基于区块链的电子病历系统的实现与应用.pdf
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1、信息与电脑2023年第10 期Information&Computer基于区块链的电子病历系统的实现与应用信息安全与管理李先婷李松钊*(南宁师范大学计算机与信息工程学院,广西南宁摘要:就诊者的病历往往集中存储在就诊医院的电子病历系统中,而传统电子病历系统存在数据易篡改、海量数据存储难、不可共享以及隐私保护差等问题。为了解决这些问题,将区块链技术和Hadoop引入电子病历系统,构建去中心化的、可共享的电子病历系统。分析了电子病历系统中存在的问题。然后,利用区块链的技术特点,结合Hadoop的分布式文件系统(HadoopDistributed File System,H D FS)以及电子病历系统
2、的流程,构建基于区块链的电子病历系统。关键词:区块链;电子病历;分布式文件系统(HDFS)中图分类号:TP391Implementation and Application of Electronic Medical Record System Based on530100)文献标识码:A文章编号:10 0 3-9 7 6 7(2 0 2 3)10-2 2 1-0 4BlockchainLI Xianting,LI Songzhao(School of Computer and Information Engineering,Nanning Normal University,Nanning
3、Guangxi 530100,China)Abstract:The medical records of patients are often stored centrally in the electronic medical record system of thehospital,while the traditional electronic medical record system has problems such as easy data tampering,difficult mass datastorage,non-sharing,and poor privacy prot
4、ection.In order to solve these problems,blockchain technology and Hadoop areintroduced into the electronic medical record system to build a decentralized and shareable electronic medical record system.Analyzed the problems in the electronic medical record system.Then,using the technical characterist
5、ics of blockchain,combined with Hadoops distributed file system Hadoop Distributed File System(HDFS)and the process of electronic medicalrecord system,Finally,a blockchain-based electronic medical record system is constructed.Keywords:blockchain;electronic medical records;Hadoop Distributed File Sys
6、tem(HDFS)0引言随着经济的快速发展,人们越来越关注健康等民生问题,对医疗机构的诊治要求也越来越高。由于信息技术的快速发展,医疗数据呈爆发式增长。但是,患者的数据一般集中存储在某些医疗机构中,使得患者数据不仅得不到有效共享,还得不到安全保障。因此,如何实收稿日期:2 0 2 3-0 2-2 1基金项目:广西重点研发计划(项目编号:桂科AB21076021);广西高校中青年教师(科研)基础能力提升项目(项目编号:2 0 2 0 KY09029);南宁师范大学大学生创新创业训练计划项目(项目编号:S202210603134)。作者简介:李先婷(2 0 0 2 一),女,广西合浦人,本科。研究
7、方向:区块链。通信作者:李松钊(19 9 4一),男,广西钦州人,硕士研究生,实验师。研究方向:区块链、智能计算。E-mail:L。现患者病历在医院之间有效共享、保障个人的信息安全成为医疗机构现代化需要解决的问题。传统的电子病历系统存在3个问题:第一,数据容易被篡改,患者隐私保护差;第二,不同医院之间的病历数据无法共享;第三,患者无法管理检查结果和病历数据。区块链技术具有安全可靠、去中心化、可追溯以及能有效保证数据隐私等221信息与电脑信息安全与管理Information&Computer特点,Hadoop技术可以有效解决海量医疗数据存储的问题。因此,文章利用区块链技术与Hadoop技术结合构
