استخدام تكنولوجيا البلوكشاين لإدارة البيانات المضمونة في شبكات أجهزة القلب

Understanding Cardiac Device Networks and Their Data Challenges

(ج) تشمل شبكات أجهزة القلب (الأجهزة) أجهزة طبية قابلة للزراعة مثل أجهزة الوصل، وأجهزة التشخيص القلبية المُشَرَّبة، وأجهزة العلاج المُعدَّلة للكشف عن القلب، وأجهزة التخدير المُضَوَّلة للكشف عن هوية المرضى، بما في ذلك مقاييس القلب، وتشخيص الأجهزة، ومستويات نشاط المرضى، وتُنقل هذه البيانات دون سلك إلى مقدمي الرعاية الصحية، مما يتيح الرصد عن بعد، والكشف المبكر عن وجود نظم إيكولوجية في الوقت المناسب؛

مؤسسة تكنولوجيا بلوكشاين

(بلوكشاين) هي تكنولوجيا دفتر الأستاذ الموزعة التي تسجل المعاملات عبر شبكة لا مركزية من الحواسيب، حيث يحتوي كل حجر على مقياس حرارة من القاع السابق، وزمن، وبيانات المعاملات، ويضمن هذا الهيكل أنه بمجرد تسجيل البيانات، لا يمكن تغييره بأثر رجعي دون تغيير جميع القطع اللاحقة، مما يتطلب توافقا في الآراء من الشبكة، وتشمل الخصائص الرئيسية ذات الصلة بأمن بيانات الأجهزة القلبية ما يلي:

اللامركزية والتسامح

وفي شبكة أجهزة القلب، يلغي نظام الاختراع اللامركزي الاعتماد على الخادم المركزي، وإذا فشل أحد النواة أو تعرض للخطر، تواصل الشبكة عملها، بما يكفل توافر البيانات دون انقطاع، وهذا أمر حاسم بالنسبة لنظم الرصد المستمر للمرضى حيث تنقذ سلامة البيانات والوقت الإضافي من الحياة.

مسارات القابلية للحصانة ومراجعة الحسابات

ويسجل كل معاملة بيانات بشكل دائم ويؤخذ فيها الزمن، مما يخلق مساراً لا رجعة فيه لمراجعة الحسابات بالنسبة لجميع قراءات الأجهزة، وتحديثات البرمجيات، والأحداث المتعلقة بالوصول إلى المعلومات، ويمكن للحكام والمراجعين التحقق من تاريخ البيانات المتعلقة بالأجهزة دون التعرض للتزييف، ودعم التوجيه ] بشأن الأمن السيبراني التابع للهيئة فيما يتعلق بالأجهزة الطبية.

التشفير الإبترغرافي ومراقبة الدخول

ويستخدم البلوكشاين تقنيات متطورة للتبريد من أجل الحصول على البيانات، ويمكن تشفير المعلومات الصحية الخاصة بالمرضى وتخزينها في سلاسل، مع إدارة التصاريح العامة للوصول عن طريق عقود ذكية، ولا يمكن إلا للكيانات المأذون بها مثل الأطباء والمرضى ومصنعي الأجهزة أن تفكك أو تطلب الوصول إليها، مما يحول دون الحصول على خدمات غير مأذون بها أو تعديلها.

كيف يحسن (بلوكشاين) أمن البيانات الخاص بالنّهجة القلبية

ويعالج إدماج السلاسل الكترونية في شبكات أجهزة القلب مباشرة عدة مواطن ضعف أمنية موجودة في الهياكل المركزية التقليدية، ويُذكر أدناه حالات الاستخدام وآلياته المحددة.

تحويل البيانات المضمونة والتحقق منها

وعندما يقوم جهاز الوصل بقراءة مجموعة البيانات، يتم سحقها وإضافتها إلى معاملة من سلسلة من العمليات، وتثبت الشبكة صحة الصفقة باستخدام خوارزميات توافقية مثل إثبات الصلاحية أو تفويض إثبات الاستيعاب، التي تكون فعالة من حيث الطاقة ومناسبة للبيئات الطبية، وتوضع القطعة المثبتة في السلسلة، وتصبح القراءات غير قابلة للتعديل.

