CN111415753A - 一种基于区块链的疫情监测预警方法及*** - Google Patents

一种基于区块链的疫情监测预警方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于区块链的疫情监测预警方法及***，所述方法包括将医院信息管理***和传染病网络直报***作为节点接入区块链网络，用户通过所述医院信息管理***进行注册、传染病病例填报、查询等；当用户在医院信息管理***填报传染病病例信息时，医院信息管理***对应的节点将所述传染病病例信息发送给区块链数据管理模块，区块链数据管理模块对所述病例信息进行分析，当被判定为疫情发生时，区块链数据管理模块生成预警交易通知区块链网络上的所有节点，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。所述区块链***包括用户管理模块，存储模块，数据管理模块和发布模块。

Description

一种基于区块链的疫情监测预警方法及***
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的疫情监测预警方法及***。
背景技术
为早期发现传染病暴发疫情，提高突发公共卫生事件应急处置能力，中国CDC(疾病预防控制中心)于2008年4月21日在全国启用了国家传染病自动预警信息***。建立了自动预警与响应机制；已实现39种传染病的数据监测与分析、时空聚集性分析、预警信号发送和响应结果实时追踪等功能，目前处于世界先进地位。
同时，除了国家传染病自动预警***外，我国还相继建设了国家传染病报告信息管理***以及其核心子***国家传染病网络直报***(NNDRS)，实现了基于医疗卫生机构的法定传染病病例的实时、在线、直接报告；同时为了提高监测数据的完整性和准确性，实现电子健康档案(EHR)、电子病历(EMR)等数据的标准化统一采集，也相继试点和运行了四级人口健康信息平台和其数据交换平台(区/县、市、省、国家)；为了降低诊疗医生填写传染病报告卡的难度，又打通了医院信息管理***(HIS)和传染病网络直报***，通过诊疗病历自动弹出或人工打开填报页，半自动提交传染病报告卡。对于已知的传染病例，这个***的优势很明显，国家可以收到自下向上的数据回馈，进而及时的响应并调配资源进行传染病防治。但是对于未知的传染病例，这个***的缺陷就暴露出来了：
1)病例数据向上提交时会进行层层审批。这么做是为了确保数据的准确性，但同时也会大大降低上报的效率。2)审查问责制度会降低临床医生上传病例的积极性。医生要对病例数据结果负责，一旦出错会带来不必要的麻烦和影响，尤其是传染病病例影响甚广，大多数医生可能会选择不报或者乐观的将其归类为已有病种。3)国家疾控中心完全中心化的决策机制。由于传染病定性非同小可，需靠上层国家疾控中心来决策，国家疾控中心在收到数据反馈后还要派专家前往进一步核查确认。整个流程下来，会花费很多时间及人力，不利于新型传染病种的及时披露和防控，也会增加传染病上报的成本。
基于以上问题，本发明提出了一种基于区块链的疫情监测预警方法及***，结合区块链技术去中心化、防篡改、可追溯和公开透明等特点，对已有传染病防控***进行改造，将传染病病例相关数据进行上链和分析，及时发现疫情和未知传染病。并将结果在区块链网络上进行发布，减少人为的因素，提高传染病发现与防控的效率，节省人力成本。
发明内容
名词解释
ICD-10编码：国际疾病分类(international Classification of diseases,ICD)，是依据疾病的某些特征，按照规则将疾病分门别类，并用编码的方法来表示的方法。
时间模型：以县(区)为范围，若当前观察周期的病例数大于历史同期基线数据的第n百分位数(Pn)时，经剔除重复预警信号后，预警***将发出预警信号。研究期间各病种百分位数阈值设定如下：登革热、钩端螺旋体病、流行性脑脊髓膜炎、流行性和地方性斑疹伤寒采用P50，甲型肝炎采用P70，其他疾病采用P80。
时空模型：将移动百分位数法与空间探测方法进行组合，先采用移动百分位数法探测全县当前病例数在时间上是否存在异常变化，然后根据传染病发病水平的不同，将16种传染病分两类，采取不同的技术路线，用空间探测模型在全县范围内寻找可能的病例聚集区域，经剔除重复预警信号后，预警***将向该地区发出预警信号。
本发明提出的一种基于区块链的疫情监测预警方法及***。第一方面，本发明提出了基于区块链的疫情监测预警方法，医院信息管理***和传染病网络直报***作为节点接入区块链网络，用户通过所述医院信息管理***的节点进行注册、传染病病例填报和查询，所述方法具体包括：当用户在医院信息管理***填报传染病病例信息时，医院信息管理***对应的节点将所述传染病病例信息发送给区块链数据管理模块，区块链数据管理模块对所述病例信息进行分析，当被判定为疫情发生时，区块链数据管理模块生成预警交易通知区块链网络上的所有节点，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。
