区块链技术在数字医疗领域的应用及发展现状

数字医疗是使用现代科技手段将远程医疗、AI医疗、个性化医疗、定制化医疗、身体体征传感跟踪技术等糅合在一起的综合配置保障体系。数字医疗的基本特征包括医疗设备的数字化、医疗设备的网络化、医院管理的信息化和医疗服务的个性化等。医疗设备的数字化指的是传统的各种医疗仪器和设备运用各种手段来摄取医疗数据的行为全部可以通过计算机和人工智能的手段来获取，且这些数据都可以进行统一的结构化处理，方便数据的分布式存储和管理，有助于数据处理成本的下降和数据安全。医疗设备的网络化指的是病人的所有信息和看病程序都可以联网处理，为远程医疗增加更多的可行性和可靠性。医疗设备的数字化是技术基础，并且和医疗设备的网络化一道构成医疗服务个性化的前提条件，实现医疗服务的完全个性化又是现代数字化医疗的终极目的。区块链的加入使得数字医疗的前景有了更多维度。而中国庞大的人口基数和当前医疗行业存在的为百姓诟病多年的顽疾，也为数字医疗大行其道提供了无限可能。有文章预测，未来数字卫生保健和医疗领域即使一个小的市场切片所蕴含的价值，也丝毫不亚于“互联网+”。当前，医疗和健康产业的痛点主要在于：（1）我们每个人对自己身体指标的知情权被有意无意地剥夺，而且想确切地知道这一信息也存在着诸多障碍，因此个人身体状况完全掌握在医疗机构手中，致使患者在医生面前相当被动。在中国，尤其乡村有着最多基本健康诉求的地区，这一状况尤其严重。（2）由于大部分医疗资源在我国是垄断在国有三甲医院手中，造成了与医疗相关的设备、药品、医疗服务、医疗器具的价格存在不合理现象。而我国又是一个病患大国，我们深有感触的是，往往在一些疾病集中高发的旺季，大医院里经常出现彻夜排队候诊的情况，而这些人往往需要花费昂贵的医药费来就诊。（3）正常医生的工作十分繁重。2018年年初曾有报道称青海大学的一名34岁的医生一天接诊38个病人，导致心血管疾病突发而猝死。由于医护人员长年劳累，导致误诊和错误治疗的情况屡有发生。（4）药品防伪问题。（5）医疗信息的管理和数据处理的问题，这需要消耗大量的财力和人力。我们知道现代医疗科技的飞速发展与信息化和自动化的发展密不可分，因此新兴的金融科技（FinTech）对于传统医疗的改造也就是必然的。这成为区块链应用于数字医疗领域的可行性的理论前提。

2018年3月十三届人大一次会议期间，李克强总理在《政府工作报告》中首次提及要全面将“互联网+”应用到医疗和健康行业，这无疑是卫生、医疗、医美行业的一个大震动。推动互联网、人工智能与医疗的深度结合，已是大势所趋。阿里和腾讯已经早早开始布局，如阿里系于2018年推出的人工智能医生和借助人工智能技术的“虚拟病人”、科大讯飞推出的全科医生助手机器人、腾讯推出的企鹅医院、企鹅医生等产品，如果有需要，企鹅医生会通过互联网的在线注册的43万个专科医院医生提供转诊服务。可以想见，区块链技术由于其非对称加密、数据追溯性能优越、价值的科学量化等特性，应用在其中将发挥举足轻重的作用。

以医疗大数据为例，我们对区块链在数字医疗领域的应用进行尝试性探究。这里我们重点分析两大医疗大数据领域，分别涉及患者病历资料和医疗技术信息。

一般来说，患者的电子病历数据（含文本、表单、影像、音频和图片等信息）保存在就诊的医疗机构A手中，至少一式两份，如果其他机构（其他医院、制药公司）想要获得这些数据，那么要么患者自愿无偿提供，要么医疗机构A有偿出售。现实中很多情况是患者1去了另一家机构B就医，而机构A并没有收取任何补偿电子病历数据就进入到了机构B的数据库。当然，在机构A和机构B之间共享数据时，如果两家机构都对患者的这一资料具有一定价值达成共识，那么很自然地它们会进行有偿交易。对于同样一份病历数据，机构A和机构B都是专业机构，因此相对于患者来说更能够达成双方都能够接受的公平价格。但是机构A和机构B之间进行数据交易时，由于涉及病人的隐私权，因此如果得不到患者的授权，这笔交易就是非法的。但依据现实中的技术现状，很难阻止这一点的发生，由于数据作为商品是非排他的，可以无限复制，这使得患者损失了本应获得的两部分收益，一是数据生产者的收益，二是数据隐私权的收益。严格来说，数据生产者收益应该归使用医疗器械测出病历数据的医疗机构所拥有，因为在这一过程中它付出了器械折旧率、技术和电费等成本，而患者的收益主要是数据的隐私权的赠与。

