区块链技术在医疗行业的应用研究进展

梳理区块链技术在医疗行业的研究和应用现状。 采用文献分析法梳理区块链技术在医疗行业的研究及应用趋势。 区块链技术在医疗行业的应用尚处于早期试验阶段，企业级应用仍面临关键技术难点。 医疗行业应抓住发展机遇，加强技术研究和研发创新，让区块链技术真正发挥作用，重塑医疗行业信息化的未来。

2009年，比特币问世，区块链技术作为比特币的底层技术和基础设施开始进入大众视野。 这些年来，区块链在技术的深度和广度以及应用场景的广度上都取得了突破，正以其独特的技术优势影响着数字经济时代的未来。 在医疗行业，区块链技术正处于探索发展期。 本研究分析了区块链技术的原理和特点，梳理了区块链技术在医疗行业的应用和研究现状，探讨了该技术在行业的创新发展前景。

区块链的技术原理和技术特点

区块链的技术原理 顾名思义，区块链是一种以区块为单位产生和存储的数据，按照时间顺序首尾相连形成链状结构，同时由密码学保证一种去中心化的分布式账本，不可篡改，不可伪造，数据传输安全。 其基础技术包括哈希运算、数字签名、共识算法、P2P网络、隐私保护、智能合约等。 通过哈希运算构建区块链的链式结构和默克尔树，实现不可篡改和快速检测。 通过数字签名实现权限控制和身份识别，避免节点冒充。 通过共识算法解决国家记账的信任问题，主要包括工作量证明、拜占庭容错等。通过P2P网络实现节点的点对点数据共享和去中心化功能。 通过智能合约实现节点验证和执行结果永久存储的功能。

区块链的技术特点 区块链技术是在上述多种底层技术的融合基础上，形成的独特创新。 其主要特点是：一是去中心化。 共识算法保证所有节点间交易确认的一致性，整个系统对所有节点透明、公平、可信。 二是防篡改溯源。 交易数据以时间戳的形式永久完整地存储在区块结构中，保证了数据的可追溯性。 三是隐私安全。 区块链系统中的任何节点都包含完整的区块验证逻辑，任何节点都不依赖其他节点来完成交易确认或有效性判断。 私钥是唯一身份，匿名交易有效保护用户隐私。

区块链技术的发展 2008 年 11 月，在全球金融危机的背景下，中本聪发表了开创性的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，提出改变目前中心化的金融货币体系和设计完全去中心化 2009年初，他设计了以区块链为底层架构的比特币系统，标志着比特币底层技术——区块链技术的问世。 此后，区块链技术的发展大致经历了三个阶段。 第一阶段为加密数字货币阶段，即区块链1.0时代。 区块链技术主要应用于加密货币领域。 典型代表就是比特币系统，它构建了一个公开、透明、去中心化、不可篡改的账本系统。 . 第二阶段是企业应用阶段，即区块链2.0时代。 智能合约的融入和共识算法性能的提升，降低了信任和协作的成本，提升了行业助力的效率。 典型代表就是以太坊系统。 第三阶段是价值互联网阶段，即区块链3.0阶段。 区块链技术与5G网络、物联网等新兴技术交叉演进，向非金融领域渗透应用，完善公链基础，开发跨链解决方案。 ，逐步重构未来互联网的发展生态。

国内外区块链在医疗行业的应用

区块链在国内医疗行业的应用分析 2016年以来，区块链成为各行各业新的研究热点之一。 以中国知网总库为主，万方数据库等为辅，以“区块链+医疗”为主题，检索日期为2021年4月10日，检索时间为2015年1月1日至2021年4月10、共检索相关研究文献795篇，其中学术期刊562篇，占70.69%； 硕士、博士论文150篇，占18.11%； 其他会议、报纸文章等83篇比特币的发展现状，占10.44%。 论题方面，区块链及区块链技术384篇，占比48.30%，电子病历、隐私保护、智能合约、数据共享/共享模型等243篇，占比30.56%，168篇其他文章，占21.14%。 以中国知网为例，2016年行业相关研究论文仅有8篇，此后研究论文数量逐年翻番。 2017-2020年分别有40篇、91篇、248篇、369篇。 ，相关研究已初具规模。

国外医疗行业区块链应用分析 在国外，区块链创新研究相对领先的国家有美国、英国、澳大利亚、荷兰、新加坡等。 基于PubMed等外文数据库，以“区块链”为主题进行检索。 检索日期为2021年4月10日，时间限定为2015年1月1日至2021年4月10日，共检索到533篇相关文献，结合“区块链”依次为“医疗”、“健康”、“保健”、 “医院”和“技术”进行检索，分别检索到119、259、190、67、415篇文献。 以PubMed为例，从时间轴上看，2016年共检索到相关研究文献2篇，2017-2020年相关研究论文分别为17篇、57篇、104篇、208篇，呈明显的年度趋势-逐年增长。 研究显示，中国在区块链领域的创新和应用数量领先，但涉及的核心技术较少，美国在区块链技术和应用探索方面位居世界前列。

区块链技术在医疗行业的主要研究领域

区块链电子病历研究 区块链技术在电子病历中的应用是首要研究重点。 海洛克等人。 构建以患者为中心的医疗数据安全共享框架。 翟社平、罗文军等提出了区块链电子病历共享方案等，牛淑芬等提出了基于联盟链的电子病历安全共享系统。 2018年，复旦大学附属华山医院与蚂蚁金服联合推出国内首张区块链电子处方。 2019年，上海仁济医院初步通过区块链实现了电子病历异地共享，上海市人民医院与安徽省立医院共同打造了区块链电子病历。 可以说，基于区块链的电子病历研究和应用创新非常活跃。