进一步的，所述传染病病例填报方法包括：
当用户通过所述医院信息管理***进行病例填报，所述病例符合传染病上报条件时跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息，用户补充完整传染病其他相关信息，将用户信息和完整病例信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析。
进一步的，当病例符合传染病上报条件时跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息，所述方法包括：判断病例是否符合传染病上报条件是基于国际疾病分类ICD-10编码和检验指标对所述病例做出自动判断，若发现疑似传染病病例或非正常检验指标，则跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息。
进一步的，将病例完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析，所述方法包括：区块链数据管理模块接收到所述病例信息后，首先验证用户身份信息，验证通过后，通过私钥解密所述病例信息，然后对所述病例进行分析。
进一步，将病例完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析，通过私钥解密所述病例信息之后，所述方法还包括：判断所述病例是已知病例还是未知病例，若判断所述病例是未知病例，则向所述节点发出现场实地调查请求，所述节点接收现场实地调查结果并对调查结果进行分析，并根据分析结果判断所述传染病类型是否为爆发或者流行；若所述传染病类型为爆发或者流行，则所述节点发出开展预防传染病工作请求，并将所述病例信息打包为预警交易向区块链全网络节点进行发布，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。
进一步的，所述步骤将病例完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析，通过私钥解密所述病例信息之后，所述方法还包括基于传染病时间模型或时空模型查询区块链网络中有无相关病例，如有则病例因子增加1，如无则病例因子写为1；当病例因子达到预警阈值时，将病例信息及其时空分布信息打包为预警交易向区块链全网络节点进行发布，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。
进一步的，所述传染病病例查询方法包括：当用户通过所述医院信息管理***向所述区块链数据管理模块发送数据查询请求时，所述数据管理模块接收到用户输入的查询信息后，验证用户身份信息，验证通过后，将所述查询请求发送至数据存储模块调取相应的病例信息，调出后由所述数据管理模块返回至用户。
另一方面，本发明提出了一种基于区块链的疫情监测预警***，其特征在于，包括区块链网络，数据管理模块，存储模块和发布模块；
所述区块链网络包括若干医院信息管理***的节点和传染病网络直报***的节点；
所述数据管理模块用于接收医院信息管理***获取的病例信息，对所述病例信息进行解密和分析，分析完成后打包发送给数据存储模块进行存储，当被判定为疫情发生时，所述数据管理模块生成预警信息；
所述存储模块用于存储用户信息和病例信息，根据所接收到的查询信息调取相应的病例信息返回至数据管理模块；
所述发布模块用于发布数据管理模块的预警信息。
进一步的，还包括医院信息管理和传染病网络直报***，所述医院信息管理***、传染病网络直报***作为节点接入区块链网络。
进一步的，当通过医院信息管理***发起查询交易时，所述数据管理模块接收查询信息，对用户身份信息进行验证，验证通过后，根据查询信息从存储模块调取相应的病例信息返回至查询的节点。
本发明将医院信息管理***和传染病网络直报***作为节点接入区块链网络，将病例信息发布于区块链网络，防止了病例信息在网络上被篡改，并且病例信息可追溯，使得信息更加公开透明，减少了人为干预也节省了人力成本；一旦发生疫情，区块链网络上的节点可以第一时间得到通知，采取相应的措施，可以及时发现传染病的爆发和流行，有效防止传染病的传播与蔓延。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的国家传染病报告上报和预警***；
图2为本申请实施例的基于HIS的传染病报卡流程；
