ブロックチェーンの変遷と医療情報分野の活用事例jami.jp/about/documents/Blockchain2.pdf · ブロックチェーンの変遷と医療情報分野の活用事例

ブロックチェーンの変遷と医療情報分野の活用事例

社会医療法人神鋼記念会

櫃石秀信

2018年12月24日

2018年度生涯研修セミナー

ブロックチェーン登場の背景

現代は個人のエンパワーメントの時代

分散化や非中央集権化への動き活発

新聞・雑誌 ⇒ 個人ブロガー

TV・ラジオ ⇒ YouTube

デパート・百貨店 ⇒ Amazon・メルカリ

Copyright © JAMI Healthcare Information Technologist

ブロックチェーン

平成27年度我が国経済社会の情報化・サービス化に係る基盤整備（経済産業省）

ビットコイン等の価値記録の取引に使用されているブロックチェーン技術は、その構造上、従来の集中管理型のシステムに比べ、①『改ざんが極めて困難』であり、②『実質ゼロ・ダウンタイム』なシステムを③『安価』に構築可能という特性を持つともいわれ、IoT を含む非常に幅広い分野への応用が期待されている。


DLT（分散台帳技術）

• DLTとは、Distributed Ledger Techonology

の頭文字をとってDLTと呼ばれている。

• DLT（分散台帳技術）とは、分散された台帳をみんなで共有することのできる技術のこと。

• その技術を実現させるために開発されたのがブロックチェーン。

DLT（分散台帳技術）≠ブロックチェーンブロックチェーンはDLT（分散台帳技術）の中の一つ


ブロックチェーン技術の発展トレンド

・３つの軸（注）で、ブロックチェーン技術の改変・発展が進んでいる

平成27年度我が国経済社会の情報化・サービス化に係る基盤整備（経済産業省）Copyright © JAMI Healthcare Information Technologist

ブロックチェーンのユースケースとサービス事例


ブロックチェーン技術の展開が有望な事例とその市場規模


政策に求められること


Webの推移

•ホームページ時代Web1.0

（1995〜2005）

•SNS時代Web2.0

（2005〜2018）

•ブロックチェーン時代Web3.0

（2018〜）

Matteo Gianpietro ZagoCopyright © JAMI Healthcare Information Technologist

Web2.0とは

双方向性

参加型

情報共有


Web3.0の特徴

• 非中央集権（分散的）

• データは企業ではなく、ユーザーが保有

• 相互運用性がある

• ボーダーレス

• サーバーダウンなし

Matteo Gianpietro ZagoCopyright © JAMI Healthcare Information Technologist

大企業のプラットフォームからプロトコルの時代へ。

Platform

User

ProtocolPlatform

User

・非中央集権的なプロトコル・中間コストゼロの経済圏

・大企業のプラットフォーム


医療ブロックチェーンの歴史

• 2007 Guardtimeがキーレス署名

• 2008 Bitcoinで利用

• 2016 エストニアにおける電子政府で利用

• 2017 1月ダボス会議等で議論

• 2017 2月HIMSS2017におけるセッション

引用：水島洋（国立保健医療科学院）講演資料Copyright © JAMI Healthcare Information Technologist

Blockchain in Healthcare

• Blockchain in Healthcare

• 2017年2月、Orlandoで開催されたHIMSS会合において、IEEE主催のBlockchain in Healthcareというシンポジウムが1日開催された。

