基于区块链技术的血站管理系统应用及构想.pdf
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1、卫生管理信息学第 37 卷第 5 期医学信息Vol.37 No.52024 年 3 月Journal of Medical InformationMar.2024基 金 项 目:2022 年 大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划 项 目(编 号:202210621384)作者简介:刘海毅(2002.5-),男,山西临县人,本科,主要从事区块链工程研究通讯作者:武志学(1960.5-),男,山西河津人,博士,教授,副院长,主要从事可信区块链、舆情分析研究基于区块链技术的血站管理系统应用及构想刘海毅袁许学智袁钟诗韵袁张琳娜袁武志学渊成都信息工程大学区块链产业学院袁四川 成都610225冤摘要
2、院血站的物资纷繁复杂袁购入难度大袁血液保存管理不便等问题在新时代的医疗行业已经影响了医疗行业的发展遥近年来袁区块链技术发展加快袁许多区块链的应用场景不断出现遥把区块链的不可篡改袁可追溯袁去中心化特性运用于血站管理袁可以很好的解决血站目前存在的问题院血液数量分配难尧血液质量无法保障血源追溯存在障碍尧物资自购不便尧血库内部物资数量统计不便尧血站档案管理混乱等遥运用区块链技术可以提高血站之间尧医院之间以及血站与医院之间的血液流通性袁从而可以帮助解决血液分配不合理尧血液质量无法保障及其来源追溯难等问题曰同时袁还可以促进物资自购的便捷性尧物资数量统计审计的严谨性尧和血站档案管理的系统性遥关键词院区块链曰
3、血站曰信息化曰NFT血液袋曰物资管理中图分类号院TP311.1文献标识码院BDOI院10.3969/j.issn.1006-1959.2024.05.014文章编号院1006-1959渊2024冤05-0084-08Application and Conception of Blood Centre Management System Based on Blockchain TechnologyLIU Hai-yi,XU Xue-zhi,ZHONG Shi-yun,ZHANG Lin-na,WU Zhi-xue(College of Blockchain Technology,Chengdu
4、University of Information Technology,Chengdu 610225,Sichuang,China)Abstract:The materials of the blood centre are complicated,the purchase is difficult,and the blood preservation management is inconvenient.In thenew era,the medical industry has affected the development of the medical industry.In rec
5、ent years,the development of blockchain technology hasaccelerated,and many application scenarios of blockchain have emerged.Applying the non-tamperable,traceable and decentralized characteristics ofthe blockchain to the management of blood centre can solve the current problems:the difficulty of bloo
6、d quantity distribution,the inability of bloodquality to guarantee the traceability of blood sources,the inconvenience of self-purchase of materials,the inconvenience of statistics of the quantity ofmaterials inside the blood bank,and the confusion of archives management in blood stations.The use of
