一种基于区块链的临床护理系统及数据处理方法与流程

本发明涉及临床护理技术领域，且更具体地涉及一种基于区块链的临床护理系统及数据处理方法。

背景技术：

临床护理是护士以及陪护人员的主要职责之一，临床护理通常涉及病患日常生活的几乎方方面面，其中输液和吃药几乎是所有病患的临床护理都涉及的部分，并且医生要根据护理情况以及患者的恢复情况对患者做进一步治疗。随着电子信息技术的发展，目前的患者数据通常以电子化的方式，在医院，由于患者人数较多，每个患者，尤其是住院患者的病例信息数据庞大，管理起来十分不便，而且在医生换班时，如果对患者数据进行更改，则其他人从数据上无法看住出自哪个医生。在一定程度上造成医疗的不便。近年，由于具有去中心化、不可篡改性、过程透明、可追踪回溯等显著特点，区块链技术得以广泛传播与应用，本发明公开一种基于区块链的临床护理系统及数据处理系统方法。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开一种基于区块链的临床护理系统及数据处理系统及方法，本发明采用区块链技术，使得医生、护士和患者能够通过区块链单元实现数据的信息交换，并且数据不可篡改，永久性地保存，便于医护人员对患者整体病情进行把握，本发明采用加密单元对信息释放单元释放的数据进行加密，保证了数据传递的安全性。

本发明采用以下技术方案：

一种基于区块链的临床护理系统，包括护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备，其中所述护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备分别连接有区块链单元，所述区块链单元与病房服务器连接，所述病房服务器记录、存储病房患者的数据信息，所述区块链单元包括区块链网络并集成有处于所述区块链网络的加密单元、区域链节点、应答节点、存储单元以及信息释放单元，所述区域链节点与所述应答节点信息通信，所述存储单元与所述信息释放单元通信交互，并且所述存储单元和所述信息释放单元与所述存储单元通讯交互；

其中所述区块链网络还包括使得护士站、医生以及患者通过所述区块链网络在所述区块链单元上进行信息交互的护士站数据系统节点、医生数据系统节点、患者智能设备节点和信息中转节点，其中所述护士站数据系统节点通过所述区块链网络与所述医生数据系统节点的数据信息进行交互，所述应答节点回馈所述医生数据系统节点向所述护士站数据系统节点发出的护理指示，所述信息中转节点转换护士站数据系统节点、医生数据系统节点以及患者智能设备节点的信息，使得护士、医生以及患者识别彼此的信息；

其中所述区块链节点呈链条式连接，所述区块链节点将所述病房服务器和所述护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备中的至少一个目标相邻节点中各相邻节点的数据信息发布到区块链网络中；

其中所述信息释放单元为基于c语言编程器进行动态内存空间释放的硬件装置，所述信息释放单元设置成从所述存储单元中获取信息，并根据护士站、医生或者患者的请求采用所述c语言编程器释放内存空间而释放部分信息，释放出去的信息通过信息中转节点传播到所述护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点中；其中所述区块链单元中的加密单元包括信息接收模块、读取单元、公钥和私钥，所述信息接收模块设置成加密接收到的信息，所述公钥生成护士、医生以及患者访问的地址，所述私钥生访问者的口令，所述读取单元读取公钥和私钥的信息。

进一步地，所述存储单元包括内存数据库，所述内存数据库接收所述区块链节点写入的区块链数据，并对所述区块链数据进行存储，并且所述内存数据库为可扩容数据库。

进一步地，所述区块链单元还包括区块链底层平台，所述区块链底层平台为基于hyperledger区块链技术平台或以太坊区块链底层平台中的任意一种。

进一步地，所述信息中转节点携带有护士站、医生以及患者任一者传递的信息以及所述信息释放单元释放的信息，所述信息中转节点将从所述区块链网络获取的信息分发到区块链节点及其相邻节点，并以链式的方式向外扩展。

进一步地，所述信息释放单元包括信息释放控制单元、信息释放接收单元、信息释放匹配单元以及信息确认单元，所述信息释放控制单元控制所述信息释放接收单元释放的范围，所述信息释放接收单元接收所述信息释放控制单元的控制指令，所述信息释放匹配单元接收所述信息释放接收单元所接收的信息，所述信息确认单元接收所述信息释放匹配单元匹配成功的信息。

