Die Architektur in der Abbildung ist eine grobe Darstellung der auf AWS bereitgestellten Lösung. In den vom Kunden durchgeführten Blockchain-Leistungstests hatte AWS 42 Prozent mehr Transaktionen pro Sekunde, 60 Prozent weniger CPU-Nutzung, 33 Prozent weniger Speicherverbrauch und 25 Prozent mehr Speicherdurchsatz als vergleichbare Lösungen.

Diógenes Firmiano ist Business Development Executive bei MBAMobi

Melissa Ravanini ist Solutions Architect bei Amazon Web Services (AWS). Ihr Fokus liegt auf Kunden im Gesundheitswesen, insbesondere auf gemeinnützigen Organisationen.

Bessere Interoperabilität im Gesundheitswesen

Publiziert

Gesundheitsdaten sind im Allgemeinen unorganisiert, unstrukturiert und in verschiedenen Formaten gespeichert. Dies erschwert die Nachverfolgung der Patientenhistorie und den Informationsaustausch zwischen Gesundheitsfachleuten. Eine mögliche Lösung: Ein Blockchain-basiertes Patientenregister, auf das einheitlich zugegriffen werden kann.

Ein digitales Patientenregister mit strukturierten Daten gibt bereits eine Übersicht über rückblickende, aktuelle und zukünftige Informationen des Patienten und fördert eine integrierte, kontinuierliche, effiziente und qualitativ hochwertige Gesundheitsversorgung. Damit das Verzeichnis verschiedenen Gesundheitseinrichtungen einerseits zugänglich und verfügbar ist, andererseits aber auch sicher und kosteneffizient, braucht es gewisse Standards. Diese definieren, wie die Informationen strukturiert sind, aber auch wie sie abgerufen und zwischen den verschiedenen Gesundheitsinformationssystemen auf sichere, skalierbare und kosteneffiziente Weise geteilt werden können. Dies kann mithilfe von Blockchain geschehen.

Wieso ist Blockchain ideal für Sicherheit und Verfügbarkeit von Gesundheitsdaten?

1. Blockchain-Konsens
Eine Blockchain ist ein verteiltes Register, auch Ledger genannt, das Informationen dezentral speichert. Die Teilnehmer dieser Blockchain müssen sicherstellen, welche der teilnehmenden Knoten die richtige Information gespeichert hat. Dies entscheidet sich über einen algorithmischen Prozess, der in der Blockchain-Welt als Konsens bezeichnet wird. Auf dieser Grundlage werden Transaktionen nur durchgeführt, wenn alle Beteiligten mit der auszuführenden Transaktion einverstanden sind. Bei der Definition des Konsens-Algorithmus müssen einige Faktoren berücksichtigt werden. Zum Beispiel:

  • Computer fallen aus und das System muss darauf vorbereitet sein.
  • Pakete und Nachrichten gehen verloren.
  • Es kann Teilnehmer in der Kette geben, die absichtlich den Validierungs-Prozess manipulieren wollen. Bei dieser Anwendung wird ein Konsensalgorithmus namens RAFT verwendet, der einfacher ist und weniger Ressourcen verbraucht als andere Algorithmen. RAFT bietet u. a. eine gewisse Fehlertoleranz.

2. FHIR und Smart Contract
Ein Smart Contract definiert, wie Blockchain- Teilnehmer in der Blockchain-Kette miteinander kommunizieren. So ein Vertrag definiert Regeln, Konzepte, Operationen und Datenformate, die innerhalb der Kette akzeptiert werden. Im Gesundheitsbereich gibt es viele Standards für die gemeinsame Nutzung klinischer Daten, doch wenn es um die Herausforderung der Interoperabilität geht, kann ein leichtes und flexibles Protokoll Projekte auf nationaler Ebene und vielleicht sogar weltweit auf eine praktikablere Weise ermöglichen. Denn gleiche Informationen in einem reduzierten Format erzeugen weniger Kosten bei Speicherung, Verarbeitung und Netzwerkverkehr. Aus diesem Grund wurde im Beispiel von der Blockchain für Patientendaten in der AWS-Cloud der HL7-Standard Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) gewählt.

