此次新冠肺炎暴露了醫療等方面的諸多問題,區塊鏈技術能給現有醫療系統帶來什麼幫助?我們可以從刊登在美國國立衛生研究院 (NIH) 的論文「區塊鏈如何保障數字化醫療」中尋找答案。

原文標題:《灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?》
撰文: Khaled Shuaib、 Heba Saleous、Karim Shuaib、Nazar Zaki
編譯:灑脫喜

在災難面前,人類展現出了脆弱的一面,但同時,我們也展現出了自己強大的一面。

隨着武漢疫情的持續發酵和蔓延,與此相關的每一個進展,都在牽動着全國乃至全球人民的心,在新聞裏,我們看到的數字每一天都在跳動,而這些數字背後,正是一個個鮮活的生命。

突如其來的疫情,讓原本存在的問題被無限放大,而人性的善與惡,也在這一刻顯露無疑。

我們惶恐着,我們也期盼着。

是的,人類的身體依舊很脆弱,但我們,可以用不斷髮展的新技術武裝自己,從而戰勝眼前的艱難!當下,我們已經擁有了大數據、雲計算、AI、物聯網、區塊鏈等新興技術,而在這場災難中,它們必將會發揮出自己巨大的作用。

而作爲區塊鏈行業的一份子,我們會思考它能夠爲疫情的控制提供什麼幫助?

對此,有人提出了疾控預警方案,也有人提供了區塊鏈公益解決方案,誠然,這些提議都是非常好的,但我想,當下我們其實更需要的是能夠幫助到醫療的方案。

在新聞上,我們會看到有部分感染者在沒有被確診的情況下,他們選擇拒絕被隔離,而這恰恰爲疫情的控制帶來了巨大的麻煩。

那究竟是什麼原因造成的呢?答案其實很簡單,源於恐懼。

除了對未知病毒的恐懼之外,人類還對隱私暴露擁有心理恐懼。而早期患者信息的大量泄露,以及現有醫療系統具有的特性,正放大了這種恐懼。

而缺乏信心,害怕尷尬或泄露私人信息可能導致患者不願提供準確信息,或在某些情況下可能提供虛假信息,從而影響治療方案,引起公衆健康擔憂,甚至導致嚴重的健康併發症和死亡。

本期的分享,我們重點推薦刊登在美國國立衛生研究院 (NIH) 的研究論文《區塊鏈如何保障數字化醫療》,希望能夠幫助人們減輕這種恐懼。

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖片來自:tuchong.com

如何用區塊鏈改善現有的醫療系統

人類會盡可能努力地保持健康,然後充實地生活,因此,醫療保健是每個人生活中的重要組成部分。爲了使醫護人員能夠提供適當的醫療保健,患者病歷會保存在診所和醫院當中。這些記錄可幫助醫生了解患者過去的診斷以及當前的健康狀況。直到最近,依然有很多醫療記錄是以物理檔案保存的。儘管這對於醫院或診所而言可能不是主要問題,但對於患者而言,這構成了負擔。紙質記錄的其他問題,還包括(由於各種可能原因的)數據丟失,以及與數據恢復相關的困難。

而電子健康記錄或電子病歷(EHR / EMR)通過使醫生更易於存儲、查看、共享和更新患者記錄,從而改善了醫療基礎設施。然而,與任何電子記錄系統一樣,安全和隱私問題已成爲這些系統的一個挑戰。另一個問題是採用保存電子記錄所需基礎設施的費用。初始成本包括運行電子醫療系統所需的硬件和軟件成本,維護、更新以及員工培訓的成本。使用者必須具備基本的計算機知識,才能使用該系統。否則,在沒有培訓的情況下,醫院工作人員最初會發現很難組織信息,並且很難在沒有幫助的情況下生成和格式化報告。在不瞭解如何使用電子醫療系統的情況下,工作人員可能會存儲或更新包含錯誤信息的記錄。這可能導致錯誤的診斷,錯誤的醫療程序順序,以及錯誤的藥物和劑量處方,由此甚至會引發健康併發症,甚至導致患者死亡。這就是在實施電子醫療系統的成本中應包含員工培訓這一項的原因。

