區(qū)塊鏈在醫(yī)學(xué)教育中的運(yùn)用現(xiàn)狀及展望

許 丹，王永華，王菲菲,羅 丹

（長(zhǎng)沙衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410100）

近年來(lái)，隨著比特幣持續(xù)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，作為其基礎(chǔ)技術(shù)的區(qū)塊鏈被逐漸運(yùn)用于金融業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、公證業(yè)等領(lǐng)域。目前，該技術(shù)也在醫(yī)療與教育行業(yè)嶄露頭角。在醫(yī)療行業(yè)，Philips公司建立相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，探討區(qū)塊鏈在電子病歷系統(tǒng)等醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用[1]；IBM[2]和埃森哲[3]等多家知名公司相繼宣布研究區(qū)塊鏈電子病歷儲(chǔ)存系統(tǒng)。在教育方面，日本索尼全球教育公司創(chuàng)建了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的全球?qū)W習(xí)和認(rèn)證平臺(tái)[4]，美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)區(qū)塊鏈學(xué)歷證書認(rèn)證系統(tǒng)[5]。2018年4月，教育部頒布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》[6]指出，積極探索基于區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的智能學(xué)習(xí)效果記錄、轉(zhuǎn)移、交換、認(rèn)證等有效方式，形成泛在化、智能化學(xué)習(xí)體系，推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過(guò)程。區(qū)塊鏈在醫(yī)療與教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)綜合兩行業(yè)的醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，闡述區(qū)塊鏈歷史背景，探討區(qū)塊鏈在醫(yī)學(xué)教育中運(yùn)用現(xiàn)狀，并提出相關(guān)構(gòu)想。

1 區(qū)塊鏈的發(fā)展與特點(diǎn)

1.1 區(qū)塊鏈的發(fā)展

2008年中本聰在論文《Bitcoin：A peer-to-peer electronic cash system》中提出區(qū)塊鏈概念[7]，但隨后該技術(shù)一直處于沉寂狀態(tài)。2013年，隨著比特幣的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，其基礎(chǔ)技術(shù)區(qū)塊鏈逐漸獲得國(guó)內(nèi)外實(shí)業(yè)界的關(guān)注。2015年，區(qū)塊鏈在金融業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、保險(xiǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，美國(guó)納斯達(dá)克證券交易所建立區(qū)塊鏈數(shù)字賬本，日本、德國(guó)、瑞士等國(guó)家的金融機(jī)構(gòu)相繼建立區(qū)塊鏈便攜式交易系統(tǒng)。區(qū)塊鏈研究所創(chuàng)始人將區(qū)塊鏈分為3個(gè)時(shí)代，分別是可編程貨幣時(shí)代（1.0）、可編程金融時(shí)代（2.0）以及可編程社會(huì)時(shí)代（3.0）。區(qū)塊鏈1.0時(shí)代主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化貨幣，即建立去中心的數(shù)字化貨幣支付系統(tǒng)，使交易快捷化，進(jìn)行便利跨國(guó)支付等。區(qū)塊鏈2.0時(shí)代實(shí)現(xiàn)金融可編程，將智能合約廣泛運(yùn)用于金融領(lǐng)域，建立去中心化的智能市場(chǎng)，以達(dá)到貨幣之外的智能數(shù)字資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。區(qū)塊鏈3.0時(shí)代是區(qū)塊鏈的全面應(yīng)用時(shí)代，區(qū)塊鏈被運(yùn)用于選舉、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療公益等領(lǐng)域。目前，全球處于區(qū)塊鏈2.0到3.0過(guò)渡的時(shí)代，區(qū)塊鏈的應(yīng)用領(lǐng)域由貨幣擴(kuò)展到金融領(lǐng)域，現(xiàn)已向其他領(lǐng)域延伸。

1.2 區(qū)塊鏈的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯汕f(wàn)萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，具有去中心化、信任度高、可共享、可追溯、可匿名、不可篡改六大特點(diǎn)。

1.2.1 去中心化 傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要數(shù)據(jù)處理中心，既所有用戶的數(shù)據(jù)都需要先傳送到中心服務(wù)器處理后，才能發(fā)布與分享。而區(qū)塊鏈?zhǔn)姑恳粋€(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)布的數(shù)據(jù)不需要第三方即可儲(chǔ)存在各自節(jié)點(diǎn)中，以時(shí)間為序，將各節(jié)點(diǎn)串聯(lián)成數(shù)據(jù)鏈，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)同步共享整個(gè)賬本，以此免于中心服務(wù)器的維護(hù)以及損壞所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2 信任度高 因區(qū)塊鏈去中心化，任何數(shù)據(jù)寫入時(shí)都有系統(tǒng)中若干相關(guān)數(shù)據(jù)鏈證實(shí)真?zhèn)?，?dāng)證實(shí)為真的節(jié)點(diǎn)數(shù)大于50%時(shí)，該條數(shù)據(jù)才可以通過(guò)驗(yàn)證，寫入數(shù)據(jù)鏈。因此在區(qū)塊鏈中，所參與的相關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，造假越困難，所以區(qū)塊鏈具有信任度高的特點(diǎn)。

