基于区块链的医院智能化财务管理框架设计
刘景广
【摘 要】 区块链技术凭借分布式记账、数据信息统一验证存储、信息不可单方篡改等优势，被开发应用于多个行业领域。对医院智能化财务管理需求而言，区块链更是核心建设技术。文章首先探讨区块链技术的适用性，并分析其在医院智能化财务管理中的推广意义，发现区块链技术推动下医院财务系统融合工作效率提升、财务预算管理更加全面、财务内容深入精准;其次研讨医院智能化财务管理框架的相关设计思想，针对医院现有HIS信息系统存在的冗杂财务问题，于区块链应用基础上构建新型医院智能化财务管理框架。从最终业务流程演示来看，此框架对医院提升财务管理效率，增加财务管理严谨性具有重要作用。
【关键词】 区块链技术; 医院; 智能化; 财务管理; 框架设计
一、引言
区块链技术最早由比特币创始人中本聪于2008年提出，其本质是通过哈希函数转换数据形成哈希值，进而利用密码学加密数据，最终构成一种分布式的共享账本和数据库。区块链在十几年间形成1.0、2.0、3.0版本，其中1.0、2.0版本更多应用于数字货币和金融领域。自区块链步入3.0时代后，凭借可编程的重要特性，广泛应用于社会生活各领域。其中，财务管理领域成为重中之重。为进一步促进区块链技术在企业财务管理方面的应用，2019年1月，国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定》，提出加快促进区块链和产业耦合发展，实现企业财务管理智能化[ 1 ]。
现阶段医院财务管理系统在互联网技术支撑下，凭借计算机程序改善纸质化操作，已全面进入信息化时期。医院会计人员已着手利用中心化财务管理系统开展各项业务工作，包括总账、收支、項目资金等主要模块。2017年7月，国务院办公厅印发《关于建立现代医院管理制度的指导意见》（以下简称《意见》），对现有医院财务管理系统作出一系列部署，其中最重要的是借助区块链技术搭建公开透明、数据安全的综合性智能化财务管理系统[ 2 ]。将区块链3.0版本与医院财务管理系统进行深度关联，使区块链技术自身弱中心化、安全加密以及扁平化工作机制有了极大的用武之地。然而，伴随区块链技术的深入应用，医院财务系统内控制度缺失、业务流程繁杂、网络硬件缺乏等问题逐渐凸显。这些问题进一步反映出医院智能化财务管理基础建设并不完善，究其根本是医院照搬其他类型企业财务管理经验出现消化不良情形。为尽快实现智能财务管理系统平稳过渡，2020年初落实的新版医院财务管理制度结合区块链特性在标准化流程方面进行了深度划归。对于医院而言，现行HIS信息系统极具借鉴性，若放弃转而投入区块链智能财务管理系统建设，时间成本、资金成本耗费较大。为强化财务系统应用性，最大限度降低此类成本，医院可利用区块链技术优化原有流程，助力实现新型智能化财务管理系统全覆盖。
二、区块链技术及其在医院智能化财务管理中的推广意义
（一）区块链技术适用特征
1.开放性与自动化确保财务数据透明
当前国内公立医院、私立医院多数采用普通信息管理系统，较为常见的是HIS系统（医院信息系统）。然而，HIS系统本身具备的高度中心化、信用化等显著特性，使得整个医院财务信息常处于封闭状态，透明度低，极易被人为篡改。《意见》表明现代化医院需要建立财务信息公开制度，保证信息透明，方便大众监督。区块链技术自身的开放性预示其具有数据开源基础，各类信息均可对用户开放。若在医院引入区块链技术，医生、病人以及家属都可使用公开接口查询数据库信息，极大提升医院信息透明度。智能化财务管理系统在AI智能技术、云计算、大数据共同作用下，任意一笔经济交易从产生到结束的轨迹，均会被区块链系统自动审批并记录储存，具体结果将按照既定格式永久性写入系统[ 3 ]。如此，极大程度方便医院管理人员凭借权限及密钥查阅经济业务信息，监管机构亦能通过动态监管系统全程进行经济业务审计核查。
2.共享化与模块化确保财务数据契合
对于医院而言，重新构建智能财务系统需要消耗大量资金及时间资源，为避免浪费大量时间与资金，最优选择是在原有信息系统基础上优化升级。从图1不难看出，医院HIS信息系统是按照服务器/客户及结构进行分部门管理。深入分析，此管理系统各信息模块化严重，数据分散且共享度低。数据信息高度共享化是区块链技术最大特性，引入医院财务管理中能够极大提升整个系统响应性。所以，笔者基于信息细致划分的HIS系统，运用大数据、人工智能等技术进行架构补充，进而设计智能化医院财务管理系统框架。
