MED:巴比特專欄 | 區塊鏈在醫療衛生領域的應用指南

本節我們將介紹基于區塊鏈的醫療數據分享機制。從這些案例中，我們看到區塊鏈在醫療數據分享中的作用。對于構建其它領域的系統有很好的借鑒意義。

隨著電子醫療數據的發展，云醫療保健數據存儲和患者數據隱私保護法規的進步，醫療數據的管理以及患者訪問和共享其醫療數據迎來了新的機遇。

保護數據的安全，存儲，交易以及對這些數據統一管理，對于任何數據驅動的組織來說都是極為寶貴的，特別是在醫療衛生領域。

區塊鏈技術有潛力解決這些關鍵問題。下圖顯示了區塊鏈中醫療數據管理工作流程的七個步驟。

??步驟1：主要數據是由患者及其醫生之間的交互產生的。這些數據包括病史，當前的問題和其他治療信息。

??步驟2：使用第一步收集的主要數據為每個患者創建EHR。其他醫學信息，例如護理，醫學影像和藥物史中產生的信息，也包含在EHR中。

??步驟3：擁有EHR所屬權的患者，有權自定義訪問規則并且授予其它用戶訪問權。希望訪問此類有價值信息的各方必須請求EHR所有者提供許可，所有者將決定授予誰訪問權限。

??步驟4、5和6：這三個步驟是整個過程的核心部分，包括數據庫，區塊鏈和云存儲。數據庫和云存儲以分布式方式存儲記錄，而區塊鏈提供了極大的隱私性，以確保真實用戶訪問。

??步驟7：臨時診所、社區護理中心、醫院等醫療服務提供商是最終用戶，他們希望獲得用戶授權的安全、可靠的醫療服務。例如，無論您在全球任何地方接受治療，您的健康記錄都將在您的手機上可用和訪問，并通過諸如區塊鏈之類的分布式分類帳進行驗證，隨著時間的推移，醫療機構將繼續增加這些記錄。

基于區塊鏈的應用領域包括

數據共享

數據管理

數據存儲

EHR

下面逐個討論每個領域的解決方法。首先介紹基于區塊鏈的醫療數據共享。

諾基亞貝爾啟動工業元宇宙實驗室:金色財經報道，MWC上海展會期間，諾基亞貝爾宣布旗下工業元宇宙實驗室正式啟動。基于諾基亞工業級5G無線專網解決方案和數字化使能平臺NDAC（Nokia Digital Automation Cloud），可為客戶打造集群通信、視覺識別、自動化設備、AR/VR、高精定位、工業連接及物聯設備等行業應用方案。[2023/6/30 22:10:23]

醫療數據共享

共享醫療健康數據是提高醫療機構的質量，并使醫療系統更智能的主要和必不可少的步驟。

個人之間可能會共享醫療健康記錄。例如，一個患者在第一次見面時需要與醫生分享他的病歷。此外，個人和利益相關者之間可能會發生共享，例如與保險公司或研究中心共享患者的病歷。

數據甚至可以跨邊界共享。但是，當今與醫療衛生相關的系統運行機制有一些局限性。局限性之一是患者幾乎無法訪問其健康記錄。因此，他們無法知道自己的健康數據被哪些機構共享了。

為了改善與醫療保健行業的互動與協作，區塊鏈技術可以發揮關鍵作用，促使更便捷的電子醫療數據的共享機制。這被認為是基于區塊鏈在醫療衛生領域最關鍵的貢獻之一。下面，我們描述在這方面做出的一些貢獻。

Castaldo和Cinque等人提出了一種日志記錄系統，使用私有區塊鏈以最安全的方式促進和改善歐洲多個國家之間電子健康數據的交換。

Yue等人基于區塊鏈架構開發了醫療數據共享應用程序，即醫療數據網關。他們提供的解決方案有助于患者輕松控制和共享數據，而不會損害隱私。他們提供了一種讓醫療健康系統更加智能的方法，同時又使患者保持數據的私密性。

此外，VishalPatel提出了一種跨域圖像共享的框架，該框架通過使用區塊鏈技術作為分布式數據存儲來創建放射科影像數據的賬本，并讓用戶自己來許可來控制圖像共享。

