随着医院信息系统的建立,电子病历软件逐渐成为患者病历数据的主要记录方式。传统电子病历中心化的数据结构设计可能造成病历记录丢失或误删除等问题,且各个医院之间并不共享病历数据。区块链作为一种去中心化的分布式记账技术,拥有数据权限管理、易共享和容灾备份等优点,但也存在去中心化备份机制导致性能下降的问题。本文将区块链技术与电子病历业务相结合,研究并设计基于Hyperledger Fabric区块链的电子病历软件。主要工作如下:1.针对区块链备份机制导致性能下降问题和电子病历软件高吞吐量和低时延需求特点,本文从日志复制和领导选举两方面优化Fabric平台的Raft共识算法。在日志复制阶段,基于分摊思想的日志复制改进旨在通过让peer节点参与分发日志信息的方式来降低Leader节点的通信复杂度。在领导选举阶段,基于票变更机制的领导选举根据候选者节点的票数对比来变更peer节点的票所属关系,力求在一轮选举中达成共识,减少选举时间。2.本文根据电子病历隐私保护和数据共享的需求特点,将患者病历数据以匿名方式存入区块链网络,而用户关系数据(如个人信息,病历关系信息等)则存入医疗机构本地数据库。针对Fabric网络的数据权限管理,本文设计病历信息和权限管理两条链码用来实现存放患者病历数据和对病历查阅的权限控制功能。根据传统电子病历业务需求,通过node.js技术分别设计医生端、患者端和管理端三个web平台,为用户提供病历查阅、权限管理、挂号申请和个人信息等界面功能。3.在测试方面,本文分别针对电子病历的业务逻辑和改进算法进行相应功能测试与性能测试。基于Fabric区块链电子病历的方案基本实现患者病历权限可控、数据共享备份、可溯源的功能。改进后的Ad Raft算法比框架原生Raft算法在吞吐量上提升5.8%,在时延方面缩短1.3%,为区块链在电子病历领域的落地应用提供较好的参考价值。