基于区块链技术的医学档案数字化管理研究论文
2025-11-04 17:25:27 来源: 作者:xuling
摘要:文章探讨基于区块链技术的医学档案数字化管理模式,重点分析区块链技术在档案存储与访问控制、数据加密与隐私保护、智能合约与自动化管理等方面的应用。通过引入区块链技术,医学档案管理能够保证数据安全,同时提升数据共享能力与互操作性,推动医学档案管理的全面升级。
[摘要]随着信息技术的飞速发展,医学档案的数字化管理成为提高医疗效率和患者服务质量的重要手段。文章探讨基于区块链技术的医学档案数字化管理模式,重点分析区块链技术在档案存储与访问控制、数据加密与隐私保护、智能合约与自动化管理等方面的应用。通过引入区块链技术,医学档案管理能够保证数据安全,同时提升数据共享能力与互操作性,推动医学档案管理的全面升级。
[关键词]区块链技术;医学档案;数字化管理
0引言
信息化时代,医学档案的数字化管理已成为提高医疗服务效率、确保患者安全和实现医疗数据共享的关键环节。传统的医学档案管理依赖纸质记录和局部的电子化系统,面临着诸多挑战,严重影响了医疗服务的质量和效率。随着医疗行业的不断发展,医学档案管理的数字化转型迫在眉睫,特别是在跨医院、跨区域医疗数据共享需求不断增长的背景下,如何高效、安全地管理大量敏感的医疗信息成为亟待解决的难题。区块链技术是一种去中心化的分布式账本技术,因具有数据不可篡改、透明且高度安全等优点,成为解决传统医学档案数字化管理问题的重要技术手段。
1医学档案数字化管理现状
当前,许多医疗机构虽然在医疗信息系统中实现了电子健康档案(Electronic Health Records,EHR)的存储与管理,但由于传统管理模式的局限性,存在数据安全性不足、隐私保护漏洞、数据存取权限不清晰、信息共享困难等问题,影响了数字化管理的效果。数字化档案管理系统的基础设施虽然不断升级,但多数仍依赖中心化管理模式,这种模式使得数据的存储与管理过程容易受到单点故障、恶意窜改以及系统攻击等威胁。尽管多项技术的应用一定程度上提升了信息安全性,但由于技术的碎片化与体系的不完善,信息的跨平台流动性与互通性不足仍然是亟待解决的难题。为了进一步提高医学档案的管理效率与安全性,迫切需要借助先进的技术手段解决现有数字化管理体系中的问题,区块链技术是一种具有高度安全性与透明度的新兴技术,可以优化现有医学档案数字化管理模式。
2基于区块链技术的医学档案数字化管理模式
2.1档案存储与访问控制
区块链技术的核心优势在于其具有不可篡改性和透明性,能够有效解决传统医学档案管理中常见的数据窜改、丢失及隐私泄露问题。每一条医学档案信息在区块链网络中都会被哈希处理并生成唯一的区块,且每个区块的生成均需要多个节点的共识机制验证。这种验证机制保证了每条医疗数据记录在存储过程中的一致性与真实性,避免了单点故障或数据被窜改的风险。为了进一步增强存储的安全性,采用加密算法对档案数据进行加密处理,其中哈希算法与非对称加密算法相结合,确保只有授权用户才能访问特定的医疗档案。定义访问控制策略的公式如下:
H(x)=H(P‖T)(1)
式(1)中,H(x)表示数据输入值的哈希值,P为患者身份标识号(Identity Document,ID),T为时间戳,表示特定档案的唯一标识符,‖表示字符串拼接操作,即将P和T组合后再进行哈希处理,P‖T表示将角色信息与时间信息进行拼接后作为哈希函数的输入。利用哈希值生成区块后,系统根据智能合约对访问权限进行控制,确保仅有具备相应权限的用户能够访问对应的档案数据。具体控制过程可根据访问权限公式描述:
A=f(R,T,P)(2)
式(2)中,A为访问权限,R为角色信息,T为时间信息,P为患者信息,根据区块链智能合约判定是否允许用户进行访问。基于这种机制,档案的访问不仅受角色限制,同时还受到时间和患者权限的限制。根据实时监测算法,利用区块链节点的共识机制,所有访问记录都被实时记录在链上,确保了医疗档案在整个生命周期内的安全性和透明性,并有效防范了非法访问和数据泄露的风险[1]。
2.2数据加密与隐私保护
常见的加密技术包括对称加密算法(如AES)、非对称加密算法(如RSA和ECC)以及哈希算法(如SHA-256和HMAC)。这些算法各有其特性和应用领域,如AES以其快速处理能力和高效的数据存储加密在医学档案管理中得到广泛应用,而RSA和ECC则常用于医学数据的安全传输,保证数据在交换过程中不被窜改。SHA-256和HMAC则通过验证数据完整性和确保消息认证,避免数据在传输或存储过程中被窜改或伪造。为了进一步加强数据隐私保护,区块链技术在数据加密的同时引入了访问控制机制,根据智能合约和零知识证明等技术,确保只有授权的用户可以访问特定的医疗档案,从而在保护数据隐私的同时提高数据的可用性和共享性。
表1列出了常用的加密算法及其在医学档案数字化管理中的应用、优势与劣势,每种加密算法有其适用场景,并且对保障数据安全与隐私保护至关重要[2]。

2.3智能合约与自动化管理