但是,即使經過培訓,引入新系統也可能導致最初的服務中斷。

電子病歷(EMR)系統的另一個問題是患者數據的碎片化。由於患者可能會去不同的診所,因此零散的患者數據可能存在於不同的位置。儘管對患者數據進行數字化,已緩解了電子病歷共享的問題,但主要問題仍然在於實現醫療信息系統之間的互操作性,因爲診所可能會使用不同的電子病歷系統。這意味着患者的數據可能以不同的格式存在,而這或許會導致患者暴露於危險之中,因爲將數據重新格式化爲可讀格式是需要花費時間的,而且可能還會丟失數據,另外,專業人員在數據庫中填寫信息的方式也不同。而在危險、敏感的環境(例如醫院)中,一分鐘對於病人而言,可能就是生死之間的區別。這也就是說,醫療專業人員不能因爲零碎的記錄和互操作性問題而浪費時間!

除了碎片化和互操作性方面的挑戰外,電子病歷(EMR)系統的使用,還可能會引起一些隱私問題,這是由於醫療保健基礎設施並非是以患者爲中心的。儘管患者擁有他們提供給專業人員的信息,但他們並不控制電子病歷本身。這也意味着患者無法控制誰查看他們的數據,以及數據的發送和存儲位置。

爲了解決對患者隱私的擔憂,一些區域已制定了一些法規,例如美國的《健康保險可移植性和責任法案》(HIPAA)和歐洲的《通用數據保護法規》(GDPR)。儘管這些規定可能會增加對患者數據更多的控制權,但它們並不能完全防止有意或無意泄露私人數據,因此,患者可能會繼續對他們的數據被電子存儲和交換而感到不安。

而組織內的電子病歷(EMR)通常是作爲數據庫的一部分,集中式地存儲在醫療基礎架構當中。這種集中化的基礎架構可能只有一個攻擊點,其如果被網絡罪犯成功攻破,可能會阻礙醫療服務。網絡罪犯可以從竊取的電子病歷數據中獲益,要麼將其出售給其他相關方,要麼用它索要贖金,這就是所謂的「黑客勒索贖金」。此外,網絡犯罪分子還可能利用患者的數據來試圖爲自己或他人獲取處方藥。

除了竊取和濫用患者的信息外,EHR 和 EMR 系統仍然存在欺詐問題。欺詐有兩種可能:處方藥和保險。當處方的詳細信息被更改或重複,以接收某些通常無法獲得的藥物時,就會發生處方欺詐。而當保險公司在降低福利的同時提高提供的保險價格時,或者當醫療專業人員爲患者提出錯誤的診斷以提交虛假的保險索賠時,就會發生保險欺詐。這不僅導致患者的醫療保健成本更高,而且還允許醫療專業人員利用優勢,將虛假信息描述爲事實。

對此,學術界已提出了幾種改進典型醫療基礎設施的方法,而區塊鏈技術也被納入了進來。在最近幾年,一些研究人員開始提議使用區塊鏈來改善電子醫療系統,尤其是在處理 EMR 方面。這是由於 EMR 包含私人信息,而患者希望對未經授權的人員隱瞞信息,而這可通過區塊鏈技術來實現。

1 區塊鏈的概念

區塊鏈最初是由中本聰創造的比特幣而引入世界的。其對等網絡(P2P)中的每個用戶都被視爲一個節點,發生的交易則被分組成區塊。然後,這些區塊以鏈狀相互連接,而每個節點至少有一個公私鑰對。其中,公鑰用於將節點作爲發送方或接收方進行尋址,而關聯私鑰,則被髮送方用來對正在發送的交易進行簽名,並由接收方來對其進行贖回。除了要求正確的密鑰來解密和訪問數據外,還需要在參與節點之間達成協議,然後才能進行更改。這確保了區塊鏈賬本的所有副本在整個網絡中都是同步的。每當鏈上發生更改時,系統都會通知網絡中的每個節點。由於區塊是以這種方式鏈接在一起的,因此區塊鏈是難以篡改的、半匿名的帶有時間戳的賬本。

圖 1 所示的概念,描述了區塊如何以鏈的形式鏈接在一起,以及它們可能包含的數據類型。

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 1

而區塊鏈去中心化、分佈式的性質也使得網絡攻擊變得更加困難。由於賬本的副本存在於 P2P 網絡中的每個節點上,因此可實現交易數據的恢復。即便其中一個節點受到威脅或攻擊,區塊鏈網絡中的信息和連接將依舊保持正常,這是因爲它存在於所有其他節點中。由此,區塊鏈也可以防止未經授權的數據修改。

