区块链在医疗健康领域中的应用
区块链技术作为近几年产生并兴起的互联网技术,其功能的强大备受全球瞩目。以比特币为代表的应用奔涌而出,彰显着区块链技术的活力。在“互联网+”的大背景下,区块链技术也可以应用到我们实际生活的各个领域中,具有很大的发展潜力。本文主要以若干例子为代表,讨论区块链在医疗健康领域中的应用。
一、区块链的原理及相关知识
(一)区块链技术的概念:
区块链技术,亦称分布式总账技术,是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用新型密码学的技术保证数据传输和访问控制的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
(二)区块链技术的运行原理(以比特币所使用的区块链系统为例):
比特币的区块链系统所规定的一个新区块诞生的时间系统设定为十分钟。
1、 交易发起:比特币系统中的任意一个参与者都可以发起交易。交易发起后,为了使得该交易在整个区块链系统中被认定为有效,必须先将该笔交易广播到其他所有参与到区块链系统中的节点。
2、 验证交易:区块链的各个节点会准确地将该笔交易盖上时间戳,并放入该模块。除此之外,每个节点都会对交易的有效性(包括交易时的数字签名、时间戳等)进行验证。倘若某个节点能够验证交易并且满足一定的条件(在比特币中的区块链系统中为工作量证明,也称“挖矿”机制,英文为Proof of Work,PoW)时,该节点就会对区块链所有节点公布这10分钟内的所有盖上时间戳的交易数据。由其他节点核对。验证成功的节点会拥有该交易的合法交易记账权,而比特币系统也会给予该节点以奖励。
3、 比特币区块链系统中的每一笔交易都需要经过6次成功验证才能被判定为有效交易,因此,验证成功次数低于6次均不能被认定为有效交易。
(三)区块链技术的特点:
1、 去中心化:区块链网络不存在单一的中心管理机构进行对数据的管理,而使用分布式核算和存储,各节点的权力和地位相等,共同参与“公共账本”的维护。在中心化的数据管理系统中,数据仅由单一的中心管理机构进行储存和管理,这就给一些不法分子带来机会。但在区块链系统中,数据被分散在不同的节点中,尽管一个节点出现问题,区块链中的其他节点可以及时地发现和处理问题。
2、 开放性:除了交易双方的私有信息之外,交易的其他信息都可以通过公开接口查询得到。区块链中的信息高度透明,解决了供给端和需求端之间的信息不对称矛盾。开放性特点为任何人都能够对交易进行验证和审核,提高了区块链的透明度和公信力。
3、 自治性:区块链采用基于协商一致的规范和协议,使系统中的所有节点都能在去信任的环境中自由安全地交换数据,人为干涉难以影响区块链的运行。此特性在降低区块链运行所需的人力成本的同时,尽可能地减少了规范与协议可能产生的冲突。
4、 匿名性:区块链的每一个用户在区块链系统上拥有一个与现实身份完全无关的虚拟账号,尽管与该账号有关的交易信息对所有人公开,但是账号与现实身份的对应关系无从查证,从而保护了交易双方的私有信息,进而使得区块链具有很强的非实名性。
5、 高度可信性(不可篡改性):区块链技术基于分布式账本,采用非对称加密技术(哈希函数),对交易数据进行严格的加密,同时借助共识机制(包括工作量证明Prove of Work
6、 可追溯性:在区块链系统中,由于每个交易都被包含在一个区块中,而这个块又被链接到之前的所有区块,因此任何人都可以追溯到某个交易的初始来源和目的地。这种可溯源性可以有效地保证交易的安全性、可靠性和透明度。
二、 区块链技术在医学领域中的应用
(一)病历档案的储存与共享
1、问题简述:
在对疾病的诊断与治疗中,病患的既往病史、体检信息等医疗数据属于病人的私有信息,涉及到病人的隐私权等。传统的病历档案储存在病患所就诊医院的信息库中,不同的信息库互不相通且互不相认。这样可能会产生以下三个问题。
