基于區(qū)塊鏈技術的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房處方流轉(zhuǎn)可信安全互通機制研究

隨著國家醫(yī)療體制改革（以下簡稱“醫(yī)療改革”）的深入，互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，網(wǎng)絡與傳統(tǒng)醫(yī)療健康服務的深度融合，以及遠程診斷和互聯(lián)網(wǎng)疾病咨詢、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院等“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”服務模式的建立。以互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院為核心的“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”服務模式聯(lián)通了醫(yī)療服務的需求方、服務方、支付方和藥品提供方然而，基于互聯(lián)網(wǎng)云藥房的電子處方流轉(zhuǎn)作為新業(yè)態(tài)新模式，在我國仍處于探索試點階段，面臨著無明確法律地位、缺乏科學流轉(zhuǎn)機制，以及處方外配缺乏有效監(jiān)管及追責體系等法律風險1房平臺建設互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院是將傳統(tǒng)醫(yī)院與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術融合，為患者提供分層、協(xié)同、聯(lián)合、全程、連續(xù)的醫(yī)療健康服務，而在線處方和送藥到家則是互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療服務鏈路里最關鍵的一環(huán)?；ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房平臺(圖1)建設是助力患者完成互聯(lián)網(wǎng)就醫(yī)最后一個環(huán)節(jié)的核心內(nèi)容。云藥房平臺利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、二維碼等信息化技術手段，對互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的藥品采購、電子處方開具、處方合理性審核、藥品調(diào)劑、物流配送等全流程進行信息化管理互聯(lián)網(wǎng)云藥房處方流通管理聯(lián)接了醫(yī)療監(jiān)管部門、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)藥企業(yè)、零售藥店以及患者等多方主體，覆蓋藥品采購、處方開具、處方審核、患者支付、處方調(diào)劑、物流配送、患者簽收等多個環(huán)節(jié)，服務鏈、供應鏈較為復雜，存在醫(yī)藥信息互通共享協(xié)作難、處方信息真實性甄別困難、患者隱私信息易于泄露、多環(huán)節(jié)難以有效監(jiān)管等風險問題。1.1多主體合作的信息互聯(lián)互通互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療服務供給主體已經(jīng)從醫(yī)療機構(gòu)拓展為醫(yī)藥企業(yè)、零售藥店、藥品物流企業(yè)、醫(yī)療監(jiān)管機構(gòu)等眾多主體，互聯(lián)網(wǎng)電子處方流通需要多主體、多服務模式之間實現(xiàn)信息互聯(lián)互通。而我國醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)藥機構(gòu)的信息化建設缺乏統(tǒng)一的標準，醫(yī)療機構(gòu)之間、醫(yī)藥機構(gòu)之間、醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)藥企業(yè)之間存在眾多“信息孤島”，各主體間信息基本處于割裂狀態(tài)，缺乏安全高效的信息協(xié)作機制。1.2多主體多環(huán)節(jié)間流通，難以保障互聯(lián)網(wǎng)處方信息的真實性處方信息的真實性是確保患者用藥安全的必要前提。互聯(lián)網(wǎng)電子處方從醫(yī)師在線開具處方、藥師審方、患者支付到云藥房調(diào)劑、醫(yī)藥企業(yè)物流配送，處方信息在多個環(huán)節(jié)進行流通，存在某個環(huán)節(jié)處方數(shù)據(jù)被人為篡改的可能，難以保障互聯(lián)網(wǎng)處方信息的真實性。