OX行業研究組
結合國際上統一的醫療資訊化劃分標準與我國特色，醫療機構資訊化由以下部分組成。
（一）醫院管理資訊系統
醫院管理資訊系統，指的是以收費為中心，將門急診的掛號、劃價、收費、配藥，住院病人的醫囑、配藥、記賬，以及醫院的人、財、物等工作，實施計算機網路管理，將從由各資訊點採集的資料進行初步統計分析，並提供管理人員查詢、管理和決策。
（二）臨床資訊系統
臨床資訊系統，指的是以病人為中心，使用影像存檔和傳輸系統、放射資訊系統(radiology information system, RIS)、檢驗資訊系統(laboratory information management System, LIS)、病理資訊系統(pathology information system, PIS)、手術室資訊系統(operating room information system, ORIS)等，用來全面收集病人的臨床資訊，並透過醫生工作平臺提供給醫生。醫生可使用計算機化醫囑錄入系統(computerized physician order entry, CPOE)錄入處方、醫囑和檢查申請單，查詢檢查結果，以醫療檔案「無紙化」來提高診治的自動化。
1.影像存檔與傳輸系統，是為實現對醫學影像檢查裝置產生的影像資料進行獲取、儲存、查詢、管理、處理、顯示、列印和進行異地通訊的資訊系統。
2.放射資訊系統，用來儲存、傳送病人的人口學資訊、病灶圖形影像等臨床資料資料的資訊系統，其內容涵蓋了病人進入放射科開始的一切資訊記錄，涉及放射科的全部日常工作、病例統計和科研管理。具體流程是：在做影像檢查時，病人資料從HIS和RIS中傳輸到PACS；在書寫診斷報告或複查時，工作站除了顯示病人影像，還能顯示HIS和RIS中病人的各種臨床記錄；臨床醫生可以即時在HIS中看到病人的檢查影像，以達到資訊共享；而對於曾有過影像檢查的病人，能夠將長期儲存以備檢索呼叫和前後對照。
3.檢驗資訊系統，是用來處理實驗室檢驗過程的資訊系統，通常會像RIS一樣與其他資訊系統如HIS相連線，實現資訊即時共享，以提高工作效率、降低醫療差錯，是實現一體化管理的醫院資訊系統的重要組成部分。
4.病理資訊系統，主要是為了解決病理科的病人資訊、科室資訊及影像資訊的數字化儲存管理，除了能實現醫療資訊資源充分共享外，還能在直接輔助醫生診斷的基礎上，間接提高醫院的診療水平。
5.手術室資訊系統，是用來處理醫院手術科室過程的資訊系統，一般透過對手術的安排、費用等情況的記錄，實現與其它醫院資訊系統的資料共享。由於手術室資訊系統投入成本較大、專業性較強，因而其在大型醫院中應用力度較大，而國內其他一些醫院則正在逐步完善建設中。
「數字健康」資料來源及特點
（一）醫療資料來源
醫療資料是醫生對病人診療和治療過程中產生的資料，包括病人基本資料、入出轉資料、電子病歷、診療資料、醫學影像資料、醫學管理、經濟資料等，以病人為中心，成為醫療資訊的主要來源。相對於其他行業，醫學中的資料型別更加多種多樣，如電子病案中關於人口學特徵的資料為純文字型；檢驗科中有關病人生理、生化指標為數字型；影像科中如B超、CT、MR、X光片等影像資料。
醫療大資料的來源主要有以下4個方面：
1.製藥企業／生命科學
藥物研發所產生的資料是相當密集的，對於中小型的企業也在TB 以上的。在生命科學領域，隨著計算能力和基因測序能力逐步增加，相關的醫療資料將大量增加。
2.臨床醫療／實驗室資料
