医療×ブロックチェーン書きたい放題① 現状の医療データの課題

9/12に「医療×ブロックチェーン勉強会」に参加しました。MediBlocという韓国の医療系ブロックチェーンの社長を呼んでのプレゼンでした。

参加して自分のブロックチェーンに対する理解が浅いと感じたので、勉強し始めたところ結構ハマったので備忘録的にまとめてみました(この長さは、まとめられていないか。。)

まだ理解が浅い部分や間違えている部分があると思いますので、気づいた方はぜひコメントお願いします

私的結論
・医療のブロックチェーンは世界的に見ても、まだまだ黎明期(技術的には実証実験段階、インセンティブ設計はこれから)

・技術やコスト検証は、ここ2,3年で急速に知見が溜まるだろうが、一番の律速は「医療情報の標準化対応」

・既存の医療情報提供者へのインセンティブ設計をいかにできるかが一番課題

1)現状の医療データの課題

現状では、患者の医療情報は医療機関ごとに電子カルテが提供する独自フォーマットで保存されていて、病院ごとの医療データの分断化が生じている。医療データ活用を求める声は強いが、異なる医療機関の患者データを統合するのは非常にお金がかかるし、実質不可能に近い(電子カルテメーカー間の利害関係により)

医療系ICOは130個以上あるみたい(驚)だが、ここでは、その中でも「カルテ情報や遺伝子情報などの患者医療情報をブロックチェーンで取り扱う分野」で進捗のある4つのICOについて取り上げる。

まず、ざっと、各プレイヤーで解決 or 合意済みの部分と、試行錯誤の部分を列挙すると下記。

    解決 or 合意済み問題

  • 医療データをon-chainに載せない
  • コンセンサスアルゴリズムにPoWを採用しない
    解決されていない部分

  • クローズド or パブリック?
  • どのコンセンサスアルゴリズムを用いるか?
  • データ保存問題(セキュリティ問題)
  • インセンティブ設計の検証
  • ビジネスモデルの検証
 
試行錯誤の部分がまだまだあり、これからという感じ。
 
 
 
MediBloc
MedicalChain
Iryo
MedRec
主体 韓国 イギリス
スロベニア
MIT(アメリカ)
パブリック or クローズド
パブリック
(Qtum)
クローズド
(Hyperledger Fabric)
パブリック
(EOS)
クローズド
コンセンサスアルゴリズム
PoS
PBFT
DPoS
PoC
医療データ保存方法 秘密分散ストレージ(IPFS)を用いつつも、同時に、自社でバックアップのストレージも構築(こちらは分散ストレージではない)
 
Iryoが提供するクラウドストレージ+複数のバックアップ体制。
医療機関が現在使用しているEHR
データのセキュリティ
 
Intel SGX enclave
→すでにセキュリティホール見つかっている
対象鍵暗号方式で患者データを電子カルテに保存
→電子カルテ会社も患者情報を見ることができる(insecure)
Zero-knowledge storage
 
対応する医療情報の標準規格
HL7 FHIRを始めとして、様々な標準に合うAPIとSDKを開発・提供
 
open EHRに準拠
 
ビジネスモデル
 
遠隔診療使用料
 
患者データ保存に必要なストレージ費用は医療研究者が負担

ブロックチェーンのマイニングは医療研究者が行う
進捗
韓国の複数の大学病院で実証実験中
MyClinic.comというオンライン診療のアプリをイギリスで提供(2018.7よりパイロット開始)
 
2018/10/31に日中韓で試験運用開始予定
中東のジョーダンの診療所で難民向けにシステム導入(2018.05.08)(え?そこ攻めるの?)
ベスイスラエル病院で実証実験中

 

 
まず、合意済み部分から見ていく
 

2)医療データをon-chainに載せない

ブロックチェーンに保存できるデータ量は非常に限られている(ブロックサイズ問題)ため医療データを効率的に保存するためには別に保存用のストレージが必要

医療データを秘密鍵を用いて暗号化(ユーザー本人のみ複合可能)した後に、ブロックチェーンの外部ストレージに保存し医療データのハッシュ値のみをブロックチェーンに保存。他のプレイヤーも、皆このアプローチを採用している。
データ量目安(MediBloc white paper参照)
・カルテなどの電子文書:数MB
・医療画像:数十〜数百MB
・ゲノムデータ:数GB〜
ブロックサイズ問題に関しては、例えばビットコインは現在ブロックサイズが4MBで固定(SegWit採用により)されている。

容量を超えた場合には、取引が遅れたり出来なくなってしまう問題あり。なので、そもそもビットコインベースではカルテなどの電子文書ですら取り扱えない。

一方、医療系のICOプロジェクトではビットコインベースを採用しているところはなく、イーサリアムのようにブロックサイズは固定せずにブロックを採掘したマイナーの投票で変わる。(が、イーサリアムの平均ブロックサイズは現在は0.025MB前後で落ち着いている。少ない!)

なので、そもそも現状の取引速度を考えるとブロックチェーン上に大容量の医療データを詰め込むのは現実的ではなく、医療データはブロックチェーン外に保存せざるを得ない。

2)コンセンサスアルゴリズムにPoWを採用しない

ビットコインなどの非中央集権で管理している組織の場合には、中央に意思決定者が不在となるため、意思決定の合意形成方法の仕組み(=コンセンサスアルゴリズム)が必要になる。
ビットコインではPoW(Proof of Work)を採用しているが、それ以外にもいくつかコンセンサスアルゴリズムが登場している。
 
医療系ICOを見ると、医療データの取引(新規の患者医療データの登録など)にPoWを採用しているところはなく、この点に関しては合意済みと考えられる。なぜPoWを採用していないのか?
 
PoWの仕組みに関しては、こちらの記事を参照。 
簡単に説明すると「取引を承認するためには、難しい計算問題を解く必要があり、仕事量(CPUの計算量)に帰着される合意形成方法」
 
PoWには、下記の2つの大きなデメリットがある。
1)マイニングコストが高い
取引承認に膨大な計算量が必要とされ、計算するための電気代がかかるため、コストがかかりすぎる
 
3)ブロック生成時間が10分と長い
これは、実運用を考えると致命的で、1つの大学病院でさえ数百〜数千人の患者が毎日受診することを考えると、これらの医療データを1つあたり10分かかって処理していくのは非現実的すぎるし、事実上運用不可能
 
上記のようなデメリットから、医療系ICOではPoWを採用していないと考えられる。

次は、クローズド型 or パブリック型?について





P.S. もしブロックチェーン勉強したいという方がいたら、下記がオススメです。入門書をたくさん読むより、詳しく書いてある本を1冊繰り返し何回も読むほうが、結果的に良く理解できて、時間的コスパが良いかと。


①非エンジニア向け



②エンジニア向け
最後の1/3が、クローズド型のHyperledger Fabricのコーディングになります。