導入: 現代糖尿病の心配の保安のインペative

人工膵臓 - より正式に閉鎖ループインシュリン送達システムとして知られている - 型を管理するために主要な飛躍を表わします 1 糖尿病. 連続グルコースモニターを組み合わせることにより (CGM), インシュリンポンプ, 制御アルゴリズム, これらのシステムは、リアルタイムグルコース読み取りに基づいてインシュリン送達を自動的に調整します. この自動化は、患者の負担を軽減し、有意に血糖制御を改善することができます, 多血糖値と低血糖値の両方のリスクを下げる.

しかし、人工膵システムはますますます接続されていきます。Bluetooth、Wi-Fi、または携帯電話ネットワークを介してスマートフォン、クラウドプラットフォーム、およびヘルスケアプロバイダーポータルに通信することで、サイバー攻撃の潜在的なターゲットにもなります。 侵害は、攻撃者がインシュリンの配信を操作したり、グルコースの読み込みを改ざんしたり、機密性の高い健康データを盗むことができます。 U.S. Food and Drug Administration(FDA)は、サイバーセキュリティの危険性を強調したまま、医療機器のセキュリティ対策を監視することができます。 [F] は、このライフ ソリューションを監視する必要としている、この問題は、 と ブロックチェーンのセキュリティ ソリューションを チェックします。 [F]

ハイペを超えてブロックチェーン技術を理解する

ブロックチェーンは、ビットコインのような暗号通貨と関連していますが、その根本的なアーキテクチャは、データの完全性とアクセス制御のための強力なツールです。そのコアでは、ブロックチェーンはの分散型デジタルレジャーです。トランザクションは、暗号化されたブロックで記録されます。各ブロックには、タイムスタンプ、前のブロック(ハッシュ)への参照、およびデータのペイロードが含まれています。レジャーは、各ノードのネットワークによって維持され、各々の構成要素が、その構成要素が、その構成要素が、その構成要素が、その構成要素が、その構成要素がすべてに渡されます。

ヘルスケアデータ管理のためにブロックチェーンを魅力的にするいくつかのプロパティ:

  • [ 分散化:] は、失敗の1つのポイントはありません。 複数のノード間でデータを複製しているため、 1つのノード上の攻撃はシステム全体を侵害しません。
  • [] 誤って:] ブロックがチェーンに追加されると、変更は、計算的に不可分であるノードの過半数にわたって、すべてのその後のブロックを再計算する必要があります。これにより、歴史的医学記録が遡及的に改ざんされることができないことを保証します。
  • []透明性と監査性:[承認された当事者は、すべてのトランザクション(データ読み取り、データ書き込み、同意イベント)をその起源に戻し、完全な監査証跡を作成することができます。
  • [ クリプトグラフアクセス制御:[ データは、正しい暗号鍵を持っている関係者とのみ暗号化され共有することができます。 患者は、自分の健康データへのアクセスを付与または再開するプライベートキーを保持することができます。

人工膵システムの場合、これらのプロパティはセキュリティ上の懸念に直接対処します。しかし、すべてのブロックチェーンが等しくありません。パブリックブロックチェーン(Ethereumのような)は分散化を提供しますが、レイテンシーと高い取引コストに苦しむことがあります。許可またはプライベートブロックチェーン(Hyperledger FabricやCordaのような)は、より迅速な取引、管理されたメンバーシップ、およびHIPAAなどの規制に準拠することができます。ハイブリッドアプローチは、一般的なブロックチェーンに定期的な固定を伴って、医療用途にお勧めすることが多いため、一般的なブロックチェーンを準備するものです。

人工膵システムのためのブロックチェーンの特定の利点

暗号化と分散によるデータのセキュリティの強化

人工膵システムは、機密データの継続的なストリームを生成します: グルコース読み取り, インシュリン用量, 炭水化物の取入口, デバイス設定. このデータは、攻撃者に価値があります。-それは、アイデンティティ盗難のために使用することができます, 保険の詐欺, またはインシュリン配達を操作することにより、直接物理的害を引き起こすために. ブロックチェーンの暗号化は、データが暗号化された形で保存されていることを保証します, そして、分散アーキテクチャは、中央のサーバーがない場合, 暗号化された場合, 侵害は、すべての患者が、攻撃者だけが、攻撃者の一部にアクセスするかどうかを検知します.

