基于区块链和物联网的居家医疗系统

王诗浩，陈仪帆，张帅

(1.邢台市人民医院，河北省邢台市 054001； 2.中国人民大学统计学院，北京市100872)

1 我国居家医疗现状

现阶段，我国主要养老模式为“9073”：我国老人90%自己居家或随亲人居住，7%采用社区居家养老服务，3%采用养老机构服务[1]。根据国家统计局发布数据：截至到2021年底，我国65岁及以上人口达20 056万人，占全国人口的14.2%。根据深度老龄化现状，居家养老医疗成为首选模式[2]。

我国现有居家医疗服务模式和特性如表1所示，主要由5种医疗机构提供，分别是社区卫生中心、医院集团、公立医院、民营医疗机构和慈善机构[3]。

表1 中国居家医疗模式及特性

居家医疗打破了医疗服务在空间和时间方面的限制，为患者和照看者提供了便捷的医疗模式。其可以为患者提供个性化服务，加强医患间的沟通，提高就医效率[4]。根据国外学者Donelan等[5]和国内学者张霞[6]的调查研究：越来越多的患者认为居家医疗可以帮助医患沟通、缓解各方面负面情绪、缩短就诊时间和距离、提高医疗效率和质量，因此更喜欢居家医疗的医疗模式。更有研究表明：相较于医院，临终患者更希望在家里接受医疗保健等服务[7]。如何提供低成本、高质量的居家医疗服务成为全社会需要思考的问题。

2 居家医疗模式存在的问题

现阶段，我国居家医疗服务发展良莠不齐，各部门间协调工作不足，仍面临极大的挑战，主要面临的问题如下：

(1)居家医疗服务地点由医院转换为家庭，使医疗服务的安全风险提高，医疗设备、医疗环境等方面限制了居家医疗的开展。

(2)我国经验多、水平高的医师数量和居家患者相比存在比例极低，经验丰富的医务工作者多在医疗服务体系内工作，没有多余时间从事居家医疗工作。

(3)目前居家医疗服务尚未纳入医疗保险报销范围内，相较于国外居家医疗服务和以医院为中心的医疗模式，我国居家医疗缺少外部资金的投入，支付意愿相对较低。

(4)现如今医患关系紧张，如居家医疗发生医疗事故，举证工作极大概率由医疗服务提供方负责，这方面顾虑阻碍了居家医疗服务的发展。

3 基于区块链和物联网的居家医疗策略

3.1 居家医疗系统的建立

随着科学技术的发展，区块链技术已从数字货币领域延伸至各个行业。区块链技术以不可伪造、去中心化、可追溯、分布式存储等特性在众多领域应用广泛，主要包含公有链、联盟链和私有链三种类型，通过控制预选节点来限制权限，提高保护隐私的能力，保证信息共享。物联网的发展成功做到了物与物、物与人之间的相互连接，利用无线和互联网技术进行物品间的自动识别和信息共享。

随着医疗信息化的不断发展，物联网和区块链在医疗领域的应用愈发广泛，笔者设计基于物联网和区块链构建的居家医疗系统，系统框架图如图1。

图1 基于物联网和区块链的居家医疗系统

居家医疗系统共包含五大内容：患者、家庭、医疗机构、第三方机构和相关部门。家庭、医疗机构、第三方机构和相关部门以患者为中心，相互关联，基于物联网和区块链等技术，实现各方面数据的共享与协作。

家庭是患者所在场所，当患者状态异常时，利用呼叫系统及时对家属进行通知以保证患者的生命健康。通过物联网和区块链技术，涵盖便携式医学装备、智能家具等提供的数据，统计患者健康信息生成大数据，为医疗机构诊疗和其他机构工作提供相应的数据。由于区块链不可篡改和实时同步等特性，保证了健康信息大数据的真实性和有效性。医疗机构是与患者签约的各级医疗部门，根据患者健康信息大数据，通过共同决策为患者提供医疗方案。患者和第三方机构通过签订合约，将居家医疗和民间公益组织、养老机构、商业保险等机构上链，使各方面信息更加安全、去中心化程度更高、更加公开透明。相关部门可访问区块链各链信息，利用区块链的安全性和追溯性，对各方面进行监管并保障其合理权益。