一种基于区块链的临床护理数据处理方法，其中包括以下步骤：

(s1)护士将患者数据输入病房服务器；护士将多个病房的患者数据收集起来，并将所有患者的数据以电子信息的形式输入病房服务器进行存档，便于医护人员查询、发动和跟踪；

(s2)护士输入病房服务器的数据通过区块链单元进行信息发布；当患者的数据转换成电子信息的形式之后，通过病房服务器将患者的数据通过所述区块链网络上传所述区块链节点；

(s3)区块链单元对待发布的信息进行过滤、加密；患者的数据被存储在存储单元，所述信息释放单元从所述存储单元调取待释放的信息，不需要释放的信息被保存在所述存储单元，从而实现对待发布的信息进行过滤，所述加密单元对所述信息释放单元待释放的信息加密；

(s4)加密单元执行加密和解密工作；加密单元采用加密算法对接收的数据进行加密和解密；

(s5)护士、医生、患者通过获取的口令进行信息交互。

进一步地，所述步骤(s1)中的病房服务器为能够授权电子数字证书并签名的ca服务器。

进一步地，所述步骤(s2)中电子信息的形式为word、pdf和excel格式中的任意一种。

进一步地，所述(s4)中采用的加密算法为des、3des、blowfish加密算法、twofish加密算法、idea、rc6以及cast5中的任意一种。

进一步地，所述步骤(s4)中所述加密单元进行加密和解密的步骤如下：

其中所述加密步骤为：

(s41)选择待加密的信息：所述信息接收模块从所述区块链节点接收数据信息，采用信息释放单元对需要保密的内容释放，所述信息接收模块接收信息释放单元释放的信息，所述读取单元读取信息释放单元释放的信息，对释放的信息先用单向加密算法计算出数据的特征码，得到加密信息串；

(s42)签名：护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备用自己的私钥加密这个特征码，并将结果附加在数据后面，对加密信息串进行签名，通过区块链网络接收加密信息串，并进行签名，如果签名成功，则获得加密信息串；

(s43)互相通讯的各个节点获得加密信息；签名成功后，所述护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点生成一个临时对称密钥，并使用对称密钥加密整个数据；

(s44)各个区块链节点获得加密信息；护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备从区块链网络获取数据的公钥，并使用公钥加密这个临时的对称密钥，将结果附加在整个数据后发送到各个区块链节点；

其中所述解密的步骤为：

(s45)有需求的通讯主体获得解决信息；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者先用自己是私钥解密加密的对称密钥；

(s46)有需求的通讯主体对所需数据解密；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者获得用对称密钥解密整个加密的数据；

(s47)身份验证；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者用所述护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点上公钥解密数据的特征码，验证了护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者的身份；

(s48)解密；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者再用同样的对称加密算法计算数据的特征码，并与解密出来的特征码进行比较，验证了护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点发送的数据的完整性，从而使用这种手段保证了保密性和完整性还同时完成了身份验证。

积极有益效果：

本发明通过在临床护理中引入区块链单元，有效地实现护士、医生和患者之间的信息通讯，数据具有不可篡改的功能，使得患者的病例永久性地保存在护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备中，当患者再次看病时，医生很容易从医生数据系统中获取患者的数据，能够基于历史病例对患者的病情进行全面衡量；本发明还使得通过护士站数据系统和医生数据系统实现护士和医生之间的信息会话，医生可直接对护士做出患者的护理指示，便于护理；本发明通过加密单元对数据信息进行加密，使得只有获得授权的人员才能访问数据，增加了数据传递的保密性能。

附图说明

图1是本发明一种基于区块链的临床护理系统的系统结构示意图；

图2是本发明一种基于区块链的临床护理系统的系统中区块链网络节示意图；

图3是本发明一种基于区块链的临床护理系统的系统中一种实施例的区块链网络节示意图；

图4是本发明一种基于区块链的临床护理系统中区块链单元的结构示意图；

图5是本发明一种基于区块链的临床护理系统中加密单元的结构示意图；

图6是本发明一种基于区块链的临床护理数据处理方法的流程示意图；

图7是本发明一种基于区块链的临床护理数据处理方法中加密原理示意图；

图8是本发明一种基于区块链的临床护理数据处理方法中加密和解密的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，一种基于区块链的临床护理系统，包括护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备，其中所述护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备分别连接有区块链单元，所述区块链单元与病房服务器连接，所述病房服务器记录、存储病房患者的数据信息，所述区块链单元包括区块链网络并集成有处于所述区块链网络的加密单元、区域链节点、应答节点、存储单元以及信息释放单元，所述区域链节点与所述应答节点信息通信，所述存储单元与所述信息释放单元通信交互，并且所述存储单元和所述信息释放单元与所述存储单元通讯交互。

