Application de la blockchain et de l'apprentissage automatique aux chaînes d'approvisionnement en médicaments

Pendant de nombreuses années, les sociétés pharmaceutiques ont eu du mal à suivre les produits tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Cet inconvénient a permis aux contrefacteurs d'introduire facilement de faux médicaments sur le marché.

Pour contrer le problème, un nouveau système de suivi et de traçabilité des médicaments est nécessaire. Les chercheurs pensent que la blockchain peut fournir la base technologique d'un tel système, car elle peut suivre les médicaments légitimes et aider à empêcher la circulation de faux.

Les médicaments contrefaits sont définis par l'Organisation mondiale de la santé comme ceux qui « sont fabriqués de manière frauduleuse, mal étiquetés, [de] mauvaise qualité, cachant le détail de la source ou l'identité, et [ne suivant pas] la norme définie. »

Bien que ces médicaments puissent contenir des ingrédients authentiques, ils peuvent également contenir des ingrédients toxiques au niveau de la production. S'ils sont consommés, ils peuvent causer de graves problèmes de santé.

Parfois, les fabricants de médicaments contrefaits utilisent les logos d'entreprises réputées pour mettre leurs produits sur le marché. Bien qu'il s'agisse d'un problème mondial, cette pratique affecte de manière disproportionnée les pays en développement.

Les médicaments contrefaits sont distribués à travers un réseau très complexe, ce qui les rend difficiles à détecter et à éliminer. Pour empêcher leur distribution, il faut un système capable de retracer et de suivre la livraison des médicaments à chaque étape. La blockchain est la dernière innovation qui promet d'atteindre cet objectif.

Blockchain a été créé à l'origine pour servir de journal des transactions pour Bitcoin. Il fournit un grand livre distribué pour le stockage des enregistrements de données, qui sont organisés en plusieurs « blocs ». Les données collectées incluent l'heure, la date, le prix et les participants impliqués dans chaque transaction. Lorsqu'un bloc change, toutes les pièces sont mises à jour en conséquence, garantissant des informations à jour pour chaque transaction.

Lorsqu'elle est appliquée à la chaîne d'approvisionnement pharmaceutique, la blockchain offre un grand livre électronique grâce auquel tout le monde dans le réseau peut voir et valider les informations.

Pour créer un système de gestion de la chaîne d'approvisionnement en médicaments sécurisé, les concepteurs ont proposé l'utilisation de la blockchain avec le tissu Hyperledger. Ce logiciel est capable de surveiller et de suivre toutes les parties du processus de livraison de médicaments. Il peut configurer plusieurs bases de données d'état du monde pour maintenir un ensemble de valeurs actuelles. Appliquée au monde pharmaceutique, elle permet de tracer avec précision les médicaments, où qu'ils se trouvent dans le monde.

Pour lutter contre les médicaments contrefaits, les chercheurs ont proposé un système de gestion et de recommandation de la chaîne d'approvisionnement en médicaments (DSCMR) basé sur la blockchain et l'apprentissage automatique. Il est important de faire la distinction entre ces deux composants complémentaires :dans le système de gestion des médicaments, les utilisateurs peuvent suivre le médicament à chaque étape, passer des commandes, mettre à jour les commandes, etc., tandis que le système de recommandation identifie le meilleur médicament pour les clients pharmaceutiques grâce à l'utilisation de Modules basés sur l'apprentissage automatique N-gram et LightGBM.

Avec le système de gestion de la chaîne d'approvisionnement en médicaments, les utilisateurs peuvent effectuer des transactions telles que la vérification des informations sur les médicaments, le suivi et la traçabilité des commandes et la mise à jour des enregistrements. Les utilisateurs peuvent inclure des patients, des médecins, des fabricants, des distributeurs, des pharmacies et des hôpitaux. Les données relatives à divers utilisateurs sont stockées dans la blockchain, ce qui est illustré dans cette image.

