CN109817313A - 一种基于区块链技术的医疗信息安全管理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于区块链技术的医疗信息安全管理***，包括以下模块，患者信息***、信息收录模块、信息运算模块、信息分配模块和信息公共查询模块，信息运算模块，用于收录患者的医疗信息以及该患者的用户名，并对医疗信息进行加密，将加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中；信息分配模块，用于根据患者的医疗信息，为该患者分配对应的区块链中的医疗信息收录节点的访问权限。本发明***具有发起查询，获取病患就医记录以及查阅脱敏医疗数据等功能，促进了医疗大数据的流通共享，有利于推进医疗大数据多方的互操作。

Description

一种基于区块链技术的医疗信息安全管理***

技术领域

本发明涉及区块链技术，具体涉及一种基于区块链技术的医疗信息安全管理***。

背景技术

医疗是人们日常生活中的重要方面，其关系到人们的健康问题。现在患者看病通常是由病人描述自己的病情，医生根据病人描述的病情、自己的经验和检查报告结合来判断患者的病情，这种方式很大程度上依赖医生的经验。但是往往有些病是相互联系的，可能患者此处的症状只是表面的症状，而医生很难结合病人以前的病史等医疗信息进行综合决断，没家医院可能会有自己的医疗***，但是患者在其他医院看病的医疗信息很难获取，且有时候病人可能会忽略一些之前的病史而造成医生无法准确判断病情，耽误治疗时间。现有技术还没有解决医疗信息的完整记录的问题的方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种基于区块链技术的医疗信息安全管理***，包括以下模块，

患者信息***，用于收录患者所产生的医疗信息，生成患者的用户名和秘钥，并反馈给患者；

信息收录模块，用于收录区块链，区块链包括记录的多个医疗信息收录节点；

信息运算模块，用于收录患者的医疗信息以及该患者的用户名，并对医疗信息进行加密，将加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中；

信息分配模块，用于根据患者的医疗信息，为该患者分配对应的区块链中的医疗信息收录节点的访问权限；

信息公共查询模块，用于根据收录到患者所输入的患者的用户名，在区块链中将与该患者的用户名对应的患者的医疗信息调出。

优选的，每个所述医疗信息收录节点还包括：自身的用户名，与其连接的医疗信息收录节点的用户名和散列函数，和时间戳。

优选的，所述患者信息***，具体用于收录患者的医疗信息，生成患者的用户名和秘钥，并采用映射表的方式将患者的用户名和秘钥进行收录，并反馈给患者。

优选的，所述信息公共查询模块，具体用于根据收录到患者所输入的患者的用户名，通过透明计算，在区块链中将与该患者的用户名对应的医疗信息调出。

优选的，信息运算模块包括信息收录单元、预加密单元、类聚单元、超常核对单元；信息收录单元用于收录患者的医疗信息以及该患者的；预加密单元用于对存在0值或负值的医疗信息进行预加密，将0值或负值替换为预先设定的替代值；类聚单元用于对预加密后的医疗信息进行类聚加密；超常核对单元用于对类聚后的医疗信息进行超常核对加密，对超常的医疗信息进行标记，并将所有加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明***具有发起查询，获取病患就医记录以及查阅脱敏医疗数据等功能，促进了医疗大数据的流通共享，有利于推进医疗大数据多方的互操作。

2.利用区块链技术记录用户病情数据，病人在看病时可以提供唯一用户标识，从而医生可以通过病人的唯一用户标识获取得到之前的用户病情数据，从而更加准确的判断用户的病情，同时也实现了各个医院之间的病患数据的合理共享。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。

本实施例提供了基于区块链技术的医疗信息安全管理***，包括：患者信息***，用于收录患者所产生的医疗信息，生成患者的用户名和秘钥，并反馈给患者；信息收录模块，用于收录区块链，区块链包括记录的多个医疗信息收录节点；信息运算模块，用于收录患者的医疗信息以及该患者的用户名，并对医疗信息进行加密，将加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中；信息分配模块，用于根据患者的医疗信息，为该患者分配对应的区块链中的医疗信息收录节点的访问权限；信息公共查询模块，用于根据收录到患者所输入的患者的用户名，在区块链中将与该患者的用户名对应的患者的医疗信息调出。