臨床和實驗室資料整合在一起，使得醫療機構面臨的資料增長非常快，一張普通CT 影像含有大約150MB的資料，一個標準的病理圖則接近5GB。如果將這些資料量乘以人口數量和平均壽命，僅一個社群醫院累積的資料量，就可達數TB甚至數PB之多。
3.費用報銷／利用率
患者就醫過程中產生的費用資訊、報銷資訊、新農合基金使用情況等。
4．健康管理／社交網路
隨著移動裝置和移動網際網路的飛速發展，便攜化的生理裝置正在普及，如果將個體健康資訊進行採集和利用，那麼由此產生的資料量將不可估量。
（二）醫療資料特點
隨著醫療衛生資訊化建設程序的不斷加快，醫療資料的型別和規模正以前所未有的速度快速的增長，以至於無法利用目前主流軟體工具，在合理的時間內達到擷取、管理並整合成為能夠幫助醫院進行更積極目的經營決策的有用資訊。規模巨大的臨床實驗資料，疾病診斷資料以及居民行為健康資料等匯聚在一起形成了醫療大資料，並呈現出大資料的4V特性，即：
1.資料規模大(Volume)
例如一個CT影像含有大約150MB的資料，而一個基因組序列檔案大小約為750MB，一個標準的病理圖則大得多，接近5 GB。
2.資料結構多樣(Variety)
醫療資料通常會包含各種結構化表、非(半)結構化文字文件(XML和敘述文字)、醫療影像等多種多樣的資料儲存形式。
3.資料增長快速(Velocity)
一方面，醫療資訊服務中包含大量線上或即時資料分析處理，例如，臨床決策支援中的診斷和用藥建議、流行病分析報表成、健康指標預警等；另一方面，得益於資訊科技的發展，越來越多的醫療資訊被數字化，因此在很長一段時間裡，醫療衛生領域資料的增長速度將依然會很快。
4.資料價值巨大(Value)
毋庸置疑，資料是是石油，是資源，是資產，醫療大資料不僅與每個人的個人生活息息相關，對這些資料的有效利用更關係到國家乃至全球的疾病防控、新藥品研發和頑疾攻克的能力。
WHO數字健康全球戰略
（一）背景
世衛組織秘書處透過內部協商擬定了《數字健康全球戰略》初稿，並於2019年3月27日在日內瓦為會員國舉行吹風會並在會上介紹大體磋商計劃。戰略檔案草案於2019年3月26日至5月3日在網上提供給全球公眾徵求意見，之後在6月至10月期間與會員國進行了磋商，包括2019年7月26日在日內瓦舉行全球磋商會並在若干區域委員會會議期間進行討論。
（二）指導原則
數字衛生保健全球戰略的目的是推進和應用數字技術，實現人人享有健康的願景。全球戰略草案提出一個願景、使命、戰略目標和行動框架，以促進全球和各國採用數字技術促進衛生保健。它旨在鼓勵國際合作，並支援各國的國家有數字衛生保健支援的規劃。它還旨在促進研究，改善證據和分享資訊以及最佳實踐，確保數字衛生保健具有堅實基礎。
預計全球戰略將在2020年至2024年的五年時間框架內推動具體行動。此外，戰略目標旨在為會員國數字衛生保健的長期發展確定總體方向。全球戰略草案以若干指導原則為基礎：
1.承認數字衛生保健在國家衛生系統中的制度化需要各國作出決定和承諾；
2.認識到成功的數字衛生保健舉措需要統一的戰略；
3.促進適當使用數字技術促進健康；
4.認識到迫切需要解決最不發達國家實施數字衛生保健技術所面臨的主要障礙。
（三）戰略目標
全球數字衛生保健戰略的願景是透過加快制定和採用適當的數字衛生保健解決方案，改善全球各地所有人的健康。其使命是利用數字衛生保健解決方案促進實現衛生相關可持續發展目標和《2019-2023年第十三個工作總規劃》的「三個十億」目標。
