梳理區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的研究及應用現(xiàn)狀。用文獻分析法梳理區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的研究及應用趨勢。區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應用尚處于早期實驗階段，企業(yè)級應用還面臨關(guān)鍵技術(shù)難題。醫(yī)療行業(yè)應抓住發(fā)展機遇，加強技術(shù)攻關(guān)和研發(fā)創(chuàng)新，使區(qū)塊鏈技術(shù)真正發(fā)揮重塑醫(yī)療行業(yè)信息化未來的作用。

2009年，比特幣問世，作為比特幣底層技術(shù)和基礎(chǔ)架構(gòu)的區(qū)塊鏈技術(shù)開始進入公眾視野。多年來，區(qū)塊鏈無論是技術(shù)的深度與廣度，還是應用場景的寬度，均取得了突破性的發(fā)展，并正以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢影響著數(shù)字經(jīng)濟時代的未來。在醫(yī)療行業(yè)，區(qū)塊鏈技術(shù)正處于探索發(fā)展時期。本研究分析區(qū)塊鏈技術(shù)的原理及特點，梳理區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應用及研究現(xiàn)狀，探討該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新發(fā)展前景。

區(qū)塊鏈的技術(shù)原理和技術(shù)特點

區(qū)塊鏈的技術(shù)原理 顧名思義，區(qū)塊鏈（blockchain）是一種數(shù)據(jù)以區(qū)塊（block）為單位進行生產(chǎn)和存儲，并按照時間順序首尾相連形成鏈式（chain）結(jié)構(gòu)，同時通過密碼學保證不可篡改、不可偽造及數(shù)據(jù)傳輸訪問安全的去中心化分布式賬本。其基礎(chǔ)技術(shù)包括哈希運算、數(shù)字簽名、共識算法、P2P網(wǎng)絡(luò)、隱私保護以及智能合約等。通過哈希運算構(gòu)建區(qū)塊鏈的鏈式結(jié)構(gòu)、默克爾樹，實現(xiàn)防篡改、快速檢測。通過數(shù)字簽名實現(xiàn)權(quán)限控制、身份識別，避免節(jié)點被冒充。通過共識算法解決全民記賬的信任問題，主要包括工作量證明、拜占庭容錯等。通過P2P網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)節(jié)點對等數(shù)據(jù)共享和去中心化功能。通過智能合約實現(xiàn)節(jié)點驗證、永久保存執(zhí)行結(jié)果的功能。

區(qū)塊鏈的技術(shù)特點 區(qū)塊鏈技術(shù)基于上述多種底層技術(shù)融合而成，并形成獨特的創(chuàng)新性。其主要特點有：一是去中心化。共識算法保證交易確認在所有節(jié)點間的一致性，整個系統(tǒng)對所有節(jié)點均透明、公平、可信。二是防篡改可追溯性。交易數(shù)據(jù)以時間戳的方式永久、完整地保存在區(qū)塊結(jié)構(gòu)中，保證了數(shù)據(jù)的可追溯性。三是隱私安全性。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中任意節(jié)點都包含了完整的區(qū)塊校驗邏輯，任意節(jié)點都不依賴其他節(jié)點完成交易確認或有效性判斷，私鑰是唯一的身份標識，匿名交易有效保障了用戶隱私。

區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展歷程 2008年11月，在全球金融危機背景下，中本聰發(fā)表奠基性論文《比特幣：點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，提出改變現(xiàn)行集權(quán)的金融貨幣體系，設(shè)計完全去中心化的點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，2009年初他以區(qū)塊鏈為底層架構(gòu)設(shè)計了比特幣系統(tǒng)，這標志著比特幣的底層技術(shù)——區(qū)塊鏈技術(shù)的問世。此后，區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段。第一個階段是加密數(shù)字貨幣階段，即區(qū)塊鏈1.0時代，區(qū)塊鏈技術(shù)主要應用在加密貨幣領(lǐng)域，典型代表就是比特幣系統(tǒng)，構(gòu)建了一個公開透明、去中心化、防篡改的賬本系統(tǒng)。第二個階段是企業(yè)應用階段，即區(qū)塊鏈2.0時代，智能合約的融入，共識算法性能的提升，降低了信任和協(xié)作成本，提高了行業(yè)協(xié)助效率，典型代表就是以太坊系統(tǒng)。第三個階段是價值互聯(lián)網(wǎng)階段，即區(qū)塊鏈3.0階段，區(qū)塊鏈技術(shù)與5G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)交叉演進，向非金融領(lǐng)域滲透應用，公鏈基礎(chǔ)的成熟，跨鏈方案的發(fā)展，逐漸重構(gòu)未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展生態(tài)。