• 200名程度の参加者（満席）で、さまざまな議論

• すでにテストベッドなどの運用

• 米国関連団体からも日本での活動を提案


HIMSS2018

• 2018.3.5-9

• Las Vegas

• 会員7万人

• 参加者4万3千人

• 教育セッション300 うちBC関連多数– 約1000演題のうち、80演題にBC

–基調講演８４ｘ１００＝8400席

• 来年は2019 2月上旬Orlando


2017年、学術研究会が必要！

• ITヘルスケア学会において、医療ブロックチェーン研究会設立の議論。

• 理事会にて承認

• 11月10日、第1回会合

• 今後、研究会合の開催とともに、テストベッドの運用を通じて問題点を掘り起こす。

• Discussion用のMailing Listの作成


第1回医療ブロックチェーン研究会（MBC）の次第

第1回２０１７年１１月１０日（和光）

１．研究会について

（水島 ITヘルスケア学会代表理事）

２．医療ブロックチェーンの現状

（水島 ITHC学会代表理事）

３．ブロックチェーン技術による医療情報システムの構築

（長瀬テクノロジックアート）

４．ブロックチェーンを利用したデータの暗号化と分散処理

（今津トライアート）

５．国内テストベッドの構築

（入澤エヌアイエスプラス、山本R102）

６．今後の活動に関する総合討論


第2回MBC研究会

第２回２０１７年１１月２３日（大阪）

Peeter Ross博士（Estonia Tarin大学）特別講演

Benefits of block chain technology for large scale

Healthcare Information Platform implementation

– Estonian experience


第3回以降のMBC研究会

第3回２０１８年３月３１日（東大）Ng博士（Hashed Health）特別講演Blockchain101

第4回２０１８年５月２３日（東大）Mark Baker博士UK Medchain 特別講演

第5回２０１８年６月３日（ITヘルスケア学会＠川崎）水島洋、李東瀛、今津

今後李東瀛ArteryexTim Mackey UCSD

Mailing List運用中：ご興味のある方は[email protected] まで


医療情報分野への活用について


一生の間の健診の機会

• 胎児期の検診（母子手帳）• 出生時検診（母子手帳）• 幼児期健診• 学校健診

– 幼稚園・保育園– 小学校– 中学校

• –高等学校• –大学・短大・大学院・専門学校• 職場健診• 特定健診• 失職中の検診？？？• 地域健診• 人間ドック• 老人健診

健康状態での数値を把握することが重要

・検診結果はそれぞれで不連続に保管（本人でも収集困難）

・同一人物ンデータが分散・疾患時に活用されない


患者による医療健康情報の制御ができれば

• 患者登録データの管理

– まずは個人利用

• ウェアラブル、体重身長など・・・・PHR

→受診時の利用• 平常時の状態、疾患兆候の出現時期

• 転院の際にアクセス拡大

• 遠隔医療のためのデータ転送

→レジストリー（がん登録、疾患登録、創薬）

• 研究への提供

• 信頼するプロジェクトのみへの許可


Blockchain技術を用いた患者情報管理

• エストニアの電子政府、E-Health基盤でも活用。

• 国民主体の情報管理が可能。

• 情報管理、セキュリティが高い。

• 医療情報は基本OffChain

– 権限情報のみをBCで共有管理

• 次世代医療情報管理として期待。


医療BCの活用例

• 医薬品のサプライチェーン– 偽薬監視（インドでは10％が偽薬）

– リコール

• 薬事申請– 治験（データ認証）

– 電子申請

• 医療機器– データ認証

– 保守管理

• 患者の研究参加– 個人情報、同意の管理

– 遺伝情報の管理

• 支払い– 保険請求

– Pay for Performance

• 投稿論文– Re：Chain

多業種連携

患者病院薬局保険会社国都道府県・自治体介護事業者研究者製薬会社医療機器会社検査会社治験会社出版社


エストニア情報交換基盤 X-Road



利用状況(2017.9現在)

• 医療文書 30,897,897

– 14 種類

• 154 万人の医療情報

–エストニアの人口132 万人

• 外来患者サマリー 1760万件

• 検査レポート 834万件

• 退院サマリ 175万件

Peeter Ross教授の資料よりCopyright © JAMI Healthcare Information Technologist

災害時の医療データのバックアップ

システムイメージ


災害時の医療データのバックアップ


医療的ケア児（重症心身障害児・者等）の緊急時情報

医療的ケア児の容態が急変し救急⾞で運ばれる際、かけつけた救急隊員に、

装着している人工呼吸器等の情報を伝えることで、個別事情に即した救急対応ができます。


透析患者の電子透析手帳

引用：水島洋（国立保健医療科学院）講演資料

透析患者さんが旅先など遠方にいる際、

急遽透析を受けなくてはならなくなった場合、

これまで受けていた透析方法の情報を提示することで、

初めての医療機関でもいつもと同様の透析を受けることができます。


診療データ（投薬・治療内容）

リウマチなどの慢性疾患で長期にわたる

投薬管理・治療が必要な患者さんが引越しをした場合、

これまで受けていた診療や服用薬の情報を、

新しい居住地の医療機関や薬局に正確に伝えることができます。


Arteryex.inc

ブロックチェーンにもメリットデメリットがあり、既存技術の置き換えにはならない、そのため既存技術と組み合わせてブロックチェーンの強みを活かしてゆく設計が必要不可欠である。

