健康的硬币:pHealth解决减少高使用Cryptocurrency海湾合作委员会国家的肥胖率

介绍

肥胖和超重是众所周知的健康问题和提高全球关注的重大风险(Zenag et al ., 2011)(世界卫生组织,2000年)。据世界卫生组织(世卫组织)世界卫生组织,2020年),约占所有死亡人数的70%是由于全球非传染性疾病(NCDs),包括心脏病、中风、癌症、糖尿病和慢性肺病。肥胖是一种慢性疾病的主要原因包括心血管疾病,癌症,和相关的问题可能会导致发病率和死亡率(议长和艾哈迈德,2011)。过早死亡由于2型糖尿病(T2DM)病人体内和心血管疾病(CVD)也与肥胖相关(Burns, 2016年)。肥胖的危险超越它的健康风险,并且它是非常昂贵的经济学(沙特卫生部,2018),主要是因为治疗肥胖需要可持续的和连续的医疗资源。

肥胖率在海湾合作委员会(GCC)的国家

糖尿病发病率在阿拉伯海湾地区明显高于世界其他地区。国际糖尿病联合会公布了在沙特阿拉伯的糖尿病患病率为23.9%,23.1%,在科威特,卡塔尔是19.8%,2015年全球平均仅为8.3% (国际糖尿病联合会,2021年)。普遍预计将增加到2025年的50%在一些GCC国家(国际糖尿病联合会,2021年)。糖尿病的治疗费用也同样惊人的中东和北非地区(MENA)地区。糖尿病治疗alone-discounting阻碍生产力的直接成本和间接治疗成本将增加4倍到2030年在阿布扎比。中东和北非地区2014年花了168亿美元在肥胖治疗(国际糖尿病联合会,2021年)。肥胖被认为是一个严重的问题在沙特阿拉伯国家被列为15世界上最肥胖的国家根据世界地图数据(Alqarni 2016)。非传染性疾病在沙特阿拉伯(占全部死亡人数的73%世界卫生组织,2018年)。2018年,通用权威统计数据在沙特阿拉伯(GASSA) (沙特的权威统计数据,2018年)发布的数据显示,只有18.99%的人从事体育活动,而剩下的81.01%不定期参与任何形式的体育活动。此外,不是体力活动是一种已知的导致肥胖的(世界卫生组织,2020年),这意味着很大一部分人不愿或参与体育锻炼,可能会对尝试旨在减少负面影响肥胖患病率在沙特阿拉伯。最后,建立肥胖流行的严重性,重要的是要提到肥胖发展和实施预防措施的价值。然而,海湾合作委员会政府表现出不一致的区域计划以缓解这一挑战。孤立政策反应的形式检测活动和举措,一些符合建议项目,仍明显相形见绌糖尿病的大小(世界卫生组织,2020年)。

通过新兴技术使个人健康

技术已经影响了我们生活的方方面面;不言而喻,新兴技术的广泛应用可以帮助克服肥胖。可穿戴物联网(WIoT) (Hiremath et al ., 2014)是最重要的技术之一,是用来使pHealth系统的概念。pHealth是建议范式,以确保低成本和定性卫生服务相关的慢性疾病,需要可持续护理(腾et al ., 2008)(Poon, 2008张)。这主要是因为接触人的核心pHealth概念通过鼓励人民参与预防或早期预测疾病通过个性化医疗(腾et al ., 2008)。WIoT被定义为“技术基础设施互联可穿戴传感器,使监测人类因素包括健康、健康、行为和其他数据有助于提高个人的日常生活的质量”(Hiremath, et al ., 2014)。WIoT健康和健身领域的有比较大的影响,因为它具有跟踪生理功能和生物反馈(赖特和基思,2014年)。WIoT礼物各种产品,如手表、眼镜、手镯、和智能衬衫(赖特和基思,2014年)。