推進適當的數字化衛生保健解決方案有可能支援優質衛生服務的公平、普遍獲得，使衛生系統更可持續性、更可及，使衛生服務更負擔得起，加強健康促進、疾病預防、診斷、管理、康復和姑息治療。關於數字衛生保健的全球合作鼓勵就與所有國家和利益攸關方相關的共同機遇和挑戰採取行動，無論其數字系統的質量和發展水平如何。
戰略確定了實現這一願景的四項戰略目標。
戰略目標1：促進全球合作，推動數字衛生保健知識傳播
戰略目標2：推進國家數字衛生保健戰略的實施
戰略目標3：加強全球和國家兩級的數字衛生治理
戰略目標4：倡導以人為本並得到數字衛生保健技術賦能的衛生系統
戰略目標1旨在發展國家、區域和全球各級的夥伴關係，促進協調資源和投資，確保數字衛生保健的可持續性和增長。戰略目標2旨在鼓勵和支援每個國家透過、擁有、發展和加強數字衛生保健戰略，使其最適合本國的願景、衛生狀況、現有資源和核心價值觀，以推動落實國家數字衛生保健戰略。戰略目標3側重於在全球和國家兩級建立可持續和強有力的數字衛生保健治理結構和能力。戰略目標4將人置於數字衛生保健工作的中心，做法是採用和使用數字衛生保健技術擴大和加強衛生服務的交付。
（四）行動框架
實施全球戰略框架
區塊鏈在「數字健康」的應用
基於目前的研究和應用情況，區塊鏈技術在數字健康領域有以下3個方面的作用。
（一）推動資料共享
1．促進電子病歷共享
以往，電子病歷的資料分散在各個醫院，患者無法獲得自己的診療記錄，醫生也無法詳細瞭解患者的病史。採用區塊鏈技術儲存電子病歷之後，患者可以主動地掌握自己的就診資訊，如醫生的診斷和各項檢查指標。目前，將區塊鏈技術應用於電子病歷的管理是國際上一大研究熱點。許多研究和專案如Healthcare Data Gateways，Med Vault，Fatcom，Bit Health，Gem Health Network，一些知名公司如德勤、IBM和埃森哲也在使用區塊鏈技術儲存醫療保健資料和電子病歷。
2．促進臨床資料共享
儘管美國的法規條例強制要求開放臨床試驗方案以及在試驗中獲取的資料，但是臨床資料的正確性和完整性仍然存在問題。根據近期啟動的一項臨床試驗監控專案COM Pare顯示，在67例研究試驗中，僅9例(13%)正確地報告了試驗結果，每年加入Clinical Trails．gov的研究超過20000項，類似問題很可能只是冰山一角。而運用區塊鏈技術，可以低成本地驗證臨床試驗資料的完整性，並且在公開發布之前，資料的完整性可以在不向商業競爭對手披露秘密協議的情況下得到驗證。
3．促進個人健康資料共享
以往的個人健康資料儲存在平臺運營商手中。公眾無法瞭解到自己的健康資料的詳細去向，也難以向醫生提供這些資料。在資料共享平臺中使用區塊鏈技術，讓患者瞭解他們的健康資料可以被哪些機構和個人獲取到。雖然患者的健康資料並未真正儲存在區塊鏈中，但獲取這些資料的許可權可以在區塊鏈中共享，從而促進醫療資料共享許可權的研究。平臺利用區塊鏈技術分散式和匿名的特點可以確保個人健康資料的安全性和隱私性。普通使用者將自己的健康資料提供給平臺，可以得到一定的經濟補償，而那些非常具有價值的研究資訊，可以透過區塊鏈識別出來，從而對資料提供者進行更多的獎勵，以激勵他們持續地提供這些健康資料。
4．最佳化醫院流程處理與手術安排