إدارة الموافقة على المرضى الذين توفر لهم الحماية

ويمكن للعقود الذكية القائمة على الاختناق أن تدار الموافقة الدينامية للمرضى، فعلى سبيل المثال، يمكن للمريض أن يضع قواعد تسمح بتقاسم البيانات مع طبيب القلب لمدة ستة أشهر فقط، ثم يلغي العقد تلقائياً إمكانية الوصول إليه، ويسجل كل تحديث للموافقة، ويزود سجلاً للامتثال للشحن الجوي مع برنامج العمل الإنساني الدولي وبرنامج الناتج المحلي الإجمالي.

نزاهة تحديث البرمجيات

وتحتاج أجهزة القلب إلى تحديثات دورية للبرمجيات الصلبة لإصلاح الحشرات أو تحسين الأداء، وإذا تم اعتراض أو فساد تحديثها، فإن النتائج يمكن أن تكون قاتلة، فإزاحة أجهزة الموجات الصلبة عبر سلسلة من الشوارع تكفل توقيع كل تحديث رقمياً، وإراقته والتحقق منه عبر الشبكة، ولا يمكن للأجهزة أن تنقل تحديثات إلا من سلسلة الحجب، بما يضمن عدم تطبيق المدونة.

الفوائد الخارجة عن الأمن: تحسين تدفقات العمل السريري ونتائج المرضى

ويمتد اعتماد البلوكشاين في شبكات الأجهزة القلبية إلى ما هو أبعد من الأمن لتبسيط العمليات وتحسين نوعية الرعاية.

تبادل البيانات بين العمليات ورسمها

وكثيراً ما يستخدم مقدمو الرعاية الصحية نظماً غير متكافئة للسجل الصحي الإلكتروني، ويمكن أن تكون البلوكشاين طبقة موحدة ومرخصة لبيانات أجهزة القلب، مما يتيح الوصول السلس عبر المستشفيات والعيادات ومؤسسات البحوث. ] يمكن إدماج معايير قابلية الارتحال مثل نظام FHIR في خريطة بيانات الأجهزة في أشكال منظمة مع الحفاظ على الأمن.

رصد التأريخ في الوقت الحقيقي مع البيانات المصدق عليها

ويمكن للمعلمين تلقي تنبيهات عندما تقع قراءة الأجهزة خارج نطاق المعايير الآمنة، واثقين من أن البيانات لم يتم التلاعب بها، وتساعد البيانات التاريخية المصدقة على اتخاذ قرارات تشخيصية دقيقة، وتخفض الإنذارات الكاذبة والتدخلات غير الضرورية، وتشير الدراسات إلى أن الرصد عن بعد الذي يُعَدّل من سلسلة من الاختراق يمكن أن يقلل من قراءتها للمرضى الذين يعانون من إخفاقات القلبية وذلك بضمان بيانات جديرة بالثقة بالثقة في الوقت.

الامتثال التنظيمي ومراجعة الحسابات المبسّطة

وتحتاج الهيئات التنظيمية إلى صناع الأجهزة الطبية ومقدمي الرعاية الصحية للحفاظ على سجلات تفصيلية لإمكانية الحصول على البيانات وتعديلها، وتوفر شركة Blockchain مساراً للمراجعة غير قابل للتعديل يمكن أن يُنشأ تلقائياً من أجل تقارير الامتثال، مما يقلل من النفقات الإدارية ويساعد على تلبية الاحتياجات من وكالات مثل هيئة تنمية الحراجة والوكالة الأوروبية للميدتشيين.

التحديات والقيود التي تواجه التغلب

وفي حين أن الاختناق يوفر منافع تحولية، يجب التصدي لعدة عقبات قبل أن يصبح من الممكن الاعتماد على نطاق واسع في شبكات أجهزة القلب.

Scalability and Throughput

ويمكن أن تولد شبكات أجهزة القلب آلاف نقاط البيانات في الثانية بين ملايين المرضى، كما أن السلاسل العامة مثل بيتكوين أو إيثيريوم قد حققت قدراً محدوداً من ناتج المعاملات (مثلاً ما بين 15 و30 عملية في الثانية).

