CN112863629B - 基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法 - Google Patents

基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***，包括存储和访问管理模组，所述存储和访问管理模组包括基于IPFS云存储***，及与IPFS云存储***通信的存取前端，及用于IPFS云存储***和存取前端相互加密备份的本地加密存储***，及用于记录存取前端和IPFS云存储***互动过程，和用于管理IPFS云存储***关键节点信息的区块链网络。本发明的基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法，能够实现病历本地加密备份，加密备份通过医疗机构和IPFS管理网关分别进行双重加密，私钥患者本人保存，实现防篡改本地数据备份；病历访问全程记录，且病历访问时，采用基于属性等级关系设置访问权限，整个链上数据结构简单。

Description

基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种医疗电子病历管理***，具体涉及一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法，属于医疗电子病历管理技术领域。
背景技术
电子病历是病人在医院诊疗过程中最重要的医疗记录，包括病人的病情、治疗、用药、医技、费用等记录；电子病历的所属权应该属于病人，但现存储在医院中；存在如下问题：电子病历属于个人隐私数据，目前被医疗机构独占，在数据利用方面病人没有知情权，甚至出现隐私泄密问题；数据共享问题，在进行诊疗时如何让不同医疗机构之间安全合法地共享病人的数据是目前面临的难题；如何实现由病人授权其他部门使用问题；病历数据防篡改问题；数据安全问题，即数据遗失和被攻击隐患；数据存储问题；区块链采用去中心化的分布式账本技术，具有分布式容错、不可篡改、隐私保护的优点，是解决目前电子病历使用问题的技术，已在医疗机构使用，例如台北医大医院的phrOS***、英国Mayo诊所的Medicalchain***、美国的MedRec***等；再如中国专利申请号：201810910157.6，公开了一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其建设方法，其不仅可以避免单点故障引起的数据丢失，降低***维护成本，而且能够防止医疗纠纷发生时病人诊断记录被非法篡改，但其对于病历请求者无法实现权限分级，链上数据庞杂，且无法实现本地病历的二次监管。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法，能够实现病历本地加密备份、病历访问全程记录和基于属性等级关系设置访问权限，且整个链上数据结构简单。
本发明的基于区块链的医疗电子病历分布式管理***，包括存储和访问管理模组，所述存储和访问管理模组包括基于IPFS云存储***，及与IPFS云存储***通信的存取前端，及用于IPFS云存储***和存取前端相互加密备份的本地加密存储***，及用于记录存取前端和IPFS云存储***互动过程，和用于管理IPFS云存储***关键节点信息的区块链网络。
进一步地，所述存储和访问管理模组具体如下：包括分布式云存储服务器，及用于管理分布式云存储服务器的管理网关；及与管理网关通信的存取前端；所述存取前端包括身份注册登陆模块和病历读取模块，及设置于身份注册登陆模块下的病历产生模块和密钥产生模块，及设置于病历读取模块下的身份认证模块和密钥解密模块；
所述存取前端存入病历时，先通过身份注册登陆模块完成患者注册登记，并通过密钥产生模块生成患者的公钥A和私钥A，医疗机构对就诊患者进行诊断并生成病历，存取前端通过公钥A对病历加密后上传至IPFS管理网关；在上传加密病历时制定基于属性的病历访问智能合约，IPFS管理网关读取加密病历后，通过公钥B对加密病历进行二次加密，并将二次加密病历返回到存取前端所在的本地服务器；作为链下防私自篡改的本地备份数据；同时，将私钥B反馈给患者端；IPFS管理网关同时将加密后的病历作为不同文件进行分块和杂凑后，存储到分布式云存储服务器；同时将病人ID、病历ID、病历摘要、病历访问智能合约杂凑后存储在区块链超级账本中；所述区块包括编号、区块大小、前一区块hash值、当前区块hash值 、时间戳和病历记录的Merkle根或节点键值。
所述存取前端读取病历时，通过病历读取模块进入到身份认证模块，通过身份认证模块认证通过后，存取前端向IPFS管理网关发送请求；IPFS管理网关将访问请求通过时间戳存入区块链；接着，恢复读取病历访问智能合约，并进行权限判断，满足读取权限时，IPFS管理网关将查询DHT表还原加密的病历文件，否则拒绝请求；并将权限判断结果通过时间戳存入区块链；当加密病历文件被返回到存取前端后，通过私钥A导入密钥解密模块将其解密，则得到病历原始文件。
进一步地，所述访问请求和权限判断结果以病人ID或病历ID索引，并通过时间戳生成时间存入区块链。