1.2.3 可共享 區(qū)塊鏈中整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行都是公開的，每一個(gè)參與節(jié)點(diǎn)都可查看整個(gè)賬本信息，所有的數(shù)據(jù)鏈均可共享。區(qū)塊鏈分為公共鏈、私密鏈與聯(lián)盟鏈，每種類型共享的范圍不同。

1.2.4 可追溯 每一個(gè)數(shù)據(jù)記錄過(guò)程都可以通過(guò)哈希函數(shù)關(guān)聯(lián)，一個(gè)哈希函數(shù)可以完整地記錄并共享交易路徑，并且加入?yún)^(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)都會(huì)被永久儲(chǔ)存，因此，區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)以及記錄過(guò)程均可追溯來(lái)源。

1.2.5 可匿名 因區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)可共享，在上傳數(shù)據(jù)時(shí)可選擇以匿名方式進(jìn)行，以此保護(hù)個(gè)人隱私。

1.2.6 不可篡改 區(qū)塊鏈的每一個(gè)區(qū)塊相當(dāng)于一個(gè)硬盤，在用戶將信息輸入后，區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)均是經(jīng)過(guò)密碼學(xué)技術(shù)進(jìn)行加密的，加密后的信息無(wú)法篡改，以此保障數(shù)據(jù)安全。

2 區(qū)塊鏈在醫(yī)療領(lǐng)域的運(yùn)用

2.1 分布式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)

當(dāng)前，每個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)均有自己的臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)庫(kù)，而傳統(tǒng)的病例系統(tǒng)無(wú)法共享病人數(shù)據(jù)。Gordon等學(xué)者提出以區(qū)塊鏈共享病人的處方，以便更好地查詢與調(diào)整治療方案；在臨床醫(yī)生、病人與認(rèn)證的可查詢者之間共享病人信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以方便索賠處理和公共衛(wèi)生領(lǐng)域的流行病報(bào)告與調(diào)查[8]。目前，Philips、GEM、IBM沃森健康、德勤等多家公司已著手研發(fā)基于區(qū)塊鏈的病例存儲(chǔ)系統(tǒng)。Philips公司建立區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室，探索以區(qū)塊鏈進(jìn)行醫(yī)療數(shù)據(jù)收集；GEM設(shè)立Gem Health項(xiàng)目，探索利用區(qū)塊鏈進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與健康身份認(rèn)證。在國(guó)內(nèi)，2016年大同區(qū)塊鏈技術(shù)公司成立，并開始探索基于區(qū)塊鏈的可信醫(yī)療數(shù)據(jù)共享方案。

在醫(yī)學(xué)科研數(shù)據(jù)方面，麻省理工學(xué)院的研究人員提出利用區(qū)塊鏈的共享性，促進(jìn)臨床數(shù)據(jù)的二次利用，建立醫(yī)療區(qū)塊鏈記錄系統(tǒng)。Linn等學(xué)者[9]表示，區(qū)塊鏈為臨床研究提供了更多機(jī)會(huì)，研究人員可以對(duì)病人的臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤式研究，可以實(shí)時(shí)獲取病人數(shù)據(jù)，以調(diào)整治療方案，并將收集到的數(shù)據(jù)用于病例報(bào)告撰寫，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以提高病人治療配合度和預(yù)警緊急情況。

2.2 安全度高的個(gè)人信息管理

區(qū)塊鏈在儲(chǔ)存與共享個(gè)人醫(yī)療信息的同時(shí)，也可以保護(hù)病人隱私并保障信息安全。區(qū)塊鏈以共識(shí)機(jī)制判別數(shù)據(jù)的真實(shí)性與原創(chuàng)性，并且由于數(shù)據(jù)均是經(jīng)過(guò)加密后存儲(chǔ)，因此醫(yī)療記錄難以篡改。在醫(yī)療數(shù)據(jù)的權(quán)限管理上，區(qū)塊鏈可以通過(guò)數(shù)字簽名進(jìn)行訪問權(quán)限控制，以保證信息不被偷窺。通過(guò)私鑰，使個(gè)人數(shù)據(jù)安全地共享給醫(yī)生或者醫(yī)療機(jī)構(gòu)，提高醫(yī)療效率。

