第250期 / August 6, 2018

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淺談區塊鏈技術對未來醫療的影響

作者/黃俊皓

[發表日期:2018/8/6]

作者簡歷

目前任職於凌群電腦醫療研發處,曾參與衛生福利部「建置衛生福利部所屬醫院新一代門、急診及住院雲端醫療照護系統案」以及「衛生福利部台南醫院健康檢查管理系統」,專案使用語言為VB.NET,DB為MSSQL,主要專長為臨床護理系統與門診健檢之開發。

前言

相信過去一年最夯的話題非比特幣莫屬,而其使用的底層核心技術-區塊鏈,更是受到十足的關注與探討,可說是互聯網時代以來,最具顛覆性的創新技術,依靠複雜的密碼學來加密資料,再透過巧妙的數學分散式演算法,讓互聯網最讓人擔憂的安全信任問題,可以在不需要第三方介入的前提下讓使用者達成共識,以非常低的成本解決了網路上信任與資料價值的難題,而2018年是發展區塊鏈的關鍵年,越來越多人聚焦在區塊鏈的應用上,例如:能源、政府、醫療、物聯網...等領域,其中醫療領域對於新科技的應用並不落於其他領域,更希望能在區塊鏈中找到更符合未來的醫療趨勢。


《圖一》


區塊鏈運作方式與核心技術

區塊鏈的交易流程:發起交易驗證交易新增區塊交易完成 。而區塊鏈的底層構造分為六層分別為:資料層、網路層、共識層、激勵層、合約層、應用層。而其中資料層包含許多核心技術,例如:資料區塊,雜湊函數,時間戳…等技術;而智慧合約這個核心技術則包含在合約層內。

核心技術一:去中心化分散式帳本

區塊鏈技術的核心概念其實就是去中心化的分散式資料庫,透過集體維護讓區塊鏈裡面的資料更可靠,或是可以把它理解成是一個全民皆可參與的電子記帳本,一筆一筆的交易資料都可以被記錄。

從帳本演變的角度來看,區塊鏈是一個分散式共用的帳本系統。這個帳本有以下三個特點:

1.可以無限增加的巨型帳本:每個區塊可以視作這個帳本的一頁,一頁中可能會包含一筆或多筆記錄訊息
2.加密且有順序的帳本:帳目訊息會被打包成一個區塊並加密,同時蓋上時間戳,每個區塊按時間戳順序連結形成一個總帳本
3.去中心化的帳本:由網內使用者共同維護的,它是去中心化的。

而帳本所用到的技術其實是早在40年前就存在的密碼學並且結合數位簽章、P2P(peer-to-peer)架構所形成的公開帳本,區塊鏈的架構中,每個交易資訊分別對應到一個區塊,每個區塊會按照新增的時序串連起來,形成一「鏈」,一般來?,每個區塊只會對應一條鏈,假如一個區塊後面同時與兩個區塊相接, 就會「分叉」成兩條鏈,正常情況下,比較長的那條鏈會被保留,否則就會出現好幾種不同版本的帳本,由於每批交易中只能有一個人負責記帳,礦工們需要解出複雜的運算,因為只有最快解出的人能夠獲得記帳權,並拿到用來激勵礦工們的獎賞。

至於複雜的運算便是包含著密碼學中的「雜湊函數」,由於雜湊函數會將給它的東西打亂,但是無論給它任何內容,最後只會運算出一個長度固定的湊雜值(Hash),並且雜湊函數也被當作交易的ID,類似於數位指紋的概念,而雜湊值間的運算又會因為帳本內容的任何異動而產生不同的結果,這也造就區塊鏈中交易不可抹滅的特性。

核心技術二:智慧合約

《區塊鏈革命》一書指出,智慧合約就是像電腦程式的「If…then …」條件語,假如預先編好的條件被觸發,智慧合約會執行相對應的合約條款,過去因為「支付」的動作仍需人為介入,智慧合約一直難以實踐,因此,在比特幣這類基於區塊鏈的虛擬貨幣出現後,智慧合約的應用

不過這兩個核心技術其組成為底層的程式碼,若需要讓大眾能夠廣為使用,則需要應用程式來當作媒介,基於區塊鏈所打造的應用程式稱做去中心化應用程式(Decentralized Applications,DAPP),大家耳熟能詳的「以太坊」便有提供DAPP所需的多種模組。

