MediChain – Hệ thống quản lý và phân phối thuốc kê đơn Sử dụng công nghệ giao tiếp đa chuỗi khối và ZK Rollups

A multi-chain-based system for managing prescription medications using ZK Rollups

Medichain, một hệ thống blockchain dành cho việc quản lý toàn diện chuỗi cung ứng thuốc theo toa. Bằng cách tận dụng các đặc tính bảo mật, minh bạch và bất biến của công nghệ blockchain, Medichain thiết lập một hệ thống sổ cái liên kết để ghi lại và theo dõi các giao dịch đơn thuốc trên các mạng lưới chăm sóc sức khỏe đa dạng. Đặc biệt, thông qua việc tích hợp chứng minh không kiến thức, Medichain xác thực và mã hóa chi tiết đơn thuốc một cách bảo vệ quyền riêng tư, đảm bảo rằng thông tin nhạy cảm của bệnh nhân được bảo mật.

Xem toàn văn báo cáo tại:

Khoá luận tốt nghiệp

TÁC GIẢ

Trần Đức Minh

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NGÀNH

Năm:

Tổng quan

Thuốc kê đơn là những loại thuốc chỉ có thể mua được khi có đơn thuốc từ bác sĩ hoặc chuyên gia y tế. Thuốc kê đơn, mặc dù mang lại nhiều lợi ích trong việc điều trị các bệnh tật, nhưng cũng đồng thời mang theo nguy cơ gây hại nếu không sử dụng đúng liều lượng.

Trong thời gian gần đây, lạm dụng thuốc kê đơn đã trở thành một vấn đề sức khỏe công cộng nghiêm trọng. Khả năng tiếp cận và kê đơn quá mức các loại thuốc như opioid, thuốc an thần và thuốc kích thích đã dẫn đến một cuộc khủng hoảng sức khỏe công cộng, với tỷ lệ lạm dụng, nghiện ngập, quá liều và các vấn đề liên quan tăng lên đáng kể.

Giải quyết vấn đề lạm dụng thuốc kê đơn đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến nhiều yếu tố, trong đó có hai mục tiêu chính: ngăn chặn tình trạng đi khám nhiều bác sĩ và kiểm soát chặt chẽ việc phân phối thuốc theo toa. Tuy nhiên, cả hai mục tiêu này đều đối mặt với một thách thức chung nghiêm trọng, đó là sự thiếu khả năng tương tác và giao tiếp hiệu quả giữa các bên liên quan.

Công nghệ blockchain, với tính năng của mình về sự minh bạch, bảo mật và khả năng ghi chú thông tin theo thời gian, có thể giúp giải quyết các thách thức này [5]. Các thông tin liên quan đến lịch sử bệnh lý và các đơn kê đơn có thể được chia sẻ an toàn và minh bạch giữa các bác sĩ, đảm bảo rằng mọi quyết định điều trị đều dựa trên cơ sở thông tin toàn diện. Đồng thời, việc theo dõi và xác minh việc phân phối thuốc có thể được thực hiện hiệu quả hơn, ngăn chặn sự lạm dụng và đảm bảo an toàn cho người dùng cuối cùng

Cần lưu ý rằng các bên liên quan trong quy trình kê đơn thuốc thuộc các tổ chức khác nhau như bệnh viện hoặc chuỗi nhà thuốc, và tất cả các tổ chức này sử dụng các hệ thống không đồng nhất của riêng họ [6]. Các hệ thống này cũng có thể là một hệ thống truyền thống hoặc một mô hình Blockchain(Hình 1.2) vì độ tin cậy cao và ưu điểm của chúng [5].Chính vì vậy việc medichain là hệ thống vay trò hỗ trợ và tương tác với các hệ thống có sẵn là một yếu tố quan trọng. Công nghệ blockchain có thể hoạt động như một side chain để cung cấp tính bảo mật, minh bạch, bất biến và khả dụng để theo dõi và giám sát quá trình phân phối đơn thuốc. Các ứng dụng của công nghệ này đã được nghiên cứu trong quản lý hồ sơ y tế điện tử (EMR) và quản lý dữ liệu thử nghiệm lâm sàng [7]

Tác động sâu sắc của công nghệ blockchain đối với chăm sóc sức khỏe được minh họa bởi nghiên cứu, nhấn mạnh tiềm năng của blockchain trong việc lưu trữ an toàn và cung cấp quyền truy cập phân tán, phi tập trung vào Hồ sơ Y tế Điện tử (EHR). Để tương thích với các hệ thống không đồng nhất hiện có, Medichain có thể hoạt động như một side chain cung cấp tính bảo mật, minh bạch, bất biến và khả dụng để theo dõi và giám sát quá trình phân phối đơn thuốc. Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, quyền riêng tư và bảo mật của bệnh nhân là tối quan trọng [7]. Điều này cũng áp dụng cho thông tin về thuốc kê đơn, do đó trên NFT đơn thuốc không bao gồm chi tiết đó và chỉ đóng vai trò là Đại diện. Điều này giúp giải quyết vấn đề của người dùng và tăng tính linh hoạt và giảm yêu cầu xử lý, thông qua việc sử dụng chứng minh không có kiến thức (ZKP) cho mỗi loại thuốc kê đơn trên token NFT tương ứng trên Medichain [7].

