基于区块链技术的互联网医院云药房处方流转可信安全互通机制研究

基于区块链技术的互联网医院云药房处方流转可信安全互通机制研究

随着国家医疗体制改革（以下简称“医疗改革”）的深入，互联网技术的快速发展，网络与传统医疗健康服务的深度融合，以及远程诊断和互联网疾病咨询、互联网医院等“互联网+医疗”服务模式的建立。以互联网医院为核心的“互联网+医疗”服务模式联通了医疗服务的需求方、服务方、支付方和药品提供方然而，基于互联网云药房的电子处方流转作为新业态新模式，在我国仍处于探索试点阶段，面临着无明确法律地位、缺乏科学流转机制，以及处方外配缺乏有效监管及追责体系等法律风险1房平台建设互联网医院是将传统医院与“互联网+”技术融合，为患者提供分层、协同、联合、全程、连续的医疗健康服务，而在线处方和送药到家则是互联网医疗服务链路里最关键的一环。互联网医院云药房平台(图1)建设是助力患者完成互联网就医最后一个环节的核心内容。云药房平台利用互联网、物联网、二维码等信息化技术手段，对互联网医院的药品采购、电子处方开具、处方合理性审核、药品调剂、物流配送等全流程进行信息化管理互联网云药房处方流通管理联接了医疗监管部门、医疗机构、医药企业、零售药店以及患者等多方主体，覆盖药品采购、处方开具、处方审核、患者支付、处方调剂、物流配送、患者签收等多个环节，服务链、供应链较为复杂，存在医药信息互通共享协作难、处方信息真实性甄别困难、患者隐私信息易于泄露、多环节难以有效监管等风险问题。1.1多主体合作的信息互联互通互联网医疗服务供给主体已经从医疗机构拓展为医药企业、零售药店、药品物流企业、医疗监管机构等众多主体，互联网电子处方流通需要多主体、多服务模式之间实现信息互联互通。而我国医疗机构和医药机构的信息化建设缺乏统一的标准，医疗机构之间、医药机构之间、医疗机构和医药企业之间存在众多“信息孤岛”，各主体间信息基本处于割裂状态，缺乏安全高效的信息协作机制。1.2多主体多环节间流通，难以保障互联网处方信息的真实性处方信息的真实性是确保患者用药安全的必要前提。互联网电子处方从医师在线开具处方、药师审方、患者支付到云药房调剂、医药企业物流配送，处方信息在多个环节进行流通，存在某个环节处方数据被人为篡改的可能，难以保障互联网处方信息的真实性。1.3各环节间缺少协同机制随着医药信息化建设的发展，互联网电子处方流通各主体和各环节都实现了数字化和信息化建设，但由于各环节缺乏协同机制，存在众多“信息孤岛”，目前这些环节仍处于各自独立、单独核算管理的状态，没有形成一个完整的电子处方流转信息链2基于区块链技术的云药房分发解决方案2.1基于区块链技术的处方共识机制区块链本质上是一种去中心化的分布式数据库，具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点针对涉及多主体参与、信息不对等、流程繁杂、效率低下的互联网电子处方流通场景，应用区块链去中心化的对等网络、分布式账本及多方共识机制特点，为每个交互主体建立区块链共识节点，记账、共享处方流转相关信息。分别为药品采购、处方开具、处方审核、患者支付、处方调剂、物流配送、患者签收等过程提供信息上链存证，使得医院医师、云药房、医院、医药企业、零售药店之间实现处方信息的可信共享，同时解决医疗机构之间、医药机构之间、医疗机构和医药企业之间多主体多环节间的流通问题。在此基础上，通过监管节点服务，使监管机构能够对处方流转信息进行全程监管，保障处方流转的合规性和完整性。见图2。通过区块链技术降低互联网处方流通环节中多主体间信息协同成本，提升运作效率，并利用其加密算法和链式数据结构保障电子处方的信息安全和真实性。同时，利用带时间戳的链式数据存储方式实现电子处方流通全环节、全流程数据可追溯。2.2基于联盟区块链的分发平台设计基于区块链的互联网云药房处方流转平台架构见图3。2.2.1多方安全互联基础设施层将依托医疗机构、互联网云药房、医药企业、药品物流等主体现有的网络环境和网络安全设备，确保多方节点在网络层面安全互联。作为区块链存储节点，可以使用云平台环境或单独部署生产服务器来部署区块链网络。2.2.2区块链账本的识别框架层提供平台所需的基础软件支撑，包括区块链平台、共识机制、区块链账本等。