Table of Contents

הקדמה: אימפולסיבית של טיפול בסוכרת המודרנית

הלבלב המלאכותי - הידוע יותר באופן רשמי כמערכת העברת אינסולין סגורה - מייצג קפיצת גדולה קדימה בניהול סוכרת מסוג 1. על ידי שילוב של גלוקוז רציף (CGM), משאבת אינסולין ואלגוריתם בקרה, מערכות אלה באופן אוטומטי להתאים את אינסולין בהתבסס על קריאה בזמן אמת גלוקוז.אוטומציה זו מפחיתה את הנטל על חולים ויכולה לשפר באופן משמעותי את השליטה הגליקמית, להפחית את הסיכון של היפרגליקליקמיה ו hypoglycemia.

עם זאת, כמו מערכות הלבלב מלאכותיות להיות מחובר יותר ויותר - תקשורת באמצעות Bluetooth, Wi-Fi, או רשתות סלולריות לסמארטפונים, פלטפורמות ענן ופורטלים ספק שירותי בריאות - הם גם הופכים למטרות פוטנציאליות להתקפות סייבר. A פריצת יכולה לאפשר תוקף למניפולציה של אינסולין גישה זו, טמפר עם קריאה של גלוקוז, או לגנוב נתונים רגישים לבריאות (FDA) הדגיש את החשיבות של פתרונות אבטחת מידע אבטחה דרך זרם נתונים אלה.

טכנולוגיית Blockchain מעבר ל- Hype

בלוקצ'יין קשורה לעתים קרובות למטבעות קריפטוגרפיים כמו ביטקוין, אבל הארכיטקטורה הבסיסית שלה היא כלי רב עוצמה עבור שלמות נתונים ובקרת גישה.בבסיסה, blockchain הוא FLT:0 מחולק דיגיטלית הובילה דיגיטלית הוביל את ה-FLT:1 שבו עסקאות נרשמו בלוקים מקושרים יחד הצפנה.כל בלוק מכיל לפעמים דגימה, התייחסות לבלוק הקודם (באמצעות hash), ותשלום של נתונים של ה-of of the Problem of the Seal of the Seal of the Seal of the Uncepted, no aacterception, no aacterception, no acon, no action, no aconception, no acontcap, action, no action, no acontcap, action, acontcap-incidae-incidae-incida-incidae-in-inative, no.com, action, no.com, and action of action of action of action, action, action of action, a היום, a היום, no.com, a היום, action, action, action, action, action, action of a היום-incida-in

מספר נכסים הופכים את blockchain אטרקטיבי עבור ניהול נתונים רפואיים:

  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ : 1FLT: אין טעם אחד של כישלון.המידע משוכפל על פני מספר רב של צמתים, כך התקפה על חד-פעמי אינה פוגעת במערכת כולה.
  • (ב) [ה]ההתמדה: [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה'] [ה']] [ה']'[ב']'[ה']'[ב']'[ה']'[ב[[המאה ה-20], ו[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], היא זו הסיבה לכך ש[[ה[[המאה ה-20]].
  • (FLT:0) שקיפות ואי-ביקורת: צדדים מורשים יכולים לעקוב אחר כל עסקה (למשל, נתונים לקריאה, מסמך נתונים, אירוע הסכמה) חזרה למקורו, יצירת שביל ביקורת מלא.
  • (FLT:0) בקרת גישה ציטראטית: ניתן להזין נתונים 1:1 ולהשתף רק עם צדדים שיש להם את המפתחות הקריפטוגרפיים הנכונים.מטופלים יכולים להחזיק מפתחות פרטיים המעניקים או לשלול גישה לנתונים הבריאותיים שלהם.

עבור מערכות הלבלב מלאכותיות, תכונות אלה מתייחסות ישירות לדאגות אבטחה.עם זאת, לא כל הבלוקצ'יין הם שווים. blockchain ציבורי (כמו Ethereum) מציעים הזנה אבל עלול לסבול מעלויות של שקיפות ועסקאות גבוהות. Permissioned או פרטי blockchains (כמו מרק היפרמסטר או קורדה) לאפשר עסקאות מהירות יותר, חברות מבוקרות, וציות לתקנות כגון HIPAA. גישה היברידית - גישה פרטית עבור מסד נתונים עבור שקיפות עבור שקיפות פרטית עבור שקיפות עבור שקיפות עבור שקיפות רפואית לעתים קרובות עבור שקיפות ציבורית - עבור שקיפות.