上述居家医疗系统利用物联网、区块链、大数据等先进技术[8]，保障了数据信息的真实性，大幅降低运营成本，提高工作效率，在有效监管的同时保障了各方的合法权益。

3.2 居家医疗系统的物联网和区块链技术

物联网是利用设备和约定协议，将物品与互联网连接，进行信息交换和通讯，实现定位、监控、管理等功能的互联互通的网络。其核心技术包括RFID、无线网络、GPS定位等，通过数据库和嵌入式软件实现“物网连接”[9]。

根据不同应用需求，区块链的组成架构也有所不同，根据去中心化程度的不同可分为联盟链、私有链和公有链。公有链的最大特点是公开透明，去中心化程度高，任意单元均可访问；联盟链特点为多中心化，访问单元须签订相应协议才允许获取访问资格，工作效率高；私有链特点是弱中心化，仅允许内部协议单元访问，具有极高的安全性和可溯源性。

居家医疗系统的物联网与区块链技术如图2所示。物联网主要包含感知层、网络传输层和应用层三部分，是一种复杂的技术体系[10]。感知层是整个网络系统的起点，通过RFID和传感器等感知部分，通过便携式医学装备和智能家具进行数据采集。网络层可通过WIFI、蓝牙、互联网等网络通过短距离通信接口连接医学装备和智能家具，通过信息接入和传输进行信息交换。应用层由用户界面显示设备、其他管理设备和相应平台组成，可将患者数据分为基本健康数据、医疗数据信息和隐私数据，以每个患者的静态档案信息和动态信息为基本区块，提供更精细准确的智能化信息管理。

患者的基本健康信息在医学研究等方面有借鉴作用，因此采用公有链架构供各单位访问。相关部门、第三方机构和医疗机构的公有链内容主要包括文件公示、政策解读、在线咨询、办事指南等信息。

患者医疗数据信息的发布主体需要获得许可，满足高效的特点，因此用联盟链相链接，供各级医疗机构、部分签约第三方机构(如养老机构)访问。第三方机构(如社区服务中心)的联盟链主要内容有社区日常、六扶通道、远程监测、护理管理、费用记录等[11]。医疗机构的联盟链内容有费用结账、体检报告、医疗业务、医保项目、病例存档等。相关部门对第三方机构、医疗机构的联盟链内容可进行监督管理，在出现问题时可保障各方合法权益。

患者个体的经济能力、保障水平、家庭情况等隐私信息，存储要求与可溯源性高，需链接私有链。部分已签约第三方机构和相关部门可在私有链上访问协议约定范围内的隐私信息。

区块链拥有特殊分布式账本技术，链上所有节点可共享并维护数据系统，确保数据信息的可靠性。同时，区块链技术的共识机制可以允许不同部门共同参与验证，当需要修改数据信息时，需得到链上其他区块的同意方可生成新的区块上链，以此保证数据的真实性和可追溯性。

将区块链技术应用到居家医疗系统上，能解决现存数据库中数据造假、安全性不足等问题。通过区块链独有的联盟链形式，居家医疗系统实现去中心化、信息公开的同时，联盟链上拥有私钥的各机构也能够有资格读取相关数据，并保障系统内各机构的隐私。

4 结语

基于区块链和物联网的居家医疗系统很好地解决了笔者所提的现存问题：

(1)利用便携式医学装备等设备与物联网、区块链相结合，使患者的生命体征、治疗、用药情况等数据具备真实性和可靠性，降低了医疗风险，缓解了医疗环境的限制。

(2)基于大数据的居家医疗解决了医疗资源短缺的问题，使患者信息可以快速地在各级医院保持同步，让病人在跨医院、跨科室治疗的同时高效地就医。

(3)区块链上多个机构可共同参与监督，实现高效理赔。在医疗保险中，病人的诊疗数据、就医情况成为理赔与否的关键，居家医疗系统联合患者、医院、第三方公司、相关部门等机构，共同审核验证患者的医疗、就医等数据，根据协议实现迅速理赔。

(4)居家医疗系统可以将医疗信用数据形成数字资产，改善医疗数据造假问题，保障医疗数据的真实性；同时降低构建和运营成本，解决医疗事故中举证难的问题，提升医疗系统运行效率。

综上，居家医疗系统可以为患者提供一站式服务，如紧急呼叫、公益组织、医疗保险机构、医疗服务等。通过物联网和区块链技术，联合医疗、医保等机构建立了健康医疗大数据溯源体系，实现了医学装备跟踪、药品追踪、患者健康医疗大数据和医保数据的可信溯源[12]，使居家医疗系统得到更好的发展。