另一个重要的技术,是越来越受欢迎的区块链技术(梅特勒,2016)(纳库姆托,2008)。政府、组织和企业已经开始寻找解决方案,可以采用区块链技术(梅特勒,2016)。最初,区块链用于金融交易。比特币,Satoshi Nakamoto描述的数字硬币(化名)在2008年白皮书,是第一个实现区块链(梅特勒,M。,2016年;纳库姆托,2008)。此后,分布式平台,它允许信息流通过共享和无缝地访问分类帐,每个人都拥有,似乎吸引很多投资者(梅特勒,2016)。获取信息的可访问性和灵活性是通过区块链平台控制。作者(Alsalamah Nuzzolese, 2020)分类区块链类型分为四个主要组根据他们的可访问性和可见性,如所示图1。区块链的应用,根据天鹅,有三代的区块链启示:区块链1.0数字货币,区块链2.0合同与金融服务、最后区块链3.0通用应用程序以外的货币和金融服务天鹅,2015)。

2015年,大约有十亿美元投资于创业区块链(梅特勒,2016)。研究小组公布的另一份报告显示,近39亿美元的投资在2018年的前三个季度提高了区块链和cryptocurrency-focused初创公司(Diar 2018)。此外,区块链技术是通过一些政府,比如沙特政府,宣布“河口”项目的启动,常见的数字货币之间的沙特阿拉伯金融管理局(沙特央行)和阿拉伯联合酋长国的央行(UAECB) (沙特阿拉伯货币当局,2019年)。随着投资区块链的兴起,其应用的多元化扩张(梅特勒,2016)。区块链最近开始扰乱许多重要行业,如医疗保健(梅特勒,2016)。此外,比特币是第一个数字货币的想法(郭et al ., 2017)(纳库姆托,2008),这是用于金融学科,但这些年来,数字硬币的概念进一步应用学科,如健康和药物。

游戏化对抗肥胖

鼓励人们预防疾病并应用pHealth,游戏化是一个已知的方法,可以影响他们的行为(Cugelman 2013)。游戏化的定义是“游戏设计元素的使用在非游戏类的上下文中”(Cugelman, B。,2013)。根据(唐,1992),钱对人们的行为产生重大影响,这很重要,因为它是至关重要的动力去克服肥胖或体力活动。许多好处可以从减少肥胖患病率。防止肥胖的人帮助他们避免非传染性和慢性疾病与肥胖有关,和积极的影响他们的生活质量(卡梅伦et al ., 2011)。此外,消除肥胖的死亡原因,将产生重大影响的国家,如美国,那里大约有300000人过早死亡每年由于肥胖(科尔曼2000)。除了对人们的健康产生积极的影响,减少肥胖患病率防止相关疾病,通常需要持续和定期医疗费用,从而影响经济。本研究提出了一种WIoT blockchain-based解决战胜肥胖,鼓励人们参与体育活动,通过激励激励,影响他们的行为,例如游戏化。本文的其余部分组织如下:文献综述回顾了现有文献和pHealth解决方案和确定差距在文献中,健康的硬币的解决方案提出了有益健康的硬币详细解决方案,最后,在健康的硬币设计和开发,本文总结的全面讨论挑战,影响,并进一步研究建议。

文献综述

许多研究提到,一种生活方式,很大程度上取决于技术缺乏身体活动的一个原因,与肥胖相关(松香,2008)。然而,WIoT的扩张产生新的技术设备,旨在帮助人们生活的更健康的生活方式,鼓励他们参与体育活动,通过向他们提供健康测量和反馈移动健康应用程序(Ananthanarayan Siek, 2012)。Fitbit (2020)腕带的是一个著名的例子可穿戴设备作为活动追踪。Fitbit追踪和记录的测量不同的活动和与健康有关的数据,如心率、步行距离,睡眠模式和体温。Fitbit腕带可以连接到一个移动应用程序,用户可以查看的记录他们的活动和与健康有关的数据。Fitbit和类似设备的一个问题是,虽然他们是为了鼓励人们参与体育活动,为他们提供一个自我监控工具,其影响是有限的。根据一项研究(王et al ., 2015),只需提供Fitbit作为自我监控工具不足以实现目标的增加身体活动水平在一个样本的超重和肥胖的成年人。此外,Fitbit承认,他们的平均用户是超重,这标志着公司重新考虑其技术的发展(赖特和基思,2014年)。更多的问题与这样的可穿戴设备安全和隐私问题。Fitbit腕带收集相关数据,被认为是高度敏感的,可以用于邪恶的目的(京,辛格2016年)。一个主要的担忧是,保险公司可以利用的数据来获得用户的与健康有关的数据(京,辛格2016年)。