3. Verteilung und Skalierbarkeit mit Hyperledger Fabric
Gesundheitsdaten sind sehr komplex, variabel und enorm gross. Deshalb ist eine skalierbare und verteilte Architektur, in der die Daten sicher gespeichert und repliziert werden, entscheidend für das Erstellen eines Patientenregisters mithilfe von Blockchain.
Während die Skalierbarkeit in einem traditionellen Blockchain-Modell eingeschränkt ist, weil die Einverständnisse zu Transaktionen nur nacheinander durchgeführt werden, erlaubt die Architektur der Hyperledger Fabric, dass Teile der Transaktionen parallel geschehen können. Das erlaubt eine bessere Skalierung der Lösung.

4. Sicherheit und Datenschutz
Das bekannteste Beispiel, das mit einer Blockchain verwaltet wird, ist die Kryptowährung Bitcoin. Was die Bitcoin-Blockchain von der Hyperledger Fabric unterscheidet, ist, dass dort jeder Interessierte an der Blockchain-Kette teilnehmen und etwas beitragen kann. Das heisst, sie ist öffentlich und «permissionless». Hyperledger Fabric hingegen gehört zur privaten Kategorie und ist «permissioned». Das heisst, um daran teilzunehmen, muss man eine Berechtigung haben. Es müssen alle Teilnehmer in der Kette ein Zertifikat haben, das vom Membership Service Provider (MSP) ausgestellt wird.
Innerhalb der Blockchain sind Organisationen Teil eines oder mehrerer Kanäle. Kanäle ermöglichen es Organisationen, privat und vertraulich miteinander zu kommunizieren. Jede Transaktion wird innerhalb eines Kanals ausgeführt, und jeder in diesem Kanal muss authentifiziert und autorisiert sein. Dies ermöglicht den Austausch von vertraulichen Informationen zwischen zwei oder mehreren Gesundheitseinheiten, ohne dass die anderen Einheiten den Inhalt der Transaktion sehen können. Hierfür wird der Mechanismus «Private Data Collection» verwendet. Mit diesem Mechanismus können vertrauliche Daten aus den Krankenakten von Patienten privat an eine Gruppe von Teilnehmern gesendet werden. Teilnehmer, die nicht an der Transaktion beteiligt sind, haben nur die Transaktions- Prüfsumme (Hash). Sie können damit den Inhalt der Transaktion nicht sehen, ihn aber bei Bedarf validieren.
Zusätzlich zu diesen Massnahmen wird eine weitere Sicherheitsmassnahme umgesetzt: Die Festplatten der virtuellen Maschinen, die die Blockchain hosten, werden mit einem Managed Encryption Service von Amazon Web Services (AWS) verschlüsselt. Auf diese Weise werden die Daten sowohl bei der Übertragung zwischen virtueller Maschine und Festplatte als auch im Ruhezustand verschlüsselt.

5. Unveränderlichkeit
Die Unveränderlichkeit der Patientenhistorie ist ein wichtiger Bestandteil bei der Verwendung von Blockchain. Jedes Element in der Historie eines Datensatzes ist mit seinem Vorgänger durch einen sogenannten Hash verknüpft. Die Tatsache, dass alle Datensätze miteinander verbunden sind, garantiert die Unveränderlichkeit der Blockchain, da der Hash, der sich auf die Daten des vorherigen Blocks bezieht, im Nachfolgeblock vorhanden ist. Damit ein Block geändert werden kann, müsste die gesamte Kette geändert werden, und zwar von mindestens 51 Prozent der Knotenpunkte, in denen diese Daten repliziert werden. Dies ist praktisch unmöglich.

Fazit: Gesundheitsdaten sind transparent und sicher mit Blockchain in der AWS-Cloud zugänglich

Die Verwendung von Blockchain zum Speichern und Freigeben medizinischer Daten ermöglicht dem Gesundheitsdienstleister, ein sicheres und kosteneffektives, verteiltes Gesundheitsdatensystem. Dies wiederum fördert dank dem sicheren Zugriff und der hohen Verfügbarkeit der Daten die Interoperabilität im Gesundheitswesen. Die Implementation der Gesundheitsdaten-Blockchain kann mithilfe von bewährten Architektur-Praktiken und einer hohen Kosteneffizienz bei voller Unterstützung von Daten- und Infrastruktursicherheit auf AWS umgesetzt werden. Die Patienten können ihre Gesundheitsdaten ohne Sorgen teilen, was eine effiziente Patientenversorgung mit grösserer Transparenz über den vergangenen und aktuellen Gesundheitszustand ermöglicht.