ブロックチェーンの機能的な特徴まとめ


RDB NoSQL

ゼロダウンタイム

トレーサビリティ

全員で共有

秘匿性

耐改ざん性

低コスト

保存容量

◎

◎

◎

×

◎

△

×

△

◎

△

◎

△

×

◎

△

◎

△

△

◎

△

◎


Arteryex.inc

医療・ヘルスケア分野におけるブロックチェーンの活用可能性とは？

ゼロダウンタイム

トレーサビリティ

全員で共有

秘匿性

耐改ざん性

低コスト

保存容量

◎

◎

◎

×

◎

△

× 電子カルテの保存

①医療データの交換の”マネジメント“

②治験結果”マネジメント“

③製造過程のトレーサビリティ

④請求処理の効率化

大量の情報を処理できない。また、秘匿性の求められる情報（医療情報）には向かない。

データ閲覧権限の管理をブロックチェーン上で実施。悪意のある書き換えによる情報漏えいを防ぐ。

治験の成否に関わらず、プロセスを見える化。プロセスの透明性を高め、確認業務の負担軽減。

複数の事務処理を踏まなければならない請求業務をスマートコントラクトで簡素化。

製造・運搬データを追跡可能にすることで、偽造医薬品を市場から排除する。

※それぞれの特徴が密接に関係しているが特に結びつきの強い特徴を太線で示した。

ブロックチェーンの特徴考えられる医療・ヘルスケア分野での活用


Arteryex.inc

病院患者さんデータ加工業者製薬・保険会社

匿名加工情報

症状、疾病歴…

検査結果、診断、処方

…

カルテ情報は病院のDBに

問題点①

≠データの保有者問題点③

≠データの受益者問題点②

≠データの管理者

現状の医療データとお金の流れ

データは病院のみに保管二次活用はブラックボックス患者さんは知ってすらいない


Arteryex.inc

病院患者さん製薬・保険会社

あるべき姿①

データが手元にありあるべき姿③

価値を患者さんに還元あるべき姿②

自分の意思で管理でき

患者さんが自分のデータを保有・管理し、その価値を患者さまに還元できる仕組みが必要

創薬研究に使われるなら、二次活用を承諾しよう！


Arteryex.inc

Arteryex Blockchainで目指すのは、医療データのシェアリングエコノミー

患者Mobile

データの管理者データの保有者データの閲覧者

Blockchainアクセス管理

医療データを1つに集約させるDB統合

分散したまま、必要なときに必要な分だけ取得する

閲覧


Arteryex.inc

Blockchainの活用方法Pharma etc

︙

Analytics

DashboardBlockchain

Index

Opt-in

Raw data Patient

Trace History

& Token

Indexing

Access

AccessData Upload

ブロックチェーン上にオプトイン、患者さんのデータへのアクセスを管理し、アクセス履歴を保管

ゼロダウンタイムトレーサビリティ耐改ざん性

活用するBlockchainの強み

秘匿性：✗保存容量：✗

対応すべきBlockchainの弱み特許申請中

（2018年10月現在）

Index

Opt-in


Arteryex.inc

“健康銀行”βテスト版をリリース

医療・健康データの記録

独自のポイントとの交換

データの二次活用管理


GMOブロックチェーンオープンソース提供プロジェクト

医療情報×ブロックチェーン事例

日本

医療カルテ共有システム


Z.com Cloud ブロックチェーン

「Z.com Cloud ブロックチェーン」とプロダクトモデルの展開イメージ

出典：GMOインターネット株式会社Copyright © JAMI Healthcare Information Technologist

「Z.com Cloud ブロックチェーン」について

特長１）データのアクセスコントロールが可能

特長２）トランザクション手数料（Gas）

の代払い機能

特長３）冗長化による高い耐障害性

特長４）ブロックチェーン基盤をAPIで

ラッピング


特長１）データのアクセスコントロールが可能

• ブロックチェーンは、P2P方式という特性上、透明性の高さにより

改ざんといった不正を防止できる一方で、記録データが全てのコン

ピューター（ノード）にオープンになるという課題がある。

• 「Z.com Cloud ブロックチェーン」では、ブロックチェーンと並

列して機密情報を保管するデータストア（データ格納領域）を設置