1.3各環(huán)節(jié)間缺少協(xié)同機制隨著醫(yī)藥信息化建設的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)電子處方流通各主體和各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了數(shù)字化和信息化建設，但由于各環(huán)節(jié)缺乏協(xié)同機制，存在眾多“信息孤島”，目前這些環(huán)節(jié)仍處于各自獨立、單獨核算管理的狀態(tài)，沒有形成一個完整的電子處方流轉(zhuǎn)信息鏈2基于區(qū)塊鏈技術的云藥房分發(fā)解決方案2.1基于區(qū)塊鏈技術的處方共識機制區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、時序數(shù)據(jù)、集體維護、可編程和安全可信等特點針對涉及多主體參與、信息不對等、流程繁雜、效率低下的互聯(lián)網(wǎng)電子處方流通場景，應用區(qū)塊鏈去中心化的對等網(wǎng)絡、分布式賬本及多方共識機制特點，為每個交互主體建立區(qū)塊鏈共識節(jié)點，記賬、共享處方流轉(zhuǎn)相關信息。分別為藥品采購、處方開具、處方審核、患者支付、處方調(diào)劑、物流配送、患者簽收等過程提供信息上鏈存證，使得醫(yī)院醫(yī)師、云藥房、醫(yī)院、醫(yī)藥企業(yè)、零售藥店之間實現(xiàn)處方信息的可信共享，同時解決醫(yī)療機構(gòu)之間、醫(yī)藥機構(gòu)之間、醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)藥企業(yè)之間多主體多環(huán)節(jié)間的流通問題。在此基礎上，通過監(jiān)管節(jié)點服務，使監(jiān)管機構(gòu)能夠?qū)μ幏搅鬓D(zhuǎn)信息進行全程監(jiān)管，保障處方流轉(zhuǎn)的合規(guī)性和完整性。見圖2。通過區(qū)塊鏈技術降低互聯(lián)網(wǎng)處方流通環(huán)節(jié)中多主體間信息協(xié)同成本，提升運作效率，并利用其加密算法和鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保障電子處方的信息安全和真實性。同時，利用帶時間戳的鏈式數(shù)據(jù)存儲方式實現(xiàn)電子處方流通全環(huán)節(jié)、全流程數(shù)據(jù)可追溯。2.2基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的分發(fā)平臺設計基于區(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)云藥房處方流轉(zhuǎn)平臺架構(gòu)見圖3。2.2.1多方安全互聯(lián)基礎設施層將依托醫(yī)療機構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)云藥房、醫(yī)藥企業(yè)、藥品物流等主體現(xiàn)有的網(wǎng)絡環(huán)境和網(wǎng)絡安全設備，確保多方節(jié)點在網(wǎng)絡層面安全互聯(lián)。作為區(qū)塊鏈存儲節(jié)點，可以使用云平臺環(huán)境或單獨部署生產(chǎn)服務器來部署區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。2.2.2區(qū)塊鏈賬本的識別框架層提供平臺所需的基礎軟件支撐，包括區(qū)塊鏈平臺、共識機制、區(qū)塊鏈賬本等。其中區(qū)塊鏈平臺是通過對等網(wǎng)絡(peertopeer，P2P)協(xié)議實現(xiàn)區(qū)塊鏈節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信，包括分布式組網(wǎng)機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制等。2.2.3智能合約開發(fā)區(qū)塊鏈基礎支撐層提供基礎服務、智能合約、區(qū)塊鏈安全和區(qū)塊鏈運維的支撐。其中：基礎服務包括數(shù)據(jù)上鏈、內(nèi)容發(fā)布、信息檢索等功能；智能合約用于提供合約部署、測試、接口和實例管理服務，并開發(fā)相關智能合約進行鏈上數(shù)據(jù)的操作；區(qū)塊鏈安全包括區(qū)塊鏈平臺用戶的密鑰管理、權限管理等；區(qū)塊鏈運維負責提供平臺上各節(jié)點的運行監(jiān)控功能，以及節(jié)點上區(qū)塊信息查詢、鏈上數(shù)據(jù)溯源等功能。2.2.4企業(yè)邏輯層業(yè)務邏輯層實現(xiàn)平臺的業(yè)務邏輯，為應用層提供操作鏈上數(shù)據(jù)的中間層，包括醫(yī)藥企業(yè)管理、處方信息、物流信息、用戶管理、信息查詢等。2.2.5應用層應用層為醫(yī)療機構(gòu)、監(jiān)管機構(gòu)、患者以及其他第三方機構(gòu)等平臺用戶提供基于區(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房應用。3互聯(lián)網(wǎng)云藥房聯(lián)盟區(qū)塊鏈平臺系統(tǒng)上海市兒童醫(yī)院互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈構(gòu)建了一套去中心化管理、信息加密安全交互、業(yè)務高效透明的互聯(lián)網(wǎng)云藥房聯(lián)盟區(qū)塊鏈平臺系統(tǒng)(圖4)。