區(qū)塊鏈在國內(nèi)外醫(yī)療行業(yè)中的應用

區(qū)塊鏈在國內(nèi)醫(yī)療行業(yè)中的應用分析 2016年以來，區(qū)塊鏈成為各行各業(yè)新的研究熱點之一。以中國知網(wǎng)總庫為主，以萬方數(shù)據(jù)庫等為輔，以“區(qū)塊鏈+醫(yī)療”為主題，檢索日期為2021年4月10日，時間限定為2015年1月1日至2021年4月10日，共檢索到相關(guān)研究文獻795篇，其中學術(shù)期刊562篇，占比70.69%；碩博論文150篇，占比18.11%；其他即會議、報刊文章等83篇，占比10.44%。從主題來看，以區(qū)塊鏈、區(qū)塊鏈技術(shù)為主題的文章為384篇，占比48.30%，以電子病歷、隱私保護、智能合約、數(shù)據(jù)共享/共享模型等為主題的文章為243篇，占比30.56%，其他文章為168篇，占比21.14%。以知網(wǎng)庫為例，從發(fā)表年份看，2016年，業(yè)界相關(guān)研究文獻僅有8篇，此后研究文獻逐年成倍增長，2017年—2020年分別為40篇、91篇、248篇、369篇，相關(guān)研究已經(jīng)初具規(guī)模。

區(qū)塊鏈在國外醫(yī)療行業(yè)中的應用分析 在國外，區(qū)塊鏈創(chuàng)新研究比較領(lǐng)先的國家包括美國、英國、澳大利亞、荷蘭、新加坡等。以PubMed等外文數(shù)據(jù)庫為主，以“blockchain”為主題進行搜索，檢索日期為2021年4月10日，時間限定為2015年1月1日至2021年4月10日，檢索到相關(guān)文獻533篇，以“blockchain”依次組合“medical”“health”“healthcare”“hospital”“technology”等進行搜索，檢索到文獻分別為119篇、259篇、190篇、67篇、415篇。以PubMed為例，從時間軸來看，2016年檢索到2篇相關(guān)研究文獻。2017—2020年，相關(guān)研究文獻分別是17篇、57篇、104篇、208篇，逐年增長的趨勢明顯。研究認為，中國在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的創(chuàng)新和應用數(shù)量領(lǐng)先，但涉及的核心技術(shù)少，美國在區(qū)塊鏈技術(shù)和應用方面的探索位居世界前列。

區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的主要研究領(lǐng)域

區(qū)塊鏈電子病歷研究 區(qū)塊鏈技術(shù)在電子病歷中的應用是首要研究焦點。Hylock等構(gòu)建以患者為中心的醫(yī)療數(shù)據(jù)安全共享框架。翟社平等、羅文俊等提出區(qū)塊鏈電子病歷的共享方案等。牛淑芬等提出基于聯(lián)盟鏈的電子病歷安全共享系統(tǒng)。2018年復旦大學附屬華山醫(yī)院和螞蟻金服共同推出國內(nèi)首個區(qū)塊鏈電子處方。2019年，上海仁濟醫(yī)院通過區(qū)塊鏈初步實現(xiàn)異地電子病歷共享，上海市人民醫(yī)院與安徽省立醫(yī)院共建區(qū)塊鏈電子病歷等。可以說，基于區(qū)塊鏈的電子病歷研究和應用創(chuàng)新非?；钴S。