目前，醫(yī)療行業(yè)有各種監(jiān)測(cè)血壓、心率、睡眠的可穿戴式醫(yī)療設(shè)備，這些設(shè)備數(shù)據(jù)容易受到黑客襲擊，得不到安全保障。Bowhead Health將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用于可穿戴式醫(yī)療設(shè)備，以匿名方式收集病人健康信息，以保障個(gè)人醫(yī)療信息安全[10]。而Bithealth[11]運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)在全球范圍內(nèi)儲(chǔ)存與共享病人醫(yī)療數(shù)據(jù)，以避免傳統(tǒng)醫(yī)療信息存儲(chǔ)庫(kù)容易被入侵而造成數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)，為了解決醫(yī)療信息流通不暢和安全方面問題，阿里健康與常州市合作，使用區(qū)塊鏈，實(shí)現(xiàn)常州市部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間安全、可控的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

2.3 醫(yī)療藥品的溯源

由于利益驅(qū)使，藥品造假現(xiàn)象層出不窮，據(jù)行業(yè)調(diào)查表明，全球醫(yī)藥公司因假藥問題每年至少損失2 000億美元。區(qū)塊鏈因其可共享、可溯源以及不可篡改的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)藥品從原料、合成到包裝銷售等全程記錄，加強(qiáng)對(duì)藥品生產(chǎn)與流通的管理。Pokitdok和iSolve等公司正在研發(fā)基于區(qū)塊鏈的藥品溯源技術(shù)，以鑒別藥品真?zhèn)巍?/p>

3 區(qū)塊鏈在高校教育中的運(yùn)用

3.1 在高校教學(xué)資源共享中的運(yùn)用

近年來(lái)，大規(guī)模在線開放課程的興起，實(shí)現(xiàn)了教育資源共享，然而因缺乏監(jiān)督，線上教學(xué)存在成績(jī)?cè)旒俚碾[患。區(qū)塊鏈不僅可以使各高校共享教學(xué)資源，還可以記錄并共享學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程。2016年，索尼公司研發(fā)了全球數(shù)字化學(xué)習(xí)和認(rèn)證平臺(tái)，以區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)習(xí)者、教育者與招聘單位間共享學(xué)習(xí)進(jìn)度與學(xué)術(shù)水平記錄[4]，以防止學(xué)習(xí)過(guò)程造假，保證教育的公平公正。

3.2 在線課程教學(xué)服務(wù)交易平臺(tái)

區(qū)塊鏈可以將學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換為貨幣屬性，用于拓展性課程、書籍等的購(gòu)買與交易。Tapscott等[12]探討了以區(qū)塊鏈管理大量開放的在線課程，區(qū)塊鏈可以驗(yàn)證學(xué)生課程學(xué)習(xí)進(jìn)度，同時(shí)其具備支付功能，允許學(xué)生設(shè)置智能合同，學(xué)習(xí)記錄將會(huì)在招聘單位中共享，以提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)教育研究所（IFTF）和美國(guó)高考（ACT）基金會(huì)將Tapscott的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，他們提出將學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)上傳到區(qū)塊鏈，學(xué)生以此兌換額外的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，以期通過(guò)這樣的方法提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性[13]。

3.3 區(qū)塊鏈在高校學(xué)歷證書管理中的運(yùn)用

傳統(tǒng)的紙質(zhì)證書管理較繁瑣，同時(shí)由于數(shù)據(jù)流通方面的問題，導(dǎo)致教育機(jī)構(gòu)驗(yàn)證及查詢困難，學(xué)歷造假事件屢禁不止。利用區(qū)塊鏈，在學(xué)生、教育機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間共享學(xué)歷證書，既有利于提高證書管理效率，也有助于學(xué)生在不同教育機(jī)構(gòu)、單位、國(guó)家之間進(jìn)行學(xué)歷認(rèn)證。

2015年，美國(guó)霍伯頓學(xué)校宣布成為世界上首個(gè)使用區(qū)塊鏈，發(fā)行安全、可靠的數(shù)字化學(xué)術(shù)證書的學(xué)校[7]。2016年9月中央財(cái)經(jīng)大學(xué)聯(lián)合世紀(jì)互聯(lián)與微軟公司發(fā)起了我國(guó)第一個(gè)校園區(qū)塊鏈項(xiàng)目（利用區(qū)塊鏈技術(shù)記錄學(xué)生的相關(guān)證明文件），學(xué)生可以利用區(qū)塊鏈共享學(xué)歷證書等，避免傳統(tǒng)驗(yàn)證帶來(lái)的不便。

