Luận văn thạc sĩ Hệ thống thông tin quản lý: Ứng dụng công nghệ chuỗi khối trong quản lý dữ liệu hiến noãn tại Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN ĐOÀN HỮU PHÚC

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUỖI KHỐI TRONG QUẢN LÝ DỮ LIỆU HIẾN NOÃN

TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Quản lý Mã số: 8340405

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2023

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đặng Trần Khánh - TS Lê Lam Sơn

KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT MÁY TÍNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin quản lý Mã số: 8340405

I TÊN ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUỖI KHỐI TRONG QUẢN LÝ DỮ LIỆU HIẾN NOÃN TẠI VIỆT NAM - PROPOSED IMPLEMENTATION OF BLOCKCHAIN IN VIET NAM'S OOCYTE DONATION DATA MANAGEMENT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Đề xuất và thực nghiệm một giải pháp dựa trên nền tảng chuỗi khối Hyperledger Fabric trong việc quản lý dữ liệu hiến noãn tại Việt Nam Từ đó hướng đến một môi trường chia sẻ dữ liệu y tế được minh bạch, toàn vẹn cho hệ thống y tế nói chung và ngành hiếm muộn tại Việt Nam nói riêng

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/02/2023

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/06/2023

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS ĐẶNG TRẦN KHÁNH – TS LÊ LAM SƠN

i LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được Luận văn thạc sĩ, tôi xin đặc biệt bày tỏ sự cảm kích tới PGS.TS Đặng Trần Khánh - TS Lê Lam Sơn Các Thầy đã định hướng, trực tiếp dẫn dắt và cố vấn cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học

Xin chân thành cảm ơn những khóa học, tài liệu và phương pháp nghiên cứu mà thầy đã chia sẻ trong quá trình học Thạc sĩ tại trường Đồng thời, thầy cũng là người luôn cho tôi những lời khuyên, khích lệ và thúc đẩy tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn này Một lần nữa, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy bằng tất cả tấm lòng và sự biết ơn của mình

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy cô trong khoa đã truyền đạt cho tôi những kiến thức nền tảng, là cơ sở để tôi phát triển và mài giũa những kỹ năng liên quan đến hệ thống thông tin và là tiền đề để tôi định hướng cho sự nghiệp sau này của mình

Tôi cũng muốn cảm ơn các đồng nghiệp tại Bệnh viện Mỹ Đức đã tạo điều kiện về thông tin, quy trình và cả thời gian để tôi có thể hoàn thành được Luận văn này Tôi cũng muốn bày tỏ sự cảm kích sâu sắc và chân thành nhất dành cho gia đình của mình

Trong quá trình thực hiện luận văn, dù có nhiều cố gắng hoàn thiện nhưng do khả năng, thời gian và đặc biệt kinh nghiệm về phân tích còn hạn chế, nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự góp ý chân thành từ quý Thầy Cô, nhầm bổ sung và hoàn thiện trong quá trình nghiên cứu tiếp theo

Xin chân thành cảm ơn

ii TÓM TẮT

Việc quản lý dữ liệu hiến noãn tại Việt Nam đang tồn tại rất nhiều bất cập Các đối tượng xấu thường lợi dụng tính thiếu kết nối, chia sẻ thông tin giữa các trung tâm hỗ trợ sinh sản để trục lợi Điều này dẫn tới nhiều nguy cơ và thiệt hại về vật chất lẫn tinh thần của bệnh nhân cần điều trị hiếm muộn Hiện nay, các cơ sở y tế đã đẩy mạnh số hóa, áp dụng nhiều hệ thống thông tin vào quy trình vận hành nhưng việc kiểm soát dữ liệu hiến noãn cần sực nỗ lực của nhiều cơ sở y tế với nhau Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chuỗi khối – blockchain gần đây, đã mở ra cơ hội để xây dựng một hệ thống trao đổi dữ liệu y tế an toàn, minh bạch và vẫn đảm bảo được tính bảo mật Trong phạm vi đề tài, tác giả thực hiện phát triển hệ thống chia sẻ dữ liệu dựa trên công nghệ chuỗi khối, sử dụng nền tảng Hyperledger Fabric phù hợp với bối cảnh quản lý dữ liệu hiến noãn tại Việt Nam Kết quả thực hiện là một mạng chuỗi khối với đầy đủ điều kiện bảo mật, an toàn Dữ liệu hiến noãn cũng được cập nhật liên tục, đầy đủ, đảm bảo được tính toàn vẹn và đáng tin cậy Kèm theo đó là các hợp đồng thông minh được triển khai tự động, tương ứng với các nghiệp vụ hiến noãn cần thiết, mà không cần thực hiện hay kiểm soát bởi một tổ chức thứ ba khác Với hệ thống chuỗi khối này, các trung tâm hỗ trợ sinh sản, hay chính cơ quan có thẩm quyền, có thể dễ dàng kết nối bằng chính ứng dụng quản lý tại chỗ của mình để tham gia vào hệ thống bằng các kết nối mở, thuận tiện

ABSTRACT

There are many shortcomings in the management of oocyte donation data in Vietnam Cheaters often take advantage of the lack of connection, sharing information between assisted reproductive centers for profit This leads to many risks and harms both physically and mentally for patients who need fertility treatment Currently, medical facilities have promoted digitization and applied many information systems to the operation process, but the control of oocyte donation data requires the greater efforts of many medical facilities together With the recent strong development of blockchain technology, the opportunity to build a safe, transparent and secure medical data exchange system has opened up Within the scope of the topic, the author develops a data sharing system based on blockchain technology, using the Hyperledger Fabric platform, which is suitable for the context of oocyte donation data management in Vietnam The result is a blockchain network with full security and safety conditions The oocyte donation data is also updated continuously, fully, ensuring its integrity and reliability Accompanying that are smart contracts that are automatically deployed, corresponding to the necessary oocyte donation operations, without the need for implementation or control by another third party With this blockchain system, fertility centers, or the authorities themselves, can easily connect with their own on-site management application to participate in the system with open connections

iii LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn đề tài “Ứng dụng công nghệ chuỗi khối trong quản lý dữ liệu hiến noãn tại Việt Nam” là công trình nghiên cứu mà bản thân tôi thực hiện trong thời gian qua dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đặng Trần Khánh - TS Lê Lam Sơn

Dữ liệu được sử dụng trong bài là dữ liệu công khai trên Internet và được cho phép sử dụng Những thông tin mà tôi phân tích đều đảm bảo khách quan, trung thực và chưa được công bố dưới bất kì hình thức nào Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có sự không trung thực trong thông tin sử dụng trong công trình nghiên cứu này

Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Tác giả Luận văn

Nguyễn Đoàn Hữu Phúc

iv

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Lý do hình thành đề tài 1

1.1.1 Nhu cầu từ xã hội 1

1.1.2 Tồn tại từ hệ thống quản lý dữ liệu hiến noãn tại cơ sở y tế 2

1.2 Mục tiêu 4

1.3 Giới hạn và đối tượng nghiên cứu 4

1.4 Cấu trúc trình bày của luận văn 5

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 6

2.1 Giới thiệu về hiếm muộn và hoạt động hiến noãn 6

2.1.1 Mô hình hoạt động của một Trung tâm hiếm muộn 6

2.1.2 Điều trị hiếm muộn bằng phương pháp xin noãn tại Việt Nam 8

2.2 Mô tả các tính đặc thù của dữ liệu y tế 10

2.2.1 Dữ liệu bị phân tán và khác biệt về cấu trúc dữ liệu giữa các cơ sở y tế 10

2.2.2 Tính chính xác và toàn vẹn của dữ liệu 11

2.2.3 Tính bảo mật trong dữ liệu y tế 11

2.2.4 Sự khởi đầu của công cuộc trao đổi dữ liệu y tế 12

2.3 Công nghệ chuỗi khối – Blockchain 13

2.3.1 Các đặc điểm chính của công nghệ chuỗi khối 13

2.3.2 Sơ lược về hợp đồng thông minh 15

2.3.3 Ưu thế của hợp đồng thông minh 16

2.3.4 Tình trạng ứng dụng chuỗi khối trong y tế hiện nay 16

2.3.5 Điểm nổi bật khi áp dụng công nghệ chuỗi khối vào mô hình trao đổi dữ liệu y tế 17

2.3.6 Điều cần cân nhắc khi áp dụng nền tảng chuỗi khối trong dữ liệu y tế 18

2.3.7 Các yêu cầu kỹ thuật khi ứng dụng vào lĩnh vực chăm sóc sức khỏe 21

2.4 Các nền tảng công nghệ chuỗi khối hiện nay 21

2.4.1 So sánh các nền tảng ứng dụng chuỗi khối 22

2.4.2 Giới thiệu nền tảng công nghệ chuỗi khối Hyperledger fabric 23

2.4.3 Các thành phần chính trong Hyperledger Fabric 24

v

2.5 Các đề tài ứng dụng chuỗi khối đã thực hiện trong lĩnh vực y tế 25

2.5.1 Ứng dụng chuỗi khối cho việc bảo tồn sinh sản trong thành phố thông minh 25

2.5.2 Ứng dụng chuỗi khối để truy dấu mẫu tinh trùng Eggschain 27

2.5.3 Ứng dụng hợp đồng thông minh trong trao đổi dữ liệu y tế 27

2.6 Phương pháp thực hiện 28

2.6.1 Trình tự thực hiện một hệ thống thông tin 28

2.6.2 Xác định yêu cầu từ các đơn vị hỗ trợ sinh sản 29

2.6.3 Thiết kế và Thực nghiệm hệ thống trên nền tảng Hyberledger fabric 29

CHƯƠNG 3 MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐỀ XUẤT 31

3.1 Mô tả ngữ cảnh ứng dụng tại Việt Nam 31

3.1.1 Các tổ chức tham gia vào mạng 31

3.1.2 Cơ chế đạt đồng thuận của hệ thống 32

3.1.3 Quy trình nhân viên y tế kiểm tra thông tin người hiến noãn 35

3.1.4 Quy trình vận chuyển phôi được tạo bởi noãn hiến 36

3.1.5 Quy trình cập nhật quyền được hiến của người hiến noãn 38

3.2 Mô tả kiến trúc hệ thống chuỗi khối 39

3.2.1 Tổng quát về kiến trúc hệ thống 39

3.2.2 Mô tả trình tự hoạt động trong chuỗi 41

3.2.3 Mô tả các thành phần để khởi tạo 43

3.2.4 Mô tả hạ tầng kết nối 48

CHƯƠNG 4 HIỆN THỰC MÔ HÌNH ĐỀ XUẤT 50

4.1 Khởi tạo hệ thống chuỗi khối 50

4.1.1 Thiết lập môi trường hệ thống 50

4.1.2 Khởi tạo các thành phần của hệ thống 51

4.2 Kết quả hiện thực trên ứng dụng 52

4.2.1 Thao tác với ứng dụng 52

4.2.2 Trực quan hóa dữ liệu trên chuỗi bằng Hyperledger Explorer 54

4.2.3 Thêm một tổ chức mới vào kênh đang có 55

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 57

5.1 Kết luận 57

vi

5.2 Đóng góp của nghiên cứu 575.3 Hạn chế của nghiên cứu 57TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

vii DANH MỤC VIẾT TẮT

viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mô tả hệ thống Hỗ trợ sinh sản Mỹ Đức 3