一是形成了医疗信息的孤岛状况。在传统的医疗信息管理模式中,由于病患在各家医院(或其他医疗机构)的医疗信息分别储存于它们的信息库,而这些信息库之间互不相通,导致患者在不同医院就诊时的医疗信息分散而不完整,使得医疗机构需要非常复杂的手续才能获得病患全面的医疗信息,导致医院(或其他医疗机构)难以获得患者健康状况的全局视图,进而给精准医疗造成比较大困难。
二是不同医疗机构的数据不信任问题。在传统的医疗信息管理模式中,医疗机构难以保证自己的医疗检测数据及其他信息是未经篡改的,难以获得其他机构的信任。这则导致病人在跨医疗机构治疗时,需要重复进行相同的医疗检查,这一方面增加了病患的医疗成本,另一方面造成了医疗资源的巨大浪费。
三是病患隐私存在泄露风险。由于病患医疗数据的共享缺乏强有力的约束,病患的个人隐私数据存在被滥用的风险。这使得病患对医院(或其他医疗机构)对个人信息保护的怀疑,不愿意将自己的医疗信息交给医院(或其他医疗机构)。
2、区块链的应用:
可以建立一个医疗信息平台,利用区块链技术来存储和管理病人的既往病史、体检数据等医疗信息,使传统的信息储存模式所存在的诸多弊端得以有效解决。
利用区块链技术的开放性,在得到病人授权的情况下,病人的这些信息可以在不同的医疗机构中共享,有利于医疗机构更加全面地掌握病人的健康状况,进而为病患的精准医疗提供便利。另外,在区块链的单一节点受到影响之后,不影响其他节点的信息存储,保证了病患资料的安全性。
利用区块链技术的高度可信性,病人的医疗数据只能在确保各参与方达成共识的情况下才能进行修改,并且修改前后的信息都会被区块链系统的各个节点所记录,几乎不存在人为篡改的可能,因此具有高度的可信性。这样一来,病人在不同的医院(或其他医疗机构)进行疾病治疗时,可以直接利用信息平台上储存的医疗信息,在一定程度上提高了诊断和治疗的精度,并且避免了重复医疗及医疗资源的浪费。
利用区块链技术的匿名性,可以对患者的隐私权形成有效保护。经过区块链系统的非对称密码学加密之后,患者的医疗信息和患者本人的显示身份相互独立,如果没有得到患者授权(授予密钥),医疗信息和患者身份的对应关系无法确定,从而使得患者的隐私得到了充分保护。这么做一方面促进了医疗大数据的建设,为疾病治疗和科学研究提供了大量不侵犯患者隐私权的研究基础材料;另一方面也保护了患者的隐私权,最大程度地避免了患者医疗信息的滥用。
(二)医疗产品的溯源
1、问题简述:
假冒伪劣医疗产品在世界范围内的泛滥问题,对全球的公共卫生安全和老百姓的生命健康产生了巨大危害。世界卫生组织在2017年11月29日发布了《关于伪劣医疗产品对公共卫生和社会经济影响的专题报告》,其中一针见血地指出:“对88个国家近5万个样本进行的分析表明,低收入和中等收入国家约有十分之一的医疗产品是伪劣产品。” 有数据表明,发展中国家的假药比例甚至高达30%。伪劣的医疗产品可能无助于疾病的治疗甚至助长疾病发展,浪费了病患的财产。某些假冒伪劣抗生素还可能使得细菌病原体的抗药性增强,削弱抗生素的药效,从而给全世界的公共卫生安全带来巨大隐患。
但是目前的药品监督管理还面临着严峻的挑战,现有的监督体系无法有效抑制假药的泛滥。当前,医疗用品在生产-销售的各个环节中,生产-销售环节的各个参与者是否具有资质、所生产的医疗产品是否合格难以查清楚,存在医疗产品信息难溯源、易篡改的难题。
2、区块链的应用:
可以利用区块链技术的不可篡改性与可追溯性,通过构建医疗产品生产-销售链追溯系统,实现覆盖医药产品生产、加工、质检、运输、销售全周期的防伪溯源一体化。
在生产过程中,可以由物联网模块记录并上传医药产品的有关重要信息,然后利用区块链的分布式台账和共识机制,将数据写入区块中。溯源信息一旦上传到区块链即不可修改。同时,溯源系统产生溯源二维码或NFC芯片等,与生产出来的医疗产品进行ID绑定或物理绑定。在该产品的生产-销售过程中,该二维码或NFC芯片会自动记录各个环节的数据,从而保证了药品数据的真实性。
通过扫描医疗产品上的二维码或NFC芯片,可以得知该医疗产品在生产-销售周期中各个环节的关键信息。通过这种方式,消费者和监管部门可以随时查验,得知该医疗产品的生产-销售信息,从而让辨别药品的真假更加简单,进而打击了假冒伪劣医药产品的势头,维护了患者的生命健康权益。