在類似的研究中，Fan等人開發了一種基于區塊鏈技術的MedBlock框架，以解決電子病歷系統中的數據管理和數據共享問題，并改善醫療信息共享。通過避免先前的醫療數據庫各自為陣的現象，患者可以通過MedBlock框架訪問不同醫院的EMR。此外，通過區塊鏈進行的數據共享和協作可以幫助醫院在會診之前對患者的病史進行事先了解。

數據：以太坊質押獨立存款地址數量突破10萬個:金色財經報道，據21Shares在Dune Analytics的上海升級儀表板數據顯示，當前以太坊質押獨立存款地址數量已突破10萬個，本文撰寫時達到100,154個，當前ETH質押總量為17,959,399枚，驗證者預估數量為561,231個。[2023/3/31 13:37:12]

Ji等人提出了一種基于區塊鏈技術的多級位置共享方案。目的是通過遠程醫療信息系統實現區塊鏈的隱私保護位置共享。他們通過使用Merkle樹和保順加密定義了去中心化位置共享，機密性，可變性，以及多層隱私保護，不可檢索性和不可偽造性的主要要求。實驗結果表明，該方案對于患者和醫護人員來說是可行的，并且可以應用于遠程醫療信息系統中的位置信息保護。

Shen等人提出了MedChain，一種基于區塊鏈的高效會話式的醫療數據共享。MedChain使用摘要鏈結構方法來檢查共享醫療物聯網數據流的完整性。這樣做是為了克服現有系統的效率問題。評估結果表明，MedChain可以達到更高的效率并滿足醫療保健數據共享的安全性要求。

醫療數據管理

由數據驅動的許多公司，尤其是醫療機構，它們每天生成大量的數據。但數據安全性和隱私卻無意或有意遭到非法用戶的利用。結果，許多機構經歷了聲譽和資本的巨大損失。

醫療數據的不同用戶應該具有不同的角色，對數據的訪問應由分配給這些角色的訪問權來控制。通過區塊鏈技術可以天然解決這種訪問方式。下面，我們描述一些為此目的而開發的區塊鏈技術。

MedRec是一個去中心化電子數據管理系統，其中數據的許可和操作都記錄在區塊鏈中，并通過智能合約完成執行。MedRec協作供應商的完成對醫療數據的認證，機密性，審計和共享，并為患者提供全面的不可篡改的醫療數據服務。

在另一項研究中，Zhu等人提出了一種在云環境中實現可控的區塊鏈數據管理的方法，以解決用戶對賬本數據缺乏控制的擔憂。在他們的模型中，他們設計了一個特殊的信任權限節點，以使用戶即使在多數攻擊中也可以終止并阻止任何潛在的惡意操作。

Genestier等人的另一項貢獻，提出了在醫療系統中重新賦予“同意管理”的新思想，該思想主要提供用戶使用區塊鏈來控制整個健康記錄數據。但是，在其實現中沒有授權設計，也沒有訪問控制。

谷歌Chrome瀏覽器發現VenomSoftX惡意擴展，用于竊取加密貨幣和敏感信息:11月22日消息，谷歌Chrome瀏覽器近日發現了一款名為“VenomSoftX”的惡意擴展程序，可以用于竊取用戶的加密貨幣和敏感數據。該擴展程序通過Windows版ViperSoftX惡意軟件安裝，是基于JavaScript的RAT（遠程訪問木馬）和加密貨幣劫持者。

通過分析ViperSoftX和VenomSoftX樣本中硬編碼的錢包地址，Avast發現到2022年11月8日，這兩者總共為其黑客賺取了約13萬美元。這種被盜的加密貨幣是通過轉移被攻擊設備上嘗試的加密貨幣交易獲得的，不包括平行活動的利潤。(IT 之家)[2022/11/22 7:54:43]

醫療數據存儲

基于區塊鏈的醫療系統中，每筆交易都存儲在區塊鏈的塊中，而區塊鏈是一種去中心化的存儲方式，分布在各個節點中。

在醫療保健系統中，患者醫療數據以EHR的形式組織，被認為是大型分布式醫療存儲的基礎。HER可以存儲在本地，也可以根據安全的考慮存儲在云中。

云存儲主要由眾多存儲設備組成，所有存儲設備連接在一起形成大量存儲，以容納大量信息的基礎設施。基于區塊鏈的醫療系統就是此類IT基礎架構的一個范例。云存儲技術的優點是傳輸速度快，共享性好，存儲容量大，成本低，易于訪問和動態關聯。

AlOmar等人提出了一種在云環境中以區塊鏈技術為存儲，以患者為中心的醫療數據管理系統，該系統有助于獲得隱私。這項工作的主要思想是通過定義一組安全和隱私要求來實現可審計性，完整性和安全性，從而將涉及隱私的醫療健康數據存儲在區塊鏈上。

然而，Kaur等人引入了一個新術語BlockCloud，它實際上是在云環境中實現與區塊鏈的融合。實施的思想是將數據分發和安全保持在同一環境下，而不涉及第三方。這項研究解決了醫療提供者，公共衛生機構，和政府之間需要協作并共同制定政策實施的挑戰。

電子醫療記錄

傳統的醫療記錄是基于紙張的，要追蹤患者健康狀況的時間順序是很麻煩的。此外，它們還容易產生錯誤的數據，有時會導致對患者誤診。

數據：Aptos（APT）鏈上交易量突破1000萬筆:金色財經報道，據Aptos Labs最新數據顯示，Aptos鏈上交易量已突破1000萬筆，本文撰寫時達10,008,752筆，活躍質押量為822,391,776.39枚APT，活躍驗證者102個。另據Coingecko數據顯示，當前Aptos（APT）約為9.71美元，24小時漲幅8.5%，市值已達到1,265,961,265美元。[2022/10/24 16:36:37]

引入電子病歷能夠減少上述弊端。電子醫療記錄使醫生可以顯著提高治療質量。此外，EHR可以改善疾病管理并提高預防保健水平。此外，數字記錄還提供了更好的決策支持功能，并增加了各個機構之間的協作。因此，人們越來越意識到它在醫療界的作用，并且做了許多研究工作來設計區塊鏈技術，以便在機構內部和機構之間保護，共享和存儲EHR數據。

Chen等人為患者的個人隱私病歷設計安全的云存儲，開發了用于醫學數據共享的安全區塊鏈框架。在此框架中，醫療數據管理是通過使用數字檔案來實現的，該檔案擁有所有者信息的訪問控制權。通過在鏈下部署云加密來存儲。

在相關研究中，Guo等人介紹了一種基于屬性的簽名方案，該方案利用具有多個權限的區塊鏈技術來保證和驗證EHR。它促進了群組消息的廣播，并且可以抵抗合謀攻擊。

Wang和Song提出了一種基于區塊鏈和基于屬性的密碼系統的云計算安全電子病歷系統。為了加密醫療數據，他們同時使用了基于身份的加密和基于身份的簽名的組合來實現數字簽名。在該區塊鏈之上，還使用其他技術來確保醫療設施的完整性和可追溯性。

上述三項研究主要集中在保護EHR塊的密碼學方面。但Roehrs等人提出了一些新的研究，解決了對分散在不同地方的醫療記錄的統一，以及利益相關者的訪問管理有關的問題。通過提出OmniPHR的分布式模型）解決了這兩個問題，該模型使用并行數據庫將PHR存儲在塊中，并結合了結構語義互操作性和不同PHR格式的更新統一。

Hussein等人用完全不同的方法開發了一個框架，該框架使用基于遺傳算法和離散小波變換的區塊鏈技術來保護醫療記錄。所提出的方法利用改進的密碼哈希生成器來生成必要的用戶安全密鑰。另外，通過采用離散小波變換，使用了MD5字符串來產生新的密鑰格式。這種方法增強了一般系統的安全性，并能抵抗各種攻擊。

BIS報告：MEV對新DeFi應用構成威脅，未來還可能加劇:6月17日消息，根據國際清算銀行（BIS）一份關注加密挖礦行業常見不當行為的新報告，自2020年以來，以太坊區塊鏈上的礦工已經從其他投資者那里“提取”了約6億美元。該報告得出了三個關鍵結論：

1. 基于以太坊的DeFi協議和ETH“依賴于驗證器或‘礦工’作為中介來驗證交易和更新分類賬。

2. MEV類似于傳統市場中券商的搶先交易，但與這種做法不同，它本身并不違法。

3. MEV是偽匿名區塊鏈的一個內在缺陷，因此沒有簡單的方法來擺脫它。根據BIS的說法，這對一系列新的DeFi應用構成了威脅，并可能在未來加劇，使其不可避免。

盡管如此，該報告也推薦了一種解決MEV的方法，即基于身份公開的可信中介網絡的許可分布式賬本技術，但這也意味著放棄區塊鏈匿名的核心價值。（Cointelegraph）[2022/6/17 4:35:53]

這部分我們介紹區塊鏈在醫療領域供應鏈管理中的應用。

供應鏈管理

SCM旨在提高行業的效率，以簡化從訂購到供應的整個交付過程。供應鏈管理在醫療領域有廣闊的應用前景。

由于醫療用品，藥品和關鍵資源的訂購是按照順序分發的，因此存在危害供應鏈流程的風險，這可能直接影響患者的安全。

根據世界衛生組織的一項研究，非洲有超過100,000人死于供應商訂購的假藥，以及劑量不當。除了偽造產品和藥品之外，在醫療機構中缺乏產品注冊和包裝錯誤可能會破壞整個SCM。

區塊鏈是進入藥品和醫療產品運輸全過程的關鍵監控技術。由于所有交易都記錄在分類賬上，而區塊鏈中的每個節點都保存了交易記錄，因此很容易立即驗證藥物、供應商和分銷商的來源。

此外，區塊鏈的分布式帳本允許醫療機構官員和醫生檢查并驗證供應商的憑證。通過適當和及時的認證流程，對供應鏈有了更深入的了解，藥房和醫療機構提供者能夠確保可靠的藥品流到達最需要的患者手中。

在這方面，區塊鏈技術在建立可信賴的供應商網絡方面具有廣闊的前景，使醫療健康管理員可以保護患者免受信譽不佳的供應商的侵害。此外，區塊鏈技術有望大大提高需求預測，數據溯源，防欺詐和交易。下圖說明了使用區塊鏈技術的制藥SCM過程。

??步驟1：當一種新的藥物或醫療健康方法發明后，將創建一個區塊，其中包括專利保護和長期的臨床試驗過程。這些信息作為一種交易形式記錄在區塊鏈賬本中。

??步驟2：一旦臨床試驗成功，專利就被送到制造廠進行試驗原型和批量生產。每個產品都有自己的獨特身份，與區塊鏈中的另一個交易或塊集成在一起，包括其他相關信息。

??步驟3：一旦大批量生產和包裝完成，藥品就會聚集在倉庫里，以便將來分發。區塊鏈包含諸如時間、批號、條形碼、到期日等信息。

??步驟4：運輸信息也包括在區塊鏈中，其中可能包括從一個倉庫到另一個倉庫的超時、運輸方式、授權代理和其他信息。

??步驟5：第三方分銷網絡通常負責向醫療保健提供者或零售商分銷藥品和醫療用品。每個第三方的倉庫用于此目的，所有分發終結點都從這里鏈接。單獨的交易也集成到區塊鏈中。

??步驟6：醫院或診所等護理提供者需要提供信息，例如，批號，產品所有者，過期日期以進行身份驗證并防止偽造。這也包含在區塊鏈中。

??步驟7：零售商采取的行動與步驟6類似。

??步驟8：鼓勵患者在整個過程中確定真實性，因為區塊鏈供應鏈向潛在買家提供透明信息以進行驗證。

臨床試驗

醫療健康領域的臨床試驗面臨許多挑戰，包括個人數據隱私，數據共享和患者入院。區塊鏈技術具有解決這些挑戰的潛力。它提供了用于共享臨床試驗數據的模型，這些模型可以安全地實現透明性和可重復性。

Nugent等人提出了在以太坊專用網絡上的智能合約，以解決信任下降和加強臨床試驗數據透明性的問題。這項研究的目的是提高臨床試驗結果的科學可信度，而這些可信度可能會因缺少數據等問題而受到損害。

為了增強臨床試驗和精準醫療，Shae和Tsai等人在傳統的區塊鏈之上開發了四個新的系統組件。這些包括用于大數據分析的基于區塊鏈的分布式和并行計算原型；用于數據集成的數據管理組件；用于物聯網設備隱私保護的身份管理組件；協作研究生態系統的數據共享管理組件。

在另一項研究中，Choudhury等人提出了一種使用智能合約的基于許可區塊鏈技術的新型數據管理框架。這項研究的目的是減少管理負擔，時間和減少在多站點臨床試驗中確保數據完整性和隱私的工作量。

Benchoufi等人在臨床試驗方法論的基礎上開發了基于許可的工作流。他們基于時間戳對許可進行收集，包括智能合約的注冊。即使在完整文檔存儲在公共存儲中的情況下，數據的可追溯性可以確保此類極端敏感數據的可驗證性和透明性。

制藥業

制藥公司一直在不懈地努力提高藥物質量，以及發明針對多種疾病的新藥。此類藥物需要經過漫長的過程，以確保專利保護，安全性，功效，統計有效性和監管機構的批準。通常，這個過程需要很多年，從發現到商業化，其中臨床試驗占據了整個過程的大部分。

因此，由于缺乏安全性和私密性，這種漫長的過程很容易導致藥品召回和假冒。通過在整個制藥過程中使用區塊鏈技術可以消除這一障礙。

我們可以通過使用區塊鏈分布式賬本來保留隱私并確保安全性，方法是確保將每個試用事件記錄在防篡改的區塊鏈節點中。

私有區塊鏈可用于確保所有藥品都遵守專利保護。這可以通過使用智能合約來提供完整性，可追溯性和透明性。

根據最近的一項研究，大約60％的制藥公司正在或正在嘗試使用區塊鏈，這反映了區塊鏈在該行業中的潛力。假冒藥品是一個全球性問題，對公眾和消費者構成巨大挑戰。

Sylim等人在模擬網絡中開發了一個藥物監視區塊鏈系統，以測試將該技術及其原理應用于藥物監視系統的可行性。目的是改善偽造藥品的可追溯性。該系統可抵制傳統的藥品供應鏈偽造，這對某些亞洲國家來說是一個重大問題。

在許多方面，Gcoin為每個節點以分層關系提供動態角色，用于藥品SCM。Tseng等人建議使用Gcoin區塊鏈作為藥品數據流的基礎，以創建透明的藥品交易數據。在制造商，批發商，零售商，藥房，醫院和消費者之間共享。藥品交易的記錄可以使藥品供應鏈從監管轉變為監督。

另外，藥品供應鏈的監管模型可以從審查檢驗改為監督網模型。十多年來，射頻識別技術一直被認為是可靠的所有權保留者，但是，超出了RFID受信任的領域，例如后供應鏈網絡很容易通過克隆該識別來偽造。通過利用以太坊平臺及其錢包，可以消除從制造商到最終客戶的整個供應鏈中的此類漏洞。

供應鏈管理中的區塊鏈用例

??索賠和賬單管理

醫療健康服務有其自己的成本，已經使整個行業價值一萬億美元，并且正在迅速增長。醫療計費過程是醫療保健部門不可或缺的一部分。這是因為，如果不計費，沒有賬單，就無法確保正確的服務交付。此過程從患者入院到結賬開始。它涉及幾個步驟，例如登記，確認財務責任，記錄和賬單合規，轉交索賠以及從保險公司接收付款。

整個計費方案可能具有挑戰性，因為其中一些費用完全由患者的個人健康保險計劃支付或由患者支付。醫療計費的主要問題之一是由于醫生，患者和保險公司之間缺乏透明度和信任，導致計費過多。醫療保健行業的理賠和賬單不斷被濫用，但可以通過對每個利益相關者使用透明的系統來解決或減少理賠。區塊鏈可以確保這種透明的系統，使每個人都參與到整個過程中，并消除他們之間的不信任。

??質量管理

如果藥物中含有不正確的成分，則該藥物被認為是偽造的，并且意圖隱藏或模仿其出處，真實性甚至有效性。

此外，產品和假冒藥品對SCM的影響很大。它們在制藥行業中的表現是競爭因素，極大地破壞了特定醫療保健行業的效率，真實性和強勁的盈利能力。

客戶通常不知道他們在全球市場上購買和消費的產品的確切來源。由于這種藥物對患者來說是惡意的，因此它是威脅全世界生命的問題。這也威脅到原始制藥公司的聲譽，使藥物制造商和分銷商在對策上投入大量資金。

研究發現，光譜和色譜等技術可有效檢測假冒品，因為它們可檢測到活性成分和圖像樣品成分。但是，它們有其局限性，因為它依賴于機電設備，這增加了管理費用。解決這些挑戰的一種方法是在區塊鏈上擁有藥品制造商的信息，包括產品序列號和包裝號，從而制藥公司，藥品制造商和客戶可以通過連接到區塊鏈來驗證數據的真實性。該過程可確保在整個SCM過程中進行低成本的質量控制，產品注冊，藥品跟蹤和藥品假冒。

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