截至目前,區塊鏈主要有三種類型:公鏈、私鏈和聯盟鏈,而區塊鏈類型的選擇要取決於用例,因爲每種用例都有自己的功能要求。

顧名思義,公鏈是對公衆開放的,它們是不需要許可的區塊鏈,這意味着任何人都可以加入區塊鏈網絡來參與發生的交易。當一個節點嘗試執行某項操作(例如修改或添加值)時,網絡上的所有節點都會收到通知,並參與決策過程。公鏈最流行的一個例子就是比特幣,任何人都可以加入比特幣網絡並參與區塊鏈管理。

而私有鏈,則可能對組織是更有利的,此類型區塊鏈僅適用於組織內的僱員,前提是他們選擇成爲節點並參與交易。對於組織外部的用戶來說,私鏈是不可訪問的,因此,我們也可以將這種區塊鏈系統視爲中心化系統。

而聯盟鏈則要比私有鏈更開放一些,但由於它們對公衆開放的權限有限,它們也可以被視爲許可公鏈。在這種類型的區塊鏈中,一組被選定的實體會參與交易驗證以及區塊鏈的管理。而公共用戶可能會具有讀取權限,但無法參與用於共識的決策過程。

而常見的共識算法有工作量證明(PoW)、權益證明(PoS)、實用拜占庭容錯(PBFT)等。

2 區塊鏈在醫療保健領域中的應用

雖然區塊鏈最初被用於加密貨幣和金融交易,但也有其他應用需要用到不可更改、可跟蹤的賬本系統。而醫療保健,正是區塊鏈可產生積極影響的一個主要領域之一。將區塊鏈與電子病歷系統集成,可有效幫助解決當前醫療基礎設施中存在的一些問題。例如,患者可以對其數據傳輸給誰擁有更多的控制權。而當另一方(例如他們所指的醫生或保險公司)試圖與他人共享數據時,患者就會收到通知。由於被通知,患者將能夠決定是否同意與他人共享其數據,並可以選擇哪些人可以查看其醫療信息。

區塊鏈爲醫療保健帶來的另一項改進,是能夠保護 EMR 免受未經授權的查看和修改。按照區塊鏈中交易發生的方式,除非用戶持有訪問數據所需的憑據,否則他是無權查看數據的。這有助於提高患者的隱私和安全性,因爲只有授權方纔能在通知患者的同時訪問他們的數據。數據完整性之所以得以保留,是因爲交易的不變性以及交易在區塊鏈上的存儲順序。除非用戶被授權並有權修改數據,否則數據就無法被修改。因此,患者將能夠更自信地知道誰查看了他們的個人和機密健康信息。根據區塊鏈的實現,患者可能擁有其數據的加密密鑰,因此他們將能夠選擇哪些人有權查看其醫療信息。

而區塊鏈的去中心化特性,確保了患者數據不僅可免受可能導致停機的攻擊,而且還可以實現恢復。在傳統的中心化存儲環境中,患者記錄將存儲在可從醫院內任何地方訪問的數據庫中。如果數據庫遭到破壞或攻擊,則可能會削弱員工訪問病歷的能力。萬一有惡意方決定銷燬數據,除非將文件備份到另一個系統上,否則 EMR 可能就無法恢復。而在區塊鏈中,數據是分佈式的,因此它們存在於網絡中的所有節點上,從而在丟失或損壞的情況下可以進行恢復。

此外,區塊鏈還允許將醫院、保險公司和藥店連接在一起,以改進提供的服務。而對當前醫療基礎設施有益的一個例子,就是藥物處方。當醫生爲患者開藥時,授權藥房和保險公司可以對其進行查看。藥劑師將可以輕鬆地與相關的保險公司聯繫,以發現該藥物是否屬於患者的保險計劃之列。將這些當事方聯繫在一起,可以減少目前爲患者開具處方所需的文書工作和工作量。

圖 2 描繪瞭如何通過區塊鏈將參與醫療保健的各方進行連接的概念模型。

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 2

3 區塊鏈在個性化醫療中的應用

隨着 EHR 和 EMR 的引入,以及醫療系統的不斷髮展,個性化醫療越來越受歡迎。個性化醫療的概念圍繞着根據某些常見因素(如基因組數據、種族、年齡或性別),然後對患者進行分類(例如,可根據測試收集的基因組數據對患者進行分類)。由於基因變異,患者可能面臨的任何健康風險都可通過測試顯示出來,看護人員也可以根據這些風險對患者進行分類。然後根據每個類別的特點,相應地提供治療和健康計劃。由於羣體成員之間可能存在共同的健康問題,患者羣體也可能成爲藥品廣告的目標。