克服问题的数据保护和用户隐私入侵,新技术,如区块链,用于提供医疗保健解决方案(郭et al ., 2017)。在以下的章节中,我们会介绍一些商业和研究解决方案,利用区块链技术克服肥胖,和分享,读取、存储、和处理个人健康数据,作为移动健康应用程序(mHealth)。解决方案提供一个电子健康记录系统,股票个人健康数据,确保隐私,安全,和互操作性,提出了梁et al。(2017)。解决方案依赖于可穿戴设备,由用户手动输入,包含个人健康数据的医疗记录。收集的数据移动健康应用程序,负责数据同步到云计算数据库平台。区块链网络用于确保数据的完整性,由不同党派管理访问请求,记录要求未来的审计(梁,et al ., 2017)。尽管使用区块链来提高安全解决方案,云数据库的一个主要弱点是使用平台来存储相关数据。公共云服务可能通常是安全的;然而,其安全性取决于提供者的安全性和隐私政策,这可能不适合高度敏感数据如与健康有关的数据。

另一个解决方案专业战胜肥胖和鼓励人们参与体育活动是HealthCoin + (Healthcoin + 2021)。这是一个商业公司,它提供了一个数字硬币叫HealthCoin +旨在重塑健康与保健支付系统(Healthcoin + 2021 b)。系统有一个移动应用程序,允许用户获得HealthCoin +硬币在完成健康挑战中列出的应用程序。用户可以使用金币来购买真正的商品和服务。在他们发表的白皮书,(Healthcoin + 2021 b),他们承认HealthCoin +的商业模式依赖于找到一个战略伙伴关系,支持社区的发展。此外,本文不提供任何细节对用户的健康数据,应该由应用程序收集,存储和访问。通用HealthCoin (琼斯,2017)是另一个商业blockchain-based健康交付和支付平台。它是一个平台,旨在提高卫生服务效率和民主(琼斯,2017)。它关注允许提供者提供医疗保健的人没有关于payment-related问题,由于平台的主要焦点是提高医疗保健支付系统(琼斯,2017)。此外,该平台有一个功能,当他们完成令牌的人回报与健康有关的活动。虽然平台有很多功能,它主要集中在改善医疗保健提供者支付系统。通用HealthCoin州发表白皮书,令牌或获得的硬币在完成一个与健康有关的活动,只能用于支付供应商。因此,用户不能使用这些令牌或硬币购买其他商品或服务(琼斯,2017)。这可能影响用户可维护性和负面影响用户动机获得更多的硬币,因为硬币只能用于支付供应商。很明显,一些解决方案无法激励肥胖人群参与体育活动,而另一些则未能提供一个全面的系统,保证了用户的安全和隐私与健康有关的数据。

健康的硬币的解决方案

健康的硬币提供了一个全面的平台,促使肥胖的人参与体育活动而不侵犯用户的隐私。健康的硬币由两个组件:一个使用WIoT帮助病人管理他们的行为通过追踪他们的体育活动和饮食;和其他利用blockchain-based cryptocurrency允许医疗保健支付者incentify病人通过颁发数字金币可以兑换真实的商品和服务。