正確な医療記録のためのデータ整合性

人工膵臓システムでは、デバイスログと治療の決定の両方が信頼できる必要があります。患者が深刻な低血糖イベントを経験した場合、臨床医は、システムが時間前に行われた正確に知る必要があります。伝統的なデータベースでは、洗練された攻撃者は、ログを誤ったまま隠すことができます。ブロックチェーンの不変性は、一度のデータが記録されると、検出なしで変更されることができません。これは、安全だけでなく、規制や規制当局およびFDA(FDA)の検査のためにのみ重要なことです。[Fab-Fab-fab-fab-fab-f-fab-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f-f

患者中心のプライバシー管理

人工膵臓を持つすべての患者は、グルコースデータにアクセスできるかどうかを決定する権利を有しるべきである。 今日、データはしばしばデバイスメーカーのクラウド、患者の内分泌学者、およびおそらく研究データベースに流れますが、患者は視認性や制御を制限しています。 ブロックチェーンの自己独立性アイデンティティを有効にします。 患者は、暗号化キーを含むデジタルウォレットを保持します。 スマートコントラクト(ブロックチェーン上の自己実行コード)を使用して、患者は自動的にポリシーを定義することができます。 例えば、患者は、適切な承認を承認するために、30日ごとに適切なデータを読み取り、適切な方法で承認を要求することができます。

プロバイダ間でセキュアで透明なデータ共有

糖尿病管理は、しばしば、内分泌科医、第一次ケア医師、ダイエット医、および認定糖尿病教育者を含む複数のケアチームを含みます。 これらのプロバイダは、同じグルコースとインシュリンデータにアクセスして、ケアを調整する必要があります。 今日、共有は、FAX、電子メール、または患者ベースのポータルを介して行われることが多いです。これらはすべて安全でないまたは非効率的なものです。 ブロックチェーンベースの健康情報交換(HIE)は、各プロバイダーが記録されたすべての電子的検査結果が、各プロバイダーが記録されたり、各々の電子的検査結果が、または非効率性検査に使用されます。 [F]

タンパープロフデバイスファームウェアとソフトウェアアップデート

医療デバイス用の攻撃ベクトルに関する最も多くは、ファームウェア更新プロセスです。 攻撃者がインシュリンポンプに悪意のあるアップデートをプッシュすると、危険な用量を提供する可能性があります。 ブロックチェーンは、更新分布を防止するために使用できます。各アップデートは、ハッシュ化され、ブロックチェーン上に記録することができます。 デバイスは、更新を適用する前に、有効な署名と完全性の証拠をブロックチェーンをチェックします。 これは、偽造ファームウェアを提供するマンインザミドル攻撃のリスクを排除します。 [FLT] ファームウェアと同一のファームウェアのアップデート: [F] ファームウェアのアップデート: [F] ファームウェアと [F] ファームウェアのアップデート] [F] ファームウェアのアップデート] と同じです。

チャレンジと実践的な考察の対処

約束にもかかわらず、ブロックチェーンを人工膵システムに統合することは難易度ではありません。 いくつかの技術的、規制、およびユーザビリティのハードルは、幅広い展開の前に克服する必要があります。