图3为本申请实施例的传染病上报管理***功能结构图；
图4是本申请实施例的基于区块链的传染病上报***；
图5是本申请实施例的基于区块链网络的传染病上报流程；
图6是本申请实施例的基于区块链的疫情预警***的模块组成。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“一实施例方式”、“例如”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
参照例图1至6，对本发明进行举例说明，如图1所示的是我国现有的传染病上报网络***与结构，医院的HIS***接入了公共卫生数据交换平台，数据在公共卫生数据交换平台中分级传递，分别经过区县、市、省和国家四级公共卫生数据交换平台，然后再上传至国家传染病网络直报***(NNDRS)，再上传至国家传染病自动预警***，需经过层层的审核与批准，耗费较多的时间与人力。当确认有传染病发生时，再由传染病自动预警***向医院发出预警。而在填报传染病报告卡时，也需要经过诊疗医生的填报和公共卫生科的审核，程序较繁琐，认为因素多，在传染病突发时可能会造成误报延报等(如图2、图3所示)。
本发明提出的一种基于区块链的疫情监测预警方法及***，在原有的***架构基础上架设区块链网络，减少了很多人为因素，一旦发现疫情会第一时间发布预警，通知网络上的所有节点，大大提高了发现疫情的时效性。
如图4所示的是基于区块链网络的传染病上报***与结构，将医院信息管理***(HIS)作为节点接入区块链网络，用户通过所述节点进行注册、病例填报、查询等；区块链网络直接连接传染病网络直报***。
图5所示的是在基于区块链架构的传染病上报***的上报流程：
S1用户通过所述医院信息管理***进行用户注册，将所述用户注册信息发送给区块链网络中的用户管理模块，用户管理模块为该用户分配对区块链中的数据存储模块的访问权限；并由所述用户管理模块反馈至用户；
S2用户通过所述医院信息管理***进行病例填报，***会自动判断该病例是否为传染病或疑似病例，当病例符合传染病上报条件时自动跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息，用户补充完整传染病其他相关信息，***将用户信息和完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析；
S3区块链数据管理模块对病例信息进行分析，首先验证用户身份信息，验证通过后解密病例信息并分析；
S4判断所述传染病病例是否为未知病例；
S5若所述传染病病例为未知病例，则发起实地调查请求，节点收到请求后开展实地调查并反馈调查结果，执行步骤S7；
S6若所述传染病病例为已知病例，则基于传染病时间模型和时空模型查询区块链网络中有无相关病例，如有则所述病例的病例因子增加1，如无则病例因子写为1，执行步骤S9；
S7根据实地调查结果判断所述病例是否为爆发或流行；
S8若判断所述病例为爆发或流行，则执行步骤S10，否则执行步骤S11；
S9判断所述病例因子是否达到预警阈值，若所述病例因子达到预警阈值则执行步骤S10，否则执行步骤S11；
S10将所述传染病病例信息与调查结果或时空分布信息打包为预警交易，在区块链网络上进行发布，并同时上报至传染病网络直报***；
S11分析完成后将所述病例相关信息打包发送至数据存储模块进行存储。
所述步骤S2中判断病例是否符合传染病上报条件是基于ICD-10编码和检验指标对病例做出自动判断，若发现疑似传染病的诊断或者非正常检验指标，则自动跳转至传染病上报界面进行病例填报。
所述步骤S8若判断所述传染病类型为爆发或者流行，则区块链向所述节点发出开展预防传染病工作请求。
当用户需要从区块链上查询传染病病例信息的时候，将查询交易发送给区块链数据管理模块，数据管理模块对用户身份信息进行验证，验证通过后，从区块链存储模块调取相应的病例数据返回至用户处。
如图6所示的是基于区块链网络的疫情监测预警***的模块组成，包括区块链网络，用户管理模块，存储模块，数据管理模块，发布模块。
所述区块链网络包括若干医院信息管理***的节点和传染病网络直报***的节点；
所述数据管理模块用于接收医院信息管理***获取的病例信息，对所述病例信息进行解密和分析，分析完成后打包发送给数据存储模块进行存储，当被判定为疫情发生时，所述数据管理模块生成预警信息；
所述存储模块用于存储用户信息和病例信息，根据所接收到的查询信息调取相应的病例信息返回至数据管理模块；