Hình 1.2 Mô tả cách thức người cho noãn vi phạm luật định 3

Hình 2.1 Quy trình mô tả các bước quản lý khám và điều trị hiếm muộn 6

Hình 2.2 Sơ đồ mô tả các ứng dụng thông tin theo quy trình khám hiếm muộn 7

Hình 2.3 Mô tả hệ thống lưu trữ phi tập trung 14

Hình 2.4 Cấu trúc mô tả các ứng dụng chuỗi khối trong y tế 17

Hình 2.5 Sơ đồ ra quyết định liệu công nghệ chuỗi khối có phù hợp để giải quyết bài toán đưa ra hay không 20

Hình 2.6 Các điểm nổi bật của nền tảng Hyperledger Fabric 24

Hình 2.7 Mô tả về mô hình ứng dụng chuỗi khối liên kết cho ngân hàng noãn của tác giả Da-Yin Liao 26

Hình 2.8 Công ty giải pháp chuỗi khối Eggschain và Chuỗi phòng khám BOSTON IVF 27

Hình 2.9 Các bước hợp đồng thông minh được thực thi theo mơ hình của Ray Hales Hylock 28

Hình 2.10 Sơ đồ thực hiện một giải pháp hệ thống thông tin theo mô hình thác nước do Royce đề xuất 29

Hình 2.11 Mô tả các thành phần trong hệ thống thực nghiệm 30

Hình 3.1 Mô phỏng hệ thống mạng chuỗi khối quản lý dữ liệu hiến noãn 31

Hình 3.2 Ngữ cảnh tương tác với hệ thống quản lý noãn trên nền tảng chuỗi khối tại một cơ sở y tế 32

Hình 3.3 Sơ đồ minh họa cách một giao dịch được xác nhận trên hệ thống 33

Hình 3.4 Sơ đồ mô tả mô hình một hệ thống sắp xếp - Solo 34

Hình 3.5 Sơ mô tả mô hình đa hệ thống sắp xếp triển khai trên Raft 34

Hình 3.6 Quy trình thực hiện kiểm tra tiêu chuẩn người hiến noãn 35

Hình 3.7 Quy trình kiểm tra tiêu chuẩn người hiến noãn cải tiến thêm với hệ thống chuỗi khối 36

Hình 3.8 Quy trình vận chuyển mẫu phôi đông lạnh được tạo từ noãn hiến 37

Hình 3.9 Quy trình vận chuyển mẫu phôi đông lạnh khi được tích hợp vào hệ thống chuỗi khối 38

Hình 3.10 Quy trình cập nhật thông tin điều trị của người xin noãn 38

ix

Hình 3.11 Quy trình cập nhật thông tin điều trị người xin noãn sau khi tích hợp

với chuỗi khối 39

Hình 3.12 Mô tả mô hình hệ thống chuỗi khối giữa các cơ sở y tế 40

Hình 3.13 Minh họa các thành phần của một điểm (node) trong chuỗi khối 41

Hình 3.14 Mô phỏng trình tự thực thi một giao dịch trên hệ thống 42

Hình 3.15 Định dạng chứng thực số cho người dùng khi tham gia vào chuỗi 43

Hình 3.16 Mô tả hạ tầng mạng cho các thành phần trong chuỗi 48

Hình 3.17 Mô tả hình thức kết nối giữa ứng dụng và hệ thống chuỗi khối qua REST API 49

Hình 4.1 Kết quả xem chi tiết thông tin người hiến noãn theo mã căn cước 52

Hình 4.2 Kết quả thực thi tới máy chủ API 53

Hình 4.3 Giao diện tạo mới người hiến noãn 53

Hình 4.4 Kết quả tạo mới Nguyên Thi C vào hệ thống thành công 54

Hình 4.5 Bảng thông tin các thành phần trên hệ thống 54

Hình 4.6 Minh họa các khối lưu các mã hash lẫn nhau, đảm báo tính không thể sửa đổi trên sổ cái 55

Hình 4.7 Sau khi thêm thành công, bảng thông tin sẽ tính số 'node' là 3 55

x

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các thành phần của một hệ thống thông tin trong bệnh viện 2

Bảng 2.1 Các mức độ bảo mật dữ liệu được phân loại trong một bệnh án điện tử 12

Bảng 2.2 Bảng tóm tắt các điểm khác biệt giữa các nền tảng chuỗi khối trong việc phát triển ứng dụng sức khỏe 23

Bảng 3.1 Mô tả các thông tin cần quản lý của người hiến noãn 47

Bảng 4.1 Các thành phần của hạ tầng phát triển hệ thống 50

Bảng 4.2 Các thành phần của ứng dụng phía người dùng 51

1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI

1.1.1 Nhu cầu từ xã hội

Hiện nay, trong lĩnh vực Hỗ trợ sinh sản đã có kỹ thuật giúp một phụ nữ (người nhận) có thể có thai với noãn của phụ nữ khác (người cho) Kỹ thuật này được thực hiện thành công ở Việt Nam từ năm 1999 do bác sĩ Vương Thị Ngọc Lan và cộng sự thực hiện [1] Trong kỹ thuật này, người cho sẽ được sử dụng thuốc kích thích buồng trứng và chọc hút noãn Noãn sau đó sẽ được thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm với tinh trùng của chồng người nhận Nếu phôi tiếp tục phát triển và làm tổ trong tử cung, người nhận có thể mang thai và sinh nở như bình thường

Song song với những thành tựu về y học, tại Việt Nam cũng đã ban hành quy định về xin cho noãn để đảm bảo quyền lợi cho công dân Cụ thể tại Nghị định 10/2015/NĐ-CP ngày 28 tháng 01 năm 2015 – “Quy định về sinh con bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm và điều kiện mang thai hộ vì mục đích nhân đạo” có viết rõ như sau: “Người nhận noãn phải là người Việt Nam hoặc người gốc Việt Nam và là người vợ trong cặp vợ chồng đang điều trị vô sinh mà nguyên nhân vô sinh là do người vợ không có noãn hoặc noãn không bảo đảm chất lượng để thụ thai Tinh trùng, noãn của người cho chỉ được sử dụng cho một người, nếu không sinh con thành công mới sử dụng cho người khác Trường hợp sinh con thành công thì tinh trùng, noãn chưa sử dụng hết phải được hủy hoặc hiến tặng cho cơ sở làm nghiên cứu khoa học” Trong luật không coi noãn và tinh trùng là hàng hóa nên việc mua bán bị nghiêm cấm Việc cho và nhận noãn phải được xây dựng trên nguyên tắc bí mật, tự nguyện

Tuy nhiên, trong xã hội vẫn tồn tại hiện tượng xem noãn như một mặt hàng mua bán, thậm chí một số đối tượng đã lợi dụng để trục lợi Ngày 15/08/2014, báo Đời sống và Pháp luật có đưa tin về trường hợp ghi nhận mua bán noãn như sau: “Thảo khai nhận toàn bộ quá trình hành nghề môi giới mua bán trứng phụ nữ được khoảng ba năm nay Thảo cho biết, việc hành nghề mua bán trứng phụ nữ, ban đầu là do một người quen giới thiệu mối mua trứng cho những phụ nữ có chất lượng trứng kém, để phục vụ việc sinh con nhân tạo Do vậy, nhiệm vụ chính của Thảo là tìm các phụ nữ có độ tuổi từ 25 đến 40 tuổi để thực hiện các "giao dịch" Mỗi cuộc "giao dịch" thành công, Thảo đều nhận được các khoản hoa hồng xứng đáng Những phụ nữ bán trứng sẽ nhận được số tiền 20 đến 30 triệu đồng Qua thời gian hành nghề môi giới mua bán trứng phụ nữ, Thảo thường tìm gặp gỡ với các phụ nữ làm công nhân có hoàn cảnh kinh tế khó khăn, để tạo cơ hội cho họ có số tiền vài chục triệu đồng nếu ưng thuận bán trứng.” [2]

2

1.1.2 Tồn tại từ hệ thống quản lý dữ liệu hiến noãn tại cơ sở y tế

Tình trạng ứng dụng Công nghệ thông tin vào y tế gần đây đang được đẩy mạnh Các bệnh viện công được chia thành 3 nhóm tuỳ theo mức ứng dụng HIS (Hospital Information System), bao gồm: nhóm bệnh viện triển khai hệ thống thông tin bệnh viện ở mức cơ bản - BHIS (Basic Hospital Information System), nhóm triển khai hệ thống thông tin ở mức trung bình - IHIS (Intermediate Hospital Information System) và nhóm triển khai hệ thống thông tin ở mức toàn bệnh viện - THIS (Total Hospital Information System) [3]

Bảng 1.1 Các thành phần của một hệ thống thông tin trong bệnh viện

Trong Bảng 1.1, các thành phần của hệ thống HIS như CIS (Clinical Information System) và LIS (Laboratory Information System) là hai thành được sử dụng chính tại một Trung tâm hiếm muộn CIS đóng vai trò quản lý dữ liệu thăm khám, các lịch sử điều trị, sử dụng thuốc của bệnh nhân Trong khi đó, LIS chịu trách nhiệm lưu giữ các kết quả nuôi cấy phôi học và nam khoa Các hệ thống này đều được triển khai tích hợp, có tính kế thừa dữ liệu Thông tin được giao tiếp xuyên suốt giữa các bộ phận trong Trung tâm hiếm muộn