3.独立性与安全性确保财务数据完整
医院财务系统嵌入区块链技术以后，智能合约为标志的约定算法取代了传统录入的操作方式。新操作方式可完全摆脱人为操作中可能存在的主观因素、数据录入偏差的桎梏，使财务结果稳定性、准确性更高。加密算法、数学、软件编程等通用计算机技术融合贯通后，区块链技术中的明文处理得以密钥解锁进行操作，即信息传输由明文转为密文，更具保密性。人工智能、数字证书结合运用，加之哈希算法、容错算法、非对称加密等新型加密算法的耦合并用，促使不同区块的数据通过智能算法共同形成稳定的加密链条体系[ 4 ]，确保财务管理系统开放性及透明度的同时，将系统稳定性、准确性提升到一个全新的水平。而采用分布式存储的财务账户信息利用数据网络节点分散存储方式，可有效抵抗外界非授权用户访问。倘若非授权用户意图篡改财务数据，只有得到51%的区块链节点认可才能更改，这在如今的HIS系统中是不可能实现的操作。并且，分布于不同节点的财务数据哈希值与网络时间形成唯一字符序列，即时间戳。时间戳可保障区块数据及时完成审批校验，为医院财务系统提供内部维护与外在防御。
（二）借助区块链设计医院智能化财务系统的现实意义
1.推进财务系统融合工作
前文提及现阶段财务管理工作主要由信息系统展开，除HIS系统外，还包括LIS系统、PACS系统以及OA系统[ 5 ]。当前除部分发达地区技术手段先进的医院外，多数医院尚未实现各系统之间的高度融合，因此，基础运行算法差异、数据采集及反馈手段不同导致各模块财务系统信息公开的及时性较差，无法满足政府部门对财政透明公开的要求。区块链技术支持下医院各模块系统得以一体化运行，不同板块系统数据实现及时抽取和共享，很大程度上为医院各财务系统核算、预算执行、资金收支、财务分析等一体化夯实了基础。
2.深化财务管理内容
伴随医疗改革持续深化，医疗机构业务量增长幅度加大，对财务管理的精细化要求也愈高。但当前医院财务管理工作细分程度远远不足，在医保、支出等多元化变革下，信息统计滞后严重阻碍财务系统精准自动化运营。严格来说，医院财务管理仅有预算管理、成本管理等内容，后续的其他费用支出容易在计算流程中发生衔接断层，无法满足财务职能一体化流程需求。故应当对现有财务工作进行梳理，以财务预算、收支等作为管理源头，将医疗项目研究资金、经营经费、支出审批等纳入财务管理范畴。区块链技术引入医院财务管理系统，不仅可以实现上述财务管理步骤，而且会实时调查及跟踪资金的使用情况，在调查资金走向过程中实现源头可追溯和去向清晰化。以此方式整合财务内容横向发展，可充分提升医院财务管理的工作效率。
3.提升医院财务管理效率及精准水平
医院财务管理对医院日常运转具有重要作用，也决定着医院财务信息的精准水平。医院应当重点完善财务管理，防控由于财务管理失策引发医院经济危机。就当前企业财务管理来看，应用区块链技术、AI智能是整体发展大趋势，所以，结合区块链技术是实现医院财务管理系统升级的重要抓手。受医院行业特点及技术手段局限性影响，以往财务管理多以事后检查核算为主，财政变动提早介入及事中控制相对缺失。面对日益细化的交叉性科室财务数据，传统财务管理审计模式在证据查询、审计判断、财务预算方面均需要耗费大量人力，区块链技术的分布式记账技术及弱中心化特点，使得经过区块链网络节点审核验证后记入财务交易数据具有自动高效、时空存在完整的显著特点[ 6 ]。利用区块链技术搭建的医院财务系统可实时采集各类有效财务数据，并根据智能合约进行动态分析，极大程度提升医院财务管理的效率及精準度，确保医院各科室财务管理的安全性。
4.强化财务预算管理
传统医院财务管理通常是人工依据过往器械使用频率、药品使用幅度进行预算管理，部分医院财务管理人员认为仅需按照上级部门要求进行资源配置即可，这导致智能化的财务系统并不能很好地落实到医院财务预算管理体系中。区块链技术中含有的智能合约部分，能够有效增强医院资金控制。所谓智能合约，即在区块链技术基础上依据预设条件自动处理资产的程序。区块链技术具有显著不依赖第三方参与特征，因此只需将分配到预算部分的资金从源头录入区块链，预算资金的溯源和去向就得以清晰透明地呈现[ 7 ]。智能合约机制可以保证预算资金合理运用，明显杜绝违规使用的情况。除此之外，区块链技术能够在预算执行方面实时监控，对存在差异使用的预算数据变动做出预警。借助智能合约中的自行交易结（清）算职能，实现交易结（清）算自动化、快速化，显著降低财务人员的错误率，提升预算执行效果。