所述发布模块用于发布数据管理模块的预警信息。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，医院信息管理***和传染病网络直报***作为节点接入区块链网络，用户通过所述医院信息管理***的节点进行注册、传染病病例填报和查询，所述方法具体包括：当用户在医院信息管理***填报传染病病例信息时，医院信息管理***对应的节点将所述传染病病例信息发送给区块链数据管理模块，区块链数据管理模块对所述病例信息进行分析，当被判定为疫情发生时，区块链数据管理模块生成预警交易通知区块链网络上的所有节点，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，所述传染病病例填报方法包括：
当用户通过所述医院信息管理***进行病例填报，所述病例符合传染病上报条件时跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息，用户补充完整传染病其他相关信息，将用户信息和完整病例信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，当病例符合传染病上报条件时跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息，所述方法包括：判断病例是否符合传染病上报条件是基于国际疾病分类ICD-10编码和检验指标对所述病例做出自动判断，若发现疑似传染病病例或非正常检验指标，则跳转至传染病上报界面，并自动录入病例基本信息。
4.根据权利要求2所述的基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，将病例完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析，所述方法包括：区块链数据管理模块接收到所述病例信息后，首先验证用户身份信息，验证通过后，通过私钥解密所述病例信息，然后对所述病例进行分析。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，将病例完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析，通过私钥解密所述病例信息之后，所述方法还包括：判断所述病例是已知病例还是未知病例，若判断所述病例是未知病例，则向所述节点发出现场实地调查请求，所述节点接收现场实地调查结果并对调查结果进行分析，并根据分析结果判断所述传染病类型是否为爆发或者流行；若所述传染病类型为爆发或者流行，则所述节点发出开展预防传染病工作请求，并将所述病例信息打包为预警交易向区块链全网络节点进行发布，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。
6.根据权利要求4所述的基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，所述步骤将病例完整信息打包并加密发送至区块链数据管理模块进行分析，通过私钥解密所述病例信息之后，所述方法还包括基于传染病时间模型或时空模型查询区块链网络中有无相关病例，如有则病例因子增加1，如无则病例因子写为1；当病例因子达到预警阈值时，将病例信息及其时空分布信息打包为预警交易向区块链全网络节点进行发布，包括使得所述传染病网络直报***获取所述预警信息。
7.根据权利要求1所述的基于区块链的疫情监测预警方法，其特征在于，所述传染病病例查询方法包括：当用户通过所述医院信息管理***向所述区块链数据管理模块发送数据查询请求时，所述数据管理模块接收到用户输入的查询信息后，验证用户身份信息，验证通过后，将所述查询请求发送至数据存储模块调取相应的病例信息，调出后由所述数据管理模块返回至用户。
8.一种基于区块链的疫情监测预警***，其特征在于，包括区块链网络，数据管理模块，存储模块和发布模块；
所述区块链网络包括若干医院信息管理***的节点和传染病网络直报***的节点；
所述数据管理模块用于接收医院信息管理***获取的病例信息，对所述病例信息进行解密和分析，分析完成后打包发送给数据存储模块进行存储，当被判定为疫情发生时，所述数据管理模块生成预警信息；
所述存储模块用于存储用户信息和病例信息，根据所接收到的查询信息调取相应的病例信息返回至数据管理模块；
所述发布模块用于发布数据管理模块的预警信息。
9.根据权利要求8所述的基于区块链的疫情监测预警***，其特征在于，还包括医院信息管理和传染病网络直报***，所述医院信息管理***、传染病网络直报***作为节点接入区块链网络。
10.根据权利要求8所述的基于区块链的疫情监测预警***，其特征在于，当通过医院信息管理***发起查询交易时，所述数据管理模块接收查询信息，对用户身份信息进行验证，验证通过后，根据查询信息从存储模块调取相应的病例信息返回至查询的节点。
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