以往的手術日程資訊在醫生辦公室和醫院的行政部門之間來回傳遞，資訊的完整性和準確性得不到保證。利用區塊鏈原理，極大優化了手術治療和程式排程過程，增強了患者安全，加強了收益週期管理並透過提高效率降低了成本。所有的手術訂單在區塊鏈平臺中的顯示都更加突出，便於醫患雙方的識別、理解和追溯，並且無法篡改。透過對患者身份的識別和確認，患者可以自動獲得手術預付費稽核和醫療保險的預授權，增強了醫患之間的信賴度。同時，對患者病史和用藥史的知悉，可以減少術前檢查的流程，降低用藥風險。
（二）提供可回溯的路徑
1．醫保稽核
區塊鏈技術在醫療衛生領域的另一個應用是醫療保險的稽核以及支付環節。由於保險公司的資料系統和醫院的資料系統之間沒有對接，目前小額醫療保險理賠通常由投保人自行墊付醫藥費，再向保險公司理賠獲得賠償金。而利用區塊鏈技術，保險公司在醫療保險稽核環節可以結合電子病歷的資料對患者進行快速理賠和預授權支付。
2．藥品及處方防偽
假藥問題是一個迫切而尖銳的世界性難題。根據世界衛生組織統計，全球有10%的藥品是假冒藥品，其中發展中國家的假藥比例高達30%。這些假藥不僅是減肥產品或者是增肌產品這樣的保健品，更包含了治療心腦血管疾病和癌症的藥品以及抗生素、止痛藥、避孕藥等處方類藥品。Hyperledger是一個旨在推動區塊鏈跨行業應用的開源專案，該專案對假藥進行了研究，對每一個生產的藥品都標記了時間戳。首先，採用這種方法可以確定藥品是何時何地由何人生產;其次，使用區塊鏈可以檢測藥品的構成成分及其來源，並且可以把整個藥品的流通環節在區塊鏈中向所有人展示。這樣就可以輕易識別假藥並追溯到生產源頭。
除了藥品本身的質量問題，虛假的電子處方也是一個迫切需要解決的問題。2018年4月，國務院辦公廳釋出關於促進「網際網路+醫療健康」發展的意見，提出要完善「網際網路+」藥品供應保障服務。未來，使用者將可以透過電子處方在網際網路平臺上合法購買處方藥。在以往的處方藥銷售過程中，由醫生為患者開具處方，患者再將處方傳遞給一個或多個藥劑師，而藥劑師並不知道處方是否是原始的、是否在有效期內的、和是否未被重複使用的。基於區塊鏈的電子處方欺詐問題的解決方案:當醫生開出處方時，附上二維碼作為唯一識別符號，該識別符號與包括藥物名稱、數量、患者的匿名身份和時間戳的區塊相關聯。當藥劑師填寫處方時，掃描識別符號，記錄處方並與區塊鏈中的原始處方進行比較，驗證處方的原始性、有效性和唯一性。
3．醫療器械和醫療用品跟蹤
隨著數字化醫療裝置的普及和網際網路的使用，一些醫療器械的潛在漏洞也暴露在駭客的視野中。利用區塊鏈從家用裝置、可穿戴裝置或家庭保健提供者處獲取患者提供的治療效果的相關資訊，是拓寬不良事件安全性監測範圍的一種途徑。
（三）保障個人隱私及健康資料安全
1．個人電子健康資料採集環節
醫療物聯網(Internet of Health Things，IoHT)是物聯網的一個子集，專注個人健康領域，主要包括監測睡眠、心率、血壓等指標的可穿戴式裝置。與醫療器械及醫療用品的缺陷類似，loHT容易遭到駭客的入侵及洩露患者隱私。由於健康監測裝置主要是以患者為中心，loHT受到安全威脅更為嚴重。將loHT與區塊鏈進行結合，基於一個健康飲食及睡眠的個性化指導應用，透過匿名的形式收集和處理患者的健康資料和飲食習慣資訊，並給使用者獎勵一種匿名的健康代幣(Anonymous Health Tokens，AHT)以激勵使用者養成健康的生活習慣。
2．個人電子健康資料儲存環節