し、データストア内に保存したデータのアクセスコントロールを実

現している。（特許出願中）

• これにより、データストアに保存された機密情報などのデータファ

イルは、権限を与えられたユーザーだけが呼び出して閲覧すること

が可能となる。


特長２）トランザクション手数料（Gas）の代払い機能

• イーサリアムを利用したブロックチェーン上でプログラムが実行さ

れる際、使用者（ユーザー）は「Gas」と呼ばれるトランザクショ

ン手数料を仮想通貨（ETH）で支払う必要がある。

• しかし、ユーザーが仮想通貨を常時保有することはまだ一般的とは

言えず、サービスの利用が敬遠されかねない。

そこで「Z.com Cloud ブロックチェーン」では、この手数料を

サービス運営者がユーザーの代わりに代払いできる機能を導入して

いる。

• これにより、ユーザーは仮想通貨を保有する必要なく気軽に利用で

きるため、ブロックチェーンを活用したサービスの普及が図れる。


特長３）冗長化による高い耐障害性

• Z.com Cloud ブロックチェーン」では、プライベート・ブロックチェーン環境を構築している。

• プライベート・ブロックチェーンのネットワークは、管理主体となる特定の組織・団体が運用するインフラ環境（クラウドやサーバー）内に形成されることが多いため、世界中に点在するネットワーク参加者（ノード）で分散してデータを補完し合うパブリック・ブロックチェーンに比べると、可用性が低いと言える。

• 「Z.com Cloud ブロックチェーン」では、世界各地のインフラ環

境にブロックチェーンネットワークを配置しているため、冗長化に

よる高い耐障害性を実現している。

• これにより、例えば災害などで一部のノードが損害を受けても、他の拠点に保管されたデータをもとにサービスを継続することができる。（近日対応予定）


特長４）ブロックチェーン基盤をAPIでラッピング

• 上記の特徴的な機能を付帯したブロック

チェーン基盤を、クラウドサービス「Z.com

Cloud」上にAPIでラッピングして提供。

• 複雑なブロックチェーン技術をAPIで包括的

にコントロールできるため、サービスをより

簡単に構築することができる。


医療カルテ共有システム

• 医療機関ごとに分散されていた情報を、患者ユ―ザー本人が権限を与えた医療機関内で共有閲覧・書き込み可能となるシステム

• 導入する医療機関が全国的に拡大していくことで、ユーザーが権限を付与すれば、医師が病院内の端末からユーザーの過去の病歴やアレルギー、服用している薬などを的確かつ速やかに把握可能となり、診療に役立てることができる


概要


全体構成医療機関への

アクセス権限付与医療機関などでQRコード読取

医療従事者の端末の登録依頼Read／Write

医療従事者の端末での鍵の生成

医療機関マスターキーの登録

医療従事者の端末の登録



患者の利用フロー1. ユーザーのモバイル端末から、利用開始画面にアクセスし、端末

内で固有の鍵を自動生成。

2. 本システムを導入している医療機関に設置されたQRコードを読み取り、医療機関のアドレスを取得。

3. 医療機関へのアクセス権限付与をブロックチェーン上に記録。

医療機関へのアクセス権限付与

医療機関などでQRコード読取



医療機関のシステム導入フロー1. 医療機関の端末から、利用開始画面へアクセス医療機関固有のマ

スターキーを自動生成。

2. 医療機関マスターキーをブロックチェーン上に記録。

3. 医療従事者の利用端末ごとに固有の鍵を生成。

4. マスターキーによる承認後、医療従事者の利用端末をブロックチェーン上に記録。

医療従事者の端末の登録依頼

医療従事者の端末での鍵の生成

医療機関マスターキーの登録

医療従事者の端末の登録



ブロックチェーンで実現する理由

• 従来、こうしたセキュアな情報へのアクセス制御・許可を適切に行うためには、その真正性を保証する公正な第三者機関による管理・検証が必要とされてきた。– 個人や組織の信頼に基づいた労働集約型の手法で行われており、人的リソースが必要

– その仕組みの構築・維持に金銭的コストがかかる。

• ブロックチェーンであれば、プログラム（コード）によってルールを規定することで、そのルールに則った処理を自動化できるため、第三者機関の介在なく手続きを的確に執行できる。

• 従来第三者機関が担ってきた役割をブロックチェーンに移し、プログラムで機械的かつ永続的に動作し続ける仕組みを構築することで、人的・金銭的コストを大幅に削減できる。



