Электронный журнал
Категория: Технологии и информационные системы

Авторы:  А.А. Литвин, С.В. Коренев, Е.Г. Князева, V. Litvin

 

Актуальность

Блокчейн-технология постепенно меняет мир также, как еще относительно недавно это сделал Интернет. Интерес к ней возрастает с каждым днем, и существует мнение, что в ближайшее время все индустрии на планете будут вынуждены пользоваться технологиями, связанными с блокчейном [3]. БТ называют «Интернетом будущего», прогнозируя ее фундаментальную роль в преобразовании Интернета из технологии обмена информацией (theinternetofinformationsharing) в Интернет обмена значимостью (the internet of value exchange) [4].

 

Цель

Рассмотреть возможности использования БТ в медицине.

 

Материал и методы

Поиск литературы был проведен по следующим онлайн-базам данных: PubMed с использованием строки поиска «blockchain» и «health» или «health»; eLibraryпо ключевым словам «блокчейн» и «медицина».

 

Ключевые тезисы

1. Согласно Википедии, блокчéйн – выстроенная по определенным правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию.

2. Изначально название «блокчейн» произошло от способа хранения информации в системе «Биткоин». Все транзакции с биткоином хранятся в сгрупированном виде (группы транзакций называют блоками). Причем каждый последующий блок содержит в себе хеш-ссылку (цифровой отпечаток) предыдущего.

3. В настоящий момент основным местом приложения БТ в медицине являются электронные медицинские карты (ЭМК). Разрабатываемая в России система хранения ЭМК будет устроена по принципу блокчейна. Она будет деперсонализирована, что позволит сохранить данные в полной безопасности. Ключ будет индивидуализирован. Предполагается, что пациент сам будет определять, с кем ему делиться медицинской информацией. Это будет сопрягаться с выбором медицинской организации и лечащего врача [69].

4. В литературе отмечены преимущества БТ в проведении клинических исследований [83]. БТ позволяет безопасно автоматизировать клиническое испытание посредством умных контрактов. В то же время технология обеспечивает тщательный контроль данных, выполнение общих требований как отдельным пациентом, так и всеми участниками клинических испытаний.

5. Блокчейн-технология может также применяться для оптимизации управления и повышения эффективности лечения за счет создания официального реестра с целью отслеживания качества компонентов, используемых для производства лекарств, выявления распространения лекарств и обеспечения подлинности рецептов [84].

6. Проведенный анализ литературы позволяет говорить о больших возможностях использования БТ в системе здравоохранения.

7. Преимущества и ограничения использования блокчейна в медицине

8. - Децентрализация

    - Улучшенная безопасность и конфиденциальность данных

    - Доступность и надежность

    - Прозрачность и доверие

    - Проверяемость данных

9. Вместе с тем известны и определенные ограничения применения блокчейна в медицине. К таким ограничениям относятся [85–87]:

- сохранение приватности информации – как хранить все транзакции в общей базе данных, но при этом не раскрывать приватную информацию;

- производительность – как обеспечить обработку большого потока транзакций;

- управление – как принимать решения об обновлении протоколов в децентрализованной среде;

- объем хранения – как хранить только необходимый минимум данных, чтобы сэкономить место в блокчейне;

-) ответственность – как определить виновного в случае конфликта или ошибки.

Также существуют проблемы в разграничении доступа к информации и фиксировании его уровня [88, 89].

10. Проведенный анализ также свидетельствует, что для использования БТ в медицине необходимо выполнение ряда непростых условий:

- оцифровка всех данных и процессов;

- достаточное количество специалистов по криптографии;

- унификация правил для всех участников;

- достижение прозрачности принятия решений.

Блокчейн как технология не поддается регуляции, могут быть урегулированы только отдельные проекты (например, хранение и обработка персональных и медицинских данных пациентов и т.д.) [90, 91]. Не получило еще должного развития на блокчейне решение проблемы контроля качества оказания медицинских услуг [92, 93].

 

Заключение

Блокчейн-технологии получают все большее распространение в медицине и здравоохранении. Они позволяют перевести работу в цифровую среду, оцифровать все данные и работать со всеми документами в рамках одной большой глобальной публичной информационной системы. Вместе с тем большинство проектов находится пока на стадии разработки. Результаты их внедрения будут видны в ближайшее время. Междисциплинарный подход и сотрудничество врачей с блокчейн-специалистами позволят медицине не отставать от других отраслей науки и полноценно использовать достижения бурно растущих цифровых технологий.