7、 blockchain technology can improve bloodcirculation between blood centre,hospitals,and between blood centre and hospitals,which can help solve problems such as unreasonable blooddistribution,inability to guarantee blood quality,and difficulty in tracing its source;at the same time,it can also promot
8、e the convenience of self-purchase of materials,the rigor of statistical audit of material quantity,and the systematic management of blood centre archives.Key words:Blockchain;Blood centre;Informationization;NFT blood bag;Material management随着智慧医疗的发展,目前国内医疗行业的管理越来越趋向信息化,同时区块链技术的发展也踏上了一个新的阶段。医疗行业中血站管
9、理走向信息化,智能化迫在眉睫,使用区块链技术可以解决血站的各个核心问题。本文现对区块链技术在血站应用进行阐述,旨在为打造新型信息化血站提供参考。1区块链技术的基本介绍区块链技术是互联网技术发展到一定时期后的必然成果。区块链是“通过密码学手段保障的、只可追加的、通过区块链式结构组织的分布式账本结构”1。2017 年 5 月,工信部电子标准化研究院发布 区块链参考架构 的规范,其明确指出区块链技术是一个在信息对等的条件下,通过遵循信息透明和可信原则建立不能篡改、无法修改的和可追溯的区块链型数据结构,并进行了事务处理的机制研究,从而有效构建了企业组织主体之间的信用机制,并进行了点对点的信息价值传递。
10、区块链技术是分布式共识机制、加密算法、数据存储、点对点传输等高新技术的综合应用1。其拥有去中心化、数据对公众透明、不可伪造和无法篡改等优点。2019 年 10 月24 日,中共中央政治局第十八次集体学习时,习近平总书记指出,要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,加快推动区块链技术和产业创新发展2。在医疗领域,保护患者医疗信息在安全和隐私方面有着独特的需求3。尤其是在互联网时代,随着云存储和移动医疗设备的普及,记录和共享数据更加普遍,面临的恶意攻击和共享过程中私人信息泄露的风险也更高4。84卫生管理信息学第 37 卷第 5 期医学信息Vol.37 No.52024 年 3 月Journal
11、 of Medical InformationMar.2024区块链部署形式由于使用场合和设计体系上的差异,通常区分为公有链、联盟链和私有链1。区块链(blockchain)是以比特币(bitcoin)为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术5;而现在我国大多是联盟链,联盟链是多个组织共同维护同一条链,需要经过授权才能加入,属于多中心化;私有链则是被一个组织所管理,属于中心化应用。基于区块链的血站管理系统(下面统称血管系统)随我国的主流采用联盟链的部署形式设计。联盟链架构使用主体是某个特定群体的成员和有限的第三方,内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定,其他接入节点
12、可参与交易,但不过问记账过程,其他第三方可以通过该区块链开放的API 进行限定查询。为获得更好性能,联盟链对于共识机制或验证节点的配置和网络环境有一定要求。有了准入机制的参与,使得交易性能更易提高,避免参次不齐的参与者导致的一些问题。区块生产权和投票监督权分离,各种节点具有不同的权限,节点可以动态加入和退出网络,使系统具有高动态性6。各个机构组织组成利益相关的联盟,共同维护区块链网络的健康运转。由于联盟链节点数量明确且有限,故联盟链在某种程度上只属于联盟内部的成员所有,且很容易达成共识。联盟链的维护治理一般由联盟成员进行,通常采用选举制度,容易进行权限控制,代码一般部分开源或定向开源,主要由成
