L'Institut national des technologies de l'information et de la communication (NTIC, Président :Hideyuki Tokuda, Doctorat.), Centre des sciences de la santé de Kochi (KHSC, Directeur :Yasuhiro Shimada) et les équipes collaboratrices ont développé un système de sauvegarde de données sécurisé dans un réseau de 800 km reliant les serveurs de données à Kochi, Osaka, Nagoya, Otemachi et Koganei, Japon, en utilisant des technologies de partage de secrets et de communications sécurisées, et a démontré le stockage distribué des dossiers médicaux et la restauration rapide des articles importants, tels que les dossiers de prescription et les informations sur les allergies, via une liaison satellite dans un délai aussi court que 9 sec.

Cette technologie serait utile pour le soutien médical dans les situations de catastrophe ainsi que pour le partage et le croisement des dossiers médicaux entre divers hôpitaux dans des situations ordinaires. Les résultats seront présentés lors de la session de communication quantique le 16 décembre au Symposium international UE-USA-Japon sur la technologie quantique 2019 qui s'est tenu à Kyoto, Japon.

Fond

Lors du grand tremblement de terre de l'est du Japon en 2011, de nombreuses institutions médicales ont été détruites et des serveurs de données contenant des dossiers médicaux ont été emportés par les eaux du tsunami. Il a ensuite été reconnu que les dossiers médicaux devraient être sauvegardés dans des endroits éloignés en toute sécurité pour de telles éventualités. En cas de soins d'urgence après un sinistre, des examens médicaux et des traitements devraient être administrés à de nombreuses personnes en peu de temps. Pendant ces périodes, il est nécessaire de restaurer rapidement un minimum d'éléments nécessaires pour profiler un patient, tels que les dossiers de prescription et les informations sur les allergies.

Les dossiers médicaux sont des renseignements personnels hautement confidentiels. Par conséquent, la sauvegarde des dossiers médicaux doit être protégée par des techniques de sécurité appropriées. Par ailleurs, si la sauvegarde est conforme à un format de données standardisé commun, ils peuvent être partagés et référencés par de nombreuses institutions médicales pour éviter les examens dupliqués et les médicaments excessifs ainsi que pour développer de nouvelles technologies médicales.

Jusque là, aucune technique n'a été disponible qui satisfasse à toutes ces exigences à la fois.

Réalisations

Nous avons combiné le partage de secrets et des technologies de communication sécurisées pour réaliser un système de sauvegarde de données sécurisé et démontré le stockage distribué des dossiers médicaux et la restauration rapide des éléments importants, tels que les dossiers de prescription et les informations sur les allergies, via une liaison satellite. Ce système est appelé Système de protection de l'intégrité et de la confidentialité à long terme des soins de santé (H-LINCOS).

Ce H-LINCOS a été implémenté dans un réseau de 800 km reliant les serveurs de données de KHSC, et les points d'accès d'un banc d'essai de réseau de R&D haut débit appelé JGN exploité par les NTIC, qui sont situés à Osaka, Nagoya, Otemachi, et Koganei (voir Figure 1). Pour réaliser un contrôle d'accès hautement sécurisé au H-LINCOS, des fonctions d'authentification sont également implémentées, en utilisant les technologies de nouvelle génération de cryptographie à clé publique à sécurité quantique, qui devrait être sécurisé même contre les attaques informatiques quantiques.

Dans cette expérience, échantillons de données de dossiers médicaux de 10, 000 patients ont été pris en charge par KHSC, dont la taille totale des données était de 90 Go, converti au format de données normalisé pour l'échange d'informations médicales (SS-MIX), et stockées de manière distribuée dans le H-LINCOS. Dans la démonstration de récupération de données, nous avons supposé que la région de Kochi avait été endommagée par une catastrophe, et les liaisons de communication terrestres vers la région de Kochi ont été coupées. Dans ce scénario, une liaison satellite fournie par SKY Perfect JSAT a été introduite vers le H-LINCOS reliant les stations au sol à Yokohama et KHSC. Lors d'une requête pour un élément de données patient à partir d'un terminal dans KHSC, les données d'origine ont d'abord été restaurées dans le serveur de données de Koganei en combinant des éléments de données de deux serveurs de données à Osaka, Nagoya ou Otemachi. Les données restaurées ont ensuite été envoyées à la station au sol de Yokohama, relayé à la station sol KHSC via la liaison satellite, et enfin livré au terminal de KHSC.

Nous pourrions restaurer avec succès des éléments importants, tels que les dossiers de prescription et les informations sur les allergies, et les afficher sur un écran dans un délai aussi court que 9 secondes après la requête. Un temps d'attente autorisé pour l'acquisition d'informations en médecine d'urgence est généralement de 15 secondes. Notre résultat satisfait à ce critère. Notre technologie permet la livraison rapide d'informations médicales en cas de catastrophe. Il fournit également un moyen de partager et de croiser les dossiers médicaux entre divers hôpitaux dans des situations ordinaires.

Perspectives d'avenir

Nous allons encore améliorer les performances et la fiabilité du H-LINCOS. En particulier, nous analyserons les latences de communication et la congestion H-LINCOS lorsque la taille des données stockées et le nombre de terminaux connectés auxquels accéder augmentent. Nous étudierons également un soutien efficace aux soins de santé dans les situations de catastrophe en exploitant conjointement le H-LINCOS et le système d'information numérique sur les catastrophes pour la santé et le bien-être (D24H).