区块链：化解医疗难题

### 区块链：化解医疗行业难题 #### 1. 引言 医疗行业对人类而言至关重要，在人工智能广泛影响人类生活的同时，源于加密货币的区块链技术也在不断发展，尤其是在医疗领域，其应用价值在疫情期间得到了充分体现。 ##### 1.1 电子健康记录 在基于区块链的患者记录管理领域，Medrec是备受关注的项目之一，它是专门为电子健康记录（EHR）管理开发的开源区块链平台。飞利浦医疗部门开发的Health Suite Insights正在试验可验证数据交换流程，方便医院内部成员交换医疗数据。Medshare同样基于区块链技术实现数据交换，利用智能合约和访问控制机制，管理员可追踪数据行为并在违规时撤销访问权限。Iryo正在开发全球健康信息库，采用Open EHR格式，此外还有Gem Health、OMNI PHR、Patientory等项目。不过，区块链在EHR应用中面临着互操作性、可扩展性以及隐私和安全维护等挑战，主要源于缺乏统一标准。 ##### 1.2 个人健康记录管理 基于区块链的个人健康记录（PHR）管理应用以患者为中心，与EHR有诸多相似之处。这类应用借助现代智能手机和4G/5G网络，为患者提供安全的数据处理方式，涵盖存储层、数据管理层和数据使用层。例如，基于许可区块链Hyperledger fabric和composer的紧急访问控制管理系统（EACMS），患者可自行管理PHR权限。医疗数据网关（HDG）允许患者按需生成令牌，使医生获得有限或限时的健康数据访问权限，且在授权时间到期后自动销毁数据副本。 ##### 1.3 远程患者监测 远程患者监测（RPM）利用物联网设备或身体区域传感器收集患者生物医学信息，为医生提供实时诊断依据。区块链技术可用于管理和存储这些信息，如基于以太坊区块链的智能合约可安全处理实时患者信息，患者中心代理（PCA）为连续RPM应用提供端到端安全保障。手持设备也可实现安全的数据交换，一些基于Hyperledger的区块链应用用于移动医疗数据收集和传输，如SMEAD用于监测和管理糖尿病患者信息。 ##### 1.4 临床试验管理 临床试验中的患者招募是一项具有挑战性的工作，区块链技术可避免虚假数据和漏报问题，确保患者匿名性，方便获取患者同意。研究提出的区块链框架利用主智能合约匹配患者和试验合同，节省时间并识别潜在受试者，同时保障数据安全和隐私，只有少数用户可解密数据。相关概念验证研究表明，区块链技术可增强临床试验数据处理、录入和存储的安全性。 #### 2. 讨论 传统上，患者信息分散存储在多个数据库中，导致严重的互操作性问题，且协同工作能力有限。区块链用于EHR管理可将患者健康信息的控制权交还给患者，提高透明度和一致性，但也带来了患者安全和隐私方面的挑战。通过文献综述，可归纳出以下三个方面： ##### 2.1 安全挑战 区块链存在多种安全问题，与交易验证的共识机制相关，主要安全漏洞包括分布式拒绝服务攻击、自私挖矿、双重花费攻击、区块丢弃和女巫攻击等。此外，区块链漏洞可能导致智能合约实施被利用，增加身份盗窃和数据泄露的风险，交易流也可能被追踪以确定物理身份和相关信息。 ##### 2.2 隐私挑战 尽管区块链以加密为核心，但公共区块链仍存在隐私泄露问题。公共领域中看似相关的患者信息可能被整合以揭示患者身份，新患者信息录入区块链需多步骤验证。此外，区块链的不可变性与欧盟的GDPR法规和美国的HIPAA准则存在冲突，患者可能要求删除医疗记录，但区块链数据难以更改或删除。 ##### 2.3 互操作性挑战 互操作性问题主要源于缺乏适用标准，不同供应商采用不同标准和实践，导致基于不同区块链平台开发的类似医疗应用难以进行数据交换。 ##### 2.4 存储需求挑战 区块链存储信息和交易记录需要大量存储空间，这对网络中的受限节点构成挑战，尤其是存储大规模分布式EHR信息时。 ##### 2.5 计算能力限制挑战 医疗领域越来越多地采用物联网设备，但将区块链集成到这些设备中需要进行加密计算，而物联网设备通常计算能力有限，这对区块链在物联网医疗中的应用构成挑战。 ##### 2.6 可扩展性和延迟挑战 医疗数据量巨大，通常存储在远程数据中心，本身就存在速度和延迟问题。区块链处理开销会进一步加剧这一情况，例如以太坊区块链的验证过程需要所有节点参与，在高负载时尤为困难。 ##### 2.7 研究意义 本研究旨在探索区块链技术在医疗管理各方面的应用，包括医疗记录管理、身份管理、医院和医生记录维护以及第三方参与等。该技术基于虚拟网络，其在医疗实践和药物治疗方面的应用仍有待医学从业者和药物专家