目前，平臺鏈接了兒童醫(yī)院、互聯(lián)網(wǎng)云藥房、醫(yī)藥企業(yè)/藥店3個節(jié)點，采用了具有較高性能效率和較低資源消耗的實用拜占庭容錯算法(practicalByzantinefaulttolerance,PBFT)3.1促進多機構(gòu)間信息共享，實現(xiàn)異構(gòu)“信息孤島”基于區(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房平臺利用聯(lián)盟鏈部分去中心化、分布式數(shù)據(jù)存儲的特點，通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和智能合約，實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院、實體醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)藥企業(yè)、藥品物流等多機構(gòu)共同參與互聯(lián)網(wǎng)電子處方信息的實時更新和維護，以及電子處方數(shù)據(jù)在不同機構(gòu)的信息一致性，解決了跨機構(gòu)信息協(xié)同和信任難的問題，實現(xiàn)了異構(gòu)“信息孤島”之間信息的安全互聯(lián)互通共享。3.2處方流轉(zhuǎn)全過程基于區(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房平臺上聯(lián)接了患者、醫(yī)師、藥師、醫(yī)藥企業(yè)、物流等多方，覆蓋了診斷、開方、審方、調(diào)劑、配送、簽收等處方流轉(zhuǎn)全環(huán)節(jié)。區(qū)塊鏈上所有環(huán)節(jié)的電子處方狀態(tài)信息都會分布式存儲在各個機構(gòu)節(jié)點上，經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)加密、簽名和完整性驗證，都具有不同的時間戳和加密密鑰?；ヂ?lián)網(wǎng)云藥房電子處方任何信息的修改、校驗和傳遞都需要各個節(jié)點共同確認，保證了電子處方信息無法被隨意篡改。3.3區(qū)塊鏈可追溯基于區(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房平臺實現(xiàn)了從醫(yī)師在線診斷到開具處方、配送、簽收的互聯(lián)網(wǎng)電子處方全流程信息共享、上鏈流轉(zhuǎn)。診斷信息、處方信息、合理用藥初審、藥師審核信息、患者支付信息、處方調(diào)配信息、藥品物流信息、患者簽收信息等全流程信息上鏈“蓋戳”，使互聯(lián)網(wǎng)電子處方信息具有了時間維度，而區(qū)塊鏈的鏈式結(jié)構(gòu)能夠完整記錄處方信息流轉(zhuǎn)路徑，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)電子處方信息全程可追溯?；趨^(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房平臺尚處于探索應用階段，目前鏈接互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院、云藥房、醫(yī)藥企業(yè)/藥店3個節(jié)點，處方流轉(zhuǎn)的平均業(yè)務量為每天100張。區(qū)塊鏈技術在實際業(yè)務場景中落地的關鍵點是提升區(qū)塊鏈運行性能和數(shù)據(jù)隱私保護。在區(qū)塊鏈運行性能方面，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院云藥房處方區(qū)塊鏈平臺是以PBFT為核心的聯(lián)盟鏈運行模式，根據(jù)處方各環(huán)節(jié)上鏈日志，每張電子處方上鏈時長為100～200ms，其運行性能可滿足目前節(jié)點數(shù)和業(yè)務量需求。在數(shù)據(jù)隱私保護方面，區(qū)塊鏈的運行機制是每個節(jié)點都將獲得全部數(shù)據(jù)，患者個人隱私信息存在泄露風險。因此，通過建立后臺智能合約約束和控制各個節(jié)點，確保各參與方不能利用區(qū)塊鏈節(jié)點存儲全部數(shù)據(jù)的特性以不當?shù)姆绞将@得數(shù)據(jù)，并將各節(jié)點各環(huán)節(jié)上鏈日志進行審計記錄。其中：互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院作為聯(lián)盟主節(jié)點，負責所有節(jié)點監(jiān)管，可訪問所有數(shù)據(jù)和節(jié)點日志；醫(yī)藥企業(yè)/藥店節(jié)點負責處方調(diào)配，僅可訪問本節(jié)點，處理處方信息(不含配送信息)；藥品物流配送方負責處方配送，僅可訪問處方配送信息。4基于區(qū)塊鏈的處方流通管理模式互聯(lián)網(wǎng)云藥房是互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院建設的核心內(nèi)容，目前仍處于起步階段，缺乏統(tǒng)一的標準化的管理規(guī)范?；ヂ?lián)網(wǎng)電子處方流通管理參與主體多、涉及領域廣、隱私安全風險高，存在處方真實性鑒定困難、處方信息中患者隱私泄露風險、缺乏有效監(jiān)管等問題。上海市兒童醫(yī)院針對互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院電子處方流