13、员团队进行开发,或采取厂家定制产品。2血站存在的问题2.1 血液数量分配难 我国的血液制品生产原料血浆存在供应严重不足的问题7。二级医院血库负责人多由检验科主任兼任,日常配血及血液出入由合同制人员完成,部分血库仅能完成基本的血液出入库,对自身输血、血浆置换、血液保质期的严格把控无能为力。个别血库甚至没有备血,用时需要到血液中心进行申请,严重耽误了患者的治疗时间,使医院背负较大的医疗风险8。以大部分城市的血液中心配送血液流程为例,血液中心向各大医院进行血液配送比例进行定额配送,一般按照 1 d/次的频率进行配送,由此导致订购次数或订购批量为固定量。血液医院之间流通性不强,各医院之间相互调取不便。
14、一些地方对血站档案管理数字化重视不足,进展迟缓,直接影响血站档案管理现代化的发展9。2.2 血液质量存在的问题及追溯障碍 目前的血液中心缺乏对血液处理全流程的追踪、回溯和完善的记录,存在手工分浓缩血小板、手工分红细胞悬液的问题。在进行最后一道血液检验,即出库环节过程中,可能会存在将好的血标记为不良血液然后流通到市场上贩卖,或将未达标但不构成危害的血液标记为达标运送到医院给患者使用,血液的来源去向不明确等问题。2.3 物资自购不便 在政府采购目录以外,医院自行决定购入的产品质量层次不齐,价格相差悬殊,询价和选型有一定程度的闭塞性,并且其中缺乏信息化商品链的支持,自购的难度较大。2.4 血库内部物
15、资数量统计不便 第一,人力难以保证物资供应全过程精细化和以一线为核心的服务性血站。血站现有体制对非卫生系列人力资源编制进行控制,且物资种类、规格繁多,手工操作量大且易出错。第二,物资采购不易,供应链管理缺乏稳定性。由于物资种类价格差异大,供应商数量大,故对供应链的管理缺乏稳定性,对供应产品的资质管理缺乏细致性;同时血站的物资耗材大多属于低值易耗品,在采购中缺乏科学的询价方式,无法确保采购信息的准确性和参考价格的指导性,容易造成成本高启。第三,库存管理难度大。重要物资直接影响采供血过程,科室不能降低库存,但部分血站耗材物资利用效率低下,成本大大增高;使用科室繁多、二级库的管理对于科室常规工作影响
16、较大、管理单据很多、盘点工作繁重。第四,物资难以进行精确的监管。物资管理信息化滞后,使得物资耗材的溯源查询和动态使用监管工作异常困难,极易导致物资浪费和流失。财务和管理部门对血站的物资信息难以准确和系统掌控,成本核算难以开展8。2.5 血站档案管理不足 血站档案填写与存档主要以手工为主,血站内部档案使用纸质文件保存,使得很多档案在被多次利用后严重损毁,直接影响到血站档案管理。没有意识到档案信息化建设对于提高档案管理水平、发挥档案价值、适应社会发展需求的必要性和迫切性10。电子档案建立较晚,建设血站档案信息化的速度慢,用计算机等先进设备保存与管理血站档案势在必行,而与之相匹配的基础设施建设相对却
17、很薄弱,有待进一步加强11。3区块链和血站的关系当前血站及血液中心行业面临着如何走向信息化管理的重大挑战,推行血站信息化网络化管理迫85卫生管理信息学第 37 卷第 5 期医学信息Vol.37 No.52024 年 3 月Journal of Medical InformationMar.2024在眉睫,加快区块链、大数据、物联网等新型技术在血库管理中的应用,血站行业转型已经成为大势所趋。区块链融合密码学、共识算法、分布式存储、智能合约等技术,在信息互联网基础上,构建了价值(信任)互联网12。应用区块链技术来实现血站信息化是当前解决血液中心核心问题如血液信息溯源有障碍、血液调取分配不便、物资管
18、理供应链缺乏稳定性最适合也最有效的解决方法。区块链技术特性契合医疗卫生信息化发展需求。区块链技术可以运用在血液信息的运输过程中,同时也会运用在血液中心的管理和其他设备中。在大数据信息化的大时代背景下,区块链技术将推动整个医疗的改革,更加健全的医疗体系,更加公开透明的信息处理,更加人性化的提高居民的满意度。利用不可篡改、可追溯、去中心化的优势基于现有的云服务数据储存、大数据处理、人工智能、加密算法等技术,将所有的血站中所有设备、血液信息进行上链,更加方便医院管理,也方便医院在之间血液相互的调用、取用,大大的增加了血液的利用率。血液中心于区块链,是后者在医疗方面的重要应用实践方向。国家卫健委出台的
