Zwischen Hype und Realität: Die Blockchain als neuer „Superstar“ der digitalen Gesundheit?

Folgt man den von Optimismus geprägten Meinungen über die sogenannte Blockchain, kann es die neuartige Technologie in Bezug auf ihr Veränderungspotenzial mit der Erfindung des Flugzeugs oder des Internets aufnehmen. Das Konzept fußt darauf, Informationen verteilt und manipulationssicher abzuspeichern, ohne dass dazu eine vertrauenswürdige zentrale Instanz notwendig ist. Sollte sich die Blockchain durchsetzen, kann die Technologie auch maßgeblichen Einfluss auf den digitalen Wandel im Gesundheitswesen haben. Doch bis dahin ist der Weg noch weit. Im Projekt „Der digitale Patient“ haben wir uns – unter anderem im Kontext unserer Arbeit zu Elektronischen Patientenakten – jetzt intensiver mit dem Thema beschäftigt. Mit diesem Beitrag versuchen wir eine Einordnung des Potenzials sowie eine erste Darstellung möglicher Einsatzszenarien von „Blockchain im Gesundheitswesen“.

In drei Sätzen:

• Die Blockchain – Technologie hinter der Kryptowährung Bitcoin – lässt sich im Sinne einer dezentralen Datenbank in vielen Sektoren einsetzen, auch im Gesundheitswesen
• Die Technologie ist noch nicht ausgereift, ihr Entwicklungsstadium vergleichbar mit dem des frühen Internets – die meisten Einsatzszenarien, gerade im Gesundheitsbereich, existieren bisher nur auf Papier
• Sollte sich die Blockchain oder eine vergleichbare Technologie durchsetzen, kann dies maßgeblichen Einfluss darauf haben, wie digitale Prozesse abgebildet werden – beispielsweise den Zugriff auf Elektronische Patientenakten betreffend

Die Technologie der Blockchain wühlt derzeit die Finanzbranche auf und ist im Begriff, auf weitere Sektoren überzuspringen. Sie ist als Basis der Kryptowährung Bitcoin entwickelt worden (Nakamoto 2008) und soll das Potenzial haben, die Art und Weise unseres digitalen Handelns grundlegend zu verändern – auch in der Medizin. Dieser Beitrag hat einerseits zum Ziel, auf einfache Weise grundlegendes Wissen über Funktionalität und Eigenschaften der Blockchain zu vermitteln. Gleichzeitig soll er bisher veröffentlichte Überlegungen zum Einsatz von Blockchains im Gesundheitswesen erklären und Ihnen als Leser – genauso wie uns – ermöglichen, aus Kombination der beiden Aspekte eine persönliche Antwort auf die Frage zu finden: Wo zwischen Hype und Realität lässt sich die Blockchain einordnen?

Funktionalität und Eigenschaften der Blockchain

Eine Blockchain ist eine Datenbank, die sich durch zwei Dinge auszeichnet: Zum einen ist sie nicht an einem zentralen Ort gespeichert, sondern liegt in Form identischer Kopien verteilt auf zahlreichen miteinander vernetzten Rechnern. Zum anderen werden neu hinzugefügte Datensätze so mit den bereits vorhandenen Daten verkettet, dass eine nachträgliche Manipulation der Daten nahezu ausgeschlossen ist.

Die Blockchain ist die Technologie hinter Bitcoin – aber nicht damit gleichzusetzen

Es gibt Wochen, in denen sich die Nachrichten über rapide steigende Kurse der „Kryptowährung“ Bitcoin überschlagen. Häufig wird vor einer großen Bitcoin-Blase gewarnt – stellvertretend für das Risiko von Geldanlagen aufgrund teils wahnwitziger Anstiege der Tauschkurse von inzwischen hunderten sogenannter Kryptowährungen. Doch im Kontext dieses Beitrags soll nicht weiter über Chancen und Risiken des digitalen Geldes diskutiert werden. Es geht zunächst nur um eine erste wichtige Erkenntnis: Die Blockchain, deren Bezeichnung historisch bedingt unweigerlich mit Bitcoins und deren teils negativem Image verbunden ist, ist lediglich die zugrundeliegende Technologie. Bitcoins haben also im Grunde nichts damit zu tun, ob oder wie die Technologie der Blockchain die Gesundheitsversorgung verändern kann.