在上述实施例中，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，从狭义方面来说，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本，广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。采用区块链单元，其作为无人管理的分布式数据库，无需管理员，在本发明中，将区块链运用到临床护理系统中，使得护士、医生以及患者借助于区块链通过护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备获得数据信息，加密单元主要实现数据的加密。

在本发明进一步的实施例中，所述区块链网络还包括使得护士站、医生以及患者通过所述区块链网络在所述区块链单元上进行信息交互的护士站数据系统节点、医生数据系统节点、患者智能设备节点和信息中转节点，其中所述护士站数据系统节点通过所述区块链网络与所述医生数据系统节点的数据信息进行交互，所述应答节点回馈所述医生数据系统节点向所述护士站数据系统节点发出的护理指示，所述信息中转节点转换护士站数据系统节点、医生数据系统节点以及患者智能设备节点的信息，使得护士、医生以及患者识别彼此的信息。

在本发明具体实施例中，护士站数据系统通常为护士工作站服务器平台，护士登陆该平台可查看到患者的数据信息，医生数据系统为医生工作站服务器平台，医生通过登陆该平台可查看到患者信息，并可更新患者数据，对患者做出医疗护理指导。这在医院中使用频率比较多。在此不做详细说明。患者智能设备包括但不限于智能手机、平板电脑、智能手环或者移动式通信设备等。在具体实施例中，通常为智能手机，在智能手机上下载相关数据的app数据软件，可实现与多个平台的信息通讯。

在区块链技术中，无论规则如何，如果要参与区块链，就要拥有一个区块链节点。区块链的节点有几个特点：

1、具有一定的存储空间；存储空间指电子存储空间，包括日常的tf卡、u盘、移动硬盘和计算机等；

2、连接网络，需要有存储空间的设备通过网线连接网络；

3、可视化操作终端，在具体实施例中，比如手机、ipad、电脑是目前主流的可视化操作终端；

4、参与区块链，在实施例中，要在连接网络的存储空间运行区块链相应程序，通过可视化惭怍终端进行交易。

基于上述分析，在本发明中设置了医生数据系统节点、护士站数据系统节点、应答节点、信息中转节点以及患者智能设备节点，但本发明不局限于上述节点，可以根据实际需要选择不同的节点。

在本发明进一步的实施例中，所述区块链节点呈链条式连接，即区块链节点之间通过区块链网络彼此连接通讯，这些节点之间通过链式连接，可以实现不同节点之间的信息交互，所述区块链节点将所述病房服务器和所述护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备中的至少一个目标相邻节点中各相邻节点的数据信息发布到区块链网络中。

在本发明进一步的实施例中，其中所述信息释放单元为基于c语言编程器进行动态内存空间释放的硬件装置，所述信息释放单元设置成从所述存储单元中获取信息，并根据护士站、医生或者患者的请求采用所述c语言编程器释放内存空间而释放部分信息，释放出去的信息通过信息中转节点传播到所述护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点中的任意一者。

在上述实施例中，假设在c语言编程器中，在申请了1000个节字的动态内存，假如用p指针指

向这个空间的第一个单元地址，那么在程序结束后使用free(p)，把p所指向的空间释放掉，由于

free()释放的是指针指向的内存，不单单是首地址单元，所以指针作为一个变量，在程序结束时可被销毁，将内存释放，释放了内存空间后，就以为这占据这些空间的信息被释放。

在本发明进一步的实施例中，所述加密单元包括信息接收模块、读取单元、公钥和私钥，所述信息接收模块设置成加密接收到的信息，所述公钥生成护士、医生以及患者访问的地址，所述私钥生访问者的口令，所述读取单元读取公钥和私钥的信息。

在本发明进一步的实施例中，所述存储单元包括内存数据库，所述内存数据库接收所述区块链节点写入的区块链数据，并对所述区块链数据进行存储，并且所述内存数据库为可扩容数据库。

在本发明进一步的实施例中，所述区块链单元还包括区块链底层平台，所述区块链底层平台为基于hyperledger区块链技术平台或以太坊区块链底层平台中的任意一种。

在本发明进一步的实施例中，所述信息中转节点携带有护士站、医生以及患者任一者传递的信息以及所述信息释放单元释放的信息，所述信息中转节点将从所述区块链网络获取的信息分发到区块链节点及其相邻节点，并以链式的方式向外扩展。

在本发明进一步的实施例中，所述信息释放单元包括信息释放控制单元、信息释放接收单元、信息释放匹配单元以及信息确认单元，所述信息释放控制单元控制所述信息释放接收单元释放的范围，所述信息释放接收单元接收所述信息释放控制单元的控制指令，所述信息释放匹配单元接收所述信息释放接收单元所接收的信息，所述信息确认单元接收所述信息释放匹配单元匹配成功的信息。

下面结合上述实施例和图6至图8，对本发明做进一步的说明。根据基于区块链的临床护理系统的数据处理方法，其包括以下步骤：

(s1)护士将患者数据输入病房服务器；护士将多个病房的患者数据收集起来，并将所有患者的数据以电子信息的形式输入病房服务器进行存档，便于医护人员查询、发动和跟踪；在该步骤中，病房服务器为能够授权电子数字证书并签名的ca服务器。通过此服务器，用户能够通过签名的方式获得私钥。

(s2)护士输入病房服务器的数据通过区块链单元进行信息发布；当患者的数据转换成电子信息的形式之后，通过病房服务器将患者的数据通过所述区块链网络上传所述区块链节点；在该步骤中，电子信息的形式为word、pdf和excel格式中的任意一种，将患者数据信息转换成电子信息形式有利于后续的数据传递。

(s3)区块链单元对待发布的信息进行过滤、加密；患者的数据被存储在存储单元，所述信息释放单元从所述存储单元调取待释放的信息，不需要释放的信息被保存在所述存储单元，从而实现对待发布的信息进行过滤，所述加密单元对所述信息释放单元待释放的信息加密；

在该步骤中，信息释放单元是存储单元存储分配程序，其基于malloc函数调用来实现的，存储单元增加多少，信息释放单元的信息量就释放多少，在释放时，malloc在第一次被调用时，从系统中获取最小为一个单元的空闲空间(例如有最小单元为1024个最受限单元块，当x<＝1024，获取1024个最受限单元块，否则获取x个最受限单元块，x不等于1024，其中x为信息释放单元信息释放量)，再根据用户需求进行下一步的释放。释放出多少空间，就释放出多少信息量，因此，这种方式可以选择性地对数据信息进行加密，也就是对过滤后的信息进行加密。

(s4)加密单元执行加密和解密工作；加密单元采用加密算法对接收的数据进行加密和解密；采用的加密算法为des、3des、blowfish加密算法、twofish加密算法、idea、rc6以及cast5中的任意一种。在本步骤中，所述加密单元进行加密和解密的步骤如下，其中所述加密步骤为：

(s41)选择待加密的信息：所述信息接收模块从所述区块链节点接收数据信息，采用信息释放单元对需要保密的内容释放，所述信息接收模块接收信息释放单元释放的信息，所述读取单元读取信息释放单元释放的信息，对释放的信息先用单向加密算法计算出数据的特征码，得到加密信息串；

(s42)签名：护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备用自己的私钥加密这个特征码，并将结果附加在数据后面，对加密信息串进行签名，通过区块链网络接收加密信息串，并进行签名，如果签名成功，则获得加密信息串；

(s43)互相通讯的各个节点获得加密信息；签名成功后，所述护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点生成一个临时对称密钥，并使用对称密钥加密整个数据；

(s44)各个区块链节点获得加密信息；护士站数据系统、医生数据系统以及患者智能设备从区块链网络获取数据的公钥，并使用公钥加密这个临时的对称密钥，将结果附加在整个数据后发送到各个区块链节点；

其中所述解密的步骤为：

(s45)有需求的通讯主体获得解决信息；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者先用自己是私钥解密加密的对称密钥；

(s46)有需求的通讯主体对所需数据解密；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者获得用对称密钥解密整个加密的数据；

(s47)身份验证；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者用所述护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点上公钥解密数据的特征码，验证了护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者的身份；

(s48)解密；护士站数据系统、医生数据系统或者患者智能设备中任意一者再用同样的对称加密算法计算数据的特征码，并与解密出来的特征码进行比较，验证了护士站数据系统节点、医生数据系统节点或者患者智能设备节点发送的数据的完整性，从而使用这种手段保证了保密性和完整性还同时完成了身份验证。

(s5)护士、医生、患者通过获取的口令进行信息交互。

通过上述实施方式，当患者再次看病时，医生很容易从医生数据系统中获取患者的数据，能够基于历史病例对患者的病情进行全面衡量；本发明还使得通过护士站数据系统和医生数据系统实现护士和医生之间的信息会话，医生可直接对护士做出患者的护理指示，便于护理；本发明通过加密单元对数据信息进行加密，使得只有获得授权的人员才能访问数据，增加了数据传递的保密性能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。