基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療服務(wù)供應鏈研究 區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療服務(wù)供應鏈溯源領(lǐng)域的研究也是熱點之一。Marbouh等設(shè)計基于區(qū)塊鏈技術(shù)的COVID-19疫情數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)。楊怡探討基于區(qū)塊鏈技術(shù)的藥品追溯管理。2017年，中國首個“區(qū)塊鏈+”藥品追溯服務(wù)平臺——紫云藥安寶藥品追溯云服務(wù)平臺啟動。其特點是基于區(qū)塊鏈的可追溯技術(shù)，實現(xiàn)“一物一碼，碼物同追”，實現(xiàn)醫(yī)藥全流程的監(jiān)管。目前，基于區(qū)塊鏈的藥品、器械追溯系統(tǒng)已經(jīng)逐步運用到醫(yī)療服務(wù)行業(yè)并不斷改進。

基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療系統(tǒng)重構(gòu) 現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心化醫(yī)療信息管理系統(tǒng)存在諸多弊端，眾多研究提出要構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的去中心化醫(yī)療系統(tǒng)。Yue等較早提出了一個基于區(qū)塊鏈的衛(wèi)生保健數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。Zhang等、唐衍軍等提出基于區(qū)塊鏈探索構(gòu)建安全共享的健康信息平臺。馮濤等、王輝等從技術(shù)角度設(shè)計區(qū)塊鏈技術(shù)存儲、安全共享模型。張辰等基于平衡二叉排序樹構(gòu)建區(qū)塊鏈醫(yī)療系統(tǒng)。徐健等設(shè)計區(qū)塊鏈醫(yī)療記錄安全共享或存儲方案。區(qū)塊鏈技術(shù)對解決醫(yī)療信息孤島、提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量、確保醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全共享提出了有效的解決思路。

基于區(qū)塊鏈的醫(yī)院管理系統(tǒng)設(shè)計 區(qū)塊鏈在醫(yī)院管理中的應用主要在流程、監(jiān)管、統(tǒng)計、財務(wù)、審計、檔案等方面。葛國曙等對區(qū)塊鏈在醫(yī)院管理中的應用進行探討，包括藥品采購、器械追蹤、物資采購、運輸倉儲等進行溯源追蹤管理。劉景廣等、唐衍軍等、宮宇宸等對基于區(qū)塊鏈的醫(yī)院財務(wù)管理架構(gòu)進行研究。葉華等探討區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)院誠信服務(wù)體系建設(shè)中的作用?？梢姡墒斓膮^(qū)塊鏈應用平臺將重塑未來醫(yī)院內(nèi)部管理模式，有效推動現(xiàn)代醫(yī)院管理制度的落實。

區(qū)塊鏈在醫(yī)療行業(yè)面臨關(guān)鍵技術(shù)難題

區(qū)塊鏈底層技術(shù)不成熟 盡管各行各業(yè)對區(qū)塊鏈應用抱有樂觀的預期，但區(qū)塊鏈應用的真正落地，還面臨著許多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈的三元即高效性、去中心化、安全性的悖論是目前很多技術(shù)研究的關(guān)注重點。目前尚沒有項目能在高效性、去中心化、安全性3方面同時做到極致。結(jié)合實際探索3者的平衡，甚至探索帕累托改進的極限，一直都是區(qū)塊鏈技術(shù)的研究方向。該問題是區(qū)塊鏈在各行各業(yè)落地運行的關(guān)鍵，對醫(yī)療行業(yè)亦具有普遍性。

區(qū)塊鏈交易處理性能不足 區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化結(jié)構(gòu)中，每一個節(jié)點是獨立存在的賬本，整個交易須全網(wǎng)每個節(jié)點都完成并達成共識后才能確認，所以導致交易處理性能低下，并且呈現(xiàn)明顯的木桶效應，即系統(tǒng)的整體性能取決于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中性能最差的節(jié)點，區(qū)塊鏈技術(shù)的交易吞吐量和交易速度問題、數(shù)據(jù)存儲容量問題等成為阻礙應用場景落地的重要瓶頸，這導致區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)很難承受像醫(yī)療數(shù)據(jù)這樣對系統(tǒng)吞吐量（Transactions Per Second，TPS）要求高的相關(guān)業(yè)務(wù)。

區(qū)塊鏈的隱私保護問題 對醫(yī)療行業(yè)來講，患者隱私數(shù)據(jù)安全是信息管理的重要環(huán)節(jié)。區(qū)塊鏈技術(shù)的一個重要特征是多方節(jié)點共同維護一套數(shù)據(jù)賬本，賬本上所有數(shù)據(jù)都要經(jīng)過多節(jié)點的驗證和存儲，這也暴露區(qū)塊鏈的隱私保護問題，因此，區(qū)塊鏈信息安全和隱私保護也是該領(lǐng)域研究的熱點，目前通道技術(shù)、零知識證明、同態(tài)加密技術(shù)等算法都在不斷融合應用，眾多技術(shù)解決方案均處在持續(xù)優(yōu)化和探索階段。

跨鏈技術(shù)發(fā)展有待成熟 高效通用的跨鏈技術(shù)是實現(xiàn)萬鏈互聯(lián)的關(guān)鍵。目前，區(qū)塊鏈生態(tài)孤島現(xiàn)象嚴重，成為影響區(qū)塊鏈整體向外拓展的難點，如平臺之間底層架構(gòu)無法互通、設(shè)計相差深遠，跨鏈數(shù)據(jù)無法驗證，接口協(xié)議無法互聯(lián)，安全機制無法互信，業(yè)務(wù)層無法互訪等。從技術(shù)上說，區(qū)塊鏈尚未有一個開放、包容、超越平臺的創(chuàng)新性解決方案。

結(jié)論

目前，區(qū)塊鏈在醫(yī)療行業(yè)的應用尚處于早期階段，但諸多專業(yè)人士對區(qū)塊鏈未來發(fā)展均抱以樂觀的預期，認為區(qū)塊鏈能夠突破現(xiàn)狀，邁向新的發(fā)展階段。

現(xiàn)階段區(qū)塊鏈技術(shù)的規(guī)模應用面臨諸多技術(shù)難題。如底層技術(shù)有待進一步成熟；須設(shè)計有效的密碼算法來保護隱私問題；提高潛在交易吞吐量、交易速度、存儲容量等問題，這些技術(shù)難題也關(guān)系到區(qū)塊鏈在醫(yī)療行業(yè)的落地。只有攻克核心技術(shù)難關(guān)，才能真正發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢與潛力。

作為一項新技術(shù)，區(qū)塊鏈的去中心化、安全共享、不可篡改、隱私性高等特點為突破現(xiàn)行醫(yī)院管理信息化的發(fā)展瓶頸提供了新的視角。區(qū)塊鏈的應用可以涵蓋流程、監(jiān)管、統(tǒng)計、財務(wù)、審計、檔案等醫(yī)院管理的方方面面，對重構(gòu)醫(yī)院信息化基礎(chǔ)、重塑醫(yī)院管理的流程提供了切實可行的技術(shù)支撐。

可以預見，區(qū)塊鏈技術(shù)將會重塑全球醫(yī)療行業(yè)信息化的未來。2016以來，區(qū)塊鏈技術(shù)已成為國家核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重點，2020年，國家發(fā)改委把區(qū)塊鏈技術(shù)明確為新型基礎(chǔ)設(shè)施。在國家大力推動區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)、完善區(qū)塊鏈生態(tài)鏈建設(shè)的重要時期，醫(yī)療行業(yè)應抓住區(qū)塊鏈發(fā)展的機遇，加強醫(yī)療行業(yè)區(qū)塊鏈技術(shù)的自主研發(fā)與創(chuàng)新，深度開發(fā)區(qū)塊鏈技術(shù)的應用潛力，真正實現(xiàn)信息新技術(shù)為醫(yī)療行業(yè)發(fā)展保駕護航。

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