Wie ein Kontoauszug, der auf tausenden Rechnern in identischer Form gespeichert ist

Am Beispiel Bitcoin lässt sich jedoch gut zeigen, dass die Funktionsweise der Blockchain vertrauenswürdige Instanzen für die Durchführung von Transaktionen (in diesem Beispiel: Banken, welche Überweisungen durchführen) überflüssig werden lässt. Denn: Dass eine Transaktion durchgeführt wurde, wird wie in Stein gemeißelt in der Blockchain gespeichert und verteilt sich anschließend auf tausende Rechner, auf denen die Blockchain in identischer Form vorliegt. Würde man nachträglich eine Transaktion manipulieren wollen, müsste man auch alle darauffolgenden Transaktionen manipulieren, und zwar auf allen dem Netzwerk zugehörigen Rechnern. Das ist nahezu ausgeschlossen, sodass die Blockchain als manipulationssicher gilt (Welzel et al.).

Die wichtigsten Eigenschaften: dezentral, im Netzwerk transparent und unveränderbar

Die Bitcoin-Blockchain ist vollständig offen: Jeder kann eine Kopie von ihr auf seinem Rechner speichern (public) und hat vollständige Schreib- und Leserechte (permissionless). Eine Blockchain lässt sich prinzipiell aber auch in einem geschlossenen Netzwerk betreiben (private; Beispiel im Kontext Gesundheit: alle Leistungserbringer speichern eine Kopie der Blockchain) oder mit eingeschränkten Schreibrechten versehen (permissioned). Grundsätzlich gilt jedoch: Je mehr Teilnehmer das Netzwerk einer Blockchain hat, desto sicherer ist sie. Aus den Kombinationen öffentlicher und nicht-öffentlicher sowie frei zugängiger und geschützter Blockchains ergeben sich dementsprechend vier Arten von Blockchains.

Zwar geriet Bitcoin in die Schlagzeilen, da mit dem digitalen Geld im Internet illegale Drogen- und Waffengeschäfte abgewickelt wurden und werden. Dennoch ist die Blockchain alles andere als anonym und intransparent: Zumindest in einem offenen Netzwerk (public blockchain) kann jeder sämtliche Daten der Blockchain einsehen und so im Anwendungsfall Bitcoin genau nachvollziehen, welche Transaktionen von welcher an welche Adresse („Kontonummer“) durchgeführt wurde. Verborgen bleibt nur, welche Person hinter welcher Adresse steckt.

Blockchain und Gesundheit: Diverse Einsatz-Möglichkeiten

Den Versorgungsalltag direkt betreffend hat die Blockchain wohl im Kontext Elektronischer Patientenakten das größte Potenzial. Es werden Modelle diskutiert, welche eine sichere und dezentrale Ablage medizinischer Daten erlauben. Die Bewältigung einiger aktueller Herausforderungen, wie zum Beispiel die Sicherstellung von Interoperabilität, wäre allerdings auch dafür vorab notwendig.

Organisation Elektronischer Patientenakten

In einem Whitepaper präsentieren Ekblaw et al. ein System namens „MedRec“. Es soll in der Lage sein, basierend auf einer Blockchain Elektronische Patientenakten zu verwalten – und verspricht Patienten über Leistungserbringer-Grenzen hinaus die Hoheit über ihre Gesundheitsdaten. Die Autoren beschreiben ein System, welches sich an die Primärsysteme der Arztpraxen und Kliniken andocken lässt und modular erweiterbar ist. In der Blockchain selbst werden dabei keine Gesundheitsdaten gespeichert, diese verbleiben auf den Systemen der Arztpraxen, Kliniken und anderen Leistungserbringer. Die Blockchain bildet stattdessen nur einen Index, der auf die jeweiligen Gesundheitsdaten verweist. Über das System können somit Datenintegrität gewährleistet und Zugriffsberechtigungen durch den Patienten verwaltet werden.