Thực tế cho thấy, việc ứng dụng hệ thống thông tin tại từng cơ sở y tế được đẩy mạnh nhưng thiếu tính đồng bộ và liên kết với nhau Theo kết quả khảo sát Hình 1, tại hệ thống Đơn vị Hỗ trợ sinh sản Mỹ Đức, hiện nay đã mở rộng gần năm đơn vị trải dài từ khu vực Miền Đông đến Miền Trung (Đà Nẵng) Hình thành được chuỗi hệ thống hoạt động nhưng hệ thống dữ liệu tại cơ sở này chưa được liên kết với nhau Dữ liệu điều trị bị phân tán và độc lập gây khó khắn trong việc duy trì thông tin thăm khám của bệnh nhân tại hệ thống, đồng thời cũng làm hạn chế sự kiểm tra dữ liệu cho nhân viên y tế khi cần

3

Hình 1.1 Mô tả hệ thống Hỗ trợ sinh sản Mỹ Đức

Ngoài ra, các đối tượng xấu sẽ lợi dụng hạn chế tích hợp dữ liệu giữa các cơ sở y tế để trục lợi, được mô tả trong Hình 1.1 Như đã nói ở trên, việc mua bán noãn không những có thể gây nguy cơ mất an toàn cho bệnh nhân mà còn gây thiệt hại về kinh tế do bị kẻ gian chiếm đọat tài sản Các Đơn vị Hỗ trợ sinh sản tại các bệnh viện cũng không đủ cơ sở để xét duyệt điều kiện hiến noãn của người hiến, phòng ngùa rủi ro Được biết, một trong những lý do không triển khai đồng bộ dữ liệu là vì tốn kém và độ khó về mặt triển khai các ứng dụng quản lý dữ liệu y tế Các bệnh viện đơn vị đều muốn sở hữu dữ liệu cho riêng mình nhằm mục đích quản lý và nghiên cứu Vì thế, các giải pháp chia sẻ dữ liệu tập trung trở nên không khả thi khi tiếp cận theo phương thức này Ngoài ra, tính toàn vẹn của dữ liệu cũng là một vấn đề được đặt ưu tiên hàng đầu, dữ liệu của bệnh nhân phải được bảo vệ, không cho phép chỉnh sửa vì sự an toàn và minh bạch

Hình 1.2 Mô tả cách thức người cho noãn vi phạm luật định

4

Ngoài ra, một nghiên cứu đã được thực hiện để tìm ra thực trạng quản lý thông tin hiến nhận tinh trùng, noãn tại các Trung tâm Hỗ trợ sinh sản năm 2018 ở Việt Nam Nghiên cứu tiến hành bằng cách đánh giá của cán bộ y tế về việc thực hiện quy trình hiến nhận tinh trùng, noãn tại các trung tâm hỗ trợ sinh sản Trong đó, đối tượng và phương pháp là nghiên cứu mô tả cắt ngang định lượng và định tính, số liệu thứ cấp Mỗi trung tầm gồm năm cán bộ gồm: lãnh đạo bệnh viện, lãnh đạo trung tâm, trưởng phòng Công nghệ thông tin, bác sĩ điều trị và điều dưỡng trưởng tại 23 trung tâm hỗ trợ sinh sản Kết quả:

• Có 21/23 trung tâm tiếp nhận bệnh nhân hiến tinh trùng, 23/23 tiếp nhận hiến nhận noãn 100% bệnh viện có phần mềm quản lý bệnh viện, chỉ có 9 trung tâm có phần mềm riêng quản lý hiến nhận noãn, tinh trùng, 7 đơn vị quản lý bằng vân tay và nhận diện khuôn mặt Tại trung tâm, không chia sẻ thông tin vôi các đơn vị khác

• Đánh giá của cán bộ y tế: 100% cán bộ cho rằng không thu thập được thông tin về giấy chứng nhận khám bệnh di truyền và thần kinh 30,3% cho rằng việc kiểm tra trùng lặp khách hàng hiến tặng được thực hiện tốt tại trung tâm 16,2% thực hiện bình thường và hơn 50,5% cho rằng trung tâm có thực hiện kiểm tra trùng lặp nhưng chưa hiệu quả

Tác giả đã kết luận rằng: Cần xây dựng phần mềm thống nhất cho các Trung tâm Hỗ trợ sinh sản để đảm bảo thực hiện theo đúng luật định

Từ những nhu cầu từ xã hội và tồn tại từ hệ thống quản lý dữ liệu y tế, tác giả

muốn đề xuất triển khai với đề tài “Ứng dụng công nghệ chuỗi khối vào quản lý dữ liệu hiến noãn tại Việt Nam”

• Tìm hiểu các quy định pháp luật và quy trình quản lý dữ liệu hiến noãn tại các trung tâm hiếm muộn ở Việt Nam

• Tìm hiểu các yêu cầu về dữ liệu y tế và các lợi thế từ công nghệ chuỗi khối ứng dụng trong y tế

• Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ chuỗi khối để cải tiến quy trình hiến noãn hiện tại

• Tiến hình thực hiện thực nghiệm và đánh giá kết quả

1.3 GIỚI HẠN VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

5

Tác giả thực hiện một mô hình thử nghiệm dựa trên bối cảnh hoạt động của hệ thống chuỗi IVFMD – Đơn vị hỗ trợ sinh sản Mỹ Đức, gồm các cơ sở chưa được liên kết dữ liệu

Do giới hạn về thời gian, tác giả chỉ tập trung vào dữ liệu hiến noãn do tính cấp thiết từ xã hội và nhu cầu quản lý Ngoài ra, các dữ liệu chạy thử nghiệm sẽ được tạo giả lập và có sự kiểm soát từ phía Đơn vị hỗ trợ sinh sản Mỹ Đức

1.4 CẤU TRÚC TRÌNH BÀY CỦA LUẬN VĂN

Nội dung của luận văn được trình bày trong năm chương như sau: • Chương 01: Mở đầu

Trong chương này, tác giả trình bày các lý do dẫn đến hình thành đề tài nghiên cứu, cũng như mục tiêu và phạm vi của luận văn đề cập đến

• Chương 02: Tổng quan

Tác giả trình bày tóm tắt thông tin về bối cảnh nghiên cứu như mô hình hoạt động của các trung tâm hiếm muộn và quy trình quản lý dữ liệu cho noãn Kế đến, tác giả cũng đề cập các công nghệ sẽ được sử dụng để đạt mục tiêu nghiên cứu như Công cụ sơ đồ hóa quy trình BPMN, công nghệ chuỗi khối Blockchain, hợp đồng thông minh SmartContract Phần cuối, là điểm qua một số nghiên cứu có liên quan đã được thực hiện

• Chương 03: Mô tả kiến trúc hệ thống

Chương 04 sẽ bao gồm nội dung chính như mô tả quy trình quản lý dữ liệu hiến noãn cải tiến so với quy trình hiện tại Từ đó, tác giả tiến hình đề xuất hệ thống thông tin dựa trên nền tảng chuỗi khối

• Chương 04: Hiện thực kết quả

Tác giả thực hiện mô tả chi tiết các biết hiện thực thực nghiệm trên nền tảng Hyberledger Fabric Cũng trong chương này, tác giả sẽ trình bày minh họa một số bước cơ bản trong hệ thống

• Chương 05: Kết luận và kiến nghị

Cuối cùng, tác giả trình bày một số điểm được kết lại sau khi tiến hành thực hiện nghiên cứu Thông qua nghiên cứu, tác giả cũng tiến hành đưa ra kiến nghị cho các các vấn đề có thể mở rộng thực hiện

6

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HIẾM MUỘN VÀ HOẠT ĐỘNG HIẾN NOÃN

2.1.1 Mô hình hoạt động của một Trung tâm hiếm muộn

2.1.1.1 Chức năng và nhiệm vụ

Trung tâm hiếm muộn, hay ở một vài bệnh viện còn được gọi là Đơn vị hỗ trợ sinh sản, có chức năng và nhiệm vụ được mô tả theo Hình 2.1 từ kết quả khảo sát của tác giả:

- Khám, chẩn đoán, tư vấn, điều trị các trường hợp vô sinh, hiếm muộn, thực hiện tất cả các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản hiện thế giới đang áp dụng

- Khám, chẩn đoán, tư vấn, điều trị và thực hiện các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản cho các cặp vợ chồng mang bệnh lý di truyền hoặc có bất thường về gen, nhiễm sắc thể… giúp họ sinh con khỏe mạnh theo phương pháp khoa học

- Nghiên cứu khoa học, tham gia đào tạo, bồi dưỡng chuyển giao công nghệ về lĩnh vực hỗ trợ sinh sản và hợp tác quốc tế trong lĩnh vực chuyên môn Đội ngũ cán bộ, y bác sĩ

- Trung tâm Hỗ trợ sinh sản có đội ngũ cán bộ, y bác sĩ, chuyên viên sinh học, kỹ thuật viên giỏi chuyên môn, nhiều năm kinh nghiệm, thuần thục các thao tác kỹ thuật, tỉ mỉ và chính xác, tận tâm với người bệnh

Hình 2.1 Quy trình mô tả các bước quản lý khám và điều trị hiếm muộn

7

Các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản của một Trung tâm hiếm muộn đang thực hiện: - Bơm tinh trùng vào buồng tử cung (IUI)

- Thụ tinh trong ống nghiệm (IVF)

- Tiêm tinh trùng vào bào tương trứng (ICSI) - Thu nhận tinh trùng từ mào tinh (PESA, TESE)

- Thu nhận tinh trùng từ vi phẫu tinh hoàn (MICRO TESE)

- Đông phôi theo phương pháp thủy tinh hóa, hỗ trợ phôi thoát màng, chuyển phôi đông lạnh…

2.1.1.2 Các ứng dụng hỗ trợ hoạt động thăm khám và điều trị hiếm muộn

Tại một trung tâm hiếm muộn có rất nhiều hoạt động diễn ra theo tiến trình điều trị của bệnh nhân Toàn bộ quá trình thăm khám, đều được hỗ trợ bởi hệ thống thông tin Qua khảo sát tại Trung tâm hỗ trợ sinh sản IVFMD, có thể liệt kê một số ứng dụng tương ứng với các bước thực hiện tại Hình 2.2:

- IVFMD Mobile app: Phần mềm đặt lịch hẹn khám Nền tảng sử dụng: Mobile và Web App Mô tả chi tiết: Có thể ngồi tại nhà, bệnh nhân đăng ký tài khoản và sử dụng app để đặt lịch hẹn khám, bộ phận CRM – Frontline sẽ chăm sóc nhóm bệnh nhân đặt trước này để xác nhận lịch hẹn