儘管個性化醫療爲進一步改善醫療保健(尤其是電子醫療保健)鋪平了道路,但這種模式可能會產生一些問題。首先要關注的是患者數據隱私的普遍問題。例如,通過基因組測試收集的患者數據可能還包括家庭健康風險。與此相關的一個問題是,有必要告知患者家屬可能的家族健康風險,即使患者同意接受測試,他們也可能不同意暴露其基因組。與患者隱私有關的另一個問題是,可能需要患者的健康數據進行另一項研究,而患者有不同意的可能。這些隱私問題阻礙了患者對系統的信心,並可能阻止他們尋求醫療保健。

缺乏信心,害怕尷尬或泄露私人信息可能導致患者不願提供準確信息,或在某些情況下可能提供虛假信息,從而影響治療方案,引起公衆健康擔憂,甚至導致嚴重的健康併發症和死亡。

另一個問題是從患者那裏收集的健康數據的可用性。運行測試的實驗室可以將結果和原始數據存儲在其服務器上。但是,如果由於任何原因需要另一方訪問數據,則可能無法訪問。請求訪問數據並等待批准可能會花費一些時間,並且給看護者和需要徵得他們同意的患者帶來諸多不便。

而將區塊鏈集成到個性化醫學模型中,可以解決這些問題。只有擁有密鑰以對數據進行解密的授權方纔可以進行加密交易,從而可以防止其他人查看與其無關的健康數據。這增加了患者對醫療系統的信心,他們可確定只有少數人可以查看他們的私人信息,而每次交易發生時收到的通知以及所有交易的記錄,也可以幫助患者放鬆心情。這種改進的可用性,爲患者提供了向研究人員捐贈甚至出售其健康數據的機會,以供未來的患者及實驗使用。

圖 3 總結了如何將區塊鏈集成到個性化醫療中。
灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 3

由患者和現有臨牀記錄生成的數據,在被存儲到數據庫或數據湖之前會經歷加密和數字簽名處理,這是因爲原始數據量太過龐大的原因。來自臨牀試驗的數據,也能以相同的方式記錄和存儲,研究人員能夠追溯結果以發現數據的模式和相關性。當請求數據時,它會先經過身份驗證和解密,然後再將數據透露給患者或看護人。從圖 3 可以看出,區塊鏈可以用作索引,以將用戶鏈接到要查找的數據的實際位置。由於來自多個來源的原始數據(例如圖像或實驗室結果)可能會導致單個患者的文件很大,因此只能在區塊鏈上傳達數據鏈接。 而實際數據將嚴格存儲在鏈下數據湖中。MedRec 和 Stony Brook Oncology 項目就是這樣的例子。使用此模型,患者不僅可以選擇誰可以訪問其數據,還可以選擇出售數據或將其直接交給研究機構和製藥公司。 除此之外,製藥和保險公司還可以通過請求和利用存儲的數據,以尋找區塊鏈網絡的潛在參與者。有關更多詳細信息,請參見參考文獻:《區塊鏈技術在醫學中的應用機會》

4 區塊鏈醫療框架的發展

自 2016 年區塊鏈與醫學研究被首次提出以來,研究人員在實施區塊鏈以改善醫療基礎設施方面已取得了顯著進展。

據信,首個用於醫療保健目的的區塊鏈系統是由麻省理工學院(MIT)完成的,該學院的研究人員開發了一個 MedRec 項目,其目的是改善 EMR 的處理和交換。最初,該提案的作者試圖解決四個主要問題:數據分散、互操作性、以患者爲中心以及數據的研究。研究人員設計了三種合約來處理數據查詢並在患者和看護者之間建立聯繫。然而,關於節點安全性、可擴展性以及來自區塊鏈內連接的患者推斷仍然存在着問題。在 2018 年,MedRec 演變成一個可用的系統,並解決了第一次迭代中存在的一些問題。 MedRec 2.0 通過引入通信的假名性來解決患者從交易中進行推斷的問題,並改變了信息在區塊鏈上的存儲方式,以解決一些可擴展性和隱私問題。然而,從以太坊地址的元數據以及節點或提供商數據庫的安全性來看,患者推斷仍然是一個問題。