計算式オーバーヘッドとレイテンシ

人工膵臓システムは、リアルタイムまたはほぼリアルタイム応答を必要とするインシュリン調節が数分ごとに発生します。 従来のブロックチェーンコンセンサス機構、特に作業の証明、遅延(秒〜分)と高エネルギー消費を導入します。 より効率的なコンセンサス(例えば、ラフト、イスタンブールビザンチンフォールト許容)を備えた許可されたブロックチェーンは、サブ秒レベルへの遅延を低下させることができるが、分散化のコストで。 人工膵臓のために、定期的に、ハイブリッドデバイスとプライベートなレベルの通信速度を制限することができます。

拡張性とストレージ

あらゆるグルコース読み取り(通常5分ごとに)、すべてのインシュリン線量イベントは新しいデータポイントを生成します。 1年以上、それは患者あたり100,000以上のデータポイントです。 チェーン上のすべてのデータを保存すると、レジャーを膨満化し、ストレージコストを増加させ、パフォーマンスを劣化させるでしょう。 一般的な回避策は、生データオフチェーン(例えば、暗号化されたデータベース)を保存し、ブロックチェーン上の各データバッチのハッシュだけを保存することです。 ハッシュは、その証拠が0を保有し、そのデータを保持することができます。 [F] と、そのデータを保持する人は、そのデータを保持することができます。 [F]

規制遵守

ヘルスケアデータは、米国、欧州のGDPR、および他の場所での類似の法律で「忘れられる権利」という厳しいプライバシー規制に従うものとします。ブロックチェーンの不当性は、GDPRの「忘れる権利」と相反する可能性があります。データが偽りなく、消去することはできません。ただし、これはハッシュオンチェーン(個人データとは見なされない)のみを格納するか、指定された管理者がブロックを無効にできる許可されたブロックチェーンを使用することで対処できます。さらに、FDA(FDA)の規制およびISO 485(ISO 485)認証機関が認証される必要があります。

ユーザ体験と患者の採用

患者が暗号鍵を管理し、スマートコントラクトを理解しているのは、ほとんどのユーザーにとって非現実的です。 インターフェイスは透明でなければなりません。 特許は、ブロックチェーンが存在することを知らなくてもよいでしょう。 システムは、バックアップとリカバリーメカニズム(例えば、社会的回復またはハードウェアセキュリティモジュール)で、自動的にキー管理を処理する必要があります。 さらに、ヘルスケアプロバイダはすでに電子健康記録システムに圧倒されています。 ブロックチェーンベースのソリューションは、既存のワークフローにシームレスに統合し、余分な負担をかけないでください。 ユーザーフレンドリーの構築、抽象的なアプリケーションは、抽象的な技術が重要な目標であるという理由から構成されています。

レガシーシステムとの相互運用性

今日の人工膵システムは、多くの場合、独自のクラウドプラットフォームに依存しています(例えば、Dexcom CLARITY、Medtronic CareLink)。 これらのシステムは、ブロックチェーンと相互作用する設計されていません。 相互運用性を達成するために、標準化されたデータフォーマット(例えば、HL7 FHIR)とアプリケーションプログラミングインターフェイス(API)が必要です。 これにより、データがブロックチェーンノードに供給することができます。 [IEEE 11073:医療機器の構成要素が、FALT:Cont:Cont: デバイスと共通化されるデバイスが、FALT: と、FALT: が、FALT: デバイスが使用されるまで、共通プロトコルは、共通化されます。 [F]

未来の展望:コンセプトから臨床現実まで

ブロックチェーンは、ヘルスケア分野において、まだ新興技術ですが、人工膵系に関連するアプリケーションでは、複数の研究プロジェクトやスタートアップが積極的に取り組んでいます。

現状の研究開発と取り組み

[[[[] Guardtime]]]]会社は、患者レコードへのアクセスが著しく記録されていることを確実にするために、エストニアのヘルスケアデータ整合性のためのブロックチェーンを展開しています。 [MediLedger Project[]]]]]]は、医薬品を追跡するためにブロックチェーンを使用していますが、根本的な原則は、医療機器データに適用されます。 学術研究では、2020年論文は [FLT:] [FLT:]]MediLedger Project[[[FLT:]]]]]を、Deggresh- に置き換えることは、偽造された、非公開された、Desamesamesamesaを、または非公開された、または非公開された、または非公開された、または非公開された、または非公開された、または非公開された、または非公開された、または非公開の制限された、または非公開の制限された、または非公開の制限を、または非公開の制限を、または非公開の制限を、または非公開された、または非公開の

