基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享應用研究

【摘 要】 近年來隨著大數(shù)據(jù)的廣泛普及和應用，數(shù)據(jù)資源的價值逐步得到重視和認可，數(shù)據(jù)交易需求也在不斷增加。目前，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療蓬勃發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”在醫(yī)療服務應用方面落地得多，但是支撐體系和安全保障均不完善，而支撐體系和安全保障其實是“地基”，這兩方面工作做不扎實，醫(yī)療服務應用推動起來會遇到各種各樣的問題和阻力。比如健康信息互通共享，電子健康檔案的建設和開放便民應用，目前都是阻力重重，醫(yī)療大數(shù)據(jù)的建設沒有實質性突破。因此，我們希望能夠利用區(qū)塊鏈的思維及技術，解決醫(yī)療健康領域支撐體系和安全保障層面的問題，為信息的互聯(lián)互通，醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的共享利用提供一種切實可行的渠道。

【關鍵詞】聯(lián)盟鏈 大數(shù)據(jù) 哈希 信息孤立 區(qū)塊鏈技術

1.推進醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享應用需要引入新力量

首先，從我國醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)中心建設的現(xiàn)狀來看，各地建設了不少數(shù)據(jù)平臺，有國家級，省級，區(qū)域級的，但在數(shù)據(jù)的收集、共享、應用方面都沒有實質性的突破。數(shù)據(jù)上傳動力不足，所以數(shù)據(jù)采集困難;數(shù)據(jù)標準不一致，所以信息“孤島”依然存在;缺乏患者參與，所以健康數(shù)據(jù)缺失。由于上述因素的制約，目前用于分析利用的大數(shù)據(jù)量也遠遠不夠。

另一方面，如今大家都在積極布局互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療建設，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療意味著更大范圍的開放和共享，勢必會引起數(shù)據(jù)價值的外流，并且伴隨著互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療業(yè)務的擴大和市場份額的覆蓋，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療勢必會產生很多云（公有云或者私有云）數(shù)據(jù)中心。因此，如何能夠既支撐業(yè)務需求，促使數(shù)據(jù)流通，使得數(shù)據(jù)價值最大化，同時又能夠維護各方的合理利益，保障數(shù)據(jù)安全已經變得迫在眉睫。

綜上所述，大數(shù)據(jù)的開發(fā)和共享已成為已成為推進醫(yī)療行業(yè)數(shù)字化升級的重要因素。釋放醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的價值，促進醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的合法、有序流通既能滿足人民對于健康的需求，又能促進臨床科研的進步，進而推動大健康產業(yè)的發(fā)展。相比一般的消費數(shù)據(jù)，醫(yī)療數(shù)據(jù)具有特殊性和復雜性，關乎個人隱私和生命健康。所以醫(yī)療健康數(shù)據(jù)在開發(fā)、利用和共享的過程中，尤其要注重保護個人隱私等權利。既不能因為過度保護個人信息權利而限制數(shù)據(jù)產業(yè)發(fā)展，也不能為發(fā)展數(shù)據(jù)產業(yè)而犧牲個人權益。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享應用缺乏機制，存在諸多問題，不能夠充分調動數(shù)據(jù)共享交換的動力，所以，引入新生力量，破解醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享難題是一項長期重要的課題。

2.區(qū)塊鏈在醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享中可發(fā)揮的價值

區(qū)塊鏈是（Blockchain）是一個由不同節(jié)點共同參與維護的分布式賬簿系統(tǒng)（Ledger）。它是由一串按照密碼學方法產生的數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)包，即區(qū)塊（block）組成，對每一個區(qū)塊數(shù)據(jù)信息都自動加蓋時間戳，從而計算出一個數(shù)據(jù)加密數(shù)值——哈希值（Hash）。每一個區(qū)塊都包含上一個區(qū)塊的哈希值，從創(chuàng)始區(qū)塊（gnesisblock）開始鏈接到當前區(qū)域從而形成區(qū)塊鏈。

區(qū)塊鏈具有開放、共識，去中心化，不可篡改，交易透明，可追溯的特征，而區(qū)塊鏈的這些特征，在醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享應用中可以發(fā)揮重要的價值。

2.1.建設去中心化的數(shù)據(jù)共享、應用機制

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是一種單方維護的信息系統(tǒng)，不論是分布式架構，還是集中式架構，都對數(shù)據(jù)記錄具有高度控制權。區(qū)塊鏈引入了分布式賬本，不僅體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式存儲，也體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式記錄 ，即多方共同維護。數(shù)據(jù)的寫入和同步不僅僅局限在一個主體范圍之內， 需要通過多方驗證數(shù)據(jù)、形成共識，再決定哪些數(shù)據(jù)可以寫入。 由于區(qū)塊鏈的這種共同維護的模式，決定了區(qū)塊鏈上的交易規(guī)則都是公開透明的，交易對所有節(jié)點可見，相當于是建立了一個大家可以互相監(jiān)督的網(wǎng)絡，這樣我們就可以利用區(qū)塊鏈的這種機制建立信任網(wǎng)絡，逐步建設數(shù)據(jù)共享、應用機制。從根本上解決目前數(shù)據(jù)應用無序、缺乏效率的狀態(tài)，并且這種多方維護的模式，規(guī)避了復雜的多方對賬過程。

2.2.構建可信存證系統(tǒng)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫具有增加、刪除、修改和查詢四個經典操作。在區(qū)塊鏈里，放棄了刪除和修改兩個選項，只留下增加和查詢兩個操作，這從技術設計上保障了區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)的不可修改性。另外在區(qū)塊鏈中，每一個區(qū)塊信息都記錄有時間戳及上一個區(qū)塊的哈希值，這種帶有時間戳的鏈式結構本身就具備審計，追蹤和溯源的能力。由于區(qū)塊鏈是多節(jié)點共同維護的，每個節(jié)點都有一份完整的數(shù)據(jù)拷貝，單個甚至是多個節(jié)點對數(shù)據(jù)庫的修改無法影響其它節(jié)點的數(shù)據(jù)庫，除非能控制整個網(wǎng)絡中51%的節(jié)點同時修改。 所以，區(qū)塊鏈從這幾個方面保障了記錄的不可篡改性和可追溯，而基于這些能力，我們可以構建一個可信的數(shù)據(jù)存證系統(tǒng)，對關鍵數(shù)據(jù)及票據(jù)進行存證，對數(shù)據(jù)的授權使用記錄進行存證，基于這樣的存證系統(tǒng)，我們就可以對數(shù)據(jù)進行有效流轉，合規(guī)應用。

2.3.固化數(shù)據(jù)交換及利益分配規(guī)則

可以利用區(qū)塊鏈中的智能合約，智能合約是部署在區(qū)塊鏈上可自動運行的程序，當滿足智能合約被觸發(fā)的條件，智能合約自動執(zhí)行，智能合約里封裝的其實是我們預先定義好的規(guī)則，所以，智能合約的執(zhí)行，相當于是規(guī)則的自動執(zhí)行和連帶業(yè)務的自動執(zhí)行，執(zhí)行完成后，智能合約會將結果回寫到區(qū)塊鏈，將結果公布給大家。智能合約和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（如觸發(fā)器）的區(qū)別是由外掛合約變?yōu)閮戎煤霞s，一旦部署，無法干預，所以利用這種機制，我們可以在數(shù)據(jù)的共享應用中，固化監(jiān)管規(guī)則，利益分配規(guī)則，將參與方的行為由被動變?yōu)橹鲃訁⑴c，從而促進數(shù)據(jù)的共享交換，使數(shù)據(jù)價值最大化。并且利用區(qū)塊鏈智能合約強制執(zhí)行的特性約束標準的強制執(zhí)行，可以最終提升數(shù)據(jù)質量。

3.建設基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享交換平臺

3.1.平臺概述

基于基礎資源平臺，構建“一個區(qū)塊鏈核心平臺+一個數(shù)據(jù)協(xié)同服務平臺”，實現(xiàn)醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的存證，共享和交換。

基礎資源平臺，包含存儲，容器，網(wǎng)絡，性能相關的一系列基礎資源，可基于目前已經成熟的云系列資源搭建，也可以支持機構自有服務器接入。

區(qū)塊鏈核心平臺可基于Hyperledger Fabric構建區(qū)塊鏈核心引擎，Hyperledger Fabric也是目前產業(yè)界用于聯(lián)盟鏈應用最多的一種。區(qū)塊鏈核心層中實現(xiàn)了聯(lián)盟、多鏈和證書的全面管理，方便用戶隨時掌握區(qū)塊鏈的運行狀態(tài)。區(qū)塊鏈核心平臺主要用于記錄患者的數(shù)字身份，數(shù)據(jù)貢獻方的行為記錄，數(shù)據(jù)消費方的行為記錄，數(shù)據(jù)授權使用的行為記錄及相關標準和規(guī)則。