有鉴于此，需要设计一款系统，保证每次患者的病历数据从机构A（在系统中是一个节点）转移到机构B的时候，都应该征得患者的同意，且支付一定数量的Token，否则就是侵犯患者隐私。我们可以令患者在第一时间测得病历数据的时候，一次性获得病历数据隐私权出售补偿，而以后就可以不用管这件事了。在病历数据上传的时候，患者相应地从网上获得Token奖励。在这一点的基本保障下，机构A可能认为患者1比患者2的病历数据更有价值，因此在出售给机构B的时候，应该收取更多的Token费用，这可以由机构A和机构B之间的专业人士达成数据计价的共识。但对于患者1和患者2来说，数据的隐私权的定价规则是一样的，患者所应得到的一次性授权的价格不受病情的怪异性、严重程度和科室等的影响，但是跟数据的长度、大小、时间跨度、专业化程度等因素密切相关。其中病历数据的专业化程度，意味着三甲医院测出的病历数据（通常应用国际顶尖医疗仪器和器械）和二甲医院测出的病历数据，其数据隐私权的价值是不同的。通常而言，数据长度越长、大小越大、时间跨度越大、专业度越高，对于患者来说，就意味着更多的身体隐私信息，而且患者为了测得这些信息，自身也付出了较多的医疗费用，因此患者理应获得更多的病历数据隐私权补偿。

医疗技术信息也是医疗大数据的重要一部分，是医疗机构通过诊断、临床治疗、实验室研究、学术交流等日常医疗事务提炼出来的，未公开的关键医疗技术。可分为四种：（1）发表在论文期刊上的技术，意味着此技术可免费供其他医疗机构参阅，机密程度较低；（2）申请了专利的技术，且公开技术细节，意味着其他医疗机构此技术的获取须获得授权并缴纳一定量的专利使用费，机密程度中等；（3）申请了专利的技术，且不公开技术细节，意味着其他医疗机构缴纳一定量的专利使用费也不能使用该技术，需要技术发明者现场指导下才能完成技术的使用，机密程度很高；（4）完全不公开的技术，不申请专利更不公开，机密程度为绝密。这类数据当然也具有非常大的价值，当它们在链上进行流转的时候，实际上是技术专利使用权或者所有权的链上买卖在医学上的应用。

北京国科简科技公司下属的信息聚合公司，基于区块链的数字医疗及信息管理系统，是于2016年就已经推出的一款产品，借助区块链上信息的不可篡改，集体维护信息的公正透明等多个特点，提升数字医疗系统的工作速率和工作效果。增加医疗机构和个体医疗者所提供的信息的公信力水平。借助这一系统还可以规范医生的行为，并可以对病情症状数据进行结构化处理和分析。借助区块链技术实现了对以往很难归纳的疑难杂症相关信息的统计与分析。同时，信息聚合公司提供的这套技术还针对药品提供了溯源和跟踪途径，类似于对食品溯源。在区块链上还可以对医疗机构和医护人员的成绩进行基于代币的打分和投票行为。

边界智能（Bianjie AI）是位于上海的一家致力于在互联网上进行远程医疗服务的技术平台提供商，成立于2016年。边界智能主要利用AI、区块链技术和大数据技术等对现代远程数字医疗提供技术支持，并支持行业之间的协调合作。边界智能拥有人工智能结构化处理下的所谓“医药知识库”，这一知识库包含以下一些主要内容：（1）药品编码的匹配工具；（2）临床标准用语的匹配工具；（3）合理用药的规则工具。边界智能并通过BEAN（名为“Blockchain Edge Analytics Network”即区块链边缘分析网络）提供患者隐私保护、数据智能分析和结构化处理的诸项服务。在这一领域上，边界智能无疑是走在了全国的前列的。万向区块链实验室是边界智能的合作单位，其通过的“新链加速器”是国内最早的区块链技术项目加速平台，边界智能便是利用了新链加速器和万向推出的“万云”平台的开发环境。万向也参与了边界智能的区块链初创项目的融资活动。