三、基于区块链技术的医院智能化财务管理框架设计
（一）整体框架设计思路
设计优化财务管理系统的必要前提是梳理整合医院相关经济业务，因而在进行智能化财务管理系统框架设计之初，需要按照医院经济业务逻辑主线，整合和溯源财务数据与报表，明晰财务管理方向。之后对财务管理组织框架重构，推动财务管理职能向智能化发展，培养具有智能化理念的财务人员。在具体系统框架设计过程中，按照经济活动差异模块建立对照逻辑，预设财务管理制度。在此基础上，从不同业务系统中摘录经济活动数据，通过智能筛选审批，确定业务活动中产生的具体变动情况，实现智能化财务管理。医院资金变动的经济业务可分为三种类型：货币资金收支类型、非货币资金收支类型、其他收支类型。在三种主要类型基础上遵循医院管理制度，细分具体经济业务类型，详细划分情况见表1。明晰业务类型后，构建具体智能财务管理系统，包括整合过往信息系统财务数据建立科学核算制度、预设管理制度、从信息系统中抽取数据建立数据库。随后需要建立双线审批体系，即按照支出、收入进行上级部门审批入库。最后，向相应财务管理人员提交报表、事实报表，进行事实核算。
（二）医院智能化财务管理框架构建
基于区块链技术架构和以往医院HIS信息管理系统，搭建新型智能化医院财务管理系统，具体结构如图2所示。该系统框架主要包括用户层、应用层、业务层、网络层、数据层五大层次。业务层进一步划分为业务模式及业务节点。其中业务模式中基于智能合约的财务业务根据医院HIS信息管理系统进行完善，得到医院智能化财务管理框架。
（三）医院智能化财务管理系统框架详析
1.用户层
用户层主要包含三部分，内部财务工作人员、内部管理人员、外界监督人员。内部财务工作人员负责使用客户端执行财务系统日常运营;内部管理人员进行财务系统数据审核、监督;外界监督人员可使用网页、平台等进行访问查询。从本质上来说，用户层是财务系统中的基础成分。但对内部工作人员而言，系统运营需要医院会计执行报表录入、单据审核，日常维护需要后勤技术人员进行检修、更换硬件，维持系统运营。对应的审计单位、税务部门可以依照区块链技术下的财务数据直接进行监督或税务检查，无须担心数据造假，亦能在一定程度上提升政府相关部门工作效率。
2.应用层
应用层中含文件运输和访问管理（FTAM）、虚拟终端协议（VAP）以及电子文电处理（MHS）三部分[ 4 ]。文件运输和访问管理即是将人工智能与财务数据提交报表相互结合，用户层上传对应报表以后，系统自动使用MHS系统通过非对称加密技术进行数据录入，形成最终统计结果。为避免系统无法识别部分事实报表，所有数据均需要在提交之前利用人工智能技术进行财务数据提炼，提升数据录入效率。考虑到医院科室数量较多，提交财务报表数量较多、时间分散，可对应开发APP或小程序，便利数据提交，节省工作时间。
3.业务层
业务层是财务管理系统中的核心组成，主要作用机制是智能合约[ 8 ]。医院各科室通过应用层上传对应数据报表之后，数据自动进入人工智能合约审查流程，并最终进入业务模式划分层次。为保证数据便于观察及方便审计，智能合约按照业务类型划分为四类节点，包括货币资金收支管理（收入）、货币资金收支管理（支出）、非货币资金收支管理和其他收支管理。不同节点智能合约具有差异性业务管理权限，依据具体报表收支场景明确自身职责，继而对相应数据进行合约审核，对数据的准确性、合规性、安全性执行判别程序。即使有大量数据同一时间上传，也不必担心传统信息系统无法同时容纳海量信息而崩溃。基于智能合约的数据审核并非信息系统中的逐级审核方式，而是所有节点得到审核要求的同时响应办理对应业务。所有节点业务审核完成并一致同意业务录入以后，会即刻进行智能存储。若某一节点产生冲突停顿情况，智能合约的审核将立刻摒弃此项业务，执行下一项。
