实性，最大程度保证了数据的安全、可信、共享，但还缺少对于影像数据、视频数据等非文本数据的协同共享的研究，在未来的工作中，可以对此进行更全面、深入的探索。

作者：陈敏 魏明月 许德俊 王淑