Hình 2.2 Sơ đồ mô tả các ứng dụng thông tin theo quy trình khám hiếm muộn

- IVFMD Patient Declaration: Phần mềm khai báo thông tin bệnh nhân Nền tảng sử dụng: Web Application Mô tả chi tiết: Bệnh nhân đến quầy nhận bệnh, sẽ thực hiện nhập thông tin theo mẫu trong trường hợp chưa có thông tin trên hệ thống Bộ phận Frontline chịu trách nhiệm hỗ trợ

- IVFMDSmart: Phần mềm quản khám lý tại Đơn vị hỗ trợ sinh sản Nền tảng sử dụng: Desktop Application Mô tả chi tiết: Bệnh nhân sẽ được ghi nhận thông tin khám trên phần mềm IVFMDSmart Trong phòng khám, các bác sĩ,

- IVFMD Document Management app: Phần mềm sao chụp hồ sơ Nền tảng sử dụng: Tablet application Mô tả chi tiết: Các giấy tờ pháp lý, kết quả y tế của bệnh nhân sẽ được số hóa bằng phần mềm sao chụp, nhân viên y tế (bác sĩ, nữ hộ sinh) có thể xem lại khi cần tại bất kỳ vị trí nào

- IVFMD Injection Management app: Phần mềm quản lý tiêm thuốc HTSS Nền tảng sử dụng: Tablet Application Mô tả chi tiết: Trong quá trình điều trị, bệnh nhân sẽ được quản lý lịch tiêm thuốc hỗ trợ sinh sản bằng phần mềm, giúp đảm bảo tiêm đúng theo phác đồ và loại thuốc tại phòng tiêm của bệnh viện

- IVFMD Patient Identification app: Phần mềm nhận diện bệnh nhân phòng lưu bệnh Nền tảng sử dung: Mobile Application Mô tả chi tiết: Khi bệnh nhân chuẩn bị thủ thuật, tại phòng lưu bệnh, bệnh nhân sẽ được Hộ lý/ Nữ hộ sinh thực hiện nhận diện bệnh nhân qua thẻ đeo để đối chiếu thông tin, loại thủ thuật đảm bảo tính an toàn

- IVFMD Patient Identification: Phần mềm nhận diện bệnh nhân phòng thủ thuật Nền tảng sử dụng: Desktop Application Mô tả chi tiết: Trước khi bắt đầu thủ thuật, bệnh nhân được xác nhận với nhân viên y tế (NHS, Bác sĩ) về thông tin thủ thuật trước khi thực hiện, bao gồm cả thông tin (hình phôi) trước khi được chuyển

- IVFMDLabo: Phần mềm theo dõi phôi Nền tảng sử dụng: Desktop Application Mô tả chi tiết: Trong phòng labo, điều kiện vô trùng, các chuyên viên phôi học sử dụng máy tính bảng để ghi nhận toàn bộ quy trình nuôi cấy, trữ lạnh và rã phôi của bệnh nhân

- IVFMD KPIs: Phân hệ quản lý báo cáo Nền tảng sử dụng: Desktop Application Mô tả chi tiết: Nhân viên y tế từ các bộ phận khác nhau, theo dõi báo cáo từ phần mềm để thực hiện quản lý kết quả điều trị từ đó đề xuất các cải tiến để nâng cao chất lượng dịch vụ và điều trị

2.1.2 Điều trị hiếm muộn bằng phương pháp xin noãn tại Việt Nam

2.1.2.1 Khuyến cáo y khoa theo thế giới và tại Việt Nam

Theo báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) năm 2010 tỷ lệ vô sinh trung trên thế giới bình là 6-12%, vô sinh do nam 35%, do nữ 37%, do cả 2 vợ chồng

Tại Việt Nam, theo Nghị định 10/2015 của Chính phủ: “Tinh trùng, noãn của người cho chỉ được sử dụng cho một người, nếu không sinh con thành công mới sử dụng cho người khác”

Trên thế giới, tại các Trung tâm Hỗ trợ sinh sản (TTHTSS) có quy trình quản lý khách hàng cho nhận noãn/ tinh trùng bằng bệnh án điện tử theo quy định của pháp luật nhưng chưa thấy có sự liên kết giữa các TTHTSS trong cùng quốc gia hay giữa các quốc gia

2.1.2.2 Tiêu chuẩn người cho noãn theo quy định tại Việt Nam

Theo tìm hiểu từ quy định tại hệ thống IVFMD [4], một số hướng dẫn cụ thể cho nhân viên ye tế khi thực hiện công việc kiểm tra tiêu chuẩn người hiến noãn tại đây như sau:

Tối thiểu 18 tuổi, không có giới hạn trên của độ tuổi cho noãn Tuy nhiên tuổi lý tưởng có thể là 25-30, đã có quan hệ tình dục Nếu đã sinh con thì hiện tại không cho con bú

Không có quan hệ họ hàng với người chồng

Không bị bệnh di truyền ảnh hưởng đến tính mạng và phát triển của trẻ sinh ra Nếu xét nghiệm công thức máu cho thấy có dấu hiệu nghi ngờ thiếu máu nhược sắc hồng cầu nhỏ do bệnh Thalassemia, cần tư vấn tìm người cho khác hoặc tư vấn về nguy cơ trẻ sinh ra mang gen lặn của Thalassemia nếu người nhận vẫn muốn lấy noãn của người cho này

Không mắc bệnh tâm thần (hay bệnh khác) mà ảnh hưởng đến khả năng nhận thức, làm chủ hành vi của mình

Trong gia đình, không có ai bị bệnh di truyền hoặc tâm thần

Không nhiễm HIV Các trường hợp dương tính với xét nghiệm HBsAg, anti HCV, BW sẽ được tư vấn, thuyết phục tìm người cho khác Xét nghiệm HIV của người cho noãn nên thực hiện lần 2 vào thời điểm 3 tháng sau ngày chọc hút noãn Một số xét nghiệm khác nếu cho thấy có bệnh lý bất thường cũng cần tư vấn cho người nhận cân nhắc đổi người cho noãn khác như đái tháo đường, bệnh lý tuyến giáp,

10

Cam kết chưa từng cho noãn tại các trung tâm TTTON khác

Nếu đã từng cho noãn tại IVFMD thì có thể tiếp tục cho người khác nếu: Người nhận đã sử dụng hết phôi trữ lạnh tạo thành từ noãn người cho mà không sinh con thành công và hiện tại không có thai

IVFMD có quyền ngưng điều trị bất kỳ lúc nào nếu phát hiện người cho và/hoặc nhận noãn đã biết nhưng vẫn cố tình vi phạm các điều kiện này, kể cả khi noãn phôi đã được tạo thành cũng sẽ bị huỷ

2.2 MÔ TẢ CÁC TÍNH ĐẶC THÙ CỦA DỮ LIỆU Y TẾ

2.2.1 Dữ liệu bị phân tán và khác biệt về cấu trúc dữ liệu giữa các cơ sở y tế

Dữ liệu y tế được số hóa có tiềm năng rất lớn đối với hệ thống sức khỏe hiện nay Các thông tin được số hóa bao gồm các chẩn đoán của người bệnh, lịch thăm khám, điều trì và cả các xét nghiệm, chẩn đoán hình ảnh của bệnh nhân Tuy nhiên, dữ liệu số hóa này đang tồn tại ở rất nhiều cấu trúc khác nhau do được quản lý bởi các phần mềm khác nhau tại các cơ sở y khoa, dẫn đến dữ liệu y tế được số hóa không thể dùng để tương tác giữa các hệ thống [5] Thực vậy, người bệnh thực hiện rất nhiều các điều trị ở các trung tâm y tế khác nhau, vậy nên, việc dữ liệu điều trị được lưu trữ phân tán khắp nơi tại các cơ sở y tế Điều này dẫn đến một kết cục đang buồn, chính là kết quả điều trị của người bệnh sẽ kém hiệu quả và mang đến một trải nghiệm không tốt khi tham gia vào hệ thống chăm sóc sức khỏe vì thiếu liền mạch Các nhân viên y tế cũng cảm thấy khó khăn hơn rất nhiều khi không thấy được toàn bộ lịch sử khi thực hiện điều trị cho bệnh nhân Và tất yếu, các chỉ định không cần thiết về cận lâm sàng sẽ không được sàng lọc, gây lãng phí cho hệ thống chăm sóc sức khỏe và chính bệnh nhân Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc chia sẻ dữ liệu điều trị của bệnh nhân sẽ tăng đáng kể về hiệu quả điều trị và giảm nguy cơ sai sót khi thực hiện một liều trình điều trị mới Bên cạnh đó, sự gia tăng của khám bệnh từ xa gần đây rất đáng kể, từ đó gia tăng nhu cầu về một mô hình chưa sẻ dữ liệu bệnh nhân được an toàn và hiệu quả Hiện nay, tại Việt Nam chưa triển khai được một mô hình chia sẻ dữ liệu giữa các cơ sở y tế từ cấp nhỏ đến lớn nhất Để thực hiện được điều này cần sự tham gia từ phía chính quyền, tìm kiếm sự ủng hộ từ các nhà ban hành luật cũng như nhận thức được tồn tại của hệ thống dữ liệu y tế hiện nay Nếu cứ tiếp tục thả lỏng việc số hóa dữ liệu một cách không có chiến lược cụ thể, thì việc dữ liệu có thể sử dụng để tương tác giữa các hệ sẽ khó thực hiện được

Khó khăn này không chỉ tồn tại ở Việt Nam mà còn phổ biến ở các quốc gia phát triển Điển hình là tình trạng thiếu tương tác giữa các hệ thống EMR ở nước này Chính quyền Canada đã tiêu tốn khoản 1,2 tỷ đô-la Mỹ để thành lập trung tâm sức khỏe quốc gia Canada, bộ phận đang giao trách nhiệm phát triển hệ thống EMR cho đất nước Họ phối hợp với các tổ chức học thuật, để đưa ra các hướng dẫn khi triển khai EMR tại các hệ thống chăm sóc khỏe liên bang Tuy nhiên, do việc chấp thuận sử dụng EMR tại mỗi bang lại khác biệt nhau nên tình trạng

11

thiếu một tiêu chuẩn chung vẫn không giải quyết được Dữ liệu y tế vẫn rơi vào tình trạng phân tán và thiếu tính kết nối