יתרונות ספציפיים של Blockchain עבור מערכות Pancreas מלאכותיות

אבטחת מידע מוגברת באמצעות הצפנה וקביעת

מערכות הלבלב מלאכותיות מייצרות זרם מתמשך של נתונים רגישים: קריאה לגלוקוז, מינון אינסולין, צריכת פחמימות והגדרות המכשיר.הנתונים האלה יקרים לתוקפים - ניתן להשתמש בהם עבור גניבת זהות, הונאה ביטוח, או אפילו לגרום נזק פיזי ישיר על ידי מניפולציה של אינסולין משלוח. Blockchain הצפנה של בלוקצ'יין מבטיחה כי נתונים מאוחסנים בצורה מוצפנת, ואת הארכיטקטורה מבוזרת אין שום שרת מרכזי אם הם לא יחשפו רק את הרשומות אחד, אם הוא הוביל לכך.

אינטגרציית נתונים עבור Accurate Medical Records

במערכת הלבלב מלאכותי, הן יומני המכשיר והן החלטות הטיפול חייבים להיות אמינים.אם המטופל חווה אירוע hypoglycemic חמור, רופאים צריכים לדעת בדיוק מה המערכת עשתה בשעות קודמות.עם מסדי נתונים מסורתיים, תוקף מתוחכם יכול לשנות יומני כדי להסתיר את העדכונים של רשלנות של בלוקצ'יין כי פעם נתונים מוקלטים, לא ניתן לשנות ללא דרישות זיהוי קריטיות עבור כל מחסנים של נתונים כגון: LTi) אך ייתכן גם עבור סודיות של סודיות של סודיות של ה-FactiOS.

בקרת פרטיות של המטופל-Centric

כל מטופל עם pancreas מלאכותי צריך להיות הזכות להחליט מי יכול לגשת לנתונים הגלוקוז שלהם היום, נתונים לעתים קרובות זורם בענן של יצרן המכשיר, האנדוקרולוג של המטופל, ואולי מסד נתונים מחקר - אבל חולים יש חשיפה מוגבלת או שליטה. Blockchain מאפשר פרטיות-עצמית-עצמית-שליד: המטופל מחזיק ארנק דיגיטלי המכיל מפתחות קריפטוגרפיים.

שיתוף נתונים מאובטח ו- Transud בין הספקים

ניהול סוכרת כרוך לעתים קרובות צוותים טיפול מרובים: אנדוקרינולוגים, רופאים ראשוניים, דיאטנים, ומחנכים סוכרת מוסמך.ספקים אלה צריכים גישה לאותו גלוקוז ונתונים אינסולין כדי לתאם טיפול.היום, שיתוף נעשה לעתים קרובות באמצעות פקס, דוא"ל, או פורטלים מתוחכמים, אשר כולם אינם מאובטחים או בלתי יעילים. a blockchain מבוסס מידע בריאות על פרוייקט (H) יכול ליצור אישור משותף, בראשות כל ספק אלקטרוני של שימושים, כלומר, כלומר, כדי להפחית את הנתונים של נתונים LTc באופן עקבי של כל אחד מהם.

Tamper-Proof Device Firmware ו- Software Updates

אחד המכשירים המקדימים ביותר של תקיפת מכשירים רפואיים הוא תהליך עדכון קושחה.אם תוקף דוחף עדכון זדוני למשאבת אינסולין, הם יכולים לגרום לכך לספק מנות מסוכנות. Blockchain ניתן להשתמש כדי להבטיח את הפצת העדכון: כל עדכון ניתן לייחס ולהרשמה גישה זו לזולת הבלוקצ'יין; המכשיר בודק את הבלוקצ'יין לחת חתימה והוכחה של שלמות לפני החלת העדכון.

התייחסות לאתגרים ולשיקולים המעשיים

למרות ההבטחה, שילוב blockchain לתוך מערכות הלבלב מלאכותי אינו פשוט.כמה טכניים, רגולטורים, וכדאיות יש להתגבר לפני פריסה רחבה.