19、 有关推进国人保健信息标准化建设的几个建议 中提出,深入探讨研究区块链技术在医院保健行业的应用情况,加速研发制定医院保健行业区块链信息技术服务标准,通过完善标准引导区块链信息技术在我国医药卫生健康行业中的融合应用,积极做好大数据互联互通和数据追溯工作,指导药品保健单位在保证信息安全的情况下,深入研究发展区块链信息技术在医院合作体、私人医疗保险、电子商务处方、药物管理系统、医疗保险、智能医院管理系统、疫苗管控、遗传监测等方面的运用。区块链技术的产生和血站问题的存在看似毫无关系,但实则却紧密相连。可以说,血站存在核心问题给与了区块链技术更多用武之地,为区块链注入了活力,也是区块链技术将来是否能应用
20、于全社会的助推剂,而血站的信息化管理也会在区块链技术的支持下迈向一个新的阶段。4区块链的优点及解决的问题区块链+血管项目全方位运用了区块链技术来解决血站的数据存储问题。区块链技术可以解决血站目前存在的 5 大痛点问题:淤血液质量的分配难;于血液质量存在问题及追溯存在障碍;盂物资的自购不便;榆血库内部的物资数量统计不便;虞血站档案管理不便。4.1 加强各血站、医院间的血液流通 区块链可以采用带有时间戳的链式区块结构存储历史交易数据,因此为数据增加了时间维度,并具备极强的可验证化和可追溯性13。传统的数据库由于集中式的特点,它通常在中央服务器上运行,能被轻易篡改。而区块链可以看成是一个分布式的数据
21、库,离散地记录着在区块链上各种交易的输入输出。如各省市中心血站、大中型综合医院就可以直接把献血人信息上传到某个地区,然后将每个血站、综合医院信息打包分成区块联系起来。与此同时,每个血站和医院信息还会产生一份副本,并备份到每个血站献血者的献血数据,这样就能够更加容易跟踪到资产数量变动和交易活动。既往捐血凭证一旦跨地区便失效或无法应用了,而区块链在可追踪的特性上就可以改善这一状况,献血证只要在区块链上做了公证,便成了全国可信的证件。4.2 血液质量保障及其来源追溯 血管平台设计计划使用联盟链来搭建。使用 POA 共识算法来保证区块链的“不可篡改特性”。每一区块都采用哈希算法将区块中的所有数据信息加
22、密并处理,从而形成散列值,而每个区块的区块头都必须具有前一区块的所有散列值,这种散列值经过层层嵌套,长度固定,最后再把各个区块拼接在一起,从而构成了区块链。区块链中还包括了自该链出现之前处理过的任何交易以及所有新发行的信息。也因此,如果要篡改某份血液中的血小板、红细胞数量,就意味着在其之后的任何区块信息都会被影响,导致不被承认,进而成为废链,那么该血液所处那条链都将作废。4.3 物资自购的便捷 物资自购方面,可以将当前多元化的采购模式化为一个整体,即采用一个统一的平台1,将各自购模式,各类物资信息上链,利用区块链的公开透明,可溯源,可防伪的特性,保证物资采购信息的完整性和解决询价选型的闭塞问题
23、。为了更好得为血站、医院的采血、储血等提供及时、精准的物资,还可以采用区块链的跨链技术,实现血液链和物资链的结合。4.4 物资的数量统计审计更加严格方便 利用区块链的去中心化、公开透明同样可以使得国家监管体系,更加方便的进行监督和管理,落实到每一个流程、每一个过程、每一个样品和物资。身份验证、加密技术,使得患者信息、血液信息不易泄露,但是监管86卫生管理信息学第 37 卷第 5 期医学信息Vol.37 No.52024 年 3 月Journal of Medical InformationMar.2024系统又能够方便管理和进一步精确的管理。同样遏制了不法分子将可用的好血液加上“不可用”的标签
24、,对外进行非法出售。医院出售的药品也同样可以通过上链的方式纳入监管的范围。我国现有的药品的防伪溯源系统大都以中心化存储的数据库,数据在生成、上传、存储以及查询等一系列操作中均有可能被篡改。近年来医药行业中有关药物安全方面的重大事故也时有发生,因此,建立可信的药物追溯系统对提高我国药品行业的整体安全管理水平和推动医药行业的科学发展都有着意义重大作用13。4.5 血站档案管理系统化 对于血站档案管理出现的一些问题,诸如工作人员未清楚认识到档案资源的重要性、综合素质有待提升等问题,以及大部分血站缺乏较为完善的档案管理制度,档案管理形式较为落后等。尤其重要的是目前对于血液捐献者并没有对其信息进行统计,
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