[论文解读] Applications of Blockchain in Healthcare: Current Landscape & Challenges

Gajendra J. Katuwal, Sandip Pandey+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 6, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 12被引用 64

一句话总结

本文综述了区块链在医疗保健领域的应用，提出通过去中心化信任和可追溯性来解决数据碎片化、供应链欺诈和低效计费等问题。评估了患者数据管理、药品供应链和智能合约等应用场景，结论认为尽管大多数项目仍处于早期阶段，但区块链具有变革性潜力，其在可扩展性、监管和互操作性方面面临日益增长的成熟与采纳挑战。

ABSTRACT

Several problems in healthcare stem from the complex network of intermediaries and the lack of traceability of transactions. To mention a few: healthcare data is fragmented across several silos negatively affecting research and services, about half of the clinical trials are never reported, the cost of drug discovery is ever increasing, and substandard and fake medicines are still a huge problem. Blockchain has the potential to solve these problems as it provides trust without any intermediaries, has traceability as a default feature, and promises new business models by enabling novel incentive structures. Due to its potential, blockchain has gathered significant interest in the healthcare industry. In this paper, we review major use cases of blockchain in healthcare: patient data management, pharmaceutical research, supply chain management of medical goods, prescription management, billing claims management, analytics, and telemedicine alongside the related projects. We found that most of the blockchain projects are limited as white-papers, proof of concepts, and products with a limited user base. However, we observed that the quantity, quality, and maturity of the projects are increasing. We also discuss technical, regulatory, and business challenges to the adoption of blockchain in the healthcare industry

研究动机与目标

• 解决医疗数据在孤立系统之间的碎片化问题以及患者控制权不足的问题。
• 研究区块链如何实现医疗利益相关方之间安全、不可篡改且透明的数据共享。
• 调查区块链在药品供应链中的应用，以打击假冒药品并确保可追溯性。
• 分析智能合约在自动化计费、理赔处理和临床试验管理中的作用。
• 识别阻碍医疗保健领域广泛采用区块链的技术、监管和商业障碍。

提出的方法

• 使用公司官网、医疗新闻和学术期刊作为主要来源，对医疗保健领域中的区块链应用场景进行综述。
• 将项目按关键领域分类并分析：患者数据管理、药品供应链、计费/理赔、数据分析和远程医疗。
• 评估区块链的核心特性——不可篡改性、去中心化和密码学安全性——以实现信任和来源可追溯性。
• 评估智能合约在自动化医疗流程以及强制执行同意和合规规则中的应用。
• 通过对比分析，评估公共区块链与许可区块链在医疗场景下的技术权衡。
• 通过主题分析当前实施案例，识别治理、可扩展性和监管（如GDPR）方面的挑战。

实验结果

研究问题

• RQ1 区块链如何改善医疗数据管理中的数据完整性、可追溯性和患者控制？
• RQ2 区块链在哪些方面可增强药品供应链的透明度并减少欺诈行为？
• RQ3 在实现全球医疗信息交换的区块链解决方案中，面临哪些技术和运营挑战？
• RQ4 智能合约如何实现自动化并降低计费和理赔处理中的行政成本？
• RQ5 需要何种监管和治理模式，以确保基于区块链的医疗保健系统符合GDPR等数据隐私法律？

主要发现

• 大多数区块链医疗保健项目仍处于早期阶段，仅有白皮书、概念验证或有限用户产品可用。
• 区块链通过支持去中心化授权管理，使个人能够授予或撤销对医疗记录的访问权限，从而实现以患者为中心的数据控制。
• 区块链中的不可篡改性和密码哈希技术可防止临床试验中的数据篡改，并确保监管合规的审计追踪。
• 智能合约可自动化计费和理赔处理，从而降低医疗交易中的行政开销和人为错误。
• 公共区块链如以太坊和比特币目前在速度和成本效率方面尚不足以支持大规模医疗应用，尽管分片和状态通道等可扩展性解决方案正在出现。
• 监管合规，尤其是与GDPR相关的问题，仍是主要挑战，但区块链的透明度和数据完整性特性可与隐私优先设计原则良好契合。