 

Cписок литературы

  1. Nakamoto S. Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system.
  2. Савельев И.Е. Технология blockchainи ее применение. Прикладная информатика 2016; 11(6): 19– 24.
  3. Свон М. Блокчейн: схема новой экономики. М: Олимп-Бизнес; 2016; 224 c.
  4. Collins R. Blockchain: a new architecture for digital content. EContent 2016; 39(8): 22–23.
  5. Chung M., Kim J. The internet information and technology research directions based on the fourth industrial revolution. KSII Transactions on Internet and Information Systems 2016; 10(3): 1311–1320
  6. Underwood S. Blockchain beyond bitcoin. Commun ACM 2016; 59(11): 15–17
  7. Yli-Huumo J., Ko D., Choi S., Park S., Smolander K. Where is current research on blockchain technology? – A systematic review. PLoS One 2016; 11(10), e0163477
  8. Agbo C.C., Mahmoud Q.H., Eklund J.M. Blockchain technology in healthcare: a systematic review. Healthcare 2019; 7(2): 56
  9. Crosby M., Nachiappan, Pattanayak P., Verma S., Kalyanaraman V. Blockchain technology: beyond bitcoin. Applied Innovation Review 2016; 2: 6–10.
  10. Taylor P.J., Dargahi T., Dehghantanha A., Parizi R.M., Choo K.-K.R. A systematic literature review of blockchain cyber security. Digital Communications and Networks 2019
  11. Zhang Y., Wen J. The IoT electric business model: using blockchain technology for the internet of things. Peer-to-Peer Networking and Applications 2017; 10(4): 983–994
  12. Могайар У., Бутерин В. Блокчейн для бизнеса. М: Эксмо; 2017: 224 c.
  13. Красикова Е.М. Вlockchain: технология будущего. Аллея науки 2018; 1(1): 219–224.
  14. Садуллаев Х.Х.У. Семь конструктивных принципов экономики на блокчейне. Аллеянауки2018; 3(1): 911–913.
  15. Melnychenko O., Hartinger R. Role of blockchain technology in accounting and auditing. European Cooperation 2017; 9(28): 27–34.
  16. Knezevic D. Impact of blockchain technology platform in changing the financial sector and other industries. Montenegrin Journal of Economics 2018; 14(1): 109–120,
  17. Biktimirov M.R., Domashev A.V., Cherkashin P.A., Shcherbakov A.Y. Blockchain technology: universal structure and requirements. Automatic Documentation and Mathematical Linguistics 2017; 51(6): 235–238
  18. Pilkington M. Blockchain technology: principles and applications. In: Olleros F.X., Zhegu M. (editors). Research handbook on digital transformations. Edward Elgar Publishing; 2016; p. 225–253.
  19. Tapscott D., Tapscott A. Blockchain revolution: how the technology behind bitcoin is changing money, business, and the world. New York: Penguin; 2016; 386 p.
  20. Sharples M., Domingue J. A distributed system for educational record, reputation and reward. In: Adaptive and adaptable learning. Springer, Cham; 2016; p. 490–496
  21. Часовских В.П., Лабунец В.Г., Воронов М.П. Технология “блокчейн” (blockchain) в образовании вузов и цифровой экономике. Эко-потенциал 2017; 2(18): 99–105.
  22. Skiba D.J. The potential of blockchain in education and health care. Nursing education perspectives 2017; 38(4): 220– 221
  23. Hoy M.B. An introduction to the blockchain and its implications for libraries and medicine. Medical reference  services quarterly 2017; 36(3): 273–279
  24. De la Rosa J., Torres-Padrosa V., El-Fakdi A., Gibovic D., Hornyák O., Maicher L., Miralles F. A survey of blockchain technologies for open innovation. In: Proceedings of the 4rd Annual World Open Innovation Conference, WOIC 2017. San Francisco, USA; 2017.
  25. Tao X. Research on the development and significance of “Blockchain+” education. Journal of Distance Education 2017; 2: 003.
  26. Dettling W. How to teach blockchain in a business school. In: Business information systems and technology 4.0. Springer, Cham; 2018; p. 213–225