4 區(qū)塊鏈在醫(yī)學(xué)教育中的運(yùn)用

醫(yī)療與教育行業(yè)主要利用區(qū)塊鏈的去中心化、可共享、不可篡改以及可追溯幾個(gè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)或病例記錄共享、藥品或?qū)W習(xí)過(guò)程溯源、成績(jī)認(rèn)證以及學(xué)分轉(zhuǎn)換。而在醫(yī)學(xué)教育方面，因課程繁多，教學(xué)中需利用大量的臨床案例以及科學(xué)研究成果，醫(yī)學(xué)生走向臨床也需要各類證書證明其資質(zhì)?；诖?，我們就區(qū)塊鏈在醫(yī)學(xué)教育中的運(yùn)用，提出相關(guān)構(gòu)想。

4.1 建立臨床案例數(shù)據(jù)庫(kù)

借助區(qū)塊鏈，提取臨床典型病例數(shù)據(jù)，在病人知情同意的前提下，創(chuàng)建臨床教學(xué)案例數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈具有可追溯特點(diǎn)，學(xué)生可通過(guò)區(qū)塊鏈，了解病人每一步的治療方案與療效，理論聯(lián)系實(shí)際。教師利用區(qū)塊鏈進(jìn)行教學(xué)，可避免在臨床、教學(xué)工作之余收集病例資料。

4.2 建立醫(yī)學(xué)科研數(shù)據(jù)共享平臺(tái)

目前，科研數(shù)據(jù)造假等學(xué)術(shù)不端行為常有發(fā)生，其根本原因在于數(shù)據(jù)信息管理的不對(duì)稱性。運(yùn)用區(qū)塊鏈，建立醫(yī)學(xué)科研數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，保證科研數(shù)據(jù)的真實(shí)性與記錄過(guò)程的可追蹤性，減少學(xué)術(shù)不端行為發(fā)生。科研數(shù)據(jù)的共享有利于其被“二次開發(fā)”，增加科研者之間的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)他們共同進(jìn)步。利用區(qū)塊鏈的可追溯性特點(diǎn)，對(duì)科研成果進(jìn)行版權(quán)保護(hù)，防止論文抄襲等侵權(quán)行為發(fā)生。

4.3 開發(fā)基于區(qū)塊鏈的醫(yī)學(xué)教育在線課程

運(yùn)用區(qū)塊鏈，管理醫(yī)學(xué)教育在線課程，學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，并且參與知識(shí)發(fā)布與共享。學(xué)生利用區(qū)塊鏈，按時(shí)間順序，完整記錄學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，避免以往紙質(zhì)筆記查找困難方面問題，既可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)記錄自動(dòng)化，又可以按照時(shí)間順序整理臨床案例，同時(shí)還有利于培養(yǎng)臨床思維。區(qū)塊鏈對(duì)課程繁多、實(shí)習(xí)期間臨床任務(wù)繁重的醫(yī)學(xué)生尤為有益。并且，學(xué)習(xí)成果的“貨幣”屬性有利于增加學(xué)習(xí)趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。學(xué)習(xí)記錄的共享有助于學(xué)校、醫(yī)院等準(zhǔn)確掌握學(xué)生學(xué)習(xí)能力及進(jìn)度，為課程調(diào)整與人才聘用提供最原始的數(shù)據(jù)參考，有利于提高教學(xué)效率，維護(hù)教育公平。

4.4 開發(fā)區(qū)塊鏈醫(yī)學(xué)證書認(rèn)證系統(tǒng)

通過(guò)區(qū)塊鏈頒發(fā)醫(yī)學(xué)證書。一名學(xué)生要想成長(zhǎng)為一名成熟的醫(yī)師，需要經(jīng)歷許多培訓(xùn)與考核，亦要獲取很多證書。在每一次的求職、考核等過(guò)程中，證書頒發(fā)與審核都會(huì)占用醫(yī)療機(jī)構(gòu)、衛(wèi)生管理人員、醫(yī)學(xué)畢業(yè)生、醫(yī)生本人大量時(shí)間與精力。運(yùn)用區(qū)塊鏈頒發(fā)醫(yī)學(xué)畢業(yè)證以及相關(guān)醫(yī)學(xué)證書，既有利于提高證書審核、管理效率，也可以保證證書的真實(shí)性，防止欺詐行為發(fā)生。

當(dāng)然，我們也應(yīng)當(dāng)看到區(qū)塊鏈的不足：目前區(qū)塊鏈在一些領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于開發(fā)階段，并沒有實(shí)際落地；區(qū)塊鏈存在計(jì)算量大、交易效率不高、高能耗等問題[14]。任何技術(shù)的成熟均需要時(shí)間的沉淀，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”與醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，區(qū)塊鏈在各行業(yè)的應(yīng)用落地，區(qū)塊鏈在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域也將得到較好的發(fā)展。