EVENTS

5. ST Reha Forum

Ein Forum, das Fachleute aus der Welt der Rehabilitation und Psychiatrie zusammenführt.

Datum: 20. August / 29. August 2024

Ort: Online / Zürich (CH)

Swissmilk-Symposium

Symposium zu aktuellen Ernährungsthemen

Datum: 26. August 2024

Ort: Bern (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Topsoft - ONE Fachforum

Lerne am ONE Fachforum erfolgreiche Praxisanwendungen kennen.

Datum: 12. September 2024

Ort: Holzhäusern (CH)

Immohealthcare

Ein Treffpunkt für die Healthcarebranche

Datum: 18. September 2024

Ort: Basel (CH)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 25.-28. September 2024

Ort: Düsseldorf (D)

Hey!Circle

Heyde gibt Wissen weiter

Datum: 26. September 2024

Ort: Zürich (CH)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Nürnberg (D)

Blezinger Healthcare

14. Fachkonferenz – Das Spital der Zukunft

Datum: 10.-12. Oktober 2024

Ort: Bern (CH)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 19.-23. Oktober 2024

Ort: Paris (F)

ZAGG

DER BRANCHENTREFFPUNKT MIT RELEVANTEN GASTRO-TRENDS

Datum: 20.-23. Oktober 2024

Ort: Luzern (CH)

IFAS

Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Zürich (CH)

Swiss Nurse Leaders - Jubiläumskongress

Unter dem Titel «How to eat an elephant – 360° of Leadership & Management in Nursing» steht im Kongressprogramm unsere Profession als Pflegekader im Zentrum.

Datum: 24.-25. Oktober 2024

Ort: Lugano (CH)

Food Packaging Forum (FPF)

Achieving safe and sustainable food packaging: Where are we now?

Datum: 28. Oktober 2024

Ort: Zürich (CH)

Kommunikations-Summit

Entdecken Sie am Kommunikations Summit eine Welt, in der Marketing im Gesundheitssektor neu definiert wird.

Datum: 29. Oktober 2024

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Texcare International

Das Zentrum der globalen Wäscherei-, Reinigungs- und Textilservicebranche.

Datum: 06.-09. November 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

SVG-Symposium

Impulse und Gespräche

Datum: 06. November 2024

Ort: Zürich (CH)

5. Future Food Symposium

 «Made in Switzerland - Gute Partnerschaften für mehr Ernährungssouveränität»

Datum: 08. Februar 2024

Ort: Online-Event (CH)

Medica

Die Weltleitmesse der Medizinbranche

Datum: 11.-14. November 2024

Ort: Düsseldorf (D)

St. Galler Demenz-Kongress

«Dementia Care im Wandel der Zeit – Weiterdenken erwünscht?»

Datum: 13. November 2024

Ort: St.Gallen (CH)

AUTOMA+

Pharmaceutical Automation and Digitalisation Congress 2024

Datum: 18.-19. November 2024

Ort: Zürich (CH)

Swiss Abilities

Die Messe mit Impulsen für ein selbstbestimmtes Leben.

Datum: 29.-30. November 2024

Ort: Luzern (CH)

Heimtextil

Weltweit führende Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien

Datum: 14.-17. Januar 2025

Ort: Frankfurt am Main (D)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Zürich (CH)

LOGISTICS & AUTOMATION

Schweizer Fachmesse für Logistik und Transport

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Zürich (CH)

Pro Sweets Cologne

Internationale Zulieferer der Snack- und Süsswarenbranche

Datum: 02.-05. Februar 2025

Ort: Köln (D)

BioFach

Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel

Datum: 11.-14. Februar 2025

Ort: Nürnberg (D)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 11.-14. Februar 2025

Ort: Nürnberg (D)

HealthEXPO

Gesundheit, New Health Care und Zukunftsform

Datum: 22. Februar 2025

Ort: Basel (CH)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für gedruckte Elektronik

Datum: 25.-27. Februar 2025

Ort: München (D)

ZHAW-IFM Day

Der IFM-Day der ZHAW findet als Begegnungstag für FM-Ausbildung und FM-Praxis statt.

