一项新研究提出将区块链技术与物联网相结合,用于管理去中心化的医疗记录。研究人员认为,将区块链与物联网结合,可以在实现远程病人监测的同时,提供隐私保护、安全性和防篡改的数据存储。为避免区块链膨胀,系统仅在链上存储医疗报告的哈希值,并将实际报告保存在 IPFS 存储库中。一个 Node.js 中介确保只有经过认证的请求写入账本,并协调 IPFS 的交互。
架构采用带 RAFT 共识机制的 Hyperledger Fabric,以支持高吞吐量与隐私。IPFS 作为本地节点安装,用于管理 PDF、DICOM 和 JPEG 等格式的庞大医疗报告。客户端 SDK 与智能合约交互,来自 IPFS 的内容标识符(哈希)被存储在账本上以便检索。RPM UNIT 使用 ESP32 微控制器,通过 MAX30100 和 DS18B20 传感器采集心率、SpO2 与体温。
RPM 单元定期将生命体征数据传输至 Node.js API,随后由该 API 将信息写入区块链账本,并在需要时协调对报告的 IPFS 交互。
实验 I(可靠性)中,测试涉及大规模交易生成。Caliper 基准测试工具产生了 1,500 笔交易,4 名并行工作者,每名每秒提交 25 笔,总计 100 TPS,所有交易均提交到账本。
在真实的 RPM 场景中,RPM 单元在八小时内传输了 480 笔交易,全部记录完毕、未发生丢失,生命体征数据经 ESP32 基于传感器的设置捕获并处理。
实验 II(性能)在更高并发负载下评估吞吐量与延迟。该设置使用两名、四名、八名工作线程,分别对应 40、80、160 TPS。写吞吐量在尝试 94 TPS 时峰值达到 91.4 TPS,读吞吐量达到 160.2 TPS,且读延迟恒定为 0.01 秒。
观测到的延迟各异,在 40 TPS 时最低约 0.24 秒,在更高写入负载时最高接近 0.45 秒;读操作的延迟普遍低于写操作。记录的单个 JSON 交易最大大小为 4 KB。测试中使用 Kaggle 数据集中的 ECG 数据上传到 IPFS,以生成并验证医疗报告哈希。
研究结论认为,将患者生命体征和医疗报告同时存储在区块链账本上,在远程病人监测中对隐私保护和数据完整性是可行且有益的。展望未来,作者建议评估内存使用、能耗,并增加如 ECG 和 EEG 等传感器以提升系统能力。





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