干货 | 你知道什么是医疗区块链吗？

在现有的医疗体制背景下，中国大多数医疗机构的医疗信息不共享，导致个人健康档案分散在不同的医疗机构，很难实现个人健康记录的有效集成，阻碍了后续的医疗服务。本文提出了一种面向个人的医疗记录存储和管理的多层区块链网络。它具有中心化、防篡改和多节点维护等特点。它管理每个节点之间的关系，通过不同于普通区块链网络的共识机制，实现个人健康数据的安全存储，解决数据的稀缺性。

01 医疗链是什么?

在现有的分布式、非交互式共享健康档案管理模式下，很难实现个人健康档案的有效整合，也很难为后续的分诊、转诊所需的医疗诊断提供参考。

因此，本文提出通过建立医疗保健链来解决此类问题，具体原因如下: 

其一，区块链是一种分布式的会计技术，以时间序列形式组织和存储数据块，保证数据不被密码学篡改和伪造，对医生检查既往病史具有重要作用。

其二，区块链具有分布式和去中心化的计算网络，可以避免病历数据造假。

其三，区块链的不变性和数据加密存储结构，可以防止病历的数据丢失和恶意篡改。

不同于一般区块链，医疗链的健康记录由不同组织提供，对区块链的数据结构要求更高。其次，医疗链中存储的医疗记录面向个人。同时，个人健康记录可选择性与部分医疗机构共享，即文章提到的共享稀疏概念。最后，健康数据是私人数据，需要授权才能使用，这意味着医疗链还具备授权重用的特征。

图片来源：图虫创意

02 数据存储和共享模型——如何具体实现上述需求?

2.1 数据存储和稀疏共享

在医疗保健链中，数据存储和稀疏共享可分为网络内共享存储和网络间共享存储。网络内部共享存储发生在边缘链网络中，过程分为三个阶段:

首先，当一个记录节点生成一个新的健康记录时，它会发起一个数据存储请求。此时，record节点将增加的块请求和相应的用户ID广播给网络中的所有其他节点。其次，共识节点收到请求后等待每个节点返回用户存在状态标志。最后,共识节点根据用户存在状态在比较的共享关系表中标志出来。如果是consensus，则consensus节点将数据打包并构造块，然后分发到网络内的共享关系表中记录该用户ID对应的节点，从而实现存储。

图1 网络共享存储的过程

数据存储请求中的边缘链网络作为记录节点的一部分，能够同步存储用户数据。该网络中的所有记录节点构成一个非对称存储结构，每个记录节点存储并共享在该记录节点中注册的用户健康记录，使医疗链具有更高的数据吞吐量。

跨网络共享存储发生在索引链网络和多边链网络之间。因为每次增加的块请求在边缘链网络中广播时，索引节点也会接收到请求，使跨网共享存储和网内共享存储同步进行。索引节点收到请求后，会检查自己的网络间共享关系表，如果请求中的对应用户也在其他边缘链网络的记录节点上注册，则将用户存在状态标志返回给共识节点。从共识节点接收数据块后,索引节点将它转发到其他相应的索引节点链网络，并通过索引链网络边缘,单播共识节点网络,从而实现交叉网络共享存储的数据。

图2 跨网络共享存储的过程

2.2 如何实现授权重用和数据迁移?

如果用户在一个边缘链网络中注册了多个记录节点，由于数据存储时也会执行跨网络共享存储，因此会进行网络内数据迁移。新注册的记录节点发起请求并单播到共识节点。共识节点将用户ID和新注册的记录节点的地址发送到用户网络中共享关系表中存在的任何一个记录节点。记录节点接收到地址后，根据用户ID将相应的健康记录发送到新注册的记录节点。

如果用户新注册的记录节点是该用户在该边链网络中唯一注册的节点，并且该用户在其他边链网络中也注册了记录节点，则进行跨网络数据迁移。用户新注册的记录节点发起请求并向共识节点单播，共识节点转发给索引节点，索引节点将用户ID发送给网络间用户共享关系表中存在的任意一个索引节点。

03 小编有话说

IBM的Ebadollahi认为，“通过区块链支持患者知情下同意和数据交换，可从根本上改变提供医疗服务的方式，使相关方可以随时调取患者的纵向健康数据，为新的治疗方法打开大门。”

这篇文章通过建立医疗保健链，并在该区块链技术中增加稀疏共享和授权重用的数据存储与共享的机制等内容，很好地与医疗病历系统相结合，解决了当前我国医疗系统下难以管理不同来源、不同医院数据标准不一致的问题，对个体和社会医疗系统都有着深刻的实践意义。