  27. Gaetani E., Aniello L., Baldoni R., Lombardi F.,Margheri A., Sassone V. Blockchain-based database to ensure data integrity in cloud computing environments. In: Proceedings of the First Italian Conference on Cybersecurity (ITASEC17). Venice, Italy; 2017; p. 146–155.
  28. Rimba P., Tran A.B., Weber I., Staples M., Ponomarev A., Xu X. Comparing blockchain and cloud services for business process execution. In: IEEE International Conference on Software Architecture, ICSA 2017. Gothenburg, Sweden; 2017; p. 257–260
  29. Kshetri N. Can blockchain strengthen the internet of things? IT Professional 2017; 19(4): 68–72
  30. Ayed A.B. A conceptual secure blockchain-based electronic voting system. International Journal of Network Security & Its Applications 2017; 9(3): 1–9
  31. Lee K., James J.I., Ejeta T.G., Kim H.J. Electronic voting service using block-chain. Journal of Digital Forensics, Security and Law 2016; 11(2)
  32. Noizat P. Blockchain electronic vote. In: Chuen D.L.K. (editor). Handbook of digital currency. Bitcoin, innovation, financial instruments, and big data. Elsevier; 2015; p. 453–461
  33. Shrier D., Wu W., Pentland A. Blockchain & infrastructure (identity, data security). Massachusetts Institute of Technology, MIT Connection Science; 2016.
  34. Zeilinger M. Digital art as “Monetised Graphics”: enforcing intellectual property on the blockchain. Philosophy & Technology 2018; 31(1): 15–41
  35. Tsai W.T., Feng L., Zhang H., You Y., Wang L., Zhong Y.Intellectual-property blockchain-based protection model for microfilms. In: IEEE International Symposium on Service-Oriented System Engineering (SOSE). San Francisco
  36. Блокчейн. Blokcheyn [Blockchain]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Блокчейн.
  37. Онлайн-курс по Blockchain. Onlayn-kurs po Blockchain [Blockchain online course].
  38. Поппер Н. Цифровое золото. Невероятная история Биткойна, или как идеалисты и бизнесмены изобретают деньги заново. М: Диалектика; 2018; 368 c.
  39. Винья П., Кейси М. Эпоха криптовалют. Как биткоин и блокчейн меняют мировой экономический порядок. М: Манн, Иванов и Фербер; 2017; 432 c.
  40. Рикардс Д. Золотой запас. Почему золото, а не биткоины – валюта XXIвека? М: Эксмо; 2017; 192 c.
  41. Равал С. Децентрализованные приложения. Технология blockchainв действии. СПб: Питер; 2017; 240 c.
  42. Antonopoulos A.M. The Internet of money. Merkle Bloom LLC; 2016; 150 p.
  43. Champagne P. The book of Satoshi: the collected writings of bitcoin creator Satoshi Nakamoto. USA: e53 Publishing LLC; 2014; 394 p.
  44. Mannaro К., Pinna А., Marchesi М. Crypto-trading: blockchain-oriented energy market. In: AEIT International Annual Conference. Cagliari, Italy; 2017
  45. Акулич М. Blockchainдля маркетинга. Akulich M. Blockchain dlya marketinga
  46. Sikorski J.J., Haughton J., Kraft M. Blockchain technology in the chemical industry: machine-to-machine electricity market. AppliedEnergy2017; 195: 234–246
  47. Заславский А.А. Перспективы использования алгоритмов блокчейн для обеспечения безопасности при управлении образовательной организацией. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования 2018; 15(1): 101–106.
  48. Borioli G.S., Couturier J. How blockchain technology can improve the outcomes of clinical trials. British Journal of Healthcare Management 2018; 24(3): 156–162
  49. Roman-Belmonte J.M., De la Corte-Rodriguez H., Rodriguez-Merchan E.C. How blockchain technology can change medicine. Postgrad Med 2018; 130(4): 420–427
  50. Hoy M.B. An introduction to the blockchain and its implications for libraries and medicine. Med Ref Serv Q 2017; 36(3): 273–279
  51. Dubovitskaya A., Xu Z., Ryu S., Schumacher M., Wang F. How blockchain could empower e-health: an application for radiation oncology. In: Begoli E., Wang F., Luo G. (editors). Data management and analytics for medicine and healthcare. DMAH 2017. Lecture notes incomputer science. Springer, Cham; 2017; p. 3–6