(三)医疗电子票据的可信流转方式
1、问题简述:
近年来,在“互联网+医疗健康”的背景下,各省纷纷推动医疗电子票据的推广工作。诚然,医疗电子票据的推广在很大程度上节省了制作纸质票据的成本,并且解决了传统纸质票据易丢失、难流转的难点,但是也带来了新的问题。
由于当下电子票据通常是以图片的形式进行保存,存在数据被篡改的风险。有些不怀好意的分子可以利用图像处理软件(如PhotoShop等)对电子票据中的金额、日期等进行恶意修改,制作虚假发票来进行报销。经过特殊处理制作出来的伪电子票据与真实的票据难以区分。一方面,经过处理后的伪电子票据在外观上与合法的医疗票据几乎没有差别;另外,它还缺少了纸质票据所独有的物理特征(如纸质、防伪标识等),这导致工作人员无法直接区分合法的电子票据和伪造的电子票据,只能通过查询官方信息库才可以辨别。
但是这样又产生了新的麻烦。首先,工作人员在核验电子票据信息时,需要输入大量的电子票据信息,增加了人力成本;另外,在中心化的信息管理系统中,大量的查询会给中心管理机构带来较大的压力。同时,2022年全国社会保险信息系统开始并网之前,各省的社会保险信息相互独立,数据共享渠道并不畅通,给重复报销等骗保行为带来机会。
2、区块链的应用:
为解决电子票据伪造、多地重复报销和骗保的问题,建设全国统一的医疗电子票据区块链网络迫在眉睫。利用区块链技术的许多特性,可以很好地防范上述不法行为。
利用区块链网络的高度可信性,防范伪造票据进行报销的违法行为得逞。医疗电子票据系统基于非对称加密算法,对电子票据进行加密并使用私钥进行解密,确保医疗电子票据信息的完整性和不可伪造性。
利用区块链的共识机制和开放性,防范多地重复报销行为。在患者提出报销请求并报销成功之后,医疗保险部门就会将该电子票据标记为已报销,这个标记对全网均为可见状态。若有人尝试多地骗保,工作人员可以很快查询到骗保者电子票据的报销情况而拒绝为其办理报销业务,从而防住了重复报销的行为。
利用区块链的可追溯性,有利于监管部门的监管。由于区块链信息修改前后的数据都会被保存在区块链上,监管部门可以利用区块链的这个特性,对报销的各个环节进行资质审查,从而达到增强监管的目的。
另外,区块链与中心化系统的查询系统对比而言,由于区块链系统具有去中心话的特点,采用分布式核算和存储,查询时的压力更小,效率更高。
三、当下中国区块链技术的发展现状及未来展望
尽管在比特币刚刚兴起时,中国政府对比特币的火爆采取较为谨慎的态度,通过发布《关于防范各类以ICO名义吸收投资相关风险的提示》《关于防范代币发行融资风险的公告》等,并采取一系列政策对比特币交易进行约束限制,但中国在看到区块链弊端的同时,也看到了区块链技术的发展潜力。中国并没有选择固步自封,而是选择趋利避害,倡导并积极推动无币区块链的发展。2019 年,国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定》,为区块链信息服务提供有效的法律依据。同年,中共中央政治局第十八次集体学习指出,要把区块链作为核心技术自主创新重要突破口,将区块链技术上升为国家战略。
在政府的支持下,中国在区块链技术上取得了许多成就。许多科技公司崭露头角,成为中国区块链技术的龙头公司,例如蚂蚁科技基团、腾讯云、华为公司等。区块链技术与诸多领域结合,形成了“区块链+”的新潮流,给各个领域疏通了筋骨,注入了新的血液。
面向未来,区块链的应用落地前途十分光明。中国在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(简称“十四五规划”)中,将区块链技术列为七个数字经济重点产业之一,多措并举促进中国区块链技术的进步。在未来,区块链技术将会与现代化中国建设紧密结合,在智慧交通、智慧能源、智能制造、智慧农业与水利、智慧教育、智慧医疗、智慧文旅、智慧社区、智慧家居、智慧政务等领域生根发芽,区块链技术的不断前进发展将会给人民带来更多便利,进一步提高人民生活水平,增强人民的幸福感和获得感,服务于更加现代化的中国的建设。