استهلاك الطاقة

وتشكل سلسلة من القيود على العمل التي تُثبت كثيفة الطاقة وغير ملائمة للرعاية الصحية، غير أن الشبكات التي يُسمح لها باستخدام نماذج توافقية خفيفة الوزن (لانفاذ الصلاحية، وإثبات الاستيعاب) تستهلك الحد الأدنى من الطاقة، مما يجعلها قادرة على البقاء في البيئات التي تعاني من نقص في استخدام الكحوليات، ويجب أن تعطي خيارات التنفيذ الأولوية لكفاءة الطاقة.

الشواغل التنظيمية والمتعلقة بالمسؤولية

وتفرض لوائح الرعاية الصحية مثل قانون الرعاية الصحية في منطقة المحيط الهندي والتجمع المحلي الإجمالي قواعد صارمة بشأن تخزين البيانات والقابلية للتنقل والحق في التكتم، ولا يمكن تجنب التضارب بين السلاسل والحق في النسيان، وتشمل الحلول تخزين البيانات المشفرة خارج السلسلة مع عدم وجود اضطرابات في التشفير إلا مما يسمح بحذف البيانات عن طريق إزالة مفتاح التشفير، غير أن الأطر التنظيمية الواضحة لا تزال قائمة.

التكامل مع نظم الإرث

ويستخدم العديد من مرافق الرعاية الصحية النظم القديمة لإدارة الموارد البشرية والأجهزة غير المصممة لربطها، ويتطلب التكامل توفير الإطارات المتوسطة وتوحيد صيغ البيانات والاستثمار في الهياكل الأساسية الجديدة، ومن الضروري أن تختبر المشاريع الرائدة والشراكات بين مبدئيات السلاسل ومصنعي الأجهزة الطبية قابلية التشغيل المتبادل.

التوجيهات والبحوث المستقبلية

إن تطبيق نظام " كتل " في إدارة بيانات أجهزة القلب هو مجال نشط للبحث والتطوير، وهناك عدة اتجاهات واعدة آخذة في الظهور.

التوائم الرقمية والتحليل الافتراضي

تركيبة السلاسل مع التكنولوجيا الرقمية التوأم يمكن أن يخلق نسخة افتراضية مأمونة في الوقت الحقيقي من جهاز القلب المريض وبياناته هذا يتيح تحليلات التنبؤية لفشل الأجهزة أو أحداث الارتطام مع الحفاظ على سلامة البيانات

الهوية اللامركزية للأجهزة

ويمكن تعيين هوية ذاتية السيادة لكل جهاز من الأجهزة المزروعة على سلسلة من الطرق، وهذه الهوية تسمح للجهاز بتوثيق نفسه في الشبكة، وطلب تحديث البيانات، وتلقي تعديلات ثابتة على البرمجيات دون تدخل بشري، مما يقلل من سطح الهجوم المرتبط بتسجيل الأجهزة اليدوية والإدارة الرئيسية.

المحاكمات السريرية الشاملة لعدة مؤسسات

ويمكن أن تيسر شركة Blockchain إجراء محاكمات سريرية آمنة ومتعددة المواقع من أجل أجهزة أو أدوية جديدة من خلال توفير دفتر بيانات وموافقات تتسم بالشفافية وعدم قابليتها للاختراق، ويمكن للباحثين الحصول على مجموعات بيانات غير محددة الهوية ومثبتة في ظل الحفاظ على خصوصية المرضى، مما يعجل بعمليات الابتكار والموافقة التنظيمية.

خاتمة

وتوفر تكنولوجيا البلوكشاين إطارا قويا لتأمين البيانات في شبكات الأجهزة القلبية، ومعالجة أوجه الضعف الحاسمة في سلامة البيانات، ومراقبة الدخول، وإمكانية المراجعة، ومن خلال إضفاء اللامركزية على التخزين، وإنفاذ سجلات غير قابلة للتداول، وتمكين إدارة الموافقة على أساس الفول السوداني، يمكن أن تحد إلى حد كبير من مخاطر خروق البيانات والهجمات الإلكترونية، مع تحسين سير العمل السريري ونتائج المرضى، ومع ذلك، يجب أن تتطور التحديات من قبيل القدرة على التكديس، والمواءمة التنظيمية، والتكامل مع الهياكل الأساسية القائمة.