在中心化的資料庫中，大量醫療資訊集中儲存，這給駭客攻擊帶來了便利。去中心化的區塊鏈資料庫能實現多網路節點的聯動和資料的安全保護。由於患者的個人資訊往往在就醫網點記錄，無法實現整個醫療體系中的共享，因此無形中給患者就醫、醫生診斷都設定了巨大的障礙。運用區塊鏈技術儲存醫療健康資料並能夠將其從世界各地任一節點恢復。運用區塊鏈技術，資料可以在國際上以類似於Bit Torrent的點對點檔案分享技術形式進行傳播，萬一出現網路故障，可以從本地節點恢復資料。
3．個人電子健康資料處理環節
Doc．ai的自然語言處理平臺將減輕醫生的負擔，為患者帶來更多的便利。2017年8月，數字健康初創企業doc．ai公司推出基於區塊鏈的自然語言處理(Natural Language Processing，NLP)平臺，透過人工智慧分析處理大量醫療資料，以便為使用者提供個性化的諮詢建議。未來，doc．ai公司還將推出3種以人工智慧為基礎的自然語言處理模組，包括「基因組學」(基因研究)、「表型組學」(物理特性研究)和「暴露組學」(環境影響研究)。基因組學能夠為癌症和罕見疾病的診斷提供更深入的支援;表型組學透過人臉預測使用者的年齡、身高、體重、性別和身體質量指數(Body Mass Index，BMI)，指導使用者進行健康決策;暴露組學透過對周圍環境資料如空氣質量、水汙染情況的研究，分析致病及健康惡化的因素。
基於區塊鏈的健康資訊系統
2018年，聯合國在電子政務報告中特別強調了「韌性社會」這一概念，建議各國政府利用數字技術建立風險預測機制，降低社會在突發災害發生時的脆弱性。數字健康系統就是利用數字技術構建「韌性社會」的重要一環，而區塊鏈技術的應用，能極大提高系統韌性，強化資訊網路的抗打擊能力、應變能力與恢復能力，為公共衛生帶來透明度、信任、資料安全與隱私保護，在公共衛生應用中具有較大優勢。
（一）分散式治理機制
當前，我國的資訊基礎設施與政府網站面臨不同層面的安全威脅。國家網際網路應急中心（CNCERT）的監測資料顯示，2019年上半年涉及關鍵資訊基礎設施的事件型漏洞通報數量、遭篡改、植入後門、仿冒網站數量均同比呈上升態勢，其中我國境內被篡改的政府網站就有222個。在我國阻擊新冠肺炎疫情的關鍵時期，國家網際網路應急中心網站釋出境外駭客組織網路攻擊的預警通報，也說明了公共應急環境下網路安全形勢的嚴峻性。目前，我國的政府資訊系統基本採取傳統的中心化模式，抗打擊能力較弱。
區塊鏈的分散式架構天然是一個高韌性的網路，將其運用在公共衛生資訊系統中，可以強化公共衛生的「群體」特徵，以分散式多節點共同治理的方式提高社會的參與度，降低單一關鍵節點的脆弱性。也就是說，即便大部分的節點都出現了故障，系統還能繼續執行。此外，區塊鏈的資料採用多節點即時備份的方式，系統的抗打擊能力非常強，即使有外部攻擊，資料也很難篡改，系統也能迅速恢復。因此，在區塊鏈環境中，系統單一節點的破壞，不會影響整個網路的執行，從而克服了中心化資訊系統中常見的「單點故障」挑戰。
當然，韌性與效率之間存在著一定的矛盾，區塊鏈在帶來高韌性的同時，也不可避免地帶來大量的資料冗餘，極大地影響了系統執行的效率。目前，學術界和產業界正在加快下一代區塊鏈技術的迭代研發，目的就是全面提升區塊鏈系統的吞吐量與處理效能，以滿足包括公共衛生管理與服務在內的智慧城市應用場景下的效率需求。
（二）隱私管理機制
醫療健康資料既涉及大量敏感的個人資訊，又具有社會公共性特徵。一方面，作為社會資源，醫療資料必須流通共享，另一方面，醫療資料的流通共享將面臨各種跨越組織的信任挑戰，因此，資料的隱私與安全問題成為公共衛生資訊系統建設的最大難點。傳統的醫療資料採取的是中心化的儲存方式，數量眾多且獨立分散的醫療機構以及保險公司形成了一個個無法連通的資訊孤島，患者本人無權訪問，醫生在必要情況下也無法檢視完整的病歷記錄，更不用說為公共衛生管理機構提供便捷的資料訪問渠道了。