數(shù)據(jù)協(xié)同服務平臺結合醫(yī)療健康應用場景，提供身份認證，授權認證，數(shù)據(jù)的共享應用，追溯監(jiān)管等服務，是鏈接各應用系統(tǒng)和區(qū)塊鏈的橋梁。數(shù)據(jù)協(xié)同服務平臺通過數(shù)據(jù)共享交換前置服務實現(xiàn)和具體的應用系統(tǒng)進行交互。

3.2.建設路徑

基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享交換平臺的建設是一個循序漸進，逐步推進的過程。由于區(qū)塊鏈體系尚未完全成熟，尤其是性能方面還存在一定的瓶頸，所以對于大部分機構來講，處于觀望狀態(tài)的較多，但是區(qū)塊鏈的出現(xiàn)是互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)字關系結構演化到一定階段的產物，體現(xiàn)了時代的合理性，所以對區(qū)塊鏈的應用研究是有價值的，并且需要不斷的吐故納新?；趨^(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享交換平臺的建設可以分為三步走：

1.實現(xiàn)數(shù)據(jù)存證與溯源

數(shù)據(jù)存證是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享應用的前提，由于區(qū)塊鏈具有不可篡改、可追溯的特性，利用區(qū)塊鏈對關鍵數(shù)據(jù)的流轉和使用記賬，可以追溯數(shù)據(jù)的來源、流轉及變更，了解數(shù)據(jù)的來龍去脈，從而保障數(shù)據(jù)的真實性和有效性。

存證的信息分為兩類，一類是經過脫敏后可用于科研共享的信息，一類是患者身份信息，無論是哪種信息，實際上鏈的均為數(shù)據(jù)指紋，即數(shù)據(jù)對應的Hash值。如下圖舉例：電子健康檔案數(shù)據(jù)在上鏈前，會形成索引、檔案類型、數(shù)字指紋（HASH），該數(shù)據(jù)會以交易的形式打包成區(qū)塊，通過Gossip數(shù)據(jù)傳播協(xié)議將數(shù)據(jù)廣播發(fā)送到鏈上每個節(jié)點，最終每個節(jié)點都會收到這些區(qū)塊，驗證后追加到自己的鏈中。

2.建立數(shù)據(jù)共享機制

目前，制約醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享交換的重要因素之一是缺乏機制，機制的建立，一方面依賴于法律法規(guī)的建設和完事，另一方面可通過民間自組織的形式自下而上的推進，而區(qū)塊鏈去中心化的機制正好為后一種方式提供了很好的支撐。通過建立醫(yī)療健康聯(lián)盟，聯(lián)盟成員可以共同制定數(shù)據(jù)交換共享的規(guī)則和利益分配的規(guī)則，利用智能合約固化這些利益規(guī)則，使得數(shù)據(jù)的共享和利用透明化，公正公平的實現(xiàn)互惠互利，從而促使醫(yī)療健康行業(yè)的數(shù)據(jù)共享應用，盤活數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)共享機制的建立是一個緩慢的過程，需要在符合既定法律法規(guī)的前提下逐步推進，在推進的過程中，若有監(jiān)管部門的支持，將會事半功倍。

下圖是數(shù)據(jù)共享交互的主要流程：

3.衍生數(shù)據(jù)共享應用

數(shù)據(jù)共享平臺的建設，最終目的是應用，只有衍生出各種惠民惠醫(yī)的應用，平臺才能夠“活”起來，數(shù)據(jù)才能真正發(fā)揮價值。

對于基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享交換應用，總結如下：

個人健康檔案的構建

提供患者個人電子健康檔案的創(chuàng)建與存儲服務， 基于區(qū)塊鏈構建個人健康檔案的優(yōu)勢在于：通過區(qū)塊鏈進行患者授權，實現(xiàn)患者的健康檔案數(shù)據(jù)由患者控制;通過區(qū)塊鏈構建一種去中心化的控制機制，在此機制下，所有人都是利益相關者，但是沒有一個人能夠獨占這些信息;利用區(qū)塊鏈時間戳技術與防篡改性可實現(xiàn)對健康檔案的審計追蹤功能，確保數(shù)據(jù)的有效性和合規(guī)應用。