2.2.2 Tính chính xác và toàn vẹn của dữ liệu

Rất nhiều công nghê mới được đề xuất để giải quyết vấn đề này, nhưng vẫn còn vấp phải sự bảo thủ của một số đông nhân viên y tế Rất nhiều chuyên gia y tế không tin vào kết quả của dữ liệu trên máy tính và máy tính bảng được cung cấp cho họ, thay vào đó họ tin vào các ghi chép cá nhân của mình bằng viết và giấy Chính vì thế dữ liệu y tế luôn trong tình trạng đối mặt với nguy cơ bị mất dữ liệu, gặp các lỗi về kỹ thuật của máy tính và là chủ đề bảo mật luôn được nhắc tới khi đem ra thảo luận giữa các hội đồng số hóa dữ liệu y tế [6] Bên cạnh đó, cũng có rất nhiều nhà quản lý các cơ sở y tế quyết định dấn tới trong việc triển khai hồ sơ y tế điện tử EMR, tuy vậy, cũng rất nhiều chuyên gia y tế gặp khó khăn trong việc làm quen với phần mềm và sử dụng chúng đúng cách, từ đó họ lại muốn quay về với công cụ vốn dĩ quen thuộc từ bao năm qua: viết và giấy Các thất bại này dẫn tới tiêu tốn rất nhiều nguồn lực và dẫn tới phát sinh lượng dữ liệu không sử dụng được và nhiều lỗi

Các nhà chức trách luôn mong muốn một viễn cảnh có thể quản lý dữ liệu điện tử của người dân một cách thuận tiện Ở đó, các bên tham gia trong ngành chăm sóc sức khỏe có thể chia sẻ dữ liệu cho nhau một cách dễ dàng hơn, minh bạch hơn và có độ tin cậy cao Từ đó bệnh nhân cũng có thể tham gia một phần vào việc quản lý dữ liệu sức khỏe cá nhân của mình Các chuyên gia tin rằng với các công nghệ mới hiện nay thì tính toàn vẹn của dữ liệu, khả năng chống can thiệp chỉnh sửa, dữ liệu có độ tin cậy cao và không cần thêm sự giám sát của các bên thứ ba sẽ sớm được thực hiện trong tương lai sắp tới

2.2.3 Tính bảo mật trong dữ liệu y tế

Dữ liệu y tế của bệnh nhân có thể bao gồm các dữ liệu trong nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng, và bệnh sử trong hợp đồng bảo hiểm, cũng như các dữ liệu được tạo ra từ các thiết bị chăm sóc sức khỏe Các dữ liệu này tập trung phát sinh liên tục trong quá trình điều trị tại các cơ sở y tế Tùy vào loại dữ liệu điện tử mà cấp độ về bảo mật dữ liệu được yêu cầu cam kết khác nhau

Ngược lại, một số thông tin không nhầm định danh một cá nhân cụ thể thì có mức bảo mật tháp hơn như là giới tính, tuổi, thói quen ăn uống và tình trạng vận động Các dữ liệu này không quá nhạy cảm để có thể chia sẻ với các tổ chức mong muốn được tiếp cận với nguồn dữ liệu sức khỏe [7] Chính vì thế, việc phân tách thành các cấp độ bảo mật cho dữ liệu y tế là tối cần thiết, đây cũng là cơ sở để phân loại các loại dữ liệu khác nhau trong cấu trúc của một bệnh án điện tử Các chuyên gia gợi ý việc phân mức độ bảo mật của dữ liệu theo: độ nhạy cảm của dữ liệu, đánh giá khả năng cần tiếp cận và nhu cầu cần được bảo mật theo từng cấp độ người dùng Từ đó có thể tạm chia thành ba nhãn cấp bậc cho dữ liệu y tế như sau: Cần được bảo mật, trung bình và thấp Chi tiết theo Bảng

12

2.1, là các loại dữ liệu có trong bệnh án điện tử và được gán nhãn cấp độ bảo mật

Bảng 2.1 Các mức độ bảo mật dữ liệu được phân loại trong một bệnh án điện tử

2.2.4 Sự khởi đầu của công cuộc trao đổi dữ liệu y tế

Chính việc triển khai hồ sơ sức khỏe điện tử đóng vai trò quan trong trong công tác thúc đẩy hình thành trao đổi dữ liệu Đã từng có sự triển khai rộng lớn trong các tổ chức sức khỏe quanh đối với hồ sơ sức khỏe điện tử trên toàn lãnh thổ nước Mỹ do đạo luật HITECH (Health Information Technology for Economic and Clinical Health) ban hành năm 2009 Nhưng bản thân đạo luật này lại thiếu đi tính nhất quán giữa các hệ thống y tế Đã từng có sự thảo luận trong hội đồng liên bang tại Mỹ về chủ đề sử dụng hiệu quả nguồn dữ liệu y tế, đồng thời xúc tiến trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống y khoa, tuy nhiên nỗ lực này lại không được tiến hành mạnh mẽ Điểm thiếu sót chính là các hướng dẫn được ban hành mô tả rất thiếu chi tiết về các tiêu chuẩn đề ra, từ đó dẫn đến các tổ chức y tế tiến hành thực hiện theo nhiều phương pháp khác nhau để có thể đáp ứng được yêu cầu Bên cạnh đó, một số tổ chức y tế lớn lại dành nguồn lực để thúc đẩy trao đổi dữ liệu trong bản thân hệ thống của họ nhiều hơn, khoản cách về thông tin lại ngày càng được gia tăng giữa các hệ thống y tế lớn

Việc triển khai gặp nhiều khó khăn, thế nhưng, đã có một số ít các tổ chức sức khỏe đáng tin cậy đã thực hiện trao đổi dữ liệu y tế theo mô hình hiện đại, cụ thể là họ thực hiện trao đổi các dữ liệu lâm sàng của bệnh nhân trên dữ liệu đã được số hóa Một mô hình trao đổi dữ liệu y tế hiện đại được định nghĩa trên cơ sở dữ liệu được điện tử hóa bao gồm các dữ liệu về ghi chép lâm sàng, các kết quản xét nghiệm và cả dữ liệu chưa được cấu trúc rõ ràng Cấp độ tiến hành của các mô hình trao đổi này phụ thuộc rất lớn vào hệ thống công nghệ của các tổ chức khỏe tham gia vào Điển hình như vùng vịn biển California tại Mỹ đã tiên phong thành lập mạng lưới trao đổi dữ liệu vùng Họ thiết lập một tiêu chuẩn cho độ tin cậy về

Nhiều giải pháp công nghệ đã được đưa ra để giải quyết những tồn động cho mô hình trao đổi dữ liệu hiện đại, tuy nhiên các giải pháp này được đánh giá khả thi cao nhưng triển khai như một tiêu chuẩn chung thì lại thất bại Có quá nhiều sự tùy chỉnh liên quan đến độ lớn, cũng như nguồn lực để đáp ứng quá tốn kém đối với một tổ chức sức khỏe, chỉ để tham gia vào mô hình trao đổi dữ liệu hiện đại Bên cạnh đó là thiếu sự đồng thuận từ cấp độ quốc gia đối với các tổ chức khi thực hiện triển khai trao đỗi dữ liệu với nhau Từ đó, cũng thấy được lúc đó, các nhà cầm quyền cũng gặp phải sự lúng túng và mơ hồ trong việc lập kế hoạch và thực thi nó trên phạm vi toàn quốc Vào tháng 4 năm 2021, ông Micky Trpathi, điều phối viên của tổ chức thông tin sức khỏe quốc gia của Mỹ đã phát động một lần nữa để kêu gọi thực thi chuyển đổi toàn bộ các ghi chép giấy, diễn giải y khoa và các dữ liệu phi cấu trúc thành một tiêu chuẩn chung thông công nghệ học máy và xử lý ngôn ngữ tự nhiện Ông cũng đề ra một tương lai tích cực cho người bệnh rằng họ có thể tự do quyết định trên cơ sở dữ liệu y tế của mình, khi họ có nhu cầu chia sẻ chúng cho một tổ chức sức khỏe nào đó

2.3 CÔNG NGHỆ CHUỖI KHỐI – BLOCKCHAIN

2.3.1 Các đặc điểm chính của công nghệ chuỗi khối

Theo kết quả công bố tại tạp chí Khoa học và công nghệ, công nghệ chuỗi khối có những đặc trưng sau [8]:

- Một cơ sở dữ liệu phân tán

Thông tin tổ chức trên một blockchain được tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu (CSDL) phân tán CSDL blockchain không được lưu trữ ở duy nhất một vị trí nào mà được lưu trú trên các block của hệ thống nhưng có liên kết logic với nhau một cách công khai, dễ kiểm chứng Không có một phiên bản tập trung nào của CSDL này tồn tại, nên hacker cũng chẳng có cơ hội nào để tấn công nó Về mặt vật lý, CSDL của blockchain được lưu trú bởi hàng triệu máy tính cùng lúc, dữ liệu của nó có thể truy cập bởi bất cứ người nào trên Internet

14

Cơ sở dữ liệu phi tập trung phân chia khối lượng công việc trên nhiều máy tính và sử dụng các thuật toán phức tạp để cân bằng các yêu cầu gửi đến và gửi đi để có thời gian phản hồi tốt nhất Loại cơ sở dữ liệu này rất hữu ích khi có nhu cầu lưu trữ nhiều dữ liệu trong cơ sở dữ liệu hơn là có thể được lưu trữ vật lý trên một máy tính vật lý Các bit – như tệp nhật ký, dữ liệu được ghi lại bằng cách theo dõi các lần nhấp qua trong ứng dụng và dữ liệu được tạo ra bởi Internet of Things – chồng chất và cần được lưu trữ ở đâu đó Chúng cũng thường được gọi là cơ sở dữ liệu phân tán

Chúng ta có sự phân biệt khác nhau giữa hai khái niệm này qua định nghĩa của nó [9]:

Dữ liệu phi tập trung: Không tồn tại hệ thống lưu trữ tập trung, Các máy

chủ lưu trữ dữ liệu khác nhau đều có quyền ghi chép và có thể cùng cung cấp dữ liệu, và các máy chủ đều phải trong trạng thái kết nối với nhau như mô tả ở Hình 2.3

Hình 2.3 Mô tả hệ thống lưu trữ phi tập trung

Dữ liệu phân tán: là hệ thống lưu trữ trên nhiều máy chủ khác nhau,

quyền kiểm soát vẫn mang tính tập trung

Tính phi tập trung thường bị nhầm lẫn là chỉ dừng lại ở việc lưu trữ dữ liệu ở nhiều nơi Theo anh Nguyễn Việt Dinh - Admin nhóm Diễn đàn phổ cập Blockchain: “Vậy đặc tính phi tập trung (Decentralized) được thể hiện ở 2 khía cạnh trong 1 hệ thống blockchain: 1 Việc xác nhận các giao dịch (tạo block); 2 Việc thiết lập, thay đổi giao thức đồng thuận.”