智能合约是区块链技术的重要组成部分,能够根据预设的规则自动执行合同条款,无须人工干预,确保了数据的访问与操作流程的自动化。具体来说,智能合约在医学档案的存储、访问控制、数据共享和权限管理等环节发挥着重要作用。利用智能合约,能够根据患者的授权信息、访问时间和访问角色等条件,自动判断是否允许访问特定的医学档案数据,实现基于区块链的访问控制机制。此类机制不仅保证了数据的安全性,还提升了操作的透明度和可追溯性,确保每次数据访问和修改都能够被链上记录并追溯,从而有效防止数据被窜改与泄露。自动化管理通过智能合约的执行,简化了医学档案管理的流程,如权限分配、数据共享和身份验证等,所有流程都可以在区块链上以代码的形式执行,确保了数据处理过程的高效性与准确性。智能合约由于具备自我执行和自我验证功能,减少了人为因素的干扰,提高了系统的可靠性和运行效率[3]。
2.4数据安全性与防窜改能力
在基于区块链技术的医学档案数字化管理中,数据安全性与防窜改能力是核心优势之一。区块链凭借其独特的数据结构(链式数据块)和加密哈希函数保证数据不可窜改。每个数据块包含一系列医学档案的交易数据,且每个块通过加密哈希函数链接到前一个块,形成数据链。数据块中记录的交易在加入区块之前,必须根据网络节点使用共识算法验证,确保信息的真实性和完整性。定义医学档案数据块的哈希函数如下:
Hi=hash(Hi-1+Ti+Ni)(3)
式(3)中,Hi是第i个块的哈希值,Hi-1是前一个块的哈希值,Ti是包含在当前块中的交易数据,Ni是该块的随机数(也称nonce),这一机制确保了数据链的不可篡改性。不断调整Ni,以解决哈希难题,直到生成一个满足特定条件的哈希值。该难题通常涉及哈希值前若干位必须为零,确保了网络安全性和数据不可逆,条件如下:
Hi<D(4)
式(4)中,D是目标值,用来调整“挖矿”难度,保证块生成的平均时间,这个条件保证了防窜改的难度和算力要求。根据这种机制,任何试图修改已有数据都要重新计算从被改动块起至最新块的所有哈希值,这在实际操作中因涉及庞大的计算资源而变得不可行,从而能够有效防止数据被窜改。在实际应用中,这一防窜改功能保证了医学档案的数据安全和完整性,使得医疗信息在各机构间共享时更加可靠[4]。
2.5提高数据共享性与互操作性
在基于区块链技术的医学档案数字化管理中,提高数据共享性与互操作性是关键目标之一,这直接影响医疗服务的连续性和效率。区块链技术为解决传统医疗信息系统中的“数据孤岛”问题和提高数据互操作性提供了有力的技术支撑。区块链允许不同医疗机构在保证数据安全和隐私的前提下,共享访问授权内的医学档案,从而促进了数据的即时流通和多方协作。此外,区块链中的智能合约功能可以自动处理复杂的访问控制策略和共享协议,确保只有授权用户才能访问特定数据,而这一过程的透明性和可追溯性又由区块链固有的特性保证。根据区块链平台的标准化数据接口和应用程序编程接口(Application Programming Interface,API)的设计,不同的医疗信息系统可以通过预先设定的协议和标准进行有效对接,实现数据格式和交换协议的统一,这极大地增强了医疗系统间的互操作性。这种互操作性不仅提高了医疗服务的质量和效率,还为跨地域、跨系统的医疗服务提供了强有力的技术支持,使得患者在不同医疗机构之间的治疗信息可以无缝连接,确保了医疗服务的连续性和整体性[5]。
3案例分析
某市中心医院因长期采用传统电子医学档案数字化管理系统,存在数据存储安全风险、档案共享难度大、互操作性差、数据容易被窜改等问题,严重影响了医疗服务效率和数据安全性。为解决以上问题,该医院于2023年6月起实施了基于区块链技术的医学档案数字化管理系统改革项目。该项目主要采取以下措施:一是引入基于区块链的数据存储与访问控制,实现数据不可窜改;二是采用AES和ECC加密算法,提高数据隐私保护水平;三是通过智能合约自动管理档案权限和数据共享流程,降低人为干扰风险;四是建立标准化的数据接口与智能合约机制,显著提升跨系统数据共享能力。
12个月后,该医院在医学档案数字化管理安全性、共享效率和防窜改能力等方面均有了明显改善。具体成效数据如表2所示。

表2数据显示,区块链技术的引入有效解决了医学档案数字化管理中存在的数据安全性差、数据被窜改风险高、共享困难等问题。该系统确保了医学档案的安全性和完整性,提高了数据共享效率和互操作性,全面提升了医疗服务质量与患者满意度。这一改善案例进一步证实了基于区块链技术的医学档案数字化管理模式的有效性与必要性,值得在更多的医疗机构中应用。
4结束语
基于区块链技术的医学档案数字化管理不仅能从根本上提升医疗数据的安全性,还能有效促进不同医疗机构之间的数据互通与协作,推动实行以患者为中心的健康信息管理新模式。此外,随着区块链技术的不断成熟和应用场景的扩展,其在医学档案管理中的应用潜力将进一步得到挖掘,为实现全球范围内的医学数据共享与合作打下坚实的基础。
主要参考文献
[1]孙晓莉.数字化技术视域下医学档案管理探究[J].黑龙江档案,2024(1):48-50.
[2]常露方.区块链技术在水利工程项目设计档案数字化管理中的应用研究[J].云南档案,2023(4):48-51.
[3]张庆磊.档案数字化管理在医院档案管理中的应用[J].现代企业文化,2022(12):43-45.
[4]王海坚.数字化档案管理系统下提高医学科研档案管理水平措施[J].黑龙江档案,2021(3):252-253.
[5]姜玉文.新时期医学档案数字化建设研究[J].办公室业务,2020(12):139.