Das Whitepaper zeigt, wie durch die Blockchain auf eine zentrale Instanz zwischen Leistungserbringer und Patient verzichtet werden kann. In Verbindung mit Elektronischen Patientenakten ist dies ein häufig genannter Aspekt, warum die neue Technologie hier möglicherweise Einzug halten kann.

Die Blockchain als Identitätsnachweis

Für den Zugriff auf Elektronische Patientenakten, aber auch in anderen digitalen medizinischen Szenarien ist die gesicherte Authentizität eines Nutzers von großer Bedeutung. Denn die sichersten Zugriffssysteme ergeben nur dann Sinn, wenn der Nutzer auch tatsächlich die Person ist, die er vorgibt zu sein. Diese Herausforderung könnte sich durch das Blockchain-basierte Projekt ID2020 von Accenture und Microsoft bewältigen lassen: ID2020 ist der Prototyp für ein digitales Ausweissystem, das jedem Menschen Zugriff auf staatliche Infrastrukturen geben soll. In der dezentralen Blockchain werden jedoch keine Daten zur Identifizierung gespeichert werden, es geht – ähnlich wie bei „MedRec“ – nur um die Speicherung des Zugangs zu Identitäts-Informationen.

Reduzierung von gefälschten Arzneimitteln

Kürzlich berichtete die ARD, auch Deutschland habe ein Problem mit gefälschten Arzneimitteln. Die Blockchain kann hier eine konkrete Lösung bieten, indem sie eine (Arzneimittel-)Produktkette abbildet und dadurch integer und manipulationssicher macht. Einen in diesem Zusammenhang sehr konkreten Anwendungsfall stellt der Sensor eines Schweizer Start-ups dar: Er überwacht die Temperatur während des Transports pharmazeutischer Produkte und speichert die Überwachungsdaten in einer Blockchain. So könnte am Ende für jedes einzelne Medikament beweissicher dargestellt werden, dass die Kühlkette nicht unterbrochen wurde – ein Aspekt der Produktqualität wäre somit garantiert.

Transparenz in Forschung und klinischen Studien

Die Forschungsergebnisse beispielsweise klinischer Studien können in ihrer Objektivität eingeschränkt sein. Alleine die selektive Veröffentlichung von Forschungsergebnissen gibt diesen häufig einen subjektiven Charakter. Irving und Holden haben 2016 gezeigt, dass Blockchains eine kostengünstig einsetzbare und unabhängig verifizierbare Technologie darstellen, um die Reliabilität medizinischer Studienergebnisse zu bestätigen. Hier ließe sich durch den Einsatz einer Blockchain also möglicherweise mehr Vertrauen in medizinische Forschungsergebnisse erzeugen. [Update 25.07.2017: Nach Kritik an der wissenschaftlichen Methodik wurde die Veröffentlichung der Studie von den Autoren zurückgezogen.]

Fazit: Frühes Entwicklungsstadium mit Gestaltungsspielraum

Potenzial für maßgebliche Veränderungen scheint die Blockchain-Technologie zu besitzen. Noch ist jedoch ungewiss, ob und in welchem Umfang dieses Potenzial genutzt wird. Die Einordnung des Status quo zwischen Hype und Realität obliegt daher dem Leser. Schlussfolgern lässt sich jedoch: Noch ist die Blockchain keine ausgereifte und etablierte Technologie, sondern auf einer sehr frühen Entwicklungsstufe. Darin liegt jedoch die Chance, den Praxiseinsatz der Blockchain mitzugestalten – mit dem Ziel, dass die Technologie am Ende zum Nutzen des Patienten eingesetzt werden kann.

Quellen

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