- Tính bền vững của chuỗi khối

Bằng cách lưu trữ những khối thông tin giống nhau trên mạng lưới của mình, do đó blockchain không thể: - Bị kiểm soát bởi bất kỳ một thực thể nào; - Không có

- Một mạng lưới các nút

Một mạng lưới các nút tính toán tạo thành blockchain là các máy tính được kết nối với mạng với nhau, sử dụng client để thực hiện nhiệm vụ xác nhận và chuyển tiếp các giao dịch Nút sẽ nhận được một bản sao của blockchain, được tải tự động khi tham gia mạng lưới blockchain Các nút này cùng nhau tạo ra một mạng lưới cấp 2 mạnh mẽ, một góc nhìn hoàn toàn khác về cách mà Internet có thể hoạt động Mỗi nút là một “quản trị viên” của mạng blockchain và tự động tham gia vào mạng

- Ý tưởng về phân quyền

Theo thiết kế, blockchain là một công nghệ được phân quyền Bất cứ điều gì xảy ra trên đó đều là chức năng của mạng Nhờ tạo ra cách mới để xác nhận giao dịch mà những khía cạnh của thương mại truyền thống có thể trở nên không cần thiết Ví dụ như những giao dịch trên thị trường chứng khoán có thể thực hiện cùng lúc trên Blockchain, hoặc có thể lưu trữ tài liệu giống như sổ đỏ, hoàn toàn công khai Và sự phân quyền đã trở thành hiện thực

- Tăng cường bảo mật

Nhờ lưu trữ dữ liệu trên mạng của mình, blockchain loại bỏ những rủi ro đi kèm với dữ liệu được tổ chức tập trung Trên Internet thì chúng ta dựa vào hệ thống username/password để bảo vệ danh tính và tài sản của mình trên mạng, nhưng với cách làm này hệ thống vẫn có nhiều khả năng bị rủi ro Còn phương pháp bảo mật của blockchain sử dụng công nghệ mã hóa với cặp khóa public/private Khóa public (một chuỗi dài các số ngẫu nhiên) là địa chỉ của người dùng trên blockchain Khóa private giống như mật khẩu, cho phép chủ sở hữu truy cập vào giao dịch hoặc các tài sản kỹ thuật số khác

2.3.2 Sơ lược về hợp đồng thông minh

Hợp đồng thông minh (tiếng anh: Smart Contract, viết tắt SC) còn được biết đến với tên gọi “hợp đồng ảo” và có lịch sử phát triển tương đối phức tạp Trước đây, SC đã từng được định nghĩa hết sức đơn giản là những hợp đồng mà việc thực hiện các nội dung hợp đồng được tiến hành một cách tự động, hay là những thuật toán thực thi các điều khoản hợp đồng thông qua hệ thống máy tính [10]

16

Tuy nhiên, các định nghĩa này đã khiến giới nghiên cứu bối rối trong việc phân biệt SC trên nền tảng Blockchain ngày nay với dạng SC thông thường ẩn chứa trong hoạt động của các máy bán hàng tự động, trong các giao dịch hàng ngày hàng giờ diễn ra trên thị trường ngoại hối hay thị trường chứng khoán, vốn dĩ xuất hiện từ rất lâu trong đời sống con người Ví dụ đơn giản nhất của dạng thức SC này chính là hoạt động của máy bán hàng tự động Bên mua sẽ thanh toán bằng cách nạp tiền vào “đầu nhận tiền” của máy, hệ thống xử lý của máy sẽ kiểm tra số tiền máy đã nhận và kích hoạt những “món hàng” tương thích với số tiền mà người mua đã nạp Nếu người mua chọn lựa trong số những món hàng khả dụng với số tiền đó thì hợp đồng được thực thi và ngược lại, sẽ bị từ chối Như vậy, hợp đồng này đã được tự động hóa việc thực thi khi các điều kiện được thỏa mãn nhờ một chương trình máy tính [9]

2.3.3 Ưu thế của Hợp đồng thông minh

Thứ nhất, SC không có sự phụ thuộc vào bên thứ ba đối với việc thi hành hợp đồng Việc loại bỏ bên trung gian sẽ làm giảm đáng kể tổng số tiền phải chi cho việc thực hiện hợp đồng Loại bỏ các nhà cung cấp bên thứ ba cũng có nghĩa là toàn bộ quá trình xác nhận và thực thi hợp đồng trở nên nhanh chóng khi người dùng trực tiếp giao dịch với nhau Ngoài ra, SC còn loại bỏ được các phản ứng thông thường như ngừng giao dịch, yêu cầu bồi hoàn hay liên hệ với các đơn vị trung gian [11]

Thứ hai, các điều khoản của hợp đồng sau khi được mã hóa lên hệ thống là không thể thay đổi Ngoài ra, không có bất kỳ sự can thiệp nào của con người vào SC trừ giai đoạn mã hóa bởi các lập trình viên/chuyên viên kỹ thuật Vì thế, người dùng tránh được nguy cơ bị lừa đảo, hay bị thay đổi nội dung hợp đồng Ngoài ra, dữ liệu nhập trên Blockchain còn được gắn nhãn thời gian và không thể thay thế được nên đã tạo được nền tảng hoạt động lý tưởng cho các hợp đồng vì bất cứ sự thay đổi nào về hợp đồng đều được ghi nhận lại thời gian và các phiên bản hợp đồng trước đều được lưu lại đầy đủ trên Blockchain Việc lưu trữ, cập nhật các phiên bản mới trong khi các phiên bản hợp đồng cũ được lưu lại và không thể sửa chữa đã giúp tạo ra bản tóm tắt các quy trình chính xác hơn và thúc đẩy các bên trung thực hơn [8]

Thứ ba, SC tồn tại hoàn toàn trên hệ thống blockchain nên sẽ không gặp phải những vấn đề như cắt điện, hỏng hóc tại các mắt xích, v.v Không có nguy cơ đặt sai chỗ hoặc mất hợp đồng vì hợp đồng được lưu trên một sổ cái phân phối Điều này có nghĩa là mỗi thiết bị kết nối với mạng có một bản sao của hợp đồng và dữ liệu vẫn mãi mãi còn trên mạng [8]

2.3.4 Tình trạng ứng dụng chuỗi khối trong y tế hiện nay

Theo tổng hợp từ bài “The Use of Blockchain Technology in the Health Care Sector: Systematic Review” [12], chúng ta nhận thấy xu hướng nghiên cứu đang được chia thành các nhóm chính như sau: chủ đề về toàn vẹn dữ liệu (chiếm

17

41%), chủ đề kiểm soát quyền truy cập (chiếm 32%), chủ đề truy vết dư liệu (chiếm 18%), chủ đề phiên bản hóa dữ liệu (chiếm 6%) Cấu trúc các đặc điểm nghiên cứu được mô tả theo tính sử dụng và lý do sử dụng ở Hình 2.4:

Hình 2.4 Cấu trúc mô tả các ứng dụng chuỗi khối trong y tế

2.3.5 Điểm nổi bật khi áp dụng công nghệ chuỗi khối vào mô hình trao đổi dữ liệu y tế

Đã có nhiều sản phẩm và mô hình doanh nghiệp nổi bật gần đây là nhờ ứng dụng công nghệ chuỗi khối Các tổ chức này tận dụng sự linh động từ việc chia sẻ sổ cái, từ đó có thể trực tiếp theo dõi toàn bộ các giao dịch phát sinh trong chuỗi [13] Hơn thế nữa, nhờ vào chuỗi khối và các mạng lưới các nút trong chuỗi, các bên liên quan có thể không còn cần dùng đến các bên xác thực thứ ba để kiểm soát trong quá trình vận hành công việc Tuy vậy, đa số các ứng dụng đang xoay quanh vào mảng đồng tiền mã hóa hay tài sản số Thật tế lại cho thấy điều ngược lại, công nghệ chuỗi khối có thể ứng dụng mạnh mẽ và rộng hơn rất nhiều so với lĩnh vực tài chính, nơi được xem là đòn bẩy đưa công nghệ chuỗi khối gần gũi hơn đại đa số công chúng [14]

Công nghệ chuỗi khối được chứng minh có thể đóng góp vào các mô hình tổ chức tiên phong như là hệ thống trao đổi thông tin trong hệ thống sức khỏe được liên kết, hoặc không được liên kết (trong đó bao gồm các đối tượng trong hệ thống như là nhân viên y tế, các bệnh viện và phòng mạch) Các đặc tính như là mô hình chia sẻ sổ cái dữ liệu, tính toàn vẹn và sự tự động hóa trên toàn bộ các quá trình thực thi trong chuỗi, đã đáp ứng đầy đủ đối với các yêu cầu khắt khe của dữ liệu y tế vốn rất nhạy cảm khi thực hiện trao đỗi giữa các cá nhân và tổ chức Các tổ chức sức khỏe có thể dễ dàng đạt được lợi ích khi triển khai công nghệ chuỗi khối dù phải yêu cầu triển khai trên các nền tảng đám mây [12] Điều này được đảm bảo dựa trên hệ thống bảo mật được thiết kế ngay từ đầu, hệ thống có thể nhận ra và xác thực tất cả người dùng, sau đó kiểm tra quyền truy cập vào

18

bệnh án điện tử và lưu giữ toàn bộ lịch sử các hoạt động chia sẻ được tiến hành Công nghệ chuỗi khối đã đưa ra lời giải thật sự cho các tồn động trong mô hình trao đổi dữ liệu y tế Công nghệ này được triển khai an toàn và dễ nhân rộng, các bên tham gia vào chuỗi một cách độc lập mà không cần phải thông qua một bươc cấp phép, xác thực từ một đại diện cho phép trước đó

Một điểm phải nhắc tới khác là việc duy trì một mạng lưới phân tán cũng hạn chế được các tình huống gặp sự cố khi lưu giữ dữ liệu tại một nơi tập trung Các giao thức được mã hóa dựa trên nền tảng chuỗi khối cũng đảm bảo được tính bảo mật khi triển khai vào mạng máy tính [15] Với sức mạnh của các hợp đồng thông minh được nhúng vào trong hệ thống, các ràng buộc có thể được thực thi tự đồng mà không cần phải tốn thêm nguồn lực để kiểm soát và triển khai Công nghệ chuỗi khối được kỳ vọng sẽ là ứng dụng mang đến sự kết nối minh bạch giữa bệnh nhân, nhân viên y tế, bệnh viện và các tổ chức sức khỏe khác Ngoài ra, công nghệ chuỗi khối còn được tin tưởng khi được chọn làm công nghệ cốt lõi cho việc triển khai các mô hình trao đổi dữ liệu y tế, lưu trữ chúng và các công tác quản lý phát sinh