本サービスが解消しているブロックチェーンの課題

情報公開制限（アクセスコントロール）

• 不正な改ざんが行われていないことを保証するために、記録された情報がオープン

であるという特徴があり、そのままでは個人情報や機密情報も公開されてしまう

• ブロックチェーンとは別に、機密情報を保管するデータストアデータ格納領域を設

置することで、データストア内へのアクセスコントロールができる機能を備え、情

報の公開制限が可能

利用者の費用を負担（代払い）

• 行動履歴データも全て記録され、記録した行動した本人に仮想通貨による費用の支

払いが必要。

• ブロックチェーンへの記録にかかる費用をサービス提供者が代払いする機能を用意

し、利用者は都度仮想通貨による支払いの必要なく、システムを利用可能



医療情報×ブロックチェーン事例

韓国


医療経験の再創造

• ブロックチェーンの技術を利用し、従来のシステムでは実現できなかった医療消費者中⼼の統合医療情報システムを構築する。

• 信頼性と透明性等の医療情報システムの要件を全て満たす理想的な個人の健康記録（PHR）のプラットフォームを構築する。

• 信頼できる安全な医療情報交換を可能にする。

メディブロックの概要

ブロックチェーンの技術で個人が医療情報の流れの媒体となり、新たな医療の経験を享受できる世界を作ります。

Medibloc公式サイトよりCopyright © JAMI Healthcare Information Technologist

PHRの課題原因と対策

KUMAI dot TOKYO ホームページより

１．データの標準化が不十分

• HL7 FHIR （医療情報のデータ規格）に対応• 他の規格からこの規格へのデータ移行ツールの開発• 日本の医療データ規格からの移行ツールも提供

２．参加をうながすメリットや仕組みの不整備

• ヘルスケアに有用な情報を提供した人にトークンを提供• トークンによるインセンティブシステムを機能させるエコシステムを準備

３．信頼性

• 医療情報はブロックチェーン外のストレージで管理され、ブロックチェーンでは医療情報のハッシュ値のみを管理

• 万一医療情報の改ざんが行われると、ハッシュ値が変化し、改ざんがすぐに検知できる仕組み


1.最高レベルのセキュリティ ( Maximum Security )

2.高い信頼性 ( High Reliability)

3.高い透明性 ( High level of Transparency )

4.高い相互運用性 ( High Interoperability )

5.高いアクセシビリティ ( High Accessibility )

6.患者中心の理想的な統合医療情報システム

：個人健康管理記録 ( PHR )

メディブロックの特徴


個人がプラットフォームになる医療情報システム

経済的なインセンティブ個人が本人の医療情報を管理し、時間とコストを節約でき、医療研究員に,医療情報を販売し、収益創出の機会を得ることになります。

医療サービスの向上医療提供者は、更に完全な形の患者の医療情報に触れることで、医療事故を削減し、より良い診療サービスを提供することができます。

医療イノベーションを主導医療の研究者は、信頼度の高い情報に容易にアクセスすることができ、更に高速でイノベーションを主導します。



平成27年度我が国経済社会の情報化・サービス化に係る基盤整備（経済産業省）

我が国企業は個別に技術検証が始まった段階であり、あらゆる産業分野における次世代プラットフォームとなる可能性をもつ当該技術において、主導権を海外企業等に握られる恐れがある。


EHRの問題点

機能の断片化

非効率的

システム間の相互運用性の欠如

施設の参加が少ない

利用者の登録が少ない

etc.Copyright © JAMI Healthcare Information Technologist

医療ブロックチェーンの課題

• 管理者は？？？（国、自治体、民間？）

• だれがアクセスできるか

• 暗号化

• 法的課題

• 個人認証

• 流通交換における標準化

• 画像データなど大容量データの保存

• 死後のデータの権限


患者・利用者

医師製薬会社

医療機関

保険会社

薬効や術後の経過

参照参照

生活習慣や健康状態

訪問看護

医療情報の記録看護情報の記録

看護師

履歴情報履歴情報

地域連携×ブロックチェーンビジネスモデル（案）Copyright © JAMI Healthcare Information Technologist

地域連携×ブロックチェーン

患者・利用者は仮想通貨で情報提供料を貰う

製薬会社は仮想通貨で使用料を支払う

製薬会社、保険会社等は患者が提供許可した情報を公開

患者の許可の下、医療機関等は参照

履歴をブロックチェーン上に公開

医療機関等は患者・利用者の医療情報を各自で保管


最後に・・・

• ブロックチェーンは改ざん困難な

分散台帳を実現する技術

• 患者・利用者が医療情報を管理する

ことが可能

• 医療情報(PHR)×仮想通貨で

医療費削減も可能？


謝辞

• 国立保健医療科学院、医療ブロックチェーン協会

– 水島洋先生

• Arteryex.inc

– 李東瀛代表取締役CEO

• MediBloc社

• 株式会社グラコネ

– 藤本真衣代表

• GMOブロックチェーンオープンソース提供プロジェクト

講演資料作成にご協力いただきありがとうございました。


Documents

ブロックチェーンの変遷と 医療情報分野の活用事例jami.jp/about/documents/Blockchain2.pdf · ブロックチェーンの変遷と 医療情報分野の活用事例

ブロックチェーンの変遷と医療情報分野の活用事例jami.jp/about/documents/Blockchain2.pdf · ブロックチェーンの変遷と医療情報分野の活用事例