现阶段国家财政部门通常会予以公立医院财政经常性补助，因此对资金具体走向监管和利用效率监管愈加严格。基于区块链技术设置的医院财务管理系统利用数据非对称加密技术，予以医院管理人员和政府监管部门私钥访问权限。此访问权限不受时空限制，通过线上方式即可直接查询对应财务数据，进一步审视财政拨款流向，合理避免部分人员中饱私囊。同时，这一访问方式也极大降低人工汇报财务数据的工作时间，提升数据审核准确性。税务部门也可依据私钥查询医院各项目税务缴纳情况，对医院税务工作执行有效监管。
4.网络层
网络层是财务系统中另一基础层次，目的是实现用户端和控制端的数据透明传送。网络层具体工作职能包括寻址及路由选择、建立两端连接、保持连接、终止连接。本文医院智能财务数据框架中的网络层主要包括p2p网络、传播机制以及验证机制。P2P网络别称为对等网络，能够促使财务系统中连接的不同用户具有相同职能。简单而言，P2P网络连接下某个客户端既可作为系统服务器，又可作为系统服务的请求者提供共享资源和服务。其中，共享资源和服务包括但不限于信息数据、计算能力、存储职能、网络共享。
5.数据层
数据层是财务管理系统中的“仓库”，负责存储海量财务数据并执行处理程序。基于区块链技术的财务系统数据并非共同存储，而是按照业务类型划分不同的私有链[ 9 ]。医院不同的业务数据并不会产生重合情况，只有拥有该条私有链的私钥方能在业务节点上查询数据。在医院某种业务链条上，不同业务节点依据自身职责和相应权限对上传数据进行校验、查实，继而保证数据的实效性及准确性。当业务节点完成数据处理时，系统会自动按照现实时间加盖时间戳作为财务处理工作的完成证明。当所有业务节点一致审核通过后，系统按照哈希算法将财务数据转换为哈希值，继而连同数据区块信息共同封装到数据块中。与此同时，利用非对称加密技术对数据进行加密，继而使用链式结构将区块相互连接。最终将对应财务数据记录到私有链的主链节点上，形成分布式存储。
（四）医院智能化财务管理系统下的业务流程演示
以医院工作中较为常见的医疗器械更换为例，传统医疗器械更换需要多个步骤：（1）科室医生和护士提前统计好消耗数量，填写器械申请报告;（2）仓库管理人员负责审核报告，确认采购可行性;（3）财务部门审核可行性报告后，下发通知采购部门;（4）采购部门着手采购并记录资金使用情况，统一将采购票据返回至财务部门进行记账或完成报销;（5）最后由会计人员负责统计器械购买情况并上传至信息系统进行公示。如此程序极大耗费人力成本、物力成本，同时也难以提高数据处理效率。
基于区块链技术的医疗器械采购如图3所示。（1）由科室医生和护士在PC端或手机软件中提交清单报告，系统自动以表单形式提取采购信息，或直接复制粘贴相关信息，继而通过人工智能判断器械使用量、采购量并形成对应单据;（2）相关财务需求自动触发智能合约中的医疗资源采购模块对接医疗器械仓库审核采购数量;（3）采购信息传播到网络各个业务节点，各业务节点开始协同工作办理采购业务，采购所产生的财务数据在业务节点中执行备份，数据加密并盖时间戳后存储至数据块;（4）节点业务完成审核后，系统自动向合作企业下达订单，货物运到后数据自动确认存储。在整个医疗器械采购过程中，财务系统以智能自动化运转的形式显著降低采购链上人工参与次数，极大程度提升了医院办公效率。
基于区块链技术的医院智能化财务系统，以分布式账户执行财务数据存储，并利用时间戳、数据加密把数据块置于区块链，保证财务数据准确性、不可篡改性。智能化财务系统中的业务层通过智能合约在差异化场景下进行业务处理。其中，人工智能筛选分析出的财务数据，进一步为医院高层提供财务决策根据。与此同时，基于区块链技术的财务信息具有公开性，便于政府监管部门使用私钥进行医院财务监管。所以，基于区块链技术的医院智能化财务管理系统，不仅给予医护人员、政府监督人员许多便利，而且也需要相关技术人员、政府部门通过多元方式予以支撑，不断推动区块链技术与医院智能财务系统深度融合。
四、应用建议
任何新技术应用到传统领域在带来发展活力的同时也会造成一定不适，区块链技术嵌入医院智能财务管理系统中自然也不例外。依托区块链构建的财务系统着手重构信用机制、技术保障等方面，都会存在相应阻碍。例如，区块链技术去信用化、去中心化的特性，注定传统医院财务管理系统需要摒除人工录入工作方法，转而采用智能合约的协议信任方法。然而，这样的摒弃是一个循序渐进的过程。一段时期内，医院内部信用数据真伪、信用标准差异、信息覆盖错杂等问题极易引发信息失真。此外，目前医院内部信息基础滞后也容易导致区块链结合出现不良反应，不能充分体现和释放智能财务管理系统的优化效果。因此，区块链技术应用到医院智能财务管理系统还需要相关方面的完善。