Tóm lại, các đặc điểm cốt yếu của cả bốn mô hình trao đổi dữ liệu có thể liệt kê như sau:

• Mô hình trao đổi trực tiếp (Direct exchange): Thông tin được trao đổi bởi các nhân viên y tế trực tiếp với nhau, trong đó người gửi và người nhận biết nhau rõ ràng trên một kết nối an toàn

• Mô hình truy vấn dữ liệu tập trung (Query-based exchange): Một kho dữ liệu tập trung được chia sẻ với các nhà cung cấp dịch vụ sức khỏe để có thể tìm thông tin mình cần Mô hình này cũng có thể mở rộng cho phép các tổ chức liên quan đến sức khỏe để tiếp cận

• Mô hình bệnh nhân tham gia (Patient mediated exchange): Mô hình trao đổi dữ liệu này cho phép bệnh nhân tham gia vào tạo ra và quản lý dữ liệu sức khỏe của họ trên Internet Nhờ vậy mà bệnh nhân có thể chia sẻ dữ liệu của họ cho các nhà cung cấp dịch vụ sức khỏe và theo dõi chúng • Mô hình chia sẻ trên nền tảng chuỗi khối (Blockchain-enabled exchange):

Một mô hình dữ liệu phân tán và đáng tin cậy Hệ thống này có thể giúp chia sẻ dữ liệu tự do bởi các điểm trong chuỗi Mô hình này cũng cho phép dữ liệu được sự nhất quán và thông tin giữa bệnh nhân đến các tổ chức sức khỏe được đảm bảo an toàn với thông tin xác thực đầy đủ

2.3.6 Điều cần cân nhắc khi áp dụng nền tảng chuỗi khối trong dữ liệu y tế

Tính đến đầu năm 2017, có hơn 94% các bệnh viện tại Mỹ đã sử dụng các hệ thống dữ liệu y tế số hóa [4] Các hệ thống này sử dụng bệnh án điện tử (EMRs) để lưu trữ thông tin sức khỏe của bệnh nhân (ví dụ như các thông tin về nhân khẩu học, diễn tiến bệnh, kết quả xét nghiệm và báo cáo chẩn đoán hình ảnh) trong các định dạng số, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị và quản lý lịch sử bệnh án Ngoài ra, các nhân viên y tế còn áp dụng bệnh án điện tử vào các công cụ

19

thông minh để giúp họ ra quyết định y khoa được chính xác hơn Không dừng lại trong phạm vi bệnh viện, dữ liệu trong bệnh án điện tử còn được sử dụng trong các lịnh vực phát triển trí tuệ nhân tạo, các thử nghiệm lâm sàng, y tế từ xa Được kết quả thành công đến như vậy chính là nhờ việc kết hợp dữ liệu y tế được số hóa với sự chín muồi của các công nghệ trong kỷ nguyên cách mạng công nghệ lần thứ tư Chính vì được ứng dụng rộng rãi, nên bệnh án điện tử EMRs có nhu cầu gia tăng ngày càng nhiều theo mỗi năm trên các thị trường dữ liệu y khoa Đã có nhiều dự án được hình thành để tiến hành chia sẻ lượng bệnh án điện tử có được bằng các mạng lưới như mạng kết nối hình ảnh hoặc các mô hình trao đổi dữ liệu y tế hiện đại

Tuy vậy, việc chia sẻ dữ liệu y tế trên nền tảng tin vào một tổ chức thứ ba (TTP) cũng có những hạn chế về tính toàn vẹn và bị giới hạn về cấu trúc tương thích Hầu hết ở các hệ thống chia sẻ dữ liệu y tế bây giờ, đều sử dụng mô hình dữ liệu tập trung [16] Từ đây, các nguy cơ bị gián đoạn dịch vụ lưu trữ và truy vấn vẫn luôn tồn tại, đó là các tác động đến hệ thống lưu trữ tập trung này Một khi có một sự cố xảy ra đến bệnh án y khoa, rất khó để xác định xem các tổn thất về mặt dữ liệu như thế nào Chúng ta khó có thể đánh giá chính xác độ chính xác về mặt dự liệu, có không các dữ liệu bị mất đi, không còn toàn vẹn như bản gốc, thậm chí có thể dẫn đến bối cảnh xấu nhất đó chính là mất hoàn toàn dữ liệu mà chưa có một phương án dự phòng được đưa ra Thêm một yếu tố nữa cần được cân nhắc đó chính là khi dữ liệu được lưu trữ tập trung và trao đổi qua lại trên môi trường internet, luôn tiềm tàng khả năng có thể bị tiết lộ ra ngoài Dữ liệu y tế của một bệnh nhân có thể ảnh hưởng trực tiếp tới họ nếu bị tiết lộ, vì nó chứa đầy đủ các thông tin để biết người đó là ai [17] Chính vì những nguy cơ đuộc kể trên, tính bảo mật là một ưu tiên quan trong khi dữ liệu y tế muốn được thực hiện trao đổi qua lại giữa các tổ chức

Đối với việc chữa trị trong y khoa, dữ liệu y tế của một bệnh nhân phải tuyệt đối nhất quán và đáng tin cậy Một hệ thống đảm bảo đầy đủ tính nhất quán, bảo mật, đáng tin cậy phải được quan tâm ngay từ đầu để có thể vừa mang lại hiệu quả, vừa bảo vệ được bệnh nhân khỏi các phiền phức khi bị rò rỉ dữ liệu [18] Phương án sử dụng hệ cơ sở dữ liệu đã thể hiện mặt hạn chế của nó, hệ thống phi tập trung đã thể hiện có thể khắc phục được khuyết điểm này khi nó được bổ trợ rất nhiều bởi công nghệ chuỗi khối Tuy nhiên cũng có những vấn đề cần tham khảo trước khi áp dụng vào hệ thống bệnh án điện tử Đơn cử là trong quá trình đề xuất dữ liệu của bệnh nhân vào một điểm để đẩy dữ liệu vào hệ thống chuỗi khối, thông tin bệnh nhân có thể không được mã hóa ở giai đoạn này Thêm vào đó là giới hạn lưu trữ của từng khối, nếu dữ liệu quá lớn như là hình ảnh chẩn đoán y khoa thì không thể thực hiện được Chính vì thế, khi triển khai cũng cần cân nhắc xem có phù hợp với vấn đề dữ liệu cần được giải quyết hay không, các thang đo lường về hiệu quả và chi phí nguồn lực cũng cần được cân nhắc

Để có thể quyết định dễ hơn trong việc chọn lựa mô hình blockchain, tác giả Wüst and Gervais đã đưa ra sơ đồ Hình 2.5 để trả lời cho câu hỏi liệu công nghệ chuỗi khối có phù hợp để giải quyết bài toán chia sẽ dữ liệu bệnh án điện tử đưa

20

ra hay không Khởi đầu việc xây dựng hệ thống chia sẻ dữ liệu bệnh án điện tử, chúng ta cần một cơ sở dữ liệu có thể chia sẻ được Tuy vậy, giải pháp TTP như là một chứng chỉ xác thực giám sát toàn bộ quá trình chia sẻ, làm dẫn tới mối lo ngại bảo mật khác mà chưa giải quyết được Đó cũng là lý do mà giải pháp TTP không được ứng dụng để phát triển tiếp Mối quan tâm tiếp theo mà nhóm tác giả đặt ra đó là, hệ cơ sở dữ liệu này có cho phép nhiều tổ chức tham gia ghi nhận dữ liệu vào bệnh án điện tử hay không Nếu có thì các tổ chức trong hệ thống cần xác định xem họ chia sẻ bệnh án này cho ai, có cần quan tâm đến sự có mặt của các tổ chức khác trong hệ thống Để có thể tối ưu quyền này, một hệ thống chuỗi khối được cấp phép điều cần làm

Hình 2.5 Sơ đồ ra quyết định liệu công nghệ chuỗi khối có phù hợp để giải quyết bài toán đưa ra hay không

Một khía cạnh cần lưu ý khi áp dụng công nghệ chỗi khối đó chính là độ hiệu quả của hệ thống Các hệ thống chuỗi khối thể hiện kết quả thực hiện có độ trễ cao hơn nhiều khi được đem so với hệ cơ sở dữ liệu tập trung bởi vì chính các đồng thuận giữa các điểm trong chuỗi và thuận tóa đồng thuận được thực hiện [19] Tuy nhiên, vấn đề hiệu năng sẽ không phải là vấn đề to lớn khi có nhiều giải pháp đã được gợi ý cải tiến như là tự động hệ thống bằng các hợp đồng thông minh, các cơ chế đồng thuận tối giản hơn để cải thiện tốc độ xử lý và một phần giới hạn số điểm trong chuỗi do giới hạn về riêng tư Trái ngược với hệ thống phi tập trung, thì người quản lý cao cấp nhất sẽ quản lý cơ sở dữ liệu tập trung, chính vì thế, dữ liệu lưu trữ trong hệ thống có thể bị điều chỉnh hoặc xóa đi chỉ bởi vị trí quản lý này Trong khi đó, đối với hệ thống phi tập trung, việc chỉnh sửa dữ liệu đã lưu sẽ được yêu cầu bởi cơ chế đồng thuận đã được thông qua, từ đó cũng kiểm soát được quyền chỉnh sửa dữ liệu khi xác thực vào hệ thống Nhìn chung, một hệ thống chia sẻ dữ liệu trên nền tảng chuỗi khối sẽ đảm bảo được tính nhất quán cao nhất và lịch sử thực hiện rõ ràng Các bệnh án điện tử cũng có thể được chia sẽ mà không cần phải có sự chứng kiến của một bên thứ ba, điều mà cơ sở dữ liệu tập trung đang chưa làm được Cuối cùng, các yêu tố về rò rỉ dữ liệu và

21

đảm bảo quyền riêng tư dữ liệu khỏi các nguy cơ từ các đối tượng bên ngoài hệ thống cũng được loại bỏ