其中区块链平台是通过对等网络(peertopeer，P2P)协议实现区块链节点之间的数据通信，包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等。2.2.3智能合约开发区块链基础支撑层提供基础服务、智能合约、区块链安全和区块链运维的支撑。其中：基础服务包括数据上链、内容发布、信息检索等功能；智能合约用于提供合约部署、测试、接口和实例管理服务，并开发相关智能合约进行链上数据的操作；区块链安全包括区块链平台用户的密钥管理、权限管理等；区块链运维负责提供平台上各节点的运行监控功能，以及节点上区块信息查询、链上数据溯源等功能。2.2.4企业逻辑层业务逻辑层实现平台的业务逻辑，为应用层提供操作链上数据的中间层，包括医药企业管理、处方信息、物流信息、用户管理、信息查询等。2.2.5应用层应用层为医疗机构、监管机构、患者以及其他第三方机构等平台用户提供基于区块链的互联网医院云药房应用。3互联网云药房联盟区块链平台系统上海市儿童医院互联网医院基于联盟区块链构建了一套去中心化管理、信息加密安全交互、业务高效透明的互联网云药房联盟区块链平台系统(图4)。目前，平台链接了儿童医院、互联网云药房、医药企业/药店3个节点，采用了具有较高性能效率和较低资源消耗的实用拜占庭容错算法(practicalByzantinefaulttolerance,PBFT)3.1促进多机构间信息共享，实现异构“信息孤岛”基于区块链的互联网医院云药房平台利用联盟链部分去中心化、分布式数据存储的特点，通过制定统一的数据标准和智能合约，实现了互联网医院、实体医疗机构、医药企业、药品物流等多机构共同参与互联网电子处方信息的实时更新和维护，以及电子处方数据在不同机构的信息一致性，解决了跨机构信息协同和信任难的问题，实现了异构“信息孤岛”之间信息的安全互联互通共享。3.2处方流转全过程基于区块链的互联网医院云药房平台上联接了患者、医师、药师、医药企业、物流等多方，覆盖了诊断、开方、审方、调剂、配送、签收等处方流转全环节。区块链上所有环节的电子处方状态信息都会分布式存储在各个机构节点上，经过一系列数据加密、签名和完整性验证，都具有不同的时间戳和加密密钥。互联网云药房电子处方任何信息的修改、校验和传递都需要各个节点共同确认，保证了电子处方信息无法被随意篡改。3.3区块链可追溯基于区块链的互联网医院云药房平台实现了从医师在线诊断到开具处方、配送、签收的互联网电子处方全流程信息共享、上链流转。诊断信息、处方信息、合理用药初审、药师审核信息、患者支付信息、处方调配信息、药品物流信息、患者签收信息等全流程信息上链“盖戳”，使互联网电子处方信息具有了时间维度，而区块链的链式结构能够完整记录处方信息流转路径，实现互联网电子处方信息全程可追溯。基于区块链的互联网医院云药房平台尚处于探索应用阶段，目前链接互联网医院、云药房、医药企业/药店3个节点，处方流转的平均业务量为每天100张。区块链技术在实际业务场景中落地的关键点是提升区块链运行性能和数据隐私保护。在区块链运行性能方面，互联网医院云药房处方区块链平台是以PBFT为核心的联盟链运行模式，根据处方各环节上链日志，每张电子处方上链时长为100～200ms，其运行性能可满足目前节点数和业务量需求。在数据隐私保护方面，区块链的运行机制是每个节点都将获得全部数据，患者个人隐私信息存在泄露风险。因此，通过建立后台智能合约约束和控制各个节点，确保各参与方不能利用区块链节点存储全部数据的特性以不当的方式获得数据，并将各节点各环节上链日志进行审计记录。其中：互联网医院作为联盟主节点，负责所有节点监管，可访问所有数据和节点日志；医药企业/药店节点负责处方调配，仅可访问本节点，处理处方信息(不含配送信息)；药品物流配送方负责处方配送，仅可访问处方配送信息。4基于区块链的处方流通管理模式互联网云药房是互联网医院建设的核心内容，目前仍处于起步阶段，缺乏统一的标准化的管理规范。互联网电子处方流通管理参与主体多、涉及领域广、隐私安全风险高，存在处方真实性鉴定困难、处方信息中患者隐私泄露风险、缺乏有效监管等问题。上海市儿童医院针对互联网医院电子处方流