除了健康和医疗卫生行业之外，边界智能所采用的区块链技术也为银行业务和保险业务提供支持。值得一提的是，2017年边界智能成为区块链跨链全球项目Cosmos/Tendermint的中国社区运营和技术开发合作伙伴。Cosmos被誉为“区块链中的互联网”，这个庞大的网络体系由一个一个的区块链构成的小网络相互纫合而成。Cosmos发行于2016年上半年，所谓Tendermint是一种共识机制和一个权益证明（POS）协议，包含拜占庭容错。Cosmos的这一庞大系统允许多个区块链根据他们的交易量来进行扩展，允许在不出现分叉的情况下链上资金的任意调配。边界智能的区块链底层网络其中有一项就是Tendermint引擎。

据报道，2017年7月，北京互动峰科技与边界智能公司签署区块链医疗的战略合作协议，致力于在北京互动峰科技倾力打造的“好大夫在线”互联网医疗平台上，搭建区块链技术，重点解决线上诊疗、电子病历数据、家庭医生一对一诊疗、医疗保险等场景的应用功能问题。这是一个雄心勃勃的方案计划。据了解，“好大夫在线”是中国最早成立的一批互联网医疗平台，已成立超过10年的时间。截至2016年年底，已经有1.1万名医生在“好大夫在线”上完成了多点执业备案。这次与边界智能公司的合作，利用边界智能强大的区块链底层架构和技术沉淀，利用多年积累的医疗数据结构化处理和分析数据库，必将把数字医疗行业推进到一个新的高度。互动峰科技的愿景是打造一个链上的“智慧医院”。

“天医”是一款致力于将区块链技术应用于智能医疗（AI医疗）产业上的初创项目。“天医”所发布的《区块链白皮书》声称其用到的技术基础不仅涉及区块链，也涉及物联网（IOT）和人工智能技术体系，如语音识别、人脸识别、计算机视觉、机器学习与神经网络。其中物联网技术可以实时监测患者的体征，并形成可判断的数据进入“天医”的数据分析库，方便给出有针对性的解决方案。“天医”的愿景是为每个人提供强大的智能医疗AI（AIDOC），从而推动个性化医疗时代的到来。“天医”另外有子项目是“生命银行”，生命银行是天医链中医疗数据的安全存储与公开交易场所。用户上传自己的医疗数据将获得代币，购买医疗服务将消耗代币，这些数据将会为天医分布式数据库技术带来一定的研究价值。用户的医疗健康数据经过同态加密、差分隐私（differential privacy，DP）等加密技术，在天医链分布式网络中安全存储，并实现永久可追溯，永不可篡改，同时注重保护患者的隐私。具体来说，海量的个人医疗及健康数据上传至“天医”的生命银行链上数据库之后，经过智能化的数据训练形成AI算法模型，输出模型可供医疗机构、人寿保险公司等作为参考。这是生命银行日常运营的简单逻辑。

2018年3月18日HEY链在北京中关村鼎好大厦举行了“区块链+”医美行业的项目落地分享会，反映出HEY链已经在这一细分领域场景落地有了实质性突破。而参与此次分享会的还有国内的另一家正在做“区块链+”健美产业的企业，即GymChain，健身链。根据分享会的主要内容来看，健身产业对于国外是夕阳产业，但是对于中国来说却是名副其实的朝阳产业。虽然中国人口的结构中年轻人正在减少，但中国年轻人或者中青年一代人对于未来身体健康和健美的需求在急剧膨胀，对身体健康指标和工作效率成正比的关联正在这些人群中产生越来越深刻的认识。目前不管是HEY链还是健身链，都在想方设法地研究未来打动消费节点的运作方式，包括链上的激励机制。不管是医美还是健美产业，在结合区块链技术的同时，不仅要保证信息的真实、精准和有效，还要加深客户的“沉浸式体验”，让消费者在玩赏当中获取服务。而这些体验都可以通过区块链的特殊商业运营和激励模式，得到充分开发。从中笔者隐约意识到，区块链未来的价值产生环节或许主要不是在改变传统痛点过程当中，而很有可能是因为区块链的存在，新的盈利和营销模式得以诞生，以具体的传统场景为依托，挖掘到了更庞大的价值冰山，而这些因为区块链带来的新营销理念所产生的价值，也许现在正在各个行业大量沉睡。(www.xing528.com)

A股上市公司乐心医疗甚至在2018年3月宣布了建立区块链数字医疗研究室的公告，合作的另一方是北京佰客云区块链科技有限公司，后者成立于2011年，是一家大数据处理和金融科技企业。北京佰客云区块链科技有限公司在2016年正式开启区块链技术服务的业务。这个医疗实验室地址在深圳，双方签订协议的主要内容包含了“区块链+”数字医疗的很多极有可能受到患者青睐的焦点，如借助区块链的健康档案的保存和流转、医疗智能穿戴器械升级改造、药品溯源、医疗项目的审计业务等。这些业务将是未来医疗需要克服的痛点，在以往也是引起医院效率下降，甚至触发医患间信任纠纷的问题。这次两家单位的研发性合作，互通有无、交换资源、共享成果，并采取了各种民主和专业化的合作方式，相信对于中国的“区块链+”医疗这种新兴业态的成熟和商用化，将是极大的推动。