2.3.7 Các yêu cầu kỹ thuật khi ứng dụng vào lĩnh vực chăm sóc sức khỏe

Có rất nhiều yếu tố cần được xem xét khi chọn một công nghệ để phát triển trong lĩnh vực ứng dựng cho ngành chăm sóc sức khỏe Và riêng trong công nghệ chuỗi khối, để so sánh các nền tảng công nghệ khác nhau đòi hỏi phải có sự so sánh các yêu cầu kỹ thuật của chính các nền tảng đó yêu cầu, với các yêu cầu đặc thù của dữ liệu y tế Chúng ta biết ràng ở các lĩnh vực chăm sóc sứa khỏe khác nhau thì sẽ có những khác biệt nhất định, tuy vậy, vẫn sẽ có những yêu cầu chung luôn cần trong mọi lĩnh vực chăm sóc sức khỏe

Điểm cần lưu ý trước khi quyết định chọn công nghệ đó là thông lượng phát sinh trong các ứng dụng sức khỏe Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các ứng dụng trong y tế phải sẵn sàng đối mặt với các bài toán mở rộng và thông lượng phát sinh trong hệ thống ứng dụng [20] Cụ thể hơn, các giao dịch phát sinh hay chỉnh bản thân độ lớn của các điểm trong chuỗi là vấn đề mà một mạng lưới chuỗi khối cần kiểm soát Thứ hai, cơ chế đồng thuận là chủ đề được quan tâm kế đến, cơ chế này là cách thức mà một giao dịch được hệ thống trong chuỗi xác nhận trước khi chính thức được cập nhật thành một giao dịch hợp lệ Cơ chế này đưa ra yêu cầu mức tối đa có thể có của các điểm trong hệ thống, hoặc là lượng tối thiểu các điểm trong mạng Chính vì thế, cơ chế đồng thuận giữa các nền tảng chuỗi khối cũng là một cân nhắc quan trọng trước khi triển khai

Thêm vào đó, chi phí vận hành cũng là một khía cạnh không kém phần quan trong khi chọn lựa công nghệ chuỗi khối ứng dụng vào phát triển ứng dụng sức khỏe [21] Các nhà phát triển thường sẽ ưu tiên các giải pháp có chi phí thấp và kiểm soát được nó khi đưa vào triển khai Một giải pháp chuỗi khối sức khỏe nếu được phát triển trên một nền tảng có mức chi phí thấp hay thậm chí là không tốn phí, sẽ là một lựa chọn ưu tiên cho người dùng

Cuối cùng, nền tảng chuỗi khối cần phải dễ dàng để có thể phát triển các ứng dụng Các nhà lập trình thường quan tâm việc triển khai các hợp đồng thông minh như thế nào trên một nền tảng chuỗi khối Vào thời điểm sơ khai, có thể hợp đồng thông minh không phải là một tính năng thiết yếu của chuỗi khối nhưng tới thời điểm hiện tại, chúng được dùng thường xuyên và là cơ sở chính yêu để có thể tự động hóa các luật lệ được đồng thuận diễn ra trên chuỗi, điều mà cần đảm bảo khi triển khai trên một hệ thống y tế Hợp đồng thông minh được ua chuộng là bởi vì chúng được thiết kế dựa trên các thuộc tính quản lý tài sản Chính vì thế mà tính minh bạch và độ tin cậy được thừa hưởng khi được ứng dụng vào quản lý dữ liệu y tế Hợp đồng thông minh ở các nền tảng khác nhau sẽ khác nhau trong các ngôn ngữ lập trình và công cụ lập trình, đây cũng là một cân nhắc quan trọng khi muốn phát triển một ứng dụng trên nền tảng chuỗi khối trong thời gian dài

2.4 CÁC NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ CHUỖI KHỐI HIỆN NAY

22

2.4.1 So sánh các nền tảng ứng dụng chuỗi khối

Trong các nghiên cứu được công bố gần đây khi phát triển ứng dụng chuỗi khối trong y tế, có hai nền tảng chính được sử dụng để phát triển ứng dụng chính là: nền tảng Ethereum và Hyperledger Fabric Ngoài ra, nền tảng Bitcoin cũng được đưa vào so sánh với nhau trên các khía cạnh cần cho một hệ thống thông tin Đây chính là những thông tin cần thiết để các nhà phát triển và nghiên cứu có thể dựa vào để chọn nền tảng chuỗi khối phù hợp với công việc của mình [22]

Trong ứng dụng phát triển các giải pháp trong y tế, thì công nghệ bitcoin có phần lép vế hơn vì bị giới hạn chủ yếu vì lưu thông giao dịch trên chuỗi Chính việc không giới hạn số điểm tham gia vào chuỗi để thực hiện tham gia đào, đã ảnh hưởng đến khả năng mở rộng, cũng như là tốc độ và thông lượng số giao dịch có thể thực hiện Hạn chế này cũng bởi một phần do cơ chế đồng thuận của chính bản thân nền tảng bitcoin là PoW (Proof of Word) Có thể hình dung như sau, nếu một lệnh mã hóa bắt đầu với 30 kí tự số 0 ở đầu, thì sẽ có tới tận gần một tỷ khả năng để đoán ra số ‘nonce’ Bài toán tìm ra số nonce sẽ tốn rất nhiều tài nguyên tính toán, từ đó dẫn tới tốn nhiều chi phí vận hành Phần thưởng tiền số trên chuỗi chính là phần thưởng để các điểm trên chuỗi đánh đổi chi phí vận hành tham gia vào công cuộc tìm ra số nonce

Tuy vậy, như đã từng đề cập ở phần trước, các nhà phát triển chọn phát triển các ứng dụng y tế trên các nền tảng chuỗi khối không cần phải tốn các chi phí khi vận hành quá nhiều Bảng 3 đem đến thông tin chi tiết cho các so sánh được thực hiện với nền tảng Bitcoin Ta có thể nhận xét rằng có một hạn chế nữa của nền tảng Bitcoin những cũng không thiếu phần quan trọng, đó là lập trình viên không thể thực hiện các hợp đồng thông minh vào chuỗi khối, tính năng không thể thiếu trên các ứng dụng sức khỏe hiện nay Chính vì những yếu tố kể trên, nên sẽ dễ hiểu được lý do tại sao lại không thấy các sản phẩm sức khỏe được phát triển trên nền tảng Bitcoin cũng như các nền tảng chuỗi khối thuộc thế hệ đầu tiên

Như vậy, trong việc suy xét các nền tảng công nghệ chuỗi khối sẵn có, thế hệ tiếp theo là Ethereum vẫn có những hạn chế nhất định, nhưng vẫn có thể được sử dụng để phát triển các mạng được cấp quyền và thực thi đươc hợp đồng thông minh Một cách chi tiết thì nền tảng Ethereum vẫn có những đặc điểm tương tự như Bitcoin như là: các điểm vẫn tham gia vào xác nhận trong chuỗi và nhận phần thưởng là tiền mã hóa với tên Ether; Ethereum vẫn có khả năng chống lại tấn công khi cần sự đồng thuận với 51% và cơ chế đồng thuận là PoW (nguyên nhân dẫn đến thông lượng giao dịch vị giới hạn và tốn nhiều chi phí khi vận hành nó) Thêm vào đó, hợp đồng thông minh trên chuỗi Ehtereum chỉ có thể được viết bằng ngôn ngữ lập trình bậc cao Solidity Chính giới hạn này dẫn đến các nhà phát triển ứng dụng bắt buộc phải học thêm một ngôn ngữ lập trình mới có thể phát triển ứng dụng mong muốn

2.4.2 Giới thiệu nền tảng công nghệ chuỗi khối Hyperledger fabric

Lunix Foundation đã thành lập dự án Hyberledger vào năm 2015 để tăng khả năng ứng dụng công nghệ chuỗi khối vào các nền công nghiệp khác Nền tảng Hyperledger Fabric là một trong những sản phẩm trong dự án Hyperledger Với sự đóng góp của công ty IBM, Hyperledger Fabric đã bứt phá và trở thành một torng những nền tảng chuỗi khối nổi trội nhất tới hiện nay Hyperledger Fabric được biết tới như một mạng lưới chuỗi khối được kiểm soát hoàn toàn, một hệ thống được thiết kế phù hợp với các dữ liệu nhạy cảm và cần có tính bảo mật cao Các tính năng trên được IBM giới thiệu chi tiết qua Hình 2.6, được đăng chi tiết trên trang chủ giới thiệu về sản phẩm Hyperledger Fabric

24

Hình 2.6 Các điểm nổi bật của nền tảng Hyperledger Fabric

So với những nền tảng khác, sản phẩm Hyperdedger được đánh giá là một giải pháp phù hợp để phát triển các ứng dụng dành cho y tế [23] Một số khía cạnh nổi trổi của Fabric có thể kể đến:

• Quản lý truy cập: hệ thống có thể quản lý toàn bộ đối tượng và xác thực bất kỳ tài khoản người dùng nào truy cập vào hệ thống

• Đảm bảo tính bảo và riêng tư: Cho phép thực hiện các giao dịch bí mật riêng trên cùng một mạng lưới đã thiết lập

• Xử lý các giao dịch hiệu quả: Khả năng thực hiện các giao dịch được tách thành các tác vụ sắp xếp các giao dịch và xác nhận

• Hợp đồng thông minh linh hoạt: các ràng buộc có thể được mã hóa và thực thi theo từng loại giao dịch Hệ thống hợp đồng thông minh có thể tham gia định nghĩa các thông số hệ thống trên phạm vi toàn bộ kênh giao tiếp

• Thiết kế lắp ghép: Hệ thống cho phép triển khai theo kiến trúc lắp ghép để có thể linh hoạt quyết định theo từng chức năng và ý tưởng của người thiết kế

2.4.3 Các thành phần chính trong Hyperledger Fabric

Với khả năng tùy chỉnh của mình, nền tảng hyperledger fabric cũng có rất nhiều thành phần để các nhà phát triển có thể tùy chỉnh cho phủ hợp với giải pháp của mình [24],[25]:

- Tài sản (asset): Tài sản ở đây có thể hiểu rộngC ra ở tính hữu hình như là

(bất động sản và thiết bị) hoặc có thể vô hình (như là sở hữu trí tuệ và các hợp đồng có giá trị) Hyperledger Fabric cho phép thực hiện tùy chỉnh các thuộc tính của tài sản rồi sau đó được dùng trong các giao dịch trên chuỗi

- Hợp đồng thông minh (chaincode): là các chỉ dẫn để có thể điều chỉnh tài

sản trên hệ thống, có thể nó rằng nó còn là nguyên tác nghiệp vụ được thực