Edge ComputingとAIとの統合

人工膵システムでは、ポンプやスマートフォンにローカルでデータを処理し、クラウド依存性を削減するエッジコンピューティングを組み込むことができます。ブロックチェーンはエッジノード上で実行できます。中央サーバーに依存することなく、分散型のデータ検証を実現します。さらに、予測グルコース管理に使用される機械学習アルゴリズムは、ブロックチェーン保護されたトレーニングデータセットから利益を得ることができます。ブロックチェーンベースのデータ市場を介して匿名化されたデータを共有しようとすると、研究者は、より正確なプロトコル[FLT]を保護しながら、より詳細なトレーニングを行うことができます。[FLT]と[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F][F][F][F][F]:[F][F]:[F][F]:[F][F]:[F][F

規制サンドボックスとパイロットプログラム

採用を加速するために、複数の国におけるヘルスケア規制当局は、新しい技術がリラックスした規則の下でテストすることができる「規制サンドボックス」を確立しました。例えば、FDAのデジタルヘルスセンターのエクセレンスは、新しいサイバーセキュリティアプローチのためのパイロットプログラムを奨励しています。ブロックチェーン保護された人工膵臓システムは、サンドボックス環境で試用することができ、改善されたセキュリティと患者の成果の現実的な証拠を収集します。成功すると、そのようなパイロットは正式な承認のための方法を節約します。

ステークホルダーのコラボレーションの役割

単一の組織は、すべての課題を解決することができます。 デバイスメーカー(例えば、Medtronic、タンデム、インシュレット)は、APIを開き、セキュリティ基準にコミットする必要があります。 規制当局は、ブロックチェーンベースの医療機器が評価される方法について明確なガイダンスを提供しなければなりません。 ヘルスケアプロバイダーは、利点と制限に関する教育を必要とします。 そして、患者は、ソリューションが使用可能で信頼できることを確認するために、設計プロセスで早期に従事する必要があります。 糖尿病技術協会[FLT]と[FLT]のための対話を促進し、 [FLT]と[FLT]を[FLT]と[FLT]を[FLT]と[F]を[F]と[F]と[F]を[F]と[F]を[:]と[FLT]と[F]を[F]と[F]と[F]、[A]、[[F]、[A]、[A]、[A]、[D]、[A]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[D]、[

結論:自動インシュリン配達のための安全な道の先を

ブロックチェーン技術は、人工膵システムのデータセキュリティの課題に対処するための説得力のあるツールキットを提供します。その能力は、複雑で分散的な信頼、患者制御アクセス、および透明な監査コースを提供するため、現代の糖尿病ケアのニーズに直接整列します。実用的なハードルは残っていますが、レイテンシ、スケーラビリティ、規制遵守、およびユーザーエクスペリエンスは、どれも侮辱的です。プライベートブロックチェーンを組み合わせることで、オフチェーンストレージとセキュリティの両方を実現できます。

究極の目標は、患者や臨床医に見えるブロックチェーンを作ることではなく、システムが確実により安全にするために、生命を持続させる治療を管理する技術を信頼することができます。 研究の進歩とパイロットプロジェクトが現実世界の利点を実証するにつれて、ブロックチェーンは人工膵臓の設計の標準的なコンポーネントになる可能性があり、暗号化と認証は今日です。 1型糖尿病に住んでいる患者は、進化するサイバー脅威に対して有効かつ弾力性のあるシステムに値するだけでなく、進化するサイバー脅威に対しても価値があります。 考えられ、ブロックチェーンは、ブロックチェーンは、約束を届けることができます。