优选地，每个所述医疗信息收录节点还包括：自身的用户名、与其连接的医疗信息收录节点的用户名和散列函数、时间戳。

优选地，所述患者信息***，具体用于收录患者的医疗信息，生成患者的用户名和秘钥，并采用映射表的方式将患者的用户名和秘钥进行收录，并反馈给患者。

优选地，所述信息公共查询模块，具体用于根据收录到患者所输入的患者的用户名，通过透明计算，在区块链中将与该患者的用户名对应的医疗信息调出。

本发明上述实施例设计的***具有发起查询，获取患者就医记录以及查阅脱敏医疗信息等功能，促进了医疗大信息的流通共享，有利于推进医疗大信息多方的互操作。

在一个实施例中，信息运算模块包括信息收录单元、预加密单元、类聚单元、超常核对单元；信息收录单元用于收录患者的医疗信息以及该患者的用户名；预加密单元用于对存在0值或负值的医疗信息进行预加密，将0值或负值替换为预先设定的替代值；类聚单元用于对预加密后的医疗信息进行类聚加密；超常核对单元用于对类聚后的医疗信息进行超常核对加密，对超常的医疗信息进行标记，并将所有加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中。

在一个实施例中，类聚单元对预加密后的医疗信息进行类聚，具体包括：

(1)将一个患者的医疗信息作为一个医疗信息集，设为Z，确定医疗信息集Z中医疗信息的各维属性值的权重值；

(2)根据权重值最大的属性值由大到小的顺序对医疗信息集Z中的医疗信息进行排序，选取其中的中位数作为第一个簇中心点W1：计算其余医疗信息与该簇中心点W1之间的相似度，若医疗信息zi与簇中心点W1之间的相似度大于设定的相似度阈值，则将医疗信息zi分配到该簇中心点W1，并进行标记；

(3)对剩余未标记的医疗信息根据权重值最大的属性值由大到小的顺序进行排序，选择其中的中位数作为下一个簇中心点Wλ+1，计算其余医疗信息与该簇中心点Wλ+1之间的相似度；

医疗信息zj未标记时，若医疗信息zj与Wλ+1之间的相似度大于设定的相似度阈值，则将医疗信息zj分配到该簇中心点Wλ+1，并进行标记；医疗信息zj已标记时，设医疗信息zj与Wλ+1之间的相似度为G(zj,Wλ+1)，医疗信息zj与其现在分配的簇中心点之间的相似度为G(zj,Wj0)，只有当G(zj,Wλ+1)&gt；G(zj,Wj0)时，将医疗信息zj分配到该簇中心点Wλ+1，其余情况不对已标记的医疗信息zj作任何操作；

(4)重复(3)直至迭所有的医疗信息皆已被标记，执行(5)；

(5)若发现有包含一个医疗信息的簇，则将该簇的医疗信息从医疗信息集Z中删除，转为执行(2)，否则执行(6)；

(6)更新每个簇的簇中心点为该簇中所有医疗信息的均值，分配每个非簇中心点到与它相似度最高的簇中心点所在的簇，当所有的簇中心点都不再更新时，算法停止。

其中，设医疗信息集Z＝{z1,z2,…,zn}，每个医疗信息的维数皆为β，求取医疗信息集Z中医疗信息的第a维属性值的变差系数：

式中，zia为医疗信息集Z的医疗信息zi的第a维属性值，a＝1,…,β；

按照下列公式设定医疗信息集Z中医疗信息的各维属性值的权重值：

式中，Xa表示医疗信息集Z中医疗信息的第a维属性值的权重值，a＝1,…,β，Xa为由专家设定的医疗信息的第a维属性值的权重值，h为设定的影响系数，h的取值范围为[0.80,0.90]。

本实施例设定了针对医疗信息的类聚加密机制，该机制能够简单快捷地完成医疗信息的类聚，不需要预先指定簇的个数；本实施例根据权重值最大的属性值由大到小的顺序对医疗信息进行排序，选取其中的中位数作为各簇中心点，使得簇中心点的选取更加均匀，有利于提高对医疗信息进行类聚的效果。

本实施例在发现有包含一个医疗信息的簇，则将该簇的医疗信息从医疗信息集Z中删除，使得该医疗信息不会再作为簇中心点，能够避免空簇或者只有一个医疗信息的簇的产生。

其中，医疗信息与簇中心点之间的相似度可以采用现有的相似度函数进行计算，例如采用余弦相似性、皮尔逊相关系数等进行度量。

在一个优选实施例中，设定医疗信息z4与簇中心点Wl之间的相似度的计算公式为：

式中，G(zu,Wl)表示医疗信息zu与簇中心点Wl之间的相似度，zua表示医疗信息zu的第a维属性值，Wla表示簇中心点Wl的第a维属性值，max表示取最大值，Xa表示医疗信息的第a维属性值的权重值，Xc表示医疗信息的第c维属性值的权重值，c＝1,…,,β，β为医疗信息的维数。

现有技术中常采用绝对距离来衡量两个医疗信息之间的差异性，如欧式距离、曼哈顿距离等，也就是说两个医疗信息之间的距离越大表明两者的相似性越小，反之则相似性越大，但是这种距离度量方式通常涉及到对象的所有属性，并认为这些属性对于距离度量的重要性是相同的。