在傳統思維中，採用中心化的資料儲存方式是出於安全的考量。事實證明，這種中心化儲存方式存在較大的風險，尤其當儲存的資料價值較大或安全等級較高時，其侷限性更為明顯。2019年7—9月，德國安全公司Greenbone進行了一項研究，發現來自全球52個國家的2400萬例患者資料透過PACS（醫學影像歸檔和通訊系統）被洩露，包含的醫學影像多達7.37億張。而作為建立信任的工具，區塊鏈有望在保障資料安全與隱私的同時，加速資料的流通共享，為跨部門的公共衛生資訊系統建設提供一條極佳的解題思路。
區塊鏈獨特的加密演算法與難以篡改的特性，能極大改善公共衛生系統的隱私管理問題，有效保障敏感資訊的安全訪問與共享，天然適用公共衛生場景下的大規模跨組織資料共享與協作。因此，目前醫療健康領域的區塊鏈案例較多，在幫助管理機構即時獲取公共健康資料、消除資料協同的負擔和成本、追溯醫療記錄或醫療產品等方面都有廣泛應用。不過，考慮到目前大部分割槽塊鏈的效能仍有待提高，許多應用方案並未直接將個人健康資料儲存在區塊鏈上，而僅僅將其作為通往外部資料儲存的閘道器或指標。以MedRec為例，該區塊鏈系統只儲存了資料所有權與訪問許可權之類的基本資訊，在節省算力成本的同時，也保障了使用者資料的訪問安全。未來，隨著區塊鏈的發展與效能的不斷提高，可以將所有的醫療資料上鍊，進一步保障醫療資料的安全與隱私。
（三）分級管理機制
區塊鏈上的資料是即時備份的高冗餘資料，這就好比每個節點都有一個賬本，同時對資料進行備份與記錄，任何一本賬本的銷燬，都不會影響到整個系統的穩定性。這種高冗餘的處理方式固然安全性高、恢復能力強，但如果僵化套用，就會降低系統效率，也不利於大規模的協同自治。尤其在公共衛生這樣大規模的場景中，參與節點非常多，試圖將整個國家的資料都集中到一個區塊鏈上的想法並不現實。畢竟，去中心化對於區塊鏈而言，只是一種工具屬性，不同的應用場景對應不同程度的去中心化需求。因此，公共衛生資訊系統的建設需要採取分級管理機制，即在系統內部應用多級區塊鏈方案，讓每一個區塊鏈擁有相當於區域網的獨立資料儲存體系，而跨鏈技術則是連線這些「區域網」的中樞系統。透過分級管理機制，分散式公共衛生資訊系統在保留高韌性的同時，極大地降低了冗餘。
此外，一個完整的區塊鏈分級管理機制必然包含跨鏈的合約治理機制，即將資料共享與協同管理的需求確定為可執行的規則，再透過數字程式設計嵌入跨鏈技術之中，並透過智慧合約進行自動化執行。這意味著公共衛生資訊共享平臺上包括職能部門在內的各資料節點，可以在資料共享與業務協同的共識下，結合其個性化需求來制定規則。初期可設立專人負責共享資訊的需求撮合，然後將規則以程式設計的方式寫入區塊鏈。之後，這些資料共享的規則與業務協同的流程，就會透過智慧合約自動執行，以技術手段來創新公共管理，倒逼政府內部的改革與升級。
本文作者：牛津（海南）區塊鏈研究院行業研究組研究員 zhoufei
參考文獻：
1.大資料技術與應用：醫療大資料；於廣軍，楊佳泓
2.資料和創新：數字衛生保健全球戰略草案；世界衛生組織
3.2020–2025年 數字衛生保健全球戰略草案；世界衛生組織
4.區塊鏈技術在國外醫療衛生領域中的應用；向菲，張柏林，範伯男
5.新型國家公共衛生資訊系統建設：提高系統韌性的思考；王青蘭，王喆，曲強