醫療方面相關應用

區塊鏈技術可望在將來妥善運用於醫療界由於區塊鏈可以提升資料的安全性,並且可以省去許多成本,例如:醫院中病人的數據、病歷等等都需要隱私,同時區塊鏈的不可竄改性也讓病患資料可以被保障,甚至未來能夠結合人工智慧,將病歷更進一步的導向智能諮詢、智能抓藥等功能,行動機器人醫生的需求就是大量的、可靠的安全資料,這樣的需求可以透過區塊鏈技術來滿足,在醫療費用越來越高的此刻,遠端醫療的低成本市場、結合人工智慧區塊鏈的醫療保健服務值得我們期待。而在台灣,衛福部也有針對區塊鏈做相關研究,並且認為醫療一向是充分利用當代技術的領域,以下介紹目前應用在醫療方面的應用。

一、電子健康病歷(Electronic medical record,EMR):

由於病歷資訊涉及個人隱私,因此目前各家醫院中的電子病歷並無法共用,若需要相關病歷則需要患者本身提供,這對於不同醫院的醫師在診療方面會造成一定的困擾,若能使用區塊鏈技術,將個人的醫療資料都放在屬於個人的電子病歷,醫生就能夠更有效率以及詳細的了解患者本身,且能直接點對點交換資訊,將會大幅提升患者的隱私權,並且能有效改善目前電子病歷在各家醫院格式不同所造成的相關問題。

二、DNA錢包:

基因與醫療資料能夠利用區塊鏈技術進行安全的儲存,並且透過私鑰來獲得將形成「DNA錢包」,這項應用將能夠更安全的分享與統計病患資料,對於提升製藥的研發效率。

三、藥品防偽:

利用區塊鏈可追溯的特性可在藥品防偽領域更有效率的去追查藥品是否在區塊鏈記錄中,倘若製藥的原料與成品的編碼不為唯一,便可判斷為假藥。

未來發展可能遇到困難

一、隱私和誠信系統尚未建立

區塊鏈可以讓人在網路上建立起一種虛擬分身,這樣的虛擬分身因為會有你過去的所有行為和交易紀錄,因此也會累積一定的信用。網路上的交易可以就此信任系統順利達成。

但是你仍會在網路上看到一些有關於加密貨幣詐騙的新聞,因為這樣的概念還未實行,我們在以加密貨幣付款之前無法知道對方的誠信如何,因此加密貨幣的交易現在還是需要第三方機構(如:交易所)來提供使用者進一步的保障。

二、耗費大量資源

為了維持整個區塊鏈系統,礦工們所花費的電費是非常可觀的。當然,有些加密貨幣支持者認為這些花費相較於人類金融體系造成的交易摩擦來說,微不足道。

三、無法回復的操作性失誤

由於區塊鏈具有沒辦法竄改的特性,如果上面的資訊再建立的時候有誤,就無法更改,用於個人身分認證、土地產權的部分可能還需要有相對應的機制。

參考資料

1.數位時代 5月號/2018 第288期

2.【CONNECT 2020】用區塊鏈管理病歷:把醫療紀錄所有權還給病人
原始網站:https://buzzorange.com/techorange/2017/11/30/use-blockchain-for-medical-records/

3. 徐明星, 田穎, 李霽月 (2017)。《圖解區塊鏈》。出版地:碁峰 出版社

4. 衛福部展開區塊鏈研究:醫療一向是充分利用當代技術的領域-INSIDE網站
原始網站:https://www.inside.com.tw/article/9586-mohw-blockchain

5. 「區塊鏈」到底是什麼?專業懶人包在這裡
原始網站:https://www.mile.cloud/zh-hant/what-is-blockchain/

6.【閱讀筆記】區塊鏈革命:比特幣技術如何影響貨幣、商業和世界運作-Yuvic.Vet網站
原始網站: https://yuvic-yuvic.info/%E3%80%90%E9%96%B1%E8%AE%80%E7%AD%86%E8%A8%98%E3%80%91%E5%8D%80%E5%A1%8A%E9%8F%88%E9%9D%A9%E5%91%BD%EF%BC%9A%E6%AF%94%E7%89%B9%E5%B9%A3%E6%8A%80%E8%A1%93%E5%A6%82%E4%BD%95%E5%BD%B1%E9%9F%BF%E8%B2%A8/

7. 火爆金融圈的“區塊鏈”在醫療領域的5大應用場景
原始網站: https://read01.com/RR44e0.html