  52. Rabah K. Challenges & opportunities for blockchain powered healthcare systems. A review. Mara Research Journal of Medicine & Health Sciences 2017; 1(1): 45–52.
  53. Liu P.T.S. Medical record system using blockchain, big data and tokenization. In: Lam K.-Y., Chi C.-H., Qing S. (editors). Information and communications security. ICICS 2016. Lecture notes in computer science. Springer, Cham; 2016; p. 254–261,
  54. Dubovitskaya A., Novotny P., Xu Z., Wang F. Applications of blockchain technology for data-sharing in oncology: results from a systematic literature review. Oncology 2019; 3: 1–9
  55. Huckle S., Bhattacharya R., White M., Beloff N. Internet of things. Blockchain and shared economy applications. Procedia Computer Science 2016; 98: 461–466
  56. Куликов Н.И., Кудрявцева Ю.В. Банки на пороге новой технологической революции. Вопросы современной науки и практики 2017; 2(64): 69–78
  57. Pazaitis A., De Filippi P., Kostakis V. Blockchain and value systems in the sharing economy: the illustrative case of backfeed. Technological Forecasting and Social Change 2017; 125: 105–115
  58. Александрикова И., Козлова Е. Биткоин как новый инструмент финансовых операций. Теория и практика современной науки 2017; 6(24): 48–51.
  59. Лелу Л. Блокчейн от А до Я: все о технологии десятилетия. М: Бомбора; 2018; 256 c. Lelu L. Blokcheyn ot A do Ya: vse o tekhnologii desyatiletiya [Blockchain from A to Z: all about technology of the decade]. Moscow: Bombora; 2018; 256 p.
  60. ДрешерД. Основыблокчейна. М: ДМКПресс; 2018; 312 c.
  61. ПоповВ. Блокчейнфилософия. 2018.
  62. Shuaib K., Saleous H., Shuaib K., Zaki N. Blockchains for secure digitized medicine. J Pers Med 2019; 9(3): 35, https://doi.org/10.3390/jpm9030035.
  63. Kraft D. Difficulty control for blockchain-based consensus systems. Peer-to-Peer Networking and Applications 2016; 9(2): 397–413, https://doi.org/10.1007/s12083-015-0347-x.
  64. Kuo T.T., Kim H.E., Ohno-Machado L. Blockchain distributed ledger technologies for biomedical and health care applications. J Am Med Inform Assoc 2017; 24(6): 1211–1220
  65. Telegram open network. URL: https://ru.ton-telegram. net/.
  66. Dannen C. Introducing Ethereum and Solidity. Foundations of cryptocurrency and blockchain programming for beginners. New York, Apress; 2017; 185 p.
  67. Diedrich H. Ethereum: blockchains, digital assets, smart contracts, decentralized autonomous organizations. CreateSpaceIndependentPublishingPlatform; 2016; 360 p.
  68. Цыганов С.Н., Туголукова А.В. Возможности применения технологии блокчейн в здравоохранении.  В кн.: Перспективы развития науки и образования. М: ИП Туголуков А.В.; 2017; c. 123–126.
  69. URL: https://vademec.ru/news/2017/09/06/elektronnyemeditsinskie-karty-rossiyan-budut-khranit-po-printsipublokcheyn/.
  70. Блокчейн для электронных медицинских карт. Blokcheyn dlya elektronnykh meditsinskikh kart
  71. BurstIQ Receives Frost & Sullivan 2019 Best Practice Award for Healthcare Data Management.
  72. Roehrs A., da Costa С.A., da Rosa Righi R. OmniPHR: a distributed architecture model to integrate personal health records. J Biomed Inform 2017; 71: 70–81
  73. Yoon H.J. Blockchain technology and healthcare. Healthcare Informatics Research 2019; 25(2): 59–60
  74. Azaria A., Ekblaw A., Vieira T., Lippman A. MedRec: using blockchain for medical data access and permission management. In: International Conference on Open and Big Data (OBD). Vienna, Austria; 2016
  75. Trust, confidence and verifiable data audit.
  76. Doc.ai. URL: https://doc.ai.
  77. OpenLongevity. Клинические исследования по инициативе пациентов.