另外，很多有关区块链的文献和杂志中都提到了区块链技术和蛋白质折叠的关系，这就涉及了生物医学工程。蛋白质折叠问题涉及一系列复杂的分子生物学、几何拓扑、分形、计算复杂性等学科的研究，是未来生物工程、基因工程领域最精尖的研究领域，对人类21世纪疾病消除和健康生活具有深远意义。简单来说，蛋白质折叠就是由其所含氨基酸残基的亲水性、疏水性、带正电、带负电等特性通过残基间的相互作用而折叠成一立体的三级结构，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。由于从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能的蛋白质折叠极其复杂，因此研究这个课题是极富挑战性的工作，但同时也是含金量和价值潜力很高的分子生物学新兴领域。当今科学并未开展过深的研究。一般认为蛋白质折叠是21世纪拯救人类疾病的利器，被誉为生命第二密码（第一密码是DNA螺旋）。当下蛋白质折叠的研究因为涉及非常复杂的拓扑学问题，需要消耗大量的算力，其计算复杂度^[1]更是不可估量，因此需要借助于性能强大的超级计算机来模拟蛋白质折叠的过程，但依然存在速度缓慢和精准度不高的问题。借助区块链技术则可以通过构建一个巨大的分布式网络代替超级计算机的工作，由对蛋白质折叠的单点监控变为全网监控，从而提高掌握蛋白质折叠规律和精准度的概率。美国的Hashed Health（哈希健康）公司在2014年就已经在自己搭建的区块链联盟链上，推出适合蛋白质折叠技术开展研发的平台，这一平台目前已经引起了美国生物科技（Biotech）公司浓厚的兴趣。

有关区块链应用在数字医疗领域的实践之呼声一直在持续不断地高涨，至少到目前为止，被世人所公认的5大区块链+数字医疗的场景包括：

（1）基于区块链的电子病历，这是最主要的应用。这可以促进患者对自己病情的知情权的最大掌握和对医疗机构的自主选择权。

（2）患者的DNA钱包，这是一项利用区块链技术的扣人心弦的应用，因为每个患者的DNA排序都是不同的，所以私钥就是自己的DNA，除了自己掌握以外，别人是无法盗取的。拥有自己的DNA钱包，就可以根据医疗机构提供的公钥来获得精准的个性化的医疗服务。用DNA密码代替了哈希密码学的私钥，这确实是一个创举，这项技术也可运用在其他场景当中。

（3）对医疗服务的数字货币支付，是区块链在支付领域对数字医疗的贡献，这一点可以使得所有涉及医疗的交易活动在区块链上进行，有效地杜绝了被当今社会所诟病，以及人民群众所深恶痛绝的医疗腐败和医患纠纷，尤其是可以杜绝以药养医导致药品的价格严重掺水的不法行为，有利于构建健康正规的医药流通生态体系。

（4）药品防伪，因为基于区块链的数据无法篡改。

（5）最后一项就是前面我们所讲到的区块链+蛋白质折叠。

但数字医疗至少在2017年前后还是以炒概念为主，在美国和部分西方国家虽然数字医疗由来已久，但基于区块链的数字医疗也才呱呱落地，没有走太远，对于以科研严谨著称的这些国家来说，在医疗领域尤其如此，因此还有大量的问题尚待解决，我们不应在短期内盲目乐观。区块链+数字医疗尽管增加了数字医疗所要达到的商业愿景的可能性，但距离实质性落地和大规模商用，造就公众普遍的认可度，恐怕要走的路绝对比任何一款应用都要长。我们知道2011年微信一经推出没过几年全国的使用习惯就已养成，而2017年风行全国、风光无限的共享单车，更是在极短时间内获得了海量用户的拥趸。笔者保守估计，区块链+数字医疗从落地到被完全接受至少需要5至7年时间。

【注释】

[1]计算复杂度是同一问题可用不同算法解决，而一个算法的质量优劣将影响到算法乃至程序的效率。算法分析的目的在于选择合适算法和改进算法。一个算法的评价主要从时间复杂度和空间复杂度来考虑。由问题规模和算法的时间复杂度、渐进时间复杂度评价算法时间性能和算法耗费的时间和语句频度这几点共同决定。