基于区块链的医疗服务供应链研究 区块链技术在医疗服务供应链溯源领域的研究也是热点之一。 马布等人。 设计了基于区块链技术的 COVID-19 流行病数据跟踪系统。 杨毅探讨了基于区块链技术的药品溯源管理。 2017年，国内首个“区块链+”药品溯源服务平台——紫云药安宝药品溯源云服务平台上线。 其特点是基于区块链的溯源技术，实现“一物一码，物一码”，实现药品全过程监管。 目前，基于区块链的药品器械溯源体系已逐步应用于医疗服务行业，并不断完善。

基于区块链医疗系统重构现有数据中心化的医疗信息管理系统存在诸多弊端。 许多研究提出建立基于区块链的去中心化医疗系统。 悦等。 较早提出了基于区块链的医疗保健数据共享系统。 张等人，唐延军等人。 提出基于区块链探索构建安全共享的健康信息平台。 冯涛等，王辉等。 从技术角度设计区块链技术存储和安全共享模型。 张晨等人构建了基于平衡二叉排序树的区块链医疗系统。 徐健等人设计了区块链病历安全共享或存储方案。 区块链技术为解决医疗信息孤岛、提升医疗服务质量、保障医疗数据安全共享提出了有效的解决方案。

基于区块链的医院管理系统设计 区块链在医院管理中的应用主要体现在流程、监管、统计、财务、审计、档案等方面。 葛国书等探讨了区块链在医院管理中的应用，包括药品采购、设备追溯、物资采购、运输仓储等，实现溯源和追溯管理。 刘景光等，唐延军等，龚宇臣等。 对基于区块链的医院财务管理架构进行了研究。 叶华等探讨了区块链技术在医院诚信服务体系建设中的作用。 可见，一个成熟的区块链应用平台将重塑未来医院的内部管理模式，有效推动现代医院管理制度的落地。

区块链在医疗保健行业面临关键技术挑战

区块链底层技术不成熟 尽管各行各业对区块链应用抱有乐观预期，但区块链应用的真正落地仍面临诸多技术挑战。 区块链的三元悖论比特币的发展现状，即效率、去中心化和安全性，是很多技术研究的重点。 目前还没有一个项目可以同时在效率、去中心化和安全性上做到极致。 结合实际探索三者的平衡，甚至探索帕累托改进的极限，一直是区块链技术的研究方向。 这个问题是区块链在各行各业落地的关键，对医疗行业也是普遍存在的。

区块链交易处理性能不足在区块链技术的去中心化结构中，每个节点都是一个独立的账本，整个交易必须由全网每个节点共同完成，达成共识后才能确认，导致交易量低处理性能，并呈现出明显的桶效应，即系统的整体性能取决于区块链网络中性能最差的节点。 区块链技术的交易吞吐量、交易速度、数据存储能力等都成为应用场景落地的障碍。 这使得区块链网络难以承受医疗数据等需要高系统吞吐量（Transactions Per Second，TPS）的相关业务。

区块链的隐私保护问题 对于医疗行业而言，患者隐私数据安全是信息化管理的重要内容。 区块链技术的一个重要特点是多个节点共同维护一套数据账本。 账本上的所有数据都必须经过多个节点的验证和存储，这也暴露了区块链的隐私保护问题。 因此，区块链信息安全和隐私保护也是该领域的研究热点。 目前，通道技术、零知识证明、同态加密技术等算法不断融合应用，许多技术方案处于不断优化和探索阶段。

跨链技术的发展需要成熟。 高效通用的跨链技术是实现万链互联的关键。 目前，区块链生态孤岛现象严重，已成为影响区块链整体向外拓展的难点。 例如，平台间底层架构无法互通、设计深远、跨链数据无法验证、接口协议无法互通、安全机制无法互信等。 ，业务层之间无法互通。 从技术上讲，区块链目前还没有一个开放、包容、超越平台的创新解决方案。

综上所述

目前，区块链在医疗行业的应用尚处于起步阶段，但不少专业人士看好区块链未来的发展，认为区块链能够突破现状，迈向新的发展阶段。

现阶段，区块链技术的大规模应用面临诸多技术难点。 比如底层技术需要进一步成熟； 必须设计有效的密码算法来保护隐私问题； 潜在的交易吞吐量、交易速度、存储容量等问题有待提高。 这些技术问题也与区块链在医疗行业的落地有关。 只有攻克核心技术难关，才能真正发挥区块链技术的优势和潜力。

区块链作为一项新技术，其去中心化、安全共享、不可篡改、高度隐私等特点，为突破当前医院管理信息化的发展瓶颈提供了新的视角。 区块链的应用可以覆盖流程、监管、统计、财务、审计、档案等医院管理的各个环节，为重构医院信息化基础、重塑医院管理流程提供切实可行的技术支持。

可以预见，区块链技术将重塑全球医疗行业信息化的未来。 2016年以来，区块链技术成为国家核心技术自主创新的重点。 2020年，国家发改委将区块链技术确定为新型基础设施。 在国家大力推进区块链基础技术研发、完善区块链生态链建设的重要时期，医疗行业应抓住区块链发展机遇，加强区块链技术的自主研发和创新。区块链技术的应用潜力，真正实现信息化新技术，为医疗产业发展保驾护航。

【引用本文：魏东晓和刘莹。 河南省胸科医院[J]． 中国数字医学, 2021, 16(12) 89-92.】

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