MedRec 項目詳細資料鏈接:https://medrec.media.mit.edu/technical/

與此同時,越來越多的區塊鏈醫療方案和系統開始涌現,而它們着重討論的兩個主題是:

  1. 如何將區塊鏈與醫療集成以改善不同領域的服務;
  2. 如何使用區塊鏈來改善 EHR 和 EMR 的處理;

而論文作者則對 34 篇相關文獻進行了全面評審,圖 4 總結了這些論文的類型:

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 4

如圖 4 所示,與其他類型的論文相比,在 2017 年和 2018 年,我們可以看到更多與區塊鏈醫療基礎設施有關的模型提案涌現了出來。該圖還顯示,2019 年的文獻綜述有所增加,這可能是由於研究者在 2017 年和 2018 年發表的模型和理論論文數量過多所致。而根據這些文獻,我們就可以回顧這些工作,以確定區塊鏈在醫療領域研究存在的問題,以及未來可能的關注重點。

其中,這些文獻特別關注的一個領域是使用區塊鏈技術來改善 EHR 和 EMR 服務。圖 5 描述了這種趨勢。

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 5

而這些模型或理論工作,主要使用的是兩種平臺:以太坊和超級賬本 Fabric。

其中,大多數模型和理論(19 篇研究論文)建議使用以太坊作爲基礎平臺,而另外有 4 篇文獻則討論使用超級賬本 Fabric 框架。

而在 13 個實踐項目當中,有 10 個項目選擇使用了以太坊,而其他 3 個項目則使用了超級賬本 Fabric,如圖 6 所示:

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 6

這些項目當中,大多數都試圖遵守 HIPAA 指定的數據隱私法規,它們還實施了假名技術,以便在鏈內交易期間掩蓋患者的身份。雖然這些項目解決了隱私和安全問題,但仍有一些技術問題有待解決。 例如,某些項目面臨着系統可擴展性問題。在測試時,這可能不會造成問題,但在實際應用時就需要考慮到用戶數量。

這些項目的時間表可以在圖 7 中看到:

灑脫喜一週評 | 當病毒帶來的恐懼在蔓延,區塊鏈可以做些什麼?圖 7

5 討論

在審閱了有關如何使用區塊鏈來改善當前醫療系統的文獻之後,我們可以嘗試回答以下這些問題:

問題 1:如何使用區塊鏈來改善醫療保健信息系統?

答:通過相關文獻,我們可以看出,在醫療保健中使用區塊鏈的初步探索是要解決現有 EHR / EMR 系統的問題。區塊鏈解決的第一個問題是 EMR 的風險存儲和共享。當前,人們會擔心患者信息未經授權就被他人查看,而研究者們則提出將區塊鏈作爲保障 EMR 安全性的唯一解決方案,或者作爲現有解決方案的一部分。

除了保護患者數據免遭未經授權的訪問外,醫療區塊鏈的實施,還提高了訪問和修改審覈的能力。每當區塊鏈上的任何其他實體嘗試訪問其數據時,系統都會通知患者。而作爲 EMR 的所有者,患者將能夠允許或拒絕對其數據的任何訪問或修改,其可以選擇共享其數據,甚至可以將當事人列入白名單以便於訪問。

除了提高 EMR 安全性,區塊鏈還被用於管理藥品供應鏈。而這是通過將區塊鏈和智能合約集成到 IoT 設備中實現的。關於藥品,還可以考慮使用區塊鏈來檢測處方欺詐。

還有一些研究文獻,則探討了將區塊鏈與醫療可穿戴設備一起使用。現如今,一些患者會佩戴醫療設備,這使看護人員可以從遠處收集患者的身體狀況數據。由於區塊鏈具有自動處理數據的能力,研究者就提出了用區塊鏈來改善遠距離的患者監測,這進一步使患者和看護人受益,因爲可以在一天中的任何時間實時訪問數據。一旦某些閾值或事件發生,將智能合約與區塊鏈一起使用,可以允許將警報發送給所涉及的看護人。

最後,圍繞鏈上通信和數據交換的系統架構已經有了一些改進。醫療保健專業人員需訪問數據(例如實驗室或掃描結果)的大小可能是很大的,因此,直接在區塊鏈上傳輸數據可能很慢,甚至不安全。一些文獻建議在鏈外存儲實際數據文件,而僅在鏈上傳遞元數據和所需數據庫的鏈接。這樣,通過區塊鏈進行的交易將更快、更安全。這還將節省用於參與區塊鏈的設備空間,因爲每個節點都將擁有這些區塊和資產的副本數據。

問題 2: 爲醫療保健系統實施區塊鏈時,重點關注的領域是什麼?