进一步地，所述身份认证模块具体为：通过私钥签名，公钥验签的方式进行身份认证。
进一步地，所述病历产生模块包括医疗机构对就诊患者进行诊断并生成病历，还包括患者自身录入或药店录入生成的历史购药记录账本；当存取前端的访问请求为药店时，病历访问智能合约进行判定，返回时间戳最近一次的病历或处方数据。
一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***建设方法，所述方法具体如下：
建设界面层、业务层和数据层，界面层包括患者、医疗机构和第三方机构录入和查询的web界面和手机界面；所述业务层包括医疗数据存取管理模块、身份认证模块、IPFS管理网关和区块链智能合约管理模块；所述数据层为基于IPFS的云存储***，及与云存储***交互的区块链各节点账本；所述医疗数据录入管理模块与界面层通信，用于收集存取前端录入的数据和向存取前端反馈数据；录入的数据包括身份注册数据、身份验证数据和病历数据；反馈数据包括验证结果和查询结果；所述身份认证模块读取身份验证数据，并与库文件进行比对，从而确认该身份是否为合法请求，完成前端身份验证；区块链智能合约管理模块用于管理病历查询等级关系的合约，通过身份认证模块获取到查询者身份属性，从而触发对应的病历访问智能合约；IPFS管理网关通过云存储***获取到对应权限的病历数据；IPFS管理网关将整个访问过程通过时间戳存入区块链。
进一步地，所述业务层接收身份注册数据后，通过区块链智能合约管理模块建立身份识别智能合约进行身份信息审核或通过人工审核平台审核。
本发明与现有技术相比较，本发明的基于区块链的医疗电子病历分布式管理***及其制备方法，能够实现病历本地加密备份，加密备份通过医疗机构和IPFS管理网关分别进行双重加密，私钥患者本人保存，实现防篡改本地数据备份；病历访问全程记录，且病历访问时，采用基于属性等级关系设置访问权限，整个链上数据结构简单。
附图说明
图1是本发明的整体框架示意图。
图2是本发明的整体结构示意图。
图3是本发明的整体建设结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***，包括存储和访问管理模组，所述存储和访问管理模组包括基于IPFS云存储***，及与IPFS云存储***通信的存取前端，及用于IPFS云存储***和存取前端相互加密备份的本地加密存储***，及用于记录存取前端和IPFS云存储***互动过程，和用于管理IPFS云存储***关键节点信息的区块链网络。
如图2所示，所述存储和访问管理模组具体如下：包括分布式云存储服务器，及用于管理分布式云存储服务器的管理网关；及与管理网关通信的存取前端；所述存取前端包括身份注册登陆模块和病历读取模块，及设置于身份注册登陆模块下的病历产生模块和密钥产生模块，及设置于病历读取模块下的身份认证模块和密钥解密模块；
所述存取前端存入病历时，先通过身份注册登陆模块完成患者注册登记，并通过密钥产生模块生成患者的公钥A和私钥A，医疗机构对就诊患者进行诊断并生成病历，存取前端通过公钥A对病历加密后上传至IPFS管理网关；在上传加密病历时制定基于属性的病历访问智能合约，IPFS管理网关读取加密病历后，通过公钥B对加密病历进行二次加密，并将二次加密病历返回到存取前端所在的本地服务器；作为链下防私自篡改的本地备份数据；同时，将私钥B反馈给患者端；IPFS管理网关同时将加密后的病历作为不同文件进行分块和杂凑后，存储到分布式云存储服务器；同时将病人ID、病历ID、病历摘要、病历访问智能合约杂凑后存储在区块链超级账本中；所述区块包括编号、区块大小、前一区块hash值、当前区块hash值 、时间戳和病历记录的Merkle根或节点键值。
所述存取前端读取病历时，通过病历读取模块进入到身份认证模块，通过身份认证模块认证通过后，存取前端向IPFS管理网关发送请求；IPFS管理网关将访问请求通过时间戳存入区块链；接着，恢复读取病历访问智能合约，并进行权限判断，满足读取权限时，IPFS管理网关将查询DHT表还原加密的病历文件，否则拒绝请求；并将权限判断结果通过时间戳存入区块链；当加密病历文件被返回到存取前端后，通过私钥A导入密钥解密模块将其解密，则得到病历原始文件。
其中，所述访问请求和权限判断结果以病人ID或病历ID索引，并通过时间戳生成时间存入区块链。所述身份认证模块具体为：通过私钥签名，公钥验签的方式进行身份认证。所述病历产生模块包括医疗机构对就诊患者进行诊断并生成病历，还包括患者自身录入或药店录入生成的历史购药记录账本；当存取前端的访问请求为药店时，病历访问智能合约进行判定，返回时间戳最近一次的病历或处方数据。
如图3所示，一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***建设方法，所述方法具体如下：
建设界面层、业务层和数据层，界面层包括患者、医疗机构和第三方机构录入和查询的web界面和手机界面；所述业务层包括医疗数据存取管理模块、身份认证模块、IPFS管理网关和区块链智能合约管理模块；所述数据层为基于IPFS的云存储***，及与云存储***交互的区块链各节点账本；所述医疗数据录入管理模块与界面层通信，用于收集存取前端录入的数据和向存取前端反馈数据；录入的数据包括身份注册数据、身份验证数据和病历数据；反馈数据包括验证结果和查询结果；所述身份认证模块读取身份验证数据，并与库文件进行比对，从而确认该身份是否为合法请求，完成前端身份验证；区块链智能合约管理模块用于管理病历查询等级关系的合约，通过身份认证模块获取到查询者身份属性，从而触发对应的病历访问智能合约；IPFS管理网关通过云存储***获取到对应权限的病历数据；IPFS管理网关将整个访问过程通过时间戳存入区块链。
其中，所述业务层接收身份注册数据后，通过区块链智能合约管理模块建立身份识别智能合约进行身份信息审核或通过人工审核平台审核。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种基于区块链的医疗电子病历分布式管理***，其特征在于：包括存储和访问管理模组，所述存储和访问管理模组包括基于IPFS云存储***，及与IPFS云存储***通信的存取前端，及用于IPFS云存储***和存取前端相互加密备份的本地加密存储***，及用于记录存取前端和IPFS云存储***互动过程，和用于管理IPFS云存储***关键节点信息的区块链网络；所述存储和访问管理模组具体如下：包括分布式云存储服务器，及用于管理分布式云存储服务器的管理网关；及与管理网关通信的存取前端；所述存取前端包括身份注册登陆模块和病历读取模块，及设置于身份注册登陆模块下的病历产生模块和密钥产生模块，及设置于病历读取模块下的身份认证模块和密钥解密模块；
所述存取前端存入病历时，先通过身份注册登陆模块完成患者注册登记，并通过密钥产生模块生成患者的公钥A和私钥A，医疗机构对就诊患者进行诊断并生成病历，存取前端通过公钥A对病历加密后上传至IPFS管理网关；在上传加密病历时制定基于属性的病历访问智能合约，IPFS管理网关读取加密病历后，通过公钥B对加密病历进行二次加密，并将二次加密病历返回到存取前端所在的本地服务器；作为链下防私自篡改的本地备份数据；同时，将私钥B反馈给患者端；IPFS管理网关同时将加密后的病历作为不同文件进行分块和杂凑后，存储到分布式云存储服务器；同时将病人ID、病历ID、病历摘要、病历访问智能合约杂凑后存储在区块链超级账本中；所述区块包括编号、区块大小、前一区块hash值、当前区块hash值 、时间戳和病历记录的Merkle根或节点键值；
所述存取前端读取病历时，通过病历读取模块进入到身份认证模块，通过身份认证模块认证通过后，存取前端向IPFS管理网关发送请求；IPFS管理网关将访问请求通过时间戳存入区块链；接着，恢复读取病历访问智能合约，并进行权限判断，满足读取权限时，IPFS管理网关将查询DHT表还原加密的病历文件，否则拒绝请求；并将权限判断结果通过时间戳存入区块链；当加密病历文件被返回到存取前端后，通过私钥A导入密钥解密模块将其解密，则得到病历原始文件；所述访问请求和权限判断结果以病人ID或病历ID索引，并通过时间戳生成时间存入区块链。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的医疗电子病历分布式管理***，其特征在于：所述身份认证模块具体为：通过私钥签名，公钥验签的方式进行身份认证。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的医疗电子病历分布式管理***，其特征在于：所述病历产生模块包括医疗机构对就诊患者进行诊断并生成病历，还包括患者自身录入或药店录入生成的历史购药记录账本；当存取前端的访问请求为药店时，病历访问智能合约进行判定，返回时间戳最近一次的病历或处方数据。
4. 一种基于权利要求1-3任意一项所述的区块链的医疗电子病历分布式管理***建设方法，其特征在于：所述方法具体如下：建设界面层、业务层和数据层，界面层包括患者、医疗机构和第三方机构录入和查询的web界面和手机界面；所述业务层包括医疗数据存取管理模块、身份认证模块、IPFS管理网关和区块链智能合约管理模块；所述数据层为基于IPFS的云存储***，及与云存储***交互的区块链各节点账本；所述医疗数据录入管理模块与界面层通信，用于收集存取前端录入的数据和向存取前端反馈数据；录入的数据包括身份注册数据、身份验证数据和病历数据；反馈数据包括验证结果和查询结果；所述身份认证模块读取身份验证数据，并与库文件进行比对，从而确认该身份是否为合法请求，完成前端身份验证；区块链智能合约管理模块用于管理病历查询等级关系的合约，通过身份认证模块获取到查询者身份属性，从而触发对应的病历访问智能合约；IPFS管理网关通过云存储***获取到对应权限的病历数据；IPFS管理网关将整个访问过程通过时间戳存入区块链。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的医疗电子病历分布式管理***建设方法，其特征在于：所述业务层接收身份注册数据后，通过区块链智能合约管理模块建立身份识别智能合约进行身份信息审核或通过人工审核平台审核。
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