相对于现有技术，本实施例创新性地设定了相似度的计算公式，该计算公式为不同的维度上的属性值加以不同的权重值，能够使得医疗信息在不同维度上的差异得到区分。

只有一对医疗信息的每一维的属性值都在同一范围时，这对医疗信息才是相似的，因此，本实施例没有采用一般的距离公式，而是通过两个医疗信息之间的所有维度的属性值最大变化程度来衡量相似性。由于本实施例的相似度只依赖于两个医疗信息的同一维的加权属性值比率，因此，它具有维数无关性，特别适合类聚本***收录的医疗信息。

在一个实施例中，超常核对单元40对类聚加密后的医疗信息进行超常点检测，具体包括：

(1)若类聚后存在一个簇的医疗信息个数低于设定的个数阈值，则将该簇视为超常簇，将超常簇中的所有医疗信息视为超常医疗信息；

(2)计算其他正常簇的簇中心点与超常簇的簇中心点之间的相似度；

(3)若存在一个超常簇的簇中心点与正常簇的簇中心点之间的相似度大于设定的簇相似度阈值，则将该正常簇作为待检测簇，并利用该超常簇的医疗信息来检测待检测簇中的医疗信息，具体为：

1)设该超常簇的医疗信息集合为Zk＝{z1,z2,..,zk}，将{z1,z2,..,zk}中的医疗信息进行归一化加密，并将归一化加密后的医疗信息按照从小到大的顺序进行排序，将排序后的医疗信息进行反归一化加密，获取反归一化加密后的医疗信息集合中的中位数zmed；

2)检测待检测簇中的医疗信息，若待检测簇中的医疗信息zq满足下列超常条件时，将医疗信息zB视为超常医疗信息：

式中，zqa表示医疗信息zq的第a维属性值，zmed,a表示中位数zmed的第a维属性值，Gt为另一设定的相似度阈值，Xa表示医疗信息的第a维属性值的权重值，Xc表示医疗信息的第c维属性值的权重值，c＝1,…,,β，β为医疗信息的维数。

由于规模性较小的簇中的医疗信息之间相对较为松散，而且相对于其他医疗信息较为孤立，因此现有技术中通常将规模较小的簇中的信息视为超常信息。

基于此，本实施例对类聚加密后的医疗信息进行超常核对，从中创新性地提出了用于检测医疗信息是否为超常的超常条件，该超常条件根据医疗信息与相似度最高的超常簇的中位数之间的相似度来判断是否为超常，具备一定的检测精度，检测方式简单有效。通过对类聚加密后的医疗信息进行超常核对，标记超常的医疗信息，便于查看医疗信息的人员能够及时确定医疗信息的超常情况。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (5)

1.一种基于区块链技术的医疗信息安全管理***，其特征在于，包括以下模块，

患者信息***，用于收录患者所产生的医疗信息，生成患者的用户名和秘钥，并反馈给患者；

信息收录模块，用于收录区块链，区块链包括记录的多个医疗信息收录节点；

信息运算模块，用于收录患者的医疗信息以及该患者的用户名，并对医疗信息进行加密，将加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中；

信息分配模块，用于根据患者的医疗信息，为该患者分配对应的区块链中的医疗信息收录节点的访问权限；

信息公共查询模块，用于根据收录到患者所输入的患者的用户名，在区块链中将与该患者的用户名对应的患者的医疗信息调出。

2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的医疗信息安全管理***，其特征在于，每个所述医疗信息收录节点还包括：自身的用户名，与其连接的医疗信息收录节点的用户名和散列函数，和时间戳。

3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的医疗信息安全管理***，其特征在于，所述患者信息***，具体用于收录患者的医疗信息，生成患者的用户名和秘钥，并采用映射表的方式将患者的用户名和秘钥进行收录，并反馈给患者。

4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的医疗信息安全管理***，其特征在于，所述信息公共查询模块，具体用于根据收录到患者所输入的患者的用户名，通过透明计算，在区块链中将与该患者的用户名对应的医疗信息调出。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于区块链技术的医疗信息安全管理***，其特征在于，信息运算模块包括信息收录单元、预加密单元、类聚单元、超常核对单元；信息收录单元用于收录患者的医疗信息以及该患者的；预加密单元用于对存在0值或负值的医疗信息进行预加密，将0值或负值替换为预先设定的替代值；类聚单元用于对预加密后的医疗信息进行类聚加密；超常核对单元用于对类聚后的医疗信息进行超常核对加密，对超常的医疗信息进行标记，并将所有加密后的医疗信息及相应的患者的用户名收录到区块链上相应的医疗信息收录节点中。