המונחים: overhead and Latency

מערכות הלבלב מלאכותיות דורשות תגובה בזמן אמת או קרוב בזמן אמת - התאמות אינסטליניות מתרחשות כל כמה דקות. מנגנוני קונצנזוס blockchain מסורתיים, במיוחד הוכחה של עבודה, להציג שקיפות (שניות ל דקות) וצריכה אנרגיה גבוהה. Permissioned blockchains עם קונצנזוס יעיל יותר (למשל blockchain, רושאט, פאניקה טולר) יכול להפחית את הגמישות לרמה השנייה, אך גבוהה של אבטחה לטווח ארוך, אבל זה יכול להיות איזון מהיר יותר עבור זמן קצר יותר עבור אבטחה, 000 זמן קצר יותר, 000) עבור אבטחה, 000 זמן קצר יותר, 000 זמן קצר יותר עבור אבטחה, 000 זמן קצר יותר עבור פאניקה עבור פאניקה גבוהה, 000.

סקלאלה ומחסן

כל קריאה של גלוקוז (בדרך כלל כל 5 דקות) וכל אירוע מינון אינסולין מייצר נקודת נתונים חדשה.מעל שנה, זה מעל 100,000 נקודות נתונים לחולה.מחק את כל הנתונים על שרשרת ינשום את ה-Moderger, עלויות אחסון גוברות וביצועים משפילים. A משותף הוא לאחסן את נתוני האחסון של כל שרשרת (למשל, במסד נתונים מוצפן) ורק יש לו הוכחה חיה של סקייפ: 1Fon-fH יכול להחזיק נתונים על Blockchain אחד - אבל יש לו את הנתונים של סקייפ הוא יכול להיות בעל מחסנים - אבל יש לו הוכחה אחת - סקייפ - אבל יש לו סקייפ - מחסנית אחת - סקייפ - מחסנית אחת - מחסנים - אבל יש לו סקייפ - אבל יש לו הוכחה אחת - 1Fon-Fon-Fon-f.

המונחים: Compliance

נתוני בריאות כפופים לתקנות הפרטיות המחמירות: HIPAA בארצות הברית, GDPR באירופה, וחוקים דומים במקומות אחרים.חוסר יכולת הזיהוי של בלוקצ'יין יכולה להתנגש עם "זכות להישכח" תחת GDPR – אם הנתונים באמת בלתי ניתנים למחיקה, אין באפשרותך למחוק את התקנות הרפואיות של ה-FDA (אך ניתן לטפל בהן רק על-ידי אחסון של קבצים אישיים) או באמצעות שימוש ב- Microsoft) ב- Windows המוגדרים כ-41 פונקציונליות.

חווית המשתמש ואימוץ המטופל

לבקש מהחולים לנהל מפתחות קריפטוגרפיים ולהבין חוזים חכמים הם לא מציאותיים עבור רוב המשתמשים.הממשק חייב להיות שקוף - חולים לא צריכים לדעת כי blockchain קיים.המערכת צריכה להתמודד עם ניהול מפתח באופן אוטומטי, עם מנגנוני גיבוי ושיקום (למשל, באמצעות התאוששות חברתית או מודולים אבטחת חומרה) בנוסף, ספקי הבריאות כבר מוצפת במערכות רישום בריאות אלקטרוניות; כל פתרון מבוסס blockchain חייב להשתלב בצורה חלקה לתוך זרימת עבודה קיימת ולא להוסיף עוד עול ידידותי.

אפשרויות ל- Legacy Systems

(כיום, מערכות הלבלב המלאכותיות של ימינו מסתמכות לעתים קרובות על פלטפורמות ענן קנייניות (למשל, Dexcom CITY, Medtronic CareLink) מערכות אלה אינן נועדו אינטראקציה עם blockchain.כדי להשיג יכולת הדדית, אנו זקוקים לפורמטים סטנדרטיים של נתונים (למשל, HL7 FHIR) וממשקי תכנות יישומים (AP) שיכולים להאכיל נתונים ל- blockchain ללא מסגרת סטנדרטית:

תחזית לעתיד: ממושגים למציאות קלינית

בלוקצ'יין היא עדיין טכנולוגיה מתפתחת בתחום הבריאות, אך מספר פרויקטים של מחקר וסטארט-אפים עובדים באופן פעיל על יישומים הרלוונטיים למערכת הלבלב המלאכותית.