  78. Robomed. URL: https://robo-med.com.
  79. Doctor Smart. URL: http://doctorsmart.vc/ru.
  80. Биоритм-браслет. Bioritm-braslet [Biorhythm bracelet].
  81. URL: https://www.tokendesk.io/ico/bioritmai.
  82. Zenome. A first decentralized Internet of genomic data and services. URL: https://zenome.io/.
  83. ARNA genomics. URL: https://arna.bio/en/.
  84. Benchoufi M., Ravaud P. Blockchain technology for improving clinical research quality. Trials 2017; 18(1): 335,
  85. Baunm S. Health IT startups working to secure pharmasupply chains?
  86. Hussien H.M., Yasin S.M., Udzir S.N., Zaidan A.A.,Zaidan B.B. A systematic review for enabling of develop a blockchain technology in healthcare application: taxonomy, substantially analysis, motivations, challenges, recommendations and future direction. J Med Syst 2019;43(10): 320
  87. Беляев А.М., Стилиди И.С., Каприн А.Д., Личиницер М.Р., Мещеряков А.А., Семиглазов В.Ф., Имянитов Е.Н., Семиглазова Т.Ю., Полторацкий А.Н., Константинов Л.В., Петрусенко И.А., Никитин О.И., Захаров К.А., Трифонов М.И., Плахов Д.Н. Блокчейн в здравоохранении: возможности для использования в клинических исследованиях. Лечебноедело2018; 2: 100–105.
  88. Chang M.C., Hsiao M.Y., Boudier-Revéret M. Blockchain technology: efficiently managing medical information in the pain management field. Pain Med 2019
  89. Bhattacharya S., Singh A., Hossain M.M. Strengthening public health surveillance through blockchain technology. AIMS Public Health 2019; 6(3): 326–333
  90. Johnson M., Jones M., Shervey M., Dudley J.T., Zimmerman N. Building a secure biomedical data sharing decentralized app (DApp): tutorial. J Med Internet Res 2019; 21(10)
  91. Balis C., Tagopoulos I., Dimola K. Moving towards a blockchain-based healthcare information system. Stud Health Technol Inform 2019; 262: 168–171
  92. Mackey T.K., Kuo T.T., Gummadi B., Clauson K.A., Church G., Grishin D., Obbad K., Barkovich R., Palombini M. ‘Fit-for-purpose?’ – challenges and opportunities for applications of blockchain technology in the future of healthcare. BMC Med 2019; 17(1): 68
  93. Kuo T.T., Zavaleta Rojas H., Ohno-Machado L. Comparison of blockchain platforms: a systematic review and healthcare examples. J Am Med Inform Assoc 2019; 26(5): 462–478
  94. Drosatos G., Kaldoudi E. Blockchain applications in the biomedical domain: a scoping review. ComputStructBiotechnolJ2019; 17: 229–240
  95. Литвин А.А., Литвин В.А. Системы поддержки принятия решений в хирургии. Новостихирургии2014; 22(1): 96–100. Litvin A.A., Litvin V.A. Clinical decision support systems for surgery. Novosti khirurgii 2014; 22(1): 96–100.
  96. Clinical decision support: the road ahead. Greenes R.A. (editor). Boston: Elsevier Academic Press; 2007; 581 p.
  97. O’Donoghue O., Vazirani A.A., Brindley D., Meinert E. Design choices and trade-offs in health care blockchain implementations: systematic review. JMedInternetRes2019
  98. Кобринский Б.А. Системы поддержки принятия решений в здравоохранении и обучении. Врачиинформационныетехнологии2010; 2: 39–45
  99. Krittanawong C., Rogers A.J., Aydar M., Choi E., Johnson K.W., Wang Z., Narayan S.M. Integrating blockchain technology with artificial intelligence for cardiovascular medicine. Nat Rev Cardiol 2019
  100. Mamoshina P. Ojomoko L., Yanovich Y., Ostrovski A., Botezatu A., Prikhodko P., Izumchenko E., Aliper A., Romantsov K., Zhebrak A., Ogu I.O., Zhavoronkov A. Converging blockchain and next-generation artificial intelligence technologies to decentralize and accelerate biomedical research and healthcare. Oncotarget 2018; 9(5)

 

Полная версия статьи: журнал «Современные технологии в медицине», № 4 2019

 

Чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться (либо зарегистрироваться)

Комментарии

  • Комментариев пока нет