L'Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione e della comunicazione (NICT, Presidente:Hideyuki Tokuda, dottorato di ricerca), Kochi Health Science Center (KHSC, Direttore:Yasuhiro Shimada) e i team che collaborano hanno sviluppato un sistema di backup dei dati sicuro in una rete di 800 km che collega i server di dati a Kochi, saka, Nagoya, Otemachi e Koganei, Giappone, utilizzando tecnologie di condivisione segreta e comunicazioni sicure, e ha dimostrato l'archiviazione distribuita di cartelle cliniche e il pronto ripristino di oggetti importanti, come i registri delle prescrizioni e le informazioni sulle allergie, tramite un collegamento satellitare entro un tempo di soli 9 sec.

Questa tecnologia sarebbe utile per il supporto medico in situazioni di disastro, nonché per la condivisione e il riferimento incrociato delle cartelle cliniche tra i vari ospedali in situazioni ordinarie. I risultati saranno presentati nella sessione di comunicazione quantistica del 16 dicembre nell'ambito del Simposio internazionale UE-USA-Giappone sulla tecnologia quantistica 2019 tenutosi a Kyoto, Giappone.

Sfondo

Nel grande terremoto del Giappone orientale nel 2011, molte istituzioni mediche sono state distrutte e i server di dati che conservano le cartelle cliniche sono stati spazzati via dalle acque dello tsunami. È stato quindi riconosciuto che le cartelle cliniche dovrebbero essere salvate in luoghi remoti in modo sicuro per tali contingenze. In caso di cure di emergenza dopo un disastro, esami medici e cure dovrebbero essere somministrati a molte persone in breve tempo. In questi tempi, è necessario ripristinare tempestivamente un minimo di elementi necessari per profilare un paziente, come i registri delle prescrizioni e le informazioni sulle allergie.

Le cartelle cliniche sono informazioni personali altamente riservate. Perciò, il backup delle cartelle cliniche dovrebbe essere protetto da adeguate tecniche di sicurezza. Per di più, se il backup è conforme a un formato di dati standardizzato comune, possono essere condivisi e referenziati da molte istituzioni mediche per prevenire esami duplicati e farmaci eccessivi, nonché per sviluppare nuove tecnologie mediche.

Finora, non sono state disponibili tecniche che soddisfino tutti questi requisiti contemporaneamente.

risultati

Abbiamo combinato la condivisione segreta e le tecnologie di comunicazione sicura per realizzare un sistema di backup dei dati sicuro e abbiamo dimostrato l'archiviazione distribuita di cartelle cliniche e il pronto ripristino di elementi importanti, come i registri delle prescrizioni e le informazioni sulle allergie, tramite collegamento satellitare. Questo sistema è denominato Sistema sanitario di protezione dell'integrità e della riservatezza a lungo termine (H-LINCOS).

Questo H-LINCOS è stato implementato in una rete di 800 km che collega i server di dati in KHSC, e i punti di accesso di un banco di prova della rete di ricerca e sviluppo ad alta velocità chiamato JGN gestito da NCT, che si trovano a Osaka, Nagoya, Otemachi, e Koganei (vedi Figura 1). Per realizzare un controllo di accesso altamente sicuro all'H-LINCOS, sono implementate anche funzioni di autenticazione, utilizzando tecnologie di prossima generazione di crittografia a chiave pubblica a sicurezza quantistica, che dovrebbe essere sicuro anche contro gli attacchi informatici quantistici.

In questo esperimento, dati campione di cartelle cliniche di 10, 000 pazienti sono stati forniti da KHSC, la cui dimensione totale dei dati era di 90 GB, convertito nel formato dati standardizzato per lo scambio di informazioni mediche (SS-MIX), e memorizzati in modo distribuito in H-LINCOS. Nella dimostrazione del recupero dei dati, pensavamo che l'area di Kochi fosse stata danneggiata da un disastro, e i collegamenti di comunicazione terrestre con l'area di Kochi sono stati disconnessi. In questo scenario, un collegamento satellitare fornito da SKY Perfect JSAT è stato introdotto all'H-LINCOS che collega le stazioni di terra a Yokohama e KHSC. Alla richiesta di un elemento dei dati del paziente da un dispositivo terminale in KHSC, i dati originali sono stati ripristinati per la prima volta nel server di dati Koganei combinando pezzi di dati da due server di dati a Osaka, Nagoya o Otemachi. I dati ripristinati sono stati quindi inviati alla stazione di terra di Yokohama, inoltrato alla stazione di terra KHSC tramite il collegamento satellitare, e infine consegnato al dispositivo terminale in KHSC.

Potremmo ripristinare con successo elementi importanti, come i registri delle prescrizioni e le informazioni sulle allergie, e visualizzarli su uno schermo entro un tempo di soli 9 secondi dopo la query. Un tempo consentito di attesa per l'acquisizione delle informazioni in medicina d'urgenza è in genere di 15 secondi. Il nostro risultato ha soddisfatto questo criterio. La nostra tecnologia consente la pronta consegna di informazioni mediche in situazioni di emergenza. Fornisce inoltre un mezzo per condividere e incrociare le cartelle cliniche tra i vari ospedali in situazioni ordinarie.

Prospettive future

Miglioreremo ulteriormente le prestazioni e l'affidabilità dell'H-LINCOS. In particolare, analizzeremo le latenze di comunicazione e la congestione H-LINCOS quando la dimensione dei dati memorizzati e il numero di dispositivi terminali collegati a cui accedere aumentano. Indagheremo anche su un supporto sanitario efficiente in situazioni di disastro, operando congiuntamente l'H-LINCOS e il sistema informativo di emergenza/digitale per la salute e il benessere (D24H).