Chaque utilisateur dispose d'une application Web lui permettant d'effectuer des transactions et de communiquer avec le réseau blockchain, ainsi que de suivre l'état de la livraison. Pour garantir la sécurité tout au long de la chaîne d'approvisionnement pharmaceutique, tous les utilisateurs doivent recevoir l'autorisation de vérifier les détails complets des médicaments. Ils utilisent l'application cliente pour se connecter et effectuer leurs transactions respectives.

Pour soumettre une proposition de transaction, les utilisateurs doivent faire une demande en utilisant leurs informations d'identification. Si elle est jugée valide, la demande est envoyée aux nœuds homologues du système pour être examinée et approuvée. Ces nœuds examinent la proposition et accordent l'approbation si elle remplit les critères du contrat intelligent. Ils valident également les résultats des transactions et les enregistrent dans le grand livre. Une fois cette action terminée, le grand livre met à jour toutes les données pour que tout le monde puisse les voir. La procédure proposée peut être consultée ici.

Pour le système de recommandation de médicaments, un ensemble de données d'examen public basé sur les examens des utilisateurs de drogues a été créé pour former le système et prédire les médicaments les plus efficaces disponibles dans l'industrie. Les données d'examen comprennent des informations sur les effets secondaires, les avantages et les commentaires des clients reçus dans l'application client mentionnée précédemment.

Le système de recommandation est également capable de s'entraîner via le modèle N-gram, en reconnaissant les nouveaux avis et en mettant à jour les résultats en conséquence. Ceci est montré dans cette figure.

L'utilisation de contrats intelligents limite le nombre d'individus impliqués dans une transaction donnée. Un contrat intelligent fournit aux parties un moyen d'échanger des informations, des biens ou même de l'argent sans l'utilisation d'un agent ou d'un courtier tiers. En règle générale, il se compose de lignes de code informatique qui appliquent l'accord.

Dans le réseau proposé, Java et Node.JS ont été utilisés pour écrire des contrats intelligents. Ils sont stockés dans le grand livre distribué de la blockchain, où ils sont protégés contre la falsification ou une éventuelle suppression.

Plusieurs conclusions ont émergé des tests du système DSCMR proposé basé sur l'apprentissage automatique. Dans le système de gestion des médicaments, l'application cliente mentionnée précédemment peut communiquer efficacement avec la blockchain. Une fois que l'identité d'un utilisateur est validée par les nœuds homologues, ils peuvent démarrer des transactions. Comme le montre cette figure, les fabricants peuvent ajouter, mettre à jour ou supprimer des détails sur les médicaments dans la blockchain. D'autres participants tels que les médecins, les hôpitaux et les pharmacies peuvent consulter ces enregistrements et apporter des modifications et des mises à jour aux informations sur les médicaments si nécessaire, comme indiqué ici.

Le composeur de serveur REST facilite la communication entre l'application cliente et la blockchain. Toutes les demandes de validation des transactions sont envoyées via le serveur, puis stockées dans la blockchain. Ce processus est illustré ici.

Quant au système de recommandation de médicaments, quatre conditions ont été testées :l'acné, l'hypertension artérielle, l'anxiété et la dépendance à l'alcool. À l'aide de l'application client, le système a fonctionné pour suggérer avec précision le meilleur médicament aux clients de manière sécurisée et transparente. Les patients pouvaient également suivre la source du médicament pour déterminer s'il s'agissait d'un médicament réel ou faux.

Le système DSCMR offre quatre principaux avantages dans la lutte contre la contrefaçon de médicaments :

• Il peut recommander le médicament le mieux noté et le meilleur aux clients.
• Il permet aux patients d'accéder au système directement via une application client, et aux clients pharmaceutiques tels que les médecins en utilisant leurs informations d'identification.
• Il peut offrir aux clients une expérience sécurisée et transparente.
• Les patients peuvent vérifier la source complète de leur médicament en scannant un code-barres.

Qu'il s'agisse de médecins, de pharmaciens, d'hôpitaux ou de fabricants, toutes les personnes impliquées dans la chaîne pourront suivre le médicament concerné tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Cela aide à empêcher l'entrée de faux médicaments dans la chaîne et réduit le problème des médicaments contrefaits.

Daniel Browning est coordinateur du développement commercial chez Do Supply Inc.