Integration of artificial intelligence and blockchain technologies in computer systems of virtual healthcare

Abstract

he purpose of the study was to provide a theoretical justification for the integration of artificial intelligence and blockchain technologies in computer systems of virtual healthcare, in particular to clarify how the combination of artificial intelligence, oriented towards personalised diagnostics, with blockchain technologies for the protection of medical data could form a new model of digital medicine. In the course of the study, analytical, synthetic, systemic and comparative-legal methods were used, which made it possible to analyse in a comprehensive way the scientific approaches, international standards and technical frameworks related to the organisation of digital healthcare. A five-level architecture of an integrated virtual-medicine system was considered, which includes analytical, verification, communication, security, and user levels. At the analytical level, clinical data are processed and personalised treatment forecasts are formed; at the verification level, immutability and traceability of records are ensured through the use of blockchain mechanisms; at the communication level, information exchange is implemented through standardised interfaces; the security level guarantees the protection of personal data and the legal authenticity of all actions; the user level forms transparent interaction between patients, doctors and medical institutions. Within the theoretical model, the concept of “trust-by-design” is substantiated, which defines trust as a systemic characteristic of digital medicine embedded in the architecture already at the development stage. The result of the study was the identification of the structural and functional foundations for building a secure and personalised virtual healthcare system, in which the analytical power of artificial intelligence is combined with the proven reliability of blockchain technologies. The main principles of building the system cover a multi-level architecture with analytical, verification, communication, security and user levels, which ensure the accuracy of analytics, data immutability, standardised exchange, protection of confidentiality and transparent interaction between the participants in digital medicine. The practical significance of the results obtained lies in the possibility of using the developed model as a conceptual basis for creating national and international digital-medicine platforms that ensure lawfulness, confidentiality, and user trust in modern information solutions in the field of healthcare.

Мета дослідження полягала у теоретичному обґрунтуванні інтеграції технологій штучного інтелекту та блокчейну в комп’ютерні системи віртуальної охорони здоров’я, зокрема у з’ясуванні, як поєднання штучного інтелекту, орієнтованого на персоналізовану діагностику, із блокчейн-технологіями для захисту медичних даних може сформувати нову модель цифрової медицини. У процесі дослідження використано аналітичний, синтетичний, системний і порівняльно-правовий методи, що дозволило комплексно проаналізувати наукові підходи, міжнародні стандарти та технічні фреймворки, пов’язані з організацією цифрової охорони здоров’я. Розглянуто п’ятирівневу архітектуру інтегрованої системи віртуальної медицини, що включає аналітичний, верифікаційний, комунікаційний, безпековий та користувацький рівні. На аналітичному рівні здійснюється обробка клінічних даних і формування персоналізованих прогнозів лікування; на верифікаційному рівні забезпечується незмінність та простежуваність записів завдяки використанню блокчейн-механізмів; на комунікаційному рівні реалізується обмін інформацією через стандартизовані інтерфейси; безпековий рівень гарантує захист персональних даних і правову автентичність усіх дій; користувацький рівень формує прозору взаємодію між пацієнтами, лікарями та медичними установами. У межах теоретичної моделі обґрунтовано концепцію «довіра за проєктом», що визначає довіру як системну характеристику цифрової медицини, закладену в архітектуру ще на етапі розроблення. Результатом дослідження стало визначення структурних і функціональних засад побудови безпечної та персоналізованої системи віртуальної охорони здоров’я, у якій аналітична потужність штучного інтелекту поєднується з перевіреною надійністю блокчейн-технологій. Основні засади побудови системи охоплюють багаторівневу архітектуру з аналітичним, верифікаційним, комунікаційним, безпековим і користувацьким рівнями, які забезпечують точність аналітики, незмінність даних, стандартизований обмін, захист конфіденційності та прозору взаємодію між учасниками цифрової медицини. Практична значущість отриманих результатів полягає у можливості використання розробленої моделі як концептуальної основи для створення національних і міжнародних платформ цифрової медицини, що забезпечують законність, конфіденційність і довіру користувачів до сучасних інформаційних рішень у сфері охорони здоров’я.