[論文レビュー] Blockchains and Self-Sovereign Identities Applied to Healthcare Solutions: A Systematic Review

Alexandre Siqueira, Arlindo Flavio Da Conceição+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 25, 2021

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 15

ひとこと要約

本系統的レビューでは、分散型電子健康記録（EHR）管理のためのブロックチェーンおよび自己主権型アイデンティティ（SSI）技術を調査し、健康データをオフチェーンに保存し、ブロックチェーンで保護されたメタデータによって参照する、患者が制御する相互運用性のあるEHRシステムを提案する。主な貢献は、真のデータ所有権を可能にするためにSSIの原則とスマートコントラクトが不可欠であると特定することであり、現在の医療ソリューションにおけるSSIの標準的実装の欠如を浮き彫りにしている。

ABSTRACT

Self-Sovereign Identity (SSI), a Blockchain-based technology for digital identity management, is a promising concept for handling health data. It could represent a step forward in empowering users, granting them control over their data. This work conducts a systematic literature review to investigate state-of-the-art measures based on SSI and Blockchain technologies for dealing with electronic health records (EHRs), identifying gaps, and determining the key questions for future research. As a result, this review shows a growing interest in Blockchain methods to handle EHRs, but few works consider using the self-sovereign identity approaches. The results obtained in this work also suggest that: Blockchain technologies provide a viable alternative to deliver EHR solutions such as patient monitoring, healthcare data trading, and prescription control; consolidated Blockchain technologies are the preferred core components of most effective strategies; keeping raw health data off-chain helps to create scalable solutions; health data standards make searching medical records in Blockchain structures feasible; Smart Contracts are essential components of Blockchain-based EHR solutions; the concepts of data ownership and Self-Sovereign Identity have been neither adequately defined nor employed in the health context.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンおよび自己主権型アイデンティティ（SSI）技術が電子健康記録（EHR）に応用される分野における最新の状況を分析すること。
• 特に、医療データ管理におけるSSI原則の未活用が顕著である点を含め、現在の研究におけるギャップを特定すること。
• 分散型で患者中心のEHRシステムにおける主な課題と今後の研究の方向性を特定すること。
• ブロックチェーン技術、スマートコントラクト、健康データ標準が、安全で相互運用性のあるEHRソリューションを実現する役割を評価すること。

提案手法

• 2017年から2020年までの間の、医療分野におけるブロックチェーンおよびSSIに関する学術的論文を対象とした系統的文献レビュー（SLR）を実施した。
• 事前に定めた含む・含まない基準に基づき、ブロックチェーンおよびSSIの概念を用いたEHRソリューションに焦点を当てた研究を選定した。
• Ethereum、Hyperledger、およびカスタムDLT実装を含む、使用されたコア技術を分析した。
• オンチェーンのメタデータインデキシングと検索可能性を可能にするために、健康データ標準（例：FHIR、OpenEHR、ISO 13606）の使用を評価した。
• アクセス制御、同意管理、データ分類の分野におけるスマートコントラクトの役割を評価した。
• スケーラビリティとプライバシーを確保するため、生の健康データをオフチェーンに保存し、ブロックチェーンでメタデータとポインタを管理するアーキテクチャパターンを検討した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンおよび自己主権型アイデンティティ（SSI）技術は、現在の電子健康記録（EHR）システムでどのように応用されているか？
• RQ2 SSIベースのEHRソリューションに使用されている主な技術的要素（スマートコントラクト、データ標準、DLTプラットフォームなど）は何か？
• RQ3 SSI原則の採用が、データ所有権の観点から潜在的価値を有するにもかかわらず、なぜ現在の医療ブロックチェーン研究において依然として限定的であるのか？
• RQ4 オフチェーンのデータ保存とオンチェーンのメタデータインデキシングは、EHRシステムにおけるスケーラビリティとプライバシーにどのように寄与しているか？
• RQ5 現在のソリューションは、真のデータ所有権と患者による健康記録への完全な制御をどの程度実装しているか？

主な発見

• 2017年の数十件から2020年の数百件へと増加する傾向にあり、EHR分野におけるブロックチェーンの研究への学術的関心が高まっていることが示された。
• 多くの研究が、分散型システムに適した堅牢で生産環境対応のインfraを提供するEthereumやHyperledgerといった既存のブロックチェーンプラットフォームに依存している。
• 生の健康データをオフチェーンに保存し、メタデータとポインタをブロックチェーンに記録することで、スケーラブルで効率的なEHRソリューションが実現可能である。
• 標準化された健康データフォーマット（例：HL7 FHIR、OpenEHR）の使用により、機密データを露呈せずに効率的なオンチェーンインデキシングと部分的レコードの取得が可能になる。
• スマートコントラクトは、ブロックチェーンベースのEHRシステムにおけるアクセス制御、同意管理、データ分類の分野で、一貫して不可欠な要素として特定されている。
• 患者中心の設計を主張する一方で、SSI原則（特に完全なデータ所有権と取り消し可能なアクセス権）を適切に実装している研究は少数であり、自己主権型アイデンティティの真の目的と乖離している。