跨機構間的病歷調閱

基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享交換平臺建成后，可以對鏈上的機構提供跨機構間的病歷調閱服務，方便診療，惠及患者。比如：對于存在院外病歷的患者，醫(yī)生工作站界面可以提示“院外病歷”入口，醫(yī)生點擊院外病歷，會彈出需要患者授權的二維碼，患者掃碼后會從共享平臺請求獲取病歷地址，區(qū)塊鏈核實用戶身份后，將用戶授權的病歷地址返回給醫(yī)生客戶端。醫(yī)生客戶端需要將解析好的地址和醫(yī)院的Key提交到區(qū)塊鏈認證請求的合法性，通過才能調閱數(shù)據(jù)，從而保障調閱請求的真實性。

醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的交易

基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)共享平臺最終可以提供醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的自由交易。參與交易的各方需要通過監(jiān)管機構的審核，只有加入聯(lián)盟鏈才能進行數(shù)據(jù)交易。參與交易的機構或個人可歸納為三類：數(shù)據(jù)生產者，數(shù)據(jù)消費者，監(jiān)管機構。監(jiān)管機構可以是衛(wèi)建委及政府單位。數(shù)據(jù)生產者主要是醫(yī)療機構，健康服務機構，穿戴設備，患者等。數(shù)據(jù)消費者主要是醫(yī)療從業(yè)人員或醫(yī)療機構，保險機構，藥品制造商等。醫(yī)療機構等參與方可能既是數(shù)據(jù)生產者，也是數(shù)據(jù)消費者。交易的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)可以分為：診療數(shù)據(jù)，體檢數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)，報銷數(shù)據(jù)，用藥數(shù)據(jù)，健康數(shù)據(jù)和科研數(shù)據(jù)。交易所提供的數(shù)據(jù)交易主要服務于科研，遠程診療，健康管理，藥品研發(fā)及報銷服務。交易數(shù)據(jù)交易雙方在交易前，需要保障數(shù)據(jù)所有權，合法可用。

4.總結

區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術在互聯(lián)網(wǎng)時代的創(chuàng)新應用模式。是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段的產物，體現(xiàn)了時代的進步性。因此，推動區(qū)塊鏈和醫(yī)療健康行業(yè)的結合是一項重要的課題。

在醫(yī)療健康領域，我們一方面可以利用區(qū)塊鏈去中心化、多方共同維護的機制建立信任網(wǎng)絡，逐步建設數(shù)據(jù)共享、應用機制，從根本上解決目前數(shù)據(jù)應用無序、數(shù)據(jù)上傳缺乏動力的狀態(tài)。另一方面可以利用區(qū)塊鏈不可篡改、可追溯的特性構建一個可信的數(shù)據(jù)存證系統(tǒng)，對關鍵數(shù)據(jù)及票據(jù)進行存證，對數(shù)據(jù)的授權使用記錄進行存證，基于這樣的存證系統(tǒng)，我們可以對數(shù)據(jù)進行有效流轉，合規(guī)應用。同時，我們可以將區(qū)塊鏈的智能合約應用在數(shù)據(jù)的共享應用中，固化監(jiān)管規(guī)則、利益分配規(guī)則等，保障各方的利益，從而促進數(shù)據(jù)的共享交換，使數(shù)據(jù)價值最大化。

但是由于醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的特殊性，以及醫(yī)療行業(yè)的復雜性，在推動區(qū)塊鏈和醫(yī)療行業(yè)結合的過程中，需要平衡監(jiān)管機構，醫(yī)療數(shù)據(jù)生產者，醫(yī)療數(shù)據(jù)消費者，醫(yī)療數(shù)據(jù)擁有者及平臺運營服務商之間的訴求，使用透明的規(guī)則，充分調動大家的積極性，共同建立醫(yī)療數(shù)據(jù)應用生態(tài)。

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作者簡介：張冬梅（1981.10—），性別：女，學歷：在職研究生在讀，單位：中國人民大學經濟學院，研究方向：企業(yè)經濟。