Gli ingegneri Vanderbilt hanno sviluppato e convalidato con successo la fattibilità delle tecnologie basate su blockchain per garantire sicurezza, condivisione riservata delle cartelle cliniche dei pazienti in un caso di studio che dimostra come la blockchain possa risolvere un'enorme sfida sanitaria.

L'interoperabilità dell'IT sanitario è stato un obiettivo sfuggente, con silos di dati tra ospedali, cliniche, farmacie, e contribuenti che rendono difficile lo scambio di informazioni. Il caso di studio Vanderbilt mostra come la tecnologia blockchain potrebbe semplificare in modo sicuro il processo.

In modo significativo, i ricercatori stanno anche collaborando con una società di Nashville che prevede di utilizzare la tecnologia blockchain per affrontare le crisi della dipendenza da oppiacei della nazione.

Questi sviluppi fanno parte di uno sforzo più ampio dell'Institute for Software Integrated Systems di Vanderbilt per affrontare i problemi e le promesse della blockchain in modo olistico. I ricercatori hanno creato una serie di capacità significative, compresa un'architettura che supporti l'accesso sicuro alle informazioni agli standard di progettazione per le migliori pratiche, verifica matematica che il codice sottostante sia corretto, e un banco di prova per i ricercatori per provare le loro idee.

Oltre alla sanità, stanno lavorando su casi di test blockchain con smart, città collegate, applicazioni di rete elettrica, e gestione del rischio dei fornitori.

"Qualche anno fa la gente pensava che le tecnologie blockchain avrebbero risolto ogni problema immaginabile, " ha detto Cornelius Vanderbilt Professore di Ingegneria Douglas C. Schmidt. "Le persone si stanno rendendo conto che questo obiettivo semplicemente non è realistico e ora stanno esaminando con maggiore attenzione quando e dove queste tecnologie potrebbero essere utili".

Al di là dell'hype e dei prezzi elevati di Bitcoin, la tecnologia blockchain convenzionale è stata problematica per applicazioni diffuse. La sua base tecnica esiste da decenni, basato sul concetto di pubblico, registro distribuito. Il codice sottostante è pieno di bug e il modello convenzionale non supporta grandi volumi di transazioni con vincoli di tempo rigorosi.

Ma il potenziale potere della tecnologia blockchain nel settore sanitario, in particolare la condivisione dei dati dei pazienti per supportare diagnosi e trattamenti più tempestivi, si sta avvicinando.

Condivisione di dati medici senza intermediari

Il caso di studio, che ha coinvolto un comitato oncologico dell'ospedale rurale, così come l'architettura blockchain che supporta lo scambio sicuro di informazioni sono discussi nel documento del team, "FHIRCain:applicazione di Blockchain per condividere dati clinici in modo sicuro e scalabile". È disponibile come preprint ed è stato presentato al Computational and Structural Biotechnology Journal.

I ricercatori di Vanderbilt e Varian Medical Systems hanno valutato FHIRCain, come hanno soprannominato la tecnologia. Pronunciato come "fuoco, " FHIR sta per Fast Healthcare Interoperability Resources.

Il loro obiettivo era quello di progettare un sistema basato su blockchain che fosse conforme agli standard stabiliti dall'Ufficio del coordinatore nazionale per la tecnologia dell'informazione sanitaria, chiamato Shared Nationwide Interoperability Roadmap.

Le aziende sanitarie in genere stipulano contratti con terze parti per scambiare informazioni mediche sui pazienti in modo sicuro, ha detto la coautrice dello studio Dana Zhang, un dottorato di ricerca in informatica Vanderbilt. candidato. Questo intermediario di terze parti funge da agente di fiducia, che verifica le transazioni sicure. Per esempio, Ospedale A, invia informazioni sanitarie a un agente di fiducia, che lo invia a uno specialista oncologico della Clinica B.

In contrasto, FHIRCain è uno scambio trustless senza terze parti centralizzate. Il team di Vanderbilt/Varian prevede un sistema di chiavi pubbliche e private che consentono a un medico oa una clinica identificati l'accesso alle informazioni sanitarie presso l'ospedale A per un periodo di tempo specifico. Pensa alle e-mail di reimpostazione della password che richiedono un'azione entro 24 ore.

In questo scenario i dati stessi non lasciano mai l'ospedale A.

Zhang, che ha fatto l'internato presso Varian, un'azienda di dispositivi medici e software con sede in California, così come il Centro per l'interoperabilità medica con sede a Nashville, ha affermato che il team voleva utilizzare la blockchain come meccanismo di accesso decentralizzato per facilitare lo scambio di cartelle cliniche autorizzate. Il caso di studio non è diverso da un paziente che desidera una seconda opinione su una questione medica da uno specialista esterno perché i membri del consiglio sono sparsi geograficamente.

"Il problema è sempre portare i dati a un altro medico, " ha detto. "In questo approccio, i dati vengono aperti per un periodo di tempo temporaneo (con una chiave di decrittazione), ma la struttura o il medico originale è ancora il proprietario dei dati."