8、建基于区块链的电子病历系统,有效解决了传统电子病历存在的问题,具有广阔的应用前景。1相关工作区块链又称为分布式账本。分布式账本指交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点记录的是完整的账目。节点参与监督交易合法性,可以保证数据的安全,防止数据改。针对区块链在电子病例系统中的应用以及分布式文件系统(Hadoop Distributed File System,HD FS)在医疗存储方面展开调查。EKBLAW等人提出利用区块链技术来设计一种可以处理电子健康记录系统(ElectronicHealth Record System,EH R S)的记录管理系统。SODHI等人提出基于区块
9、链的隐私和安全保护电子健康档案(ElectronicHealthRecords,EH R)共享协议改进战区医疗信息系统(TheaterMedical InformationSystem,T M I S)2 。Z HA N G 等人利用应用软件模式来解决基于区块链的医疗保健应用程序中的互操作性问题,并介绍了医疗保健应用程序的具体架构风格和模式 。SHAN等人不仅提出了一个基于区块链的医疗信息交换平台BlocHIE,还提出了两种基于公平性的打包算法来改进系统吞吐量和用户之间的公平性。YANG等人开发了一个具有高可靠性的数据存储聚类和容错能力的基于云中HDFS的医学图像文件访问系统,提高了医学图像的
10、存储、传输稳定性和可靠性 5。ALI等人在数字医疗系统中提供了一个智能和安全的基于区块链的访问控制系统 。田林结合传统数据库和区块链技术存储数据,使用数据加密标准(DataEncryptionStandard,DES)+R SA 混合加密算法对用户数据进行双重加密处理 7 。孙浩等人分析区块链数字签名技术架构以及其在电子病例系统中的应用与实践 8 。刘芬等人基于区块链技术采用“链上哈希、链下存储”的方式共享患者就诊信息区域,有效地推进区域医疗一体化进程实现医疗去中心化 9 。伍贵富等人提出一种基于HDFS的存储策略,实现了高效存储病例 10 。何丹红等人设计的基于HDFS的HBase混合数据分
11、类存储方案,在数据存储效率和容错性方面具有优势。通过上述研究发现,将区块链应用于医疗方面的电子病例系统的理论研究和应用成果不多。区块链技术在医疗领域中如何构建去中心化的电子病例系统,如何搭建基于区块链的电子病例共享平台以及HDFS在医疗领域的具体实现等问题还有待研究。2222023年第10 期2基于区块链的电子病历系统设计2.1传统电子病历系统架构及工作流程由于信息技术的快速发展,病历逐渐向数字化方向转变。传统电子病历系统架构主要分为客户端、服务平台管理层、核心资源层共3个模块。客户端主要负责使用设备包括手机电脑和服务器建立通信连接,将病历信息转化成电子形式。服务平台管理层主要负责处理数据与网
12、络提供的服务相关事项。例如,提供用户与网络之间的接口,与事务管理层及网络管理层的交互等。服务平台管理层在电子病历系统中起着承上启下的作用,可以完成对数据、信息进行存储和分析。核心资源层主要负责存储与管理数据,相当于公司架构里的管理高层。核心资源层通过一些物理设备管理数据库中各种资源。传统的电子病历系统工作流程如下:首先,患者在医院办理就诊卡,医护人员在系统中为患者注册;其次,医护人员给患者诊治后,将患者的就诊记录输人系统;最后,患者通过电子病历系统查看就诊记录。通过分析可以看出传统电子病历系统存在许多问题:患者就诊数据不可共享,只能保存在就诊医院或机构;患者隐私得不到有效保障,医院保存的数据患
13、者无法管控,患者个人隐私可能被泄露;患者数据量大,对于医院或医疗机构的数据库是一个极大的考验。为解决这些问题,文章结合区块链技术与Hadoop技术构建了基于区块链的电子病历系统。2.2基于区块链的电子病例系统设计与实现电子病例是以数字化的方式取代传统的纸质病例。主要包括门诊病历和住院病历。文章结合区块链和Hadoop技术构建了基于区块链的电子病例系统。系统逻辑架构,如图1所示。HTTP基本信息管理模块客户端病历管理模块区块链管理模块HTTP管理员前端展示页面展示层图1基于区块链的电子病例系统逻辑结构图本系统采用“链上索引,链下存储”的模型,在医IPAXFTP系统管理模块密钥管理模块监督管理模块
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