答:當考慮將區塊鏈集成到現代醫療保健基礎架構中時,研究人員致力於的第一個重點領域是 EMR 系統的改進。儘管 EMR 已經比物理文件和紙質記錄系統有了很大的改進,但使用中的系統仍然存在隱私和安全風險。

區塊鏈的安全性以及不可篡改性解決了這些問題,因爲只有授權方纔能查看和修改患者記錄。此前,區塊鏈還可以添加訪問控制以分離讀寫權限。而共識算法和智能合約的存在,使患者可以控制哪些人可以查看其數據。

關於在醫療保健中實施區塊鏈的另一個重點,就是對欺詐企圖的檢測。區塊鏈被視爲真正的賬本,這意味着鏈上存在的數據可以被信任,這可以有效打擊欺詐問題。而區塊鏈的不可篡改性使組織能夠跟蹤任何類型的信息。例如,醫療機構可以跟蹤其發放的學位以及醫科學生的成就。這可以幫助驗證學生聲稱擁有的文憑是合法的。另外,我們還可以將相同的想法應用於保險採購以及藥品供應鏈,這樣就可以記錄服務和產品的價格、法律要求、以前的做法,甚至可以跟蹤供應信息。

物聯網與區塊鏈的集成,則是另一個重點研究領域。由於存在諸如心率或血液含量監測器之類的醫療可穿戴設備,看護人員可以對患者進行評估,而無需經常去醫院就診,而區塊鏈可通過確保患者佩戴的身體傳感器收集的數據的通信安全來改善該系統。它還限制了哪些人可以訪問收集的數據,並確保不會因數據分發到鏈上的其他節點而丟失任何數據。而智能合約的附加集成,可根據可穿戴設備收集的實時數據向看護人員警告某些事件。

在考慮利用區塊鏈改善醫療保健系統時,研究人員通常將重點放在隱私和安全性上。患者記錄包含非常敏感的個人信息,而惡意方可以利用這些信息。即使使用傳統系統,患者也擔心其數據發送給哪一方以及誰有能力查看其記錄。這可能會阻止他們進行某些治療,尤其是在向患者提供有關患者數據的同意書以供他們簽名時。

當務之急是改善患者的隱私和其數據的安全性,以便讓患者對醫療保健系統更有信心。

問題 3: 還有哪些尚待解決的問題?

答:與任何實施方式一樣,在將區塊鏈集成到現代醫療基礎架構中時,仍然需要解決一些問題。首先要考慮的就是系統的可擴展性。儘管我們可以控制要存儲在鏈中的數據,但隨着時間的流逝,參與區塊鏈的患者和參與方的數量將持續增長。在某些時候,諸如處理能力和存儲介質之類的計算資源將變得有限。這可能會阻礙區塊鏈提供的服務。而由於網絡的持續增長,系統的可擴展性及基礎資源的數量可能會成爲一個問題。

這就引發了有關實施這種系統的成本問題。儘管由於自動調節的原因,從長遠來看,區塊鏈可以節省金錢和資源,但在初期階段的成本可能會是很高的。例如共識算法的工作方式(尤其是 PoW)可能需要大量的處理資源。由於醫療保健中的區塊鏈網絡預計會很大,因此實現所需的硬件,以及擁有適當的設備以無縫利用區塊鏈平臺可能會變得昂貴。

可能出現的另一個問題是「垃圾進,垃圾出」(GIGO)的概念。這是指與用戶輸入有關的場景,其中用戶可能輸入不正確或隨機的數據。系統將被迫處理此數據,這可能導致錯誤的輸出。將區塊鏈包含在醫療保健中可能會面臨同樣的問題。既患者在參與自己的醫療保健時,就有可能輸入「垃圾」信息,而看護人或任何其他專業人員也可能發生相同的情況。由於計算機不熟練或對系統的誤解,這可能是偶然的,或者在用戶輸入數據具有惡意意圖的情況下,則是故意的。儘管區塊鏈擁有共識算法,但如果區塊鏈用戶不注意他們輸入到系統中的數據,則「垃圾進,垃圾出」(GIGO)仍然是可能的。而如果由不熟悉區塊鏈及其配置的 IT 專業人員實施區塊鏈網絡,也會出現問題。這可能會導致錯誤的診斷或錯誤的處方,從而可能進一步導致健康併發症,甚至在更嚴重的情況下甚至導致患者死亡。