I tasti, o lungo, password complesse generate dal sistema, rendere più facile l'accesso ai dati ma anche dare a tutte le parti, compreso il paziente, fiducia nella sicurezza del sistema.

Bilanciare il decentramento e la riservatezza

Le tecnologie blockchain forniscono una rete peer-to-peer decentralizzata, che comporta alcuni compromessi. I ricercatori di Vanderbilt e altrove stanno concentrando i loro sforzi su applicazioni in domini in cui la disintermediazione (vale a dire, non avere un'autorità centrale) è più importante della stretta riservatezza, ha detto Schmidt.

"L'idea è che c'è forza nei numeri, " ha detto. "Perché non vuoi nessuno al comando, sei disposto a rinunciare a un po' di riservatezza. Potresti sapere che la parte A ha venduto qualcosa alla parte B e anche se non sai chi sono, sai che è avvenuta una transazione."

Tale sistema è "a prova di manomissione, " ha detto Schmidt.

Nel campo degli aiuti umanitari, dove la blockchain è già in fase di test, la priorità è garantire che gli aiuti arrivino nelle mani giuste, per gli scopi giusti, e nessuno sta cucinando i libri. Le applicazioni nell'energia rinnovabile comportano il mantenimento di un registro di chi acquista e vende energia dai propri pannelli solari e parchi eolici alla rete.

Lo sforzo più ampio di Vanderbilt sta affrontando i fondamenti della blockchain. Ciò include lo sviluppo di "contratti intelligenti" più sicuri che sono alla base della tecnologia. Giulio Bianco, professore associato di informatica, ha detto una meta-analisi di 20, 000 smart contract trovati 8, 000 con problemi di sicurezza.

"I bug principali in realtà provenivano dai creatori delle piattaforme blockchain, " Egli ha detto.

Eppure la permanenza fa parte della classica teoria blockchain:l'idea che ogni passaggio di una transazione sia una voce contabile che non può essere modificata. Quando i problemi, comprese gravi violazioni della sicurezza, superficie le correzioni non sono facili.

Gli esperti di Vanderbilt stanno attaccando questo problema da più fronti, compreso lo sviluppo di un banco di prova sicuro in cui ricercatori e sviluppatori possono provare le loro idee.

"Se non puoi cambiare nulla come impari dai tuoi errori?" disse Abhishek Dubey, assistente professore di informatica e ingegneria informatica. "Stiamo creando un ambiente in laboratorio contenente strumenti per creare contratti intelligenti blockchain e assicurarci che siano corretti".

Anastasia Mavridou, un ricercatore post-dottorato nel team, si concentra su contratti intelligenti corretti per progettazione. Le tecniche matematiche avanzate possono dimostrare la validità del codice; il banco di prova, o fonderia, utilizza "ricette" blockchain verificate come punto di partenza ed esamina il nuovo codice basato su modelli noti per essere privi di glitch.

L'applicazione genera codice, oltre a convalidarlo.

Il progresso della tecnologia blockchain è una priorità di Nashville

Sfruttando i componenti del lavoro precedente svolto per DARPA, dispositivi medici, e sicurezza satellitare, Gli esperti di Vanderbilt presso l'Institute for Software Integrated Systems vogliono accelerare lo sviluppo della tecnologia blockchain sicura per risolvere alcuni problemi spinosi con transazioni che coinvolgono risorse digitali.

La spinta globale si aggiunge anche alla reputazione di Nashville come hub per l'innovazione IT sanitaria, comprese le tecnologie con radici nei fondamenti della blockchain. Briovation, società madre della fonderia Jumpstart, Per esempio, ha recentemente lanciato un fondo di investimento per tecnologie blockchain specifiche per la sanità. Music City è al 17° posto in un elenco di aree metropolitane per lavori blockchain negli Stati Uniti, secondo un recente studio di CyrptoFundResearch – prima di Oakland, Santa Clara e Washington D.C.

Il Centro per l'interoperabilità medica, un laboratorio cooperativo di ricerca e sviluppo senza scopo di lucro fondato da importanti sistemi sanitari, ha sede qui, con l'obiettivo di semplificare la condivisione dei dati tra i sistemi e le tecnologie mediche. I fornitori di servizi IT sanitari hanno in cantiere i propri prodotti proprietari relativi alla blockchain e, in una certa misura, nel mercato.

ricercatori Vanderbilt, però, approccio alle applicazioni basate su blockchain da una mentalità open source. Stanno già lavorando con i leader dello sviluppo economico della città, che considerano lo sviluppo della tecnologia blockchain per l'assistenza sanitaria vitale per la competitività della città.

Greater Nashville è sede di aziende sanitarie con $ 84 miliardi di entrate annuali, e il settore è maturo per l'interruzione tecnologica. La profonda esperienza di Vanderbilt in quest'area è tra le risorse che Nashville sta sfruttando per guidare l'interruzione, non per seguirla o rimanere del tutto indietro.