OmniPHR : a Blockchain based interoperable architecture for personal health records

Abstract

Os avanços na Tecnologia da Informação trouxeram muitos benefícios para a área da saúde, especialmente para o armazenamento digital dos registros de saúde dos pacientes. No entanto, ainda é um desafio ter um ponto de vista unificado do histórico de saúde dos pacientes, porque normalmente os dados de saúde estão espalhados por diferentes organizações de saúde. Além disso, existem vários padrões para esses registros, alguns deles abertos e outros proprietários. Normalmente, os registros de saúde são armazenados em bancos de dados dentro das organizações e raramente se têm acesso externo. Essa situação se aplica principalmente aos casos em que os dados dos pacientes são mantidos pelas organizações de saúde, conhecidos como EHR (Electronic Health Record). No caso do PHR (Personal Health Record), no qual os pacientes podem gerenciar seus registros de saúde, eles geralmente não têm controle sobre seus dados armazenados nos bancos de dados das organizações. Mesmo com padrões de dados de saúde adotados, os pacientes muitas vezes precisam explicar diversas vezes suas informações de saúde quando são atendidos em locais diferentes. Esse problema dificulta a adoção do PHR. Desse modo, vislumbramos dois desafios principais no contexto de PHR: primeiro, como os pacientes podem ter uma visão unificada de seus registros de saúde dispersos e, segundo, como os profissionais de saúde podem acessar dados atualizados sobre seus pacientes, mesmo que as mudanças ocorram em outros lugares. A contribuição científica consiste em propor um modelo de arquitetura baseado em Blockchain para suportar um PHR distribuído, onde os pacientes possam manter seu histórico de saúde unificado, a partir de qualquer dispositivo e em qualquer lugar. Da mesma forma, a contribuição científica para os profissionais de saúde busca promover a possibilidade de interconexão dos dados dos pacientes entre as organizações de saúde. A metodologia consiste em propor e prototipar um modelo de aplicativo chamado OmniPHR (Omni de onipresente) como um modelo distribuído para integrar os PHRs. Para avaliar o modelo, o método inclui avaliar desempenho da rede, interoperabilidade e integração semântica de diferentes padrões de saúde, usando um banco de dados real de pacientes anonimizados. As avaliações demonstram a viabilidade do modelo na manutenção de registros de saúde distribuídos em um modelo de arquitetura que promove uma visão unificada do PHR com escalabilidade da solução. Como resultado, avaliamos os dados de saúde processados em diferentes padrões, representados por openEHR e HL7/FHIR. O OmniPHR demonstrou a viabilidade de fornecer interoperabilidade semântica através de uma ontologia padrão e PLN (Processamento de Linguagem Natural). Embora 12% dos registros de saúde ainda precisem de intervenção manual na conversão, apresentamos uma maneira de obter os dados originais de diferentes padrões em um único formato. Avaliamos a implementação do nosso modelo usando o conjunto de dados de mais de 40.000 pacientes adultos anonimizados de dois bancos de dados de hospitais. Testamos a distribuição e reintegração dos dados para compor uma única visão dos registros de saúde. Além disso, analisamos o modelo avaliando um cenário com 10 super nós e milhares de sessões concorrentes transacionando operações em registros de saúde simultaneamente, resultando em um tempo médio de resposta abaixo de 500 ms. O Blockchain implementado em nosso protótipo atingiu a disponibilidade de 98%. Como contribuição, o OmniPHR apresenta uma visão unificada, semântica e atualizada de PHR para pacientes e profissionais de saúde. Os resultados foram promissores e demonstraram a possibilidade de subsidiar a criação de inferências sobre possíveis problemas de saúde do paciente e a prevenção de problemas futuros.