CN112883028B - 一种基于区块链的医疗数据可信存管系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，包括录入模块、数据库、上链监测模块、上链模块、区块链节点、归档模块、数据查阅模块和系统管理模块，录入模块用于录入医疗数据，在每个设定的医疗节点完成时发送上链请求，上链监测模块提取医疗数据的HASH值发送给上链模块，上链模块将HASH值发送给区块链节点，当区块链生成新的区块后，从区块链节点获得最新区块的HASH值和高度标识，归档模块将医疗数据HASH值、最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据关联。本发明的实质性效果是：提高医疗数据的可信度，通过数据查阅模块根据用户的权限进行医疗数据的查看，提高了医疗数据的安全性。

Description

一种基于区块链的医疗数据可信存管系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的医疗数据可信存管系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，医疗卫生信息化建设水平不断提升，医疗数据的类型和规模随之快速的增长。许多医院均建立了独立的电子管理体系，辅助医院进行日常管理，并存储大量的医疗数据，通过积累的大量医疗数据不仅能够方便医疗档案的管理，也能够为医疗大数据的建设提供支持。然而医疗数据涉及大量隐私数据，其保密性和真实性至关重要。由于电子化的医疗数据容易被篡改，导致出现了医疗事故后，医疗数据被删除或恶意更改的问题。这不仅损害了患者利益，还加剧了医患关系的紧张。因而需要研发具有高可信度和安全性的医疗数据存管系统。

如中国专利CN111967958A，公开日2020年11月20日，一种基于区块链的药品供应管理系统和方法，包括：医疗机构方将诊断信息加密签名后上传区块链网络，在第三方记录平台对诊断信息验证成功后，对本次药品供应业务进行审核，并将审核结果以及药品信息中的销售信息加密签名后上传区块链网络；患者支付买药时，医疗机构触发在第三方记录平台对诊断信息进行验证，若成功，将支付信息、订单信息以及药品销售状态上传区块链网络；药品供应方将对应本次药品供应业务的上链信息打包为应收账款信息，并为本次购药所对应的资产进行签名。其技术方案虽然能保证药品供应过程数据的真实可信，但其不能解决医院在医疗过程中，产生的医疗数据的安全性和可信度面临挑战的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前医疗数据的存储安全性和可信度较低的技术问题。提出了基于区块链的医疗数据可信存管系统，本系统借助区块链技术能够提高医疗数据的可信度，避免医疗数据被事后篡改。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，包括录入模块、数据库、上链监测模块、上链模块、区块链节点、归档模块、数据查阅模块和系统管理模块，所述录入模块用于录入医疗数据，录入的医疗数据存储在数据库中，在每个设定的医疗节点完成时，所述录入模块向上链监测模块发送上链请求，所述医疗数据包括医疗内容和医生签名，所述上链监测模块收到上链请求后，提取对应的医疗数据的HASH值，上链监测模块将医疗数据的HASH值发送给上链模块，所述上链模块在区块链区块周期内将HASH值发送给区块链节点，当区块链生成新的区块后，所述上链模块从区块链节点获得最新区块的HASH值和高度标识，并发送给归档模块，所述归档模块将医疗数据关联患者病案号、医生和权限表，所述权限表记录具有对医疗数据进行各种操作权限的用户，所述归档模块将医疗数据HASH值、最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据关联，所述数据查阅模块根据医疗数据的权限表为用户提供医疗数据查看、修改或审核操作，所述系统管理模块管理用户和用户权限。通过将医疗数据在每个医疗节点上均进行HASH值上链，事后通过获得对应区块的内容，查询区块内是否存在对应医疗数据的HASH值的方式，能够证明医疗数据没有被更改过，提高医疗数据的可信度，通过数据查阅模块根据用户的权限进行医疗数据的查看，提高了医疗数据的安全性，避免了用户隐私的泄露。

作为优选，所述录入模块包括医生录入端、病床录入端和摄像头录入端，所述医生录入运行在医生使用PC机上，由医生通过填写表单录入患者信息、病历和医疗方案，所述表单作为医疗表单，所述病床录入端为设置在病床处的设备或便携终端设备，所述病床录入端通过图片或音视频方式录入患者查床数据和医疗方案知情单，所述病床录入端录入医疗数据前，关联对应患者的医疗表单标识，所述摄像头录入端设置在医疗项目对应设备室内，关联医疗表单标识后，拍摄并录入医疗过程视频到数据库。通过不同终端对不同类型的数据进行录入，不仅能方便医疗数据的录入，减少医疗数据录入对医生带来的工作负担，也能够减少医疗数据中间流转环节，减少医疗数据被篡改的可能性。

作为优选，所述数据查阅模块包括权限查看模块和公开查看模块，所述权限查看模块根据医疗数据关联的权限表为用户提供医疗数据查看服务，所述公开查看模块将医疗数据按预设规则隐藏部分数据并脱敏后，公开到外网。通过将敏感数据脱敏后公开供用户查看，能够方便用户查看相关数据，同时避免医疗数据中的隐私数据被泄露。

作为优选，所述医疗数据为病历、医疗方案、检查单或医疗视频中的一种或多种。

作为优选，还包括审批模块和归档模块，所述医疗方案录入完成后发送给审批模块，所述审批模块收到医疗方案后将医疗方案存入数据库并向上链监测模块发送上链请求，而后所述审批模块根据医疗方案涉及的药物和项目，判断医疗方案是否需要经过审批，若所述医疗方案涉及需要审批的药物或项目，则根据医疗方案涉及的药物和项目获得对应的审批者，将医疗数据发送给对应的审批者，所述审批者操作审批后，所述审批模块将医疗方案连通审批结果存入数据库并向上链监测模块发送上链请求。通过审批模块能够记录医疗方案的审批过程，方便后续查看定责。

作为优选，还包括备份数据库，所述归档模块将最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据关联后，向备份数据库发送备份请求，所述备份数据库收到备份请求后，读取对应的医疗数据及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识并存储。通过备份数据库防止医疗数据遗失或被恶意删除。

作为优选，所述备份数据库包括验证模块、缓冲模块和若干个备份单元，所述备份单元包括秘钥提供单元、时钟、加密运算单元和存储单元，所述验证模块读取关联患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识的医疗数据，提取医疗数据的HASH值，并从区块链上下载对应高度标识的区块，查看医疗数据的HASH值是否存在于所述区块内，若存在，则验证通过，将医疗数据及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识输入到缓冲模块，所述秘钥提供单元存储有N个公钥，所述秘钥提供单元根据时钟时间，将N个公钥周期性循环提供，所述加密运算单元根据所述秘钥提供单元提供的公钥将医疗数据及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识加密，加密后关联时间戳，由存储单元存储。

作为优选，所述备份数据库包括若干个备份单元，在存储加密运算单元加密后的医疗数据时，若干个所述备份单元以一定概率随机决定是否存储加密后的医疗数据，若干个备份单元周期性关闭，若干个备份单元的关闭周期互不相同。其中一个备份单元常开。备份单元随机决定是否存储对应数据，导致医疗数据不确定被具体存储在哪些备份单元上，若要进行备份数据的篡改，则实际上需要对每个备份单元进行攻破，增加了篡改数据的难度，同时又能节省备份单元的空间，为更多医疗数据提供备份服务。

本发明的实质性效果是：通过将医疗数据在每个医疗节点上均进行HASH值上链，事后通过获得对应区块的内容，查询区块内是否存在对应医疗数据的HASH值的方式，能够证明医疗数据没有被更改过，提高医疗数据的可信度，通过数据查阅模块根据用户的权限进行医疗数据的查看，提高了医疗数据的安全性，避免了用户隐私的泄露。

附图说明

图1为实施例一系统结构示意图。

图2为实施例一医疗数据示意图。

图3为实施例二备份数据库结构示意图。

其中：100、医疗数据，101、录入模块，102、审批模块，103、上链监测模块，104、上链模块，105、区块链节点，106、归档模块，107、数据库，108、备份数据库，1081、验证模块，1082、缓冲模块，1083、存储单元，1084、秘钥提供单元，1085、加密运算单元，1086、时钟。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，如图1所示，包括录入模块101、数据库107、上链监测模块103、上链模块104、区块链节点105、归档模块106、数据查阅模块和系统管理模块，录入模块101用于录入医疗数据100，录入的医疗数据100存储在数据库107中，录入模块101包括医生录入端、病床录入端和摄像头录入端，医生录入运行在医生使用PC机上，由医生通过填写表单录入患者信息、病历和医疗方案，表单作为医疗表单，病床录入端为设置在病床处的设备或便携终端设备，病床录入端通过图片或音视频方式录入患者查床数据和医疗方案知情单，病床录入端录入医疗数据100前，关联对应患者的医疗表单标识，摄像头录入端设置在医疗项目对应设备室内，关联医疗表单标识后，拍摄并录入医疗过程视频到数据库107。

在每个设定的医疗节点完成时，录入模块101向上链监测模块103发送上链请求，医疗数据100包括医疗内容和医生签名，上链监测模块103收到上链请求后，提取对应的医疗数据100的HASH值，上链监测模块103将医疗数据100的HASH值发送给上链模块104，上链模块104在区块链区块周期内将HASH值发送给区块链节点105，当区块链生成新的区块后，上链模块104从区块链节点105获得最新区块的HASH值和高度标识，并发送给归档模块106，归档模块106将医疗数据100关联患者病案号、医生和权限表，权限表记录具有对医疗数据100进行各种操作权限的用户，归档模块106将医疗数据100HASH值、最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据100关联，如图2所示，数据查阅模块根据医疗数据100的权限表为用户提供医疗数据100查看、修改或审核操作，系统管理模块管理用户和用户权限。

数据查阅模块包括权限查看模块和公开查看模块，权限查看模块根据医疗数据100关联的权限表为用户提供医疗数据100查看服务，公开查看模块将医疗数据100按预设规则隐藏部分数据并脱敏后，公开到外网。医疗数据100为病历、医疗方案、检查单或医疗视频中的一种或多种。医疗方案录入完成后发送给审批模块102，审批模块102收到医疗方案后将医疗方案存入数据库107并向上链监测模块103发送上链请求，而后审批模块102根据医疗方案涉及的药物和项目，判断医疗方案是否需要经过审批，若医疗方案涉及需要审批的药物或项目，则根据医疗方案涉及的药物和项目获得对应的审批者，将医疗数据100发送给对应的审批者，审批者操作审批后，审批模块102将医疗方案连通审批结果存入数据库107并向上链监测模块103发送上链请求。通过审批模块102能够记录医疗方案的审批过程，方便后续查看定责。比如手术方案的审批，当主刀医生和第一助手制定完手术方案后，将手术方案存储到数据库107，并将手术方案的HASH值上链存储，而后发送给主治医生审核，主治医生审核后将审核后的手术方案和审核结果一起提取HASH值上链存储，若审核不通过，则退回主刀医生和第一助手修改手术方案，而后将手术方案依次发送到病案室和医务科审核并归档存储，并分别提取HASH值上链存储。

归档模块106将最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据100关联后，向备份数据库108发送备份请求，备份数据库108收到备份请求后，读取对应的医疗数据100及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据100HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识并存储。通过备份数据库108防止医疗数据100遗失或被恶意删除。

本实施例的有益技术效果是：通过将医疗数据100在每个医疗节点上均进行HASH值上链，事后通过获得对应区块的内容，查询区块内是否存在对应医疗数据100的HASH值的方式，能够证明医疗数据100没有被更改过，提高医疗数据100的可信度，通过数据查阅模块根据用户的权限进行医疗数据100的查看，提高了医疗数据100的安全性，避免了用户隐私的泄露。

实施例二：

一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，本实施例在实施例一的基础上，对备份数据库108进行了进一步的改进。如图3所示，备份数据库108包括验证模块1081、缓冲模块1082和若干个备份单元，备份单元包括秘钥提供单元1084、时钟1086、加密运算单元1085和存储单元1083，验证模块1081读取关联患者病案号、医生、权限表、医疗数据100HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识的医疗数据100，提取医疗数据100的HASH值，并从区块链上下载对应高度标识的区块，查看医疗数据100的HASH值是否存在于区块内，若存在，则验证通过，将医疗数据100及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据100HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识输入到缓冲模块1082，秘钥提供单元1084存储有N个公钥，秘钥提供单元1084根据时钟1086时间，将N个公钥周期性循环提供，加密运算单元1085根据秘钥提供单元1084提供的公钥将医疗数据100及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据100HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识加密，加密后关联时间戳，由存储单元1083存储。

备份数据库108包括若干个备份单元，在存储加密运算单元1085加密后的医疗数据100时，若干个备份单元以一定概率随机决定是否存储加密后的医疗数据100，若干个备份单元周期性关闭，若干个备份单元的关闭周期互不相同。其中一个备份单元常开。

本实施例具有的新的技术效果为：备份单元随机决定是否存储对应数据，导致医疗数据100不确定被具体存储在哪些备份单元上，若要进行备份数据的篡改，则实际上需要对每个备份单元进行攻破，增加了篡改数据的难度，同时又能节省备份单元的空间，为更多医疗数据100提供备份服务。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，其特征在于，

包括录入模块、数据库、上链监测模块、上链模块、区块链节点、归档模块、数据查阅模块和系统管理模块，

所述录入模块用于录入医疗数据，录入的医疗数据存储在数据库中，在每个设定的医疗节点完成时，所述录入模块向上链监测模块发送上链请求，所述医疗数据包括医疗内容和医生签名，所述上链监测模块收到上链请求后，提取对应的医疗数据的HASH值，上链监测模块将医疗数据的HASH值发送给上链模块，所述上链模块在区块链区块周期内将HASH值发送给区块链节点，当区块链生成新的区块后，所述上链模块从区块链节点获得最新区块的HASH值和高度标识，并发送给归档模块，所述归档模块将医疗数据关联患者病案号、医生和权限表，所述权限表记录具有对医疗数据进行各种操作权限的用户，所述归档模块将医疗数据HASH值、最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据关联，所述数据查阅模块根据医疗数据的权限表为用户提供医疗数据查看、修改或审核操作，所述系统管理模块管理用户和用户权限；

还包括备份数据库，所述归档模块将最新区块的HASH值和高度标识与医疗数据关联后，向备份数据库发送备份请求，所述备份数据库收到备份请求后，读取对应的医疗数据及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识并存储；

所述备份数据库包括验证模块、缓冲模块和备份单元，所述备份单元包括秘钥提供单元、时钟、加密运算单元和存储单元，所述验证模块读取关联患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识的医疗数据，提取医疗数据的HASH值，并从区块链上下载对应高度标识的区块，查看医疗数据的HASH值是否存在于所述区块内，若存在，则验证通过，将医疗数据及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识输入到缓冲模块，所述秘钥提供单元存储有N个公钥，所述秘钥提供单元根据时钟时间，将N个公钥周期性循环提供，所述加密运算单元根据所述秘钥提供单元提供的公钥将医疗数据及其关联的患者病案号、医生、权限表、医疗数据HASH值、区块链新区块HASH值和高度标识加密，加密后关联时间戳，由存储单元存储，所述公钥对应的私钥由医院单独秘密保管，在需要恢复数据时取出，并在恢复数据后更换公钥和私钥，并将更换后的公钥导入秘钥提供单元；

所述备份数据库包括若干个备份单元，在存储加密运算单元加密后的医疗数据时，若干个所述备份单元以一定概率随机决定是否存储加密后的医疗数据，若干个备份单元周期性关闭，若干个备份单元的关闭周期互不相同；其中一个备份单元常开。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，其特征在于，

所述录入模块包括医生录入端、病床录入端和摄像头录入端，所述医生录入运行在医生使用PC机上，由医生通过填写表单录入患者信息、病历和医疗方案，所述表单作为医疗表单，所述病床录入端为设置在病床处的设备或便携终端设备，所述病床录入端通过图片或音视频方式录入患者查床数据和医疗方案知情单，所述病床录入端录入医疗数据前，关联对应患者的医疗表单标识，所述摄像头录入端设置在医疗项目对应设备室内，关联医疗表单标识后，拍摄并录入医疗过程视频到数据库。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，其特征在于，

所述数据查阅模块包括权限查看模块和公开查看模块，所述权限查看模块根据医疗数据关联的权限表为用户提供医疗数据查看服务，所述公开查看模块将医疗数据按预设规则隐藏部分数据并脱敏后，公开到外网。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，其特征在于，

所述医疗数据为病历、医疗方案、检查单或医疗视频中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的医疗数据可信存管系统，其特征在于，

还包括审批模块，所述医疗方案录入完成后发送给审批模块，所述审批模块收到医疗方案后将医疗方案存入数据库并向上链监测模块发送上链请求，而后所述审批模块根据医疗方案涉及的药物和项目，判断医疗方案是否需要经过审批，若所述医疗方案涉及需要审批的药物或项目，则根据医疗方案涉及的药物和项目获得对应的审批者，将医疗数据发送给对应的审批者，所述审批者操作审批后，所述审批模块将医疗方案连通审批结果存入数据库并向上链监测模块发送上链请求。

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