Datum: 07. März 2025

Ort: Wädenswil (CH)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: Stuttgart (D)

INTERNORGA

Leitmesse für den Ausser-Haus-Markt

Datum: 14.-18. März 2025

Ort: Hamburg (D)

Pro Wein

Internationale Fachmesse für Weine und Spirituosen

Datum: 16.-18. März 2025

Ort: Düsseldorf (D)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 17.-18. März 2025

Ort: Berlin (D)

Gastia

Die Fach- und Erlebnismesse für Gastfreundschaft

Datum: 23.-25. März 2025

Ort: St.Gallen (CH)

HR Festival Europe

Fachmesse für HRM, trainings to business und Corporate Health

Datum: 25.-26. März 2025

Ort: Zürich (CH)

Trendtage Gesundheit Luzern

Die TGL sind die führende nationale Plattform für Trends und Perspektiven im Gesundheitswesen.

Datum: 26.-27. März 2025

Ort: Luzern (CH)

SWISS eHEALTH FORUM

Pusher der Digitalisierung im Gesundheitswesen

Datum: 27. - 28. März 2025

Ort: Bern (CH)

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 31. März.-04. April 2025

Ort: Hannover (D)

FutureHealth Basel

Accelerating the healthcare system

Datum: 07. April 2025

Ort: Basel (CH)

Altenpflegemesse

Leitmesse für die Pflegewirtschaft

Datum: 08.-10. April 2025

Ort: Nürnberg (D)

DMEA

Connecting Digital Health

Datum: 08.-10. April 2025

Ort: Berlin (D)

Lebensmitteltag

Die führende schweizerische Lebensmittelfachtagung von bio.inspecta und SQS

Datum: 10. April 2025

Ort: Luzern (CH)

Schoggifestival

Das Schoggifestival geht in die dritte Runde!

Datum: 12.-13. April 2025

Ort: Zürich (CH)

TUTTOFOOD

Internationale B2B-Messe für Food & Beverage

Datum: 05.-08. Mai 2025

Ort: Mailand (I)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 06.-09. Mai 2025

Ort: Stuttgart (D)

SBK Kongress

Kongress vom Berufsverband der diplomierten Pflegefachpersonen der Schweiz

Datum: 07.-08. Mai 2025

Ort: Bern (CH)

ICV Gesundheitstagung Schweiz

Controlling im Spannungsfeld von Innovation, Kostenmanagement und digitaler Transformation.

Datum: 13. Mai 2025

Ort: St. Gallen (CH)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Hannover (D)

Vorsorge-Symposium

Fachmesse 2. Säule sowie ein Vorsorge-Symposium

Datum: 04.-05. Juni 2025

Ort: Zürich (CH)

Swiss Medtech

Mastering Complexity

Datum: 25. Juni 2025

Ort: Bern (CH)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

AM Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 09.-10. September 2025

Ort: Luzern (CH)

Swiss Medtech Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 09.-10. September 2025

Ort: Luzern (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 16.-18. September 2025

Ort: Basel (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23.-25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

Anuga

Weltweite Ernährungsmesse für Handel und Gastronomie/Ausser-Haus-Markt

Datum: 04.-08. Oktober 2025

Ort: Köln (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

igeho

Internationale Branchenplattform für Hotellerie, Gastronomie, Take-away und Care

Datum: 15.-19. November 2025

Ort: Basel (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Swissbau

Führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft

Datum: 20.-23. Januar 2026

Ort: Basel (CH)

aqua pro

B2B-Plattform in der Schweiz für Fachkräfte des globalen Wasserkreislaufs

Datum: 04.-06. Februar 2026

Ort: Bulle (CH)

analytica

Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 24.-27. März 2026

Ort: München (D)

PFLEGE PLUS

Die Fachmesse PFLEGE PLUS bringt Fachbesucher mit ausstellenden Unternehmen, Branchenverbände sowie Experten des Pflegemarkts zusammen.

Datum: 05.-07. Mai 2026

Ort: Stuttgart (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 20.-21. Mai 2026

Ort: Zürich (CH)

MedtecLIVE with T4M

Fachmesse für die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik

Datum: 05.-07. Juni 2026

Ort: Stuttgart (D)

Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 23.-26. März 2027

Ort: Köln (D)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 2028

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis