Использование блокчейна для борьбы с контрафактными лекарствами: обеспечение безопасности и прослеживаемости

Фармацевтические компании годами борются отслеживать свои продукты по цепочкам поставок, позволяя контрафактерам вводить фальшивые лекарства на рынок.

Для противодействия этой проблеме нужна новая система трассировки и отслеживания лекарств. Исследователи считают, что блокчейн может обеспечить технологическую основу для такой системы, потому что он может успешно отслеживать лекарства и помогать предотвратить циркуляцию фальшивых.

Прежде чем погрузиться в то, как блокчейн может стать решением, мы должны изучить источник проблемы.

Контрафактные лекарства

Контрафактные препараты определяются ВОЗ как «лекарства, производимые фальшиво, с неправильной маркировкой, низкого качества, скрывающие детали источника или личность и не соответствующие установленным стандартам».

Пока эти лекарства могут содержать некоторые настоящие ингредиенты, они также могут содержать токсичные ингредиенты на производственном уровне. При потреблении эти лекарства могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем.

Иногда производители контрафактных лекарств используют логотипы репутабельных компаний, чтобы позволить их продукту войти на рынок. Хотя это глобальная проблема, развивающиеся страны несоразмерно страдают от этого вопроса.

Контрафактные лекарства распространяются через очень сложную сеть, делая их трудными для обнаружения и удаления. Для предотвращения распределения контрафактных лекарств нужна система, способная трассировать и отслеживать доставку лекарств на каждом этапе. Блокчейн — последняя инновация, способная управлять сложной цепочкой поставок и отслеживать продукт на каждом этапе.

Применения блокчейна

Блокчейн был спроектирован для хранения лога транзакций Bitcoin. Он обеспечивает богатое реестровое ПО для хранения записей данных, которые являются логами транзакций, расположенными в нескольких блоках. Блокчейн-система собирает данные, связанные со временем, датой, ценой и участниками каждой транзакции.

Когда один блок информации меняется, все части обновляются соответственно, давая актуальную информацию для каждой транзакции.

При применении к фармацевтической цепочке поставок блокчейн предлагает электронный реестр, где каждый в сети может видеть и валидировать информацию транзакции.

Для создания безопасной системы управления цепочкой поставок лекарств предлагалось использование блокчейна с Hyperledger Fabric. Это реестровое ПО способно мониторить и отслеживать все части процесса доставки лекарств. Hyperledger Fabric может конфигурировать множественные базы данных мирового состояния для поддержания набора текущих значений, и при применении к фармацевтическому миру позволяет точно прослеживать лекарства независимо от их местоположения в мире.

Система DSCMR

Исследователи предложили систему управления цепочкой поставок и рекомендации лекарств на базе блокчейна и машинного обучения (DSCMR) для борьбы с контрафактными лекарствами. Сначала нужно различить два взаимодополняющих компонента — систему управления поставками лекарств и систему рекомендаций.

В системе управления поставками пользователи могут отслеживать лекарство на каждом шаге, делать заказы, обновлять заказы и более.

Система рекомендаций работает на рекомендацию лучшего лекарства клиентам фармацевтических компаний через использование N-грамм и LightGBM модулей на базе машинного обучения.

Система управления лекарствами

С системой управления цепочкой поставок лекарств пользователи могут выполнять различные транзакции: проверку информации о лекарстве, отслеживание и трассировку заказов, обновление записей и т.д.

Пользователи системы могут включать пациентов, врачей, производителей, дистрибьюторов, аптеки, больницы и более. Данные, связанные с различными пользователями, хранятся внутри блокчейн-системы.

Каждому пользователю предоставляется веб-приложение, где они могут выполнять свои транзакции и коммуницировать с блокчейн-сетью, и каждый пользователь может отслеживать статус доставки лекарства. Более того, все пользователи должны получить разрешение на проверку полных деталей лекарств. Они будут использовать клиентское приложение для входа и выполнения своих соответствующих транзакций. Это работает на повышение уровней безопасности по фармацевтической цепочке поставок.

Для подачи предложения транзакции пользователи должны подать запрос, используя свои учётные данные. Запрос, если валидный, отправляется на пир-ноды в системе для ревью и одобрения. Эти пир-ноды работают на изучение предложения и дают одобрение, если оно валидно и выполняет критерии смарт-контракта. Они также работают на валидацию результатов транзакций и запись их в реестр. После завершения реестр обновляет все данные для всех видят.

Предлагаемая процедура может быть увидена здесь.

Система рекомендаций лекарств

Система рекомендаций лекарств, созданная с использованием техник обработки естественного языка и машинного обучения, работает на рекомендацию лучшего лекарства клиентам фармацевтических компаний через использование N-грамм и LightGBM модулей на базе ML.

Публичный датасет обзоров лекарств, основанный на отзывах пользователей, использовался для обучения моделей этой системы и предсказания лучших и наиболее эффективных лекарств в фармацевтической отрасли. Данные обзоров включают информацию о побочных эффектах, выгодах и комментариях клиентов, полученных в упомянутом ранее клиентском приложении.

Система рекомендаций также способна обучать себя через N-грамм модель, распознавая новые обзоры и обновляя результаты рекомендаций соответственно. Это показано на этой фигуре.

Использование смарт-контрактов также реализовано для ограничения числа лиц, вовлечённых в определённую транзакцию. Смарт-контракт стремится предоставить заинтересованным сторонам способ обмена информацией, собственностью или даже деньгами без использования стороннего агента или брокера. Обычно это строки компьютерного кода, принудительно исполняющие соглашение без посредника. В предлагаемой сети Java и Node.JS использовались для написания смарт-контрактов. Эти смарт-контракты хранятся в распределённом реестре блокчейн-сети, где они защищены от подделки или возможного удаления.

Экспериментальные результаты

Несколько выводов возникли из тестирования предложенной ML-базированной системы рекомендаций и управления лекарствами (DSCMR).

В системе управления лекарствами упомянутое ранее клиентское приложение может эффективно коммуницировать с блокчейн-системой. После валидации идентичности каждого пользователя пир-нодами, они могут начинать транзакции. Как показано на этой фигуре, производители могут добавлять, обновлять или удалять детали лекарств в блокчейн-сети. Другие участники вроде врачей, больниц и аптек могут просматривать эти записи и вносить изменения и обновления по необходимости к информации о лекарстве, как видно здесь.

REST-сервер-композитор помогает в коммуникации между клиентским приложением и блокчейн-сетью. Любые запросы на валидацию транзакций отправляются через сервер, затем хранятся в блокчейн-сети. (Этот процесс демонстрируется здесь.)

Что касается системы рекомендаций лекарств, тестировались четыре условия: акне, высокое давление, тревожность и алкогольная зависимость. Используя клиентское приложение, система работала на точное предложение лучшего лекарства клиентам в безопасном и прозрачном способе. Пациенты также могли отслеживать источник лекарства для определения, реальное оно или фальшивое.

В целом, система предлагает четыре главных преимущества в борьбе с контрафактными лекарствами. Первое, DSCMR может успешно рекомендовать топ-рейтинговые и лучшие лекарства клиентам системы. Второе, позволяет пациентам доступ к системе напрямую через клиентское приложение, и фармацевтическим клиентам вроде врачей — через свои учётные данные. Третье, DSCMR может предоставить клиентам безопасный и прозрачный опыт.

Наконец, через DSCMR пациенты могут проверить источник своего лекарства сканируя штрих-код, которому система предоставит весь источник лекарства.

Будь то врачи, фармацевты, больницы или производители, все вовлечённые в цепочку смогут отслеживать релевантное лекарство по цепочке поставок. Это помогает предотвратить ввод фальшивых лекарств в цепочку, надеясь снизить проблему контрафактных лекарств.

Даниэль Браунинг — координатор бизнес-развития в Do Supply Inc.