（一）强化“五大层次”系统衔接性
本文设计的医院智能财务系统是建立在原有医院HIS信息系统基础之上，因此需要做好基础系统之间的衔接，保障系统衔接无碍。首先，统一区块链技术和财务信息系统的对接口标准，保证接口的正常和安全访问，依据系统数字协议、网络协议的需求做好系统规范，确保系统职能安稳发挥以及保护系统可拓展性。其次，统一数据格式的编码。系统传输数据过程中，为方便系统协议执行下一业务，在协议处理之前即将数据转化为同一格式。再次，区块链技术和智能财务系统对接过程中需要注意原系统的兼容性，接口处存在的协议版本需要保证兼容性，才能进一步显示出接口的具体功能，以便辨识正确的访问参数。最后，在执行系统对接过程中注意安全限制，定期对系统进行安全检测。
（二）升级适配区块链技术嵌入的软环境
引入区块链技术于醫院财务管理系统，打造升级适宜的信息软环境不可缺失。基于物联网、大数据的智能财务系统能够显著提升财务管理效率，改变传统信息系统的中心化模式，使网络链路中各业务节点拥有同等的管理权限，由此产生的数据处理量将大幅跃升，这对医院的网络硬件设备的要求随之提升。故而，推进物联网、大数据建设，构建基于区块链技术智能化财务管理系统的同时，需要对以往的医院用户端进行升级更新，扩增数据系统内存。除此以外，亦需要提升系统中央处理器和图形处理器的性能，促使用户端的系统能够匹配大数据技术和深度学习的运行需求，保障智能财务系统稳定运转。
（三）加密私钥确保财务流程数据安全
虽然当前区块链技术凭借数据加密具有较高的安全性能，但其自身用户私钥存储方式、交易验证耗时较长、业务升级相对缓慢等问题并未完全解决。并且，医院智能财务系统将对应的财务数据按照分布式存储在相应的业务节点，针对分布存储的节点信息数据，财务系统需要加以保障。首先，在部署财务系统过程中构建私钥节点内线执行数据通信任务，避免内网数据和外网数据产生交互。其次，内部专线网络需要设定严格的访问权限，例如使用私钥加密硬件强化内部专线网络中的数据，避免无访问权限的人员进入财务系统。最后，不同业务节点需要合理避免网络攻击，医院相关部门可使用安全等级较高的防护软件，谨防数据丢失或篡改。
（四）打造“财医”双向专业人才队伍
区块链技术与普通信息技术相比专业性要求更高，财务工作人员不仅要掌握会计相关职能，而且需要掌握区块链技术的运行机理。同时，发挥科研院所与高校的智力优势，产学研同步培育专业化区块链财务、医学双向化人才，为区块链技术得以成熟应用在医院智能化财务管理系统做好专业人才的储备。当然在财务系统运行过程中也需要利用深度学习、神经网络技术执行财务数据分析，落实医院财务预算、支出损耗、成本控制等财务工作。
（五）协同医院内控与财务制度运转
医院智能财务系统运转与医院内控制度实施是互相协同、促进发展的。详细言之，医院的运营情况能够通过财务报告直接体现出来，因而内控制度的落实执行与是否完善，对财务报告的准确性及真实性具有直接影响。过往基于信息系统的医院内控制度需要进一步完善，以适应区块链技术下新的内控制度要求。是以，医院需要仔细梳理近年的内控制度建设经验，在医院实际发展基础上从财务预算、收支分配、资源采购、项目管理等多方面建设相关制度，然后根据整合后的制度文件分析医院财务可能出现的风险，用以构建应对机制。
五、结论与展望
基于区块链技术的医院智能化财务管理系统凭借分布式架构、数据加密以及时间戳保证医院财务数据录入区块节点而不被篡改。与此同时，区块链技术下智能合约促使医院各科室财务数据得到智能化预测和分析，为医院智能化财务管理人员提供及时且有效的决策依据。区块链技术未来与医院财务必然实现更多角度融合，例如，政府等部门可利用私钥无视时空限制，方便查看医院财务数据且着力监管，利用相关信息工具实现财务数据评估。当然，区块链嵌入医院现有HIS系统势必存在局限性，需要相关政策鼎力支持，也需要各界力量协同努力，使其更好地应用在医院智能化财务管理中。
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