而在任何系統或服務中,試圖利用漏洞竊取數據或造成損害的惡意用戶將始終存在。即使區塊鏈可以抵禦攻擊,節點安全仍然會是一個問題。如果最終用戶受到威脅,則攻擊者可能會破壞區塊鏈。他們可以根據發生的通信推斷有關鏈上其他用戶的信息,竊取有關受害受害者的數據,並提供虛假信息以在鏈上輸入。

而要使區塊鏈成功改善醫療保健系統,以上這些問題都是有待解決的。

問題 4: 可以將區塊鏈與人工智能相結合,以進一步優化個性化醫療嗎?

答:數據科學是另一個一直在尋求通過使用人工智能(AI)及其機器學習算法來改善醫療行業的領域。與區塊鏈類似,這些決策是使用特殊算法做出的。不同之處在於,當區塊鏈使用收集到的數據試圖保護數據完整性時,人工智能尋求做出預測和明智的決策。在醫療保健領域要做出決定的一些例子是醫療診斷,比如患者可能需要哪種藥物或所需的程序。

如本文前面所述,區塊鏈已與雲計算和 IoT 集成在一起以改善現有服務和系統。將區塊鏈與 AI 結合,可以進一步改善醫療保健基礎設施的幾個重要部分,例如:

  1. 確保數據完整性和有效性;
  2. 預防和緩解惡意活動;
  3. 預測分析;
  4. 實時數據分析;
  5. 管理數據共享;

區塊鏈系統已解決了提高數據完整性和防止傳統攻擊的問題。然而,在不影響系統性能和某些數據安全的前提下,是無法通過區塊鏈直接傳輸大量數據的。

但是,將 AI 算法集成到系統中將允許提前處理數據,從而僅將結果和信息通過區塊鏈傳遞。因爲區塊鏈審覈了所有交易,所以醫療專業人員仍然能夠理解數據是如何處理的,以及爲什麼做出了明智的決定。

人工智能做出明智決策的能力,也可能有助於區塊的挖掘,減少所需的計算資源量。與使用傳統方法相比,使用機器學習算法挖掘區塊可以節省時間和資源。例如,如果健康提供者獲得適當的權限來訪問可信和高度可靠的患者數據,那麼,通過使用人工智能,將有可能基於分子圖譜、化學反應、基因變異、遺傳疾病或任何其他圖譜對患者進行分組,這對推進個性化醫療具有極大的幫助。

6 結論

爲了使患者對醫療專業人員及其診所更有信心,我們需要解決當前醫療保健系統中存在的安全性和隱私問題。而 EMR 管理是需要重點關注的一個領域,數字化醫療記錄簡化了它們的存儲和共享。但是,這仍然存在以下問題:未經授權的訪問和披露,可以被視爲單一攻擊點的集中式系統,以及在拜訪多名醫療專業人員的情況下存在的,患者醫療信息的碎片化問題。

爲了解決這些問題,研究人員正在轉向區塊鏈,隨着時間的流逝,原始的區塊鏈基礎設施已經有了一些發展,因此它不僅可被用於加密貨幣和金融交易,研究人員已在研究可用於改善當前醫療系統的區塊鏈方法。由於區塊鏈具有不可篡改、透明、去中心化的性質,因此可以將其用作數字賬本,以簡化患者、護理人員和保險公司之間的通信。

儘管如此,現有的醫療區塊鏈解決方案,也面臨着一些需要解決的問題,例如可擴展性問題以及節點安全性問題(儘管區塊鏈是安全的,但受到破壞的單個節點也可能會影響整個鏈)。由於存在節點受損的風險,還需要解決密鑰生成和替換的問題,以便用戶可以儘快恢復使用區塊鏈。

總體而言,將區塊鏈集成到醫療基礎設施中顯示出了巨大的潛力。在這一領域的持續研究,將有利於醫療保健提供者、患者和其他相關方(如研究機構和保險公司)。一旦區塊鏈的剩餘問題被克服,醫療系統就可以有效得到發展,從而有利於每個人。

來源鏈接:www.ncbi.nlm.nih.gov