מחקר ויוזמה נוכחית

(ה) החברה פרסמה blockchain עבור שלמות נתונים של שירותי הבריאות באסטוניה, ולהבטיח כי כל גישה לרשומות המטופלות רשמה באופן בלתי סביר.הפרויקט FLT:2MediLedger ProjectFLT 3PLT 3 משתמש בבלוקצ'יין כדי לעקוב אחר רשם תרופות, אך העקרונות הבסיסיים של דייגו חלים על נתוני מכשיר רפואי.

אינטגרציה עם Edge Computing ו- AI

(הדור הבא של מערכות הלבלב מלאכותיות יכיל ככל הנראה לשלב מחשוב קצה - עיבוד נתונים באופן מקומי על המשאבה או הטלפון החכם כדי להפחית את התלות בענן. Blockchain יכול לרוץ על נקודות קצה, מתן אימות נתונים מבוזר מבלי להסתמך על שרת מרכזי: יתר על כן, למידת האלגוריתמים המשמשים לניהול גלוקוז חיזוי יכול להועיל מהנתונים של blockchain-מאובטחים.

קונסולת סנדקוקס ותכניות טייס

כדי להאיץ את אימוץ, הרגולטורים של הבריאות במדינות מסוימות הקימו "תיבת חול" שבו טכנולוגיות חדשות ניתן לבחון תחת כללים רגועים.לדוגמה, המרכז לבריאות דיגיטלית של ה- FDA מעודד תוכניות טייס לגישות אבטחת סייבר חדשניות.מערכת הלבלבבות מלאכותית מאובטחת blockchain ניתן לשפוט בסביבה ארגז חול, איסוף ראיות בעולם האמיתי של אבטחה משופרת ותוצאות מוצלחות, אם טייסים כאלה יפתרו את הדרך הרשמית לאישור רשמי.

תפקיד שיתוף הפעולה של בעלי העניין

(הארגון הבודד אינו יכול לפתור את כל האתגרים של יצרני התקנים (למשל, מדטרוניק, Tandem, Insulet) צריכים לפתוח את ה- API שלהם ולבצע לסטנדרטים של אבטחה. Regulators חייב לספק הדרכה ברורה על האופן שבו מכשירים רפואיים מבוססי blockchain, 3.com, ספקי בריאות צריכים חינוך על היתרונות והמגבלות.

מסקנה: A Secure Path Forward for Automated Insulin Delivery

טכנולוגיית בלוקצ'יין מציעה ערכת כלים משכנעת להתמודדות עם האתגרים של אבטחת המידע של מערכות הלבלב מלאכותיות.היכולת שלה לספק חוסר יכולת, אמון מבוזר, גישה נשלטת על ידי המטופל, ודרכי ביקורת שקוף משתלבים ישירות עם הצרכים של טיפול בסוכרת המודרנית. בעוד שמכשולים מעשיים נשארים - עקשנות, קנה מידה, עמידה וחוויה של משתמשים - הם בלתי ניתנים למדידה על ידי אימוץ ארכיטקטורת אבטחה היברידית ואבטחה מהירה של Blockchain עבור מפתחים אבטחה פרטית אחסון מאובטחים ומאובטחים עם אבטחה, וכן לאבטחה.

המטרה הסופית היא לא להפוך את blockchain גלוי לחולים או לקלינאים, אבל כדי להפוך את המערכת לבטוחה יותר כך שהם יכולים לסמוך על הטכנולוגיה שמנהלת טיפול מציל חיים. כמו התקדמות מחקר ופרויקטים של הטייסים להראות יתרונות בעולם האמיתי, blockchain יכול להפוך למרכיב סטנדרטי של עיצוב הלבלב מלאכותי - בדיוק כמו הצפנה ואימות הם חולים חיים עם סוכרת סוג 1 ראוי כי הם לא רק יעיל אלא גם מתפתח נגד איומים, כך יכול לעזור blockchain.