Đối tượng nghiên cứu

– Công nghệ Blockchain
– Các giải pháp liên chuỗi
– Quy trình kê và quản lý thuốc kê đơn
– Thuật toán Zero knowledge proof

Kiến trúc hệ thống

image 10

Hình 3.1. Kiến trúc hệ thống Medichain

Medichain là một mạng lưới blockchain được triển khai với nhiều tổ chức hoặc bệnh viện y tế. Nó hoạt động như một sổ cái phân tán để theo dõi và quản lý đơn thuốc một cách an toàn. Medichain bao gồm các nhân vật với các vai trò và chức năng khác nhau trong hệ thống được thể hiện trong hình 2:

• Bác sĩ đại diện cho các chuyên gia y tế có vai trò quan trọng trong Medichain. Bác sĩ chịu trách nhiệm cho các chức năng sau:

– Quản lý Đơn Thuốc: Bác sĩ đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo và quản lý đơn thuốc. Cần có khả năng tạo đơn, chỉnh sửa, và hủy đơn thuốc theo tình trạng sức khỏe của bệnh nhân.
– Quyền Truy Cập: Bác sĩ cần có quyền truy cập để xem thông tin bệnh nhân, đồng thời có khả năng đặt lại thời gian chờ để đảm bảo hiệu suất và linh hoạt trong quá trình chăm sóc.
– Xác Thực và Uy Tín: Mã định danh duy nhất và chứng chỉ xác thực là quan trọng để đảm bảo tính chính xác và uy tín của thông tin trong hệ thống.

• Bệnh nhân đại diện cho cá nhân có đơn thuốc được biểu diễn trên Medichain và có quyền kiểm soát đơn thuốc. Ví của mỗi bệnh nhân có một NFT định danh duy nhất để xác định bệnh nhân và cho giao thức khẩn cấp khi ví không còn được điều khiển độc quyền bởi bệnh nhân. Bệnh nhân có các chức năng sau:

– Kiểm Soát Quyền Riêng Tư: Bệnh nhân cần kiểm soát đơn thuốc của mình và có khả năng cấp quyền truy cập cho các bác sĩ hoặc thực thể ủy quyền theo ý muốn.
– Định Dạng NFT Độc Đáo: Việc sử dụng Non-Fungible Token (NFT) với định danh duy nhất giúp xác định và bảo vệ danh tính của bệnh nhân trong môi trường số.
– Giao Thức Khẩn Cấp: Tính khẩn cấp của thông tin được đảm bảo khi bệnh nhân không còn kiểm soát độc quyền của ví NFT.

• Cơ sở y tế đại diện các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe như bệnh viện hoặc hệ thống lưu trữ y tế của phòng khám trên Medichain. Những hệ thống này có thể là hệ thống truyền thống hoặc hệ thống blockchain như [32]. Các cơ sở y tế này sẽ đóng vai trò như:
– Chạy Node Trên Mạng: Việc trở thành một nút chạy trên mạng Medichain đảm bảo tính phân tán và độ tin cậy của hệ thống.
– Lưu Trữ An Toàn: Cơ sở y tế cần lưu trữ thông tin đơn thuốc một cách an toàn và bảo mật để đảm bảo tuân thủ các quy định về quyền riêng tư và bảo mật trong lĩnh vực y tế.

• Nhà thuốc đại diện cho đơn vị phân phối thuốc trên Medichain. Nhà thuốc được gán một mã định danh duy nhất và sở hữu các chứng chỉ cần thiết để có thể bán thuốc theo đơn. Các nhà thuốc có các chức năng sau:
– Kiểm Tra Trạng Thái Đơn: Nhà thuốc có nhiệm vụ kiểm tra trạng thái đơn trước khi cấp phát thuốc, đảm bảo tính chính xác và an toàn trong việc phát thuốc.
– Cập Nhật Giao Dịch: Việc cập nhật trạng thái đơn với một bằng chứng giao dịch tạo ra minh bạch và tra¸cabilite trong chuỗi cung ứng thuốc.
– Chạy Node Trên Mạng: Việc trở thành một nút chạy trên mạng Medichain đảm bảo tính phân tán và độ tin cậy của hệ thống. Nhiệm vụ này chỉ áp dụng với các nhà thuốc lớn và có độ tin cậy cao.

Kết luận

Kết quả nghiên cứu này đặt ra những khía cạnh quan trọng về khả năng của các kiến trúc phi tập trung như Medichain trong việc cải thiện quản lý đơn thuốc trong chuỗi cung ứng phức tạp. Điều này giúp vượt qua vấn đề dữ liệu bị chia cắt và giám sát hạn chế mà trước đây gặp phải. Nghiên cứu này là một bước tiến quan trọng, đề cập đến sự hứa hẹn của các giải pháp kết hợp blockchain và ZKP để tăng cường khả năng riêng tư, bảo mật và khả năng tương tác trên các hệ sinh thái kỹ thuật số.