NICTやNECなど、秘密分散と秘匿通信技術により災害に強くセキュアな電子カルテ保管・交換システム「H-LINCOS」を開発

2011年の東日本大震災では、海岸沿いの医療機関の多くが倒壊して、電子カルテなどの重要な医療データもサーバごと流された。重要な医療データは、遠隔地にバックアップを取ることが重要であることを学んだ。また、災害時には多くの患者を素早く診療し、治療する必要があるため、患者の氏名、住所、生年月日と投薬・アレルギー情報など必要最小限の項目だけを迅速に復元することが求められる。

一方、電子カルテのバックアップデータは、究極の個人情報であり、適切な暗号技術を用いて安全にバックアップする必要がある。さらに、共通のデータ交換規格を活用して、異なる医療機関の間でも医療情報を安全に相互参照することで、検査・投薬の重複防止や新しい医療技術の開発などにつながる。

しかし、これまで、電子カルテデータのセキュアなバックアップと医療機関間での相互参照、災害時に必要な医療データ項目の迅速な復元を全て満たすシステムは存在していない。

このような中、国立研究開発法人情報通信研究機構(以下、NICT)と高知県・高知市病院企業団立高知医療センター及び連携協力機関から成るチームは、秘密分散技術と秘匿通信技術を組み合わせ、電子カルテデータのセキュアなバックアップと医療機関間での相互参照、災害時の迅速なデータ復元を可能とする保健医療用の長期セキュアデータ保管・交換システム「H-LINCOS」を開発した。

秘密分散技術とは、原本データを無意味化された複数のデータに分割し、異なるデータサーバに分散保管する技術のことだ。また、秘匿通信技術とは、通信路を盗聴された場合でも伝送されるデータの機密性が保たれるように、適切な暗号技術を用いてセキュアに通信する技術である。

H-LINCOSは、高知医療センターとNICTのテストベッドJGN上の大阪、名古屋、大手町、小金井のアクセスポイントを結ぶ800km圏のネットワーク上に実装されている。H-LINCOSへのアクセス管理には、耐量子-公開鍵認証方式という新しい技術が用いられており、医師や救急救命士といった保健医療分野26種の国家資格に基づいた高セキュアな認証機能が利用されている。

同システムを用いた実証実験では、1万人分の電子カルテの模擬データ用意し、データ交換標準規格に準拠した保管用データ(SS-MIXデータ)に変換して、高知医療センターと大阪、名古屋、大手町、小金井にあるデータサーバに分散保管した。

次に、南海トラフ地震等の災害で四国エリアの光ファイバー網が寸断されているというシナリオをもとに、大阪、名古屋、大手町のデータサーバのうち2つのデータサーバから処方履歴、アレルギー情報などの項目を小金井のサーバ上に復元し、衛星回線経由で高知医療センターの端末に伝送した。

想定被災地である高知医療センターの端末で、患者の処方履歴やアレルギー情報などの医療データ項目を検索した結果、患者検索から9秒以内で端末上に復元した。救急処置に必要な情報を入手する時間的猶予は15秒程度といわれており、今回の結果はその要求に応えるものである。

また、地上網が使える平時では、SS-MIXデータとして保管することで、医療機関の間で電子カルテデータを相互参照することができる。

各機関の役割は以下の通り。

  • NICT: H-LINCOSの開発、基本設計と実装、実証実験の取りまとめ
  • 高知医療センター: H-LINCOSの要件定義と電子カルテ模擬データの提供
  • 高知工科大学: H-LINCOSの要件定義と秘密分散方式の設計
  • ZenmuTech: 高速秘密分散ドライバーソフトウェアの開発
  • 芝浦工業大学: D24Hとの連動によるH-LINCOSの災害医療への適用に向けた最適化
  • SBS情報システム: 電子カルテビューアの開発
  • スカパーJSAT: 衛星通信回線の提供
  • 日本電気: 高知医療センターとNICT小金井間での秘匿通信回線の構築
  • ISARA Corporation: 保健医療分野のための耐量子-公開鍵認証方式の開発
  • ダルムシュタット工科大学: セキュアなアクセス管理と改ざん防止法の開発

なお、同研究の一部は、内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム「光・量子を活用したSociety5.0実現化技術」、「国家レジリエンス(防災・減災)の強化」によって実施された。

今後、扱うデータサイズや接続する端末数を増やすと共に、通信遅延や輻輳についての解析を進め、H-LINCOSの実用性を更に高めるための研究開発や実環境での運用方法についての検討を進める。また、災害時の保健医療活動の効率化に向けて、H-LINCOSと災害時保健医療福祉活動支援システム「D24H」の連携方法も検討を進めるとした。

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