系统概述

有益健康的硬币平台是基于移动系统连接到一个设备,用户的用户穿着和措施与健康有关的数据,包括步行距离、血压、睡眠时间、饮食习惯,和心跳。数据存储和更新一个区块链节点。每个用户的经理自己的信息,可以允许访问健康提供者,政府机构,和保险公司来查看数据。健康的硬币成规系统的概念适用于护理通过给用户控制自己的健康数据,包含高度敏感的信息。用户的数据存储在一个区块链网络提供安全优于云存储数据。通过区块链网络,政府机构和/或保险公司可以监视和检索所有存储的信息与用户的生活方式在接收来自用户的权限;此后,当用户达到一定的水平的健康的生活方式,用户将获得相应数量的有益健康的硬币,这应该是一个数字硬币由政府进行验证。如果硬币是验证,通过政府、健康的硬币将成为理想的货币公司接受付款。系统的成功取决于用户的能力最多用户的评估分数转换成相应数量的硬币。用户可以将这些硬币转换成现金或甚至使用它们来购买商品和服务,因为硬币是有价值的,清晰的,由政府和验证。 Digital coins are used to apply the gamification concept to entice the users to use the system by employing gaming strategies such as collecting coins, but with real money that the user can benefit from in real life. Every piece of health data generated by the wearable devices, will be uploaded to the blockchain network for record keeping. Furthermore, every request for access or permission for access granted, will be recorded in the blockchain for future auditing. By using blockchain, users will be guaranteed to have control over their health information, and will be able to give access to whomever they choose. Moreover, when data are uploaded to the blockchain, it is not removable, therefore the user cannot defraud any information. Blockchain is known for its fast transfer and identity authentication capabilities, which block any attempt to commit fraud, and can also handle increased scalability of transactions.图2展示了生态系统健康的硬币。

健康的硬币是一个多用户系统,收集、评估和操纵来自不同数据源的数据,需要无缝流动。将这个解决方案与现有的信息资源,最好通过使用一个分布式基础设施,避免丢弃现有的解决方案,不是可互操作的。这个解决方案可以提供的区块链技术而不是传统的集中式的基础设施。

有益健康的硬币是一种允许私人区块链,可以保护用户的隐私,同时允许所有系统用户为一个或所有这三个组件的生态系统,即。跟踪、饮食、运动跟踪和硬币的回报。系统只允许授权用户访问用户的数据分类。

系统实体

系统用户

系统用户是那些用户系统上的存储与健康有关的数据和授权授予访问的数据到其他实体。例如,一个用户可以给予私人部门医疗付款人读写数据,同时限制其他健康纳税人(政府)仅阅读的权利。此外,用户可以访问他们的完整的事务历史(锻炼、饮食、硬币等)被记录在区块链分类帐。

可穿戴设备

可穿戴设备负责收集用户的相关数据,如步行、心跳,血压,燃烧卡路里,和睡眠模式。可穿戴设备连接到用户的帐户通过移动健康应用程序,它就像一个仪表板和控制端口的用户。直接上传到区块链的数据网络。

医疗费用

健康纳税人(包括政府和保险公司)负责从用户的请求来验证交易兑换硬币。此外,政府机构,例如,允许一个更好的汇率的硬币为卡路里烧毁肥胖的人鼓励他们继续锻炼。然而,保险公司可能对用户的运动数据,用户的损害,如拒绝过程治疗血压异常,因为用户不充分的锻炼。相反的,保险公司可以奖励那些运动。

区块链网络

区块链网络是一个生态系统中相关的用户数据共享与信任参与者健康费用的列表。有益健康的硬币允许系统用户完全控制数据收集和参与者使用私人钱包的列表(通过手机访问应用程序)。同时,医疗付款人参与者可以授予用户通过一个基于web的应用程序(Dapp)奖。此外,健康的硬币为未来的审计记录所有访问请求和交易。

硬币的设计和实现

健康的硬币架构包括5-tier分层架构所示图3:

•用户接口层:与不同的接口为用户(手机应用程序)和医疗支付参与者(基于web的Dapp);

•应用服务层:包含三个关键服务提供有益健康的硬币用户和参与者;

•授权层:授权用户访问权限授予前的解决方案。卫生费用授权奖励用户提供数字硬币,当用户被授权来跟踪他们的锻炼和饮食;

•区块链层:存储链上的数据必须是不可变的,发电机,和时间序列在一个共享的分类帐。这是链接到最后的物理层,所有的数据存储。基于访问权限授予数据访问和通过一个智能实现合同为每个服务;和

•物理层:包含本地off-chain数据库和WIoT传感器数据为链上的数据。

两种类型的数据是用来提供有益健康的硬币用户:第一,数据存储在本地数据库中(即。off-chain数据)和受健康保护纳税人的内部协议和政策;第二,数据存储解决方案的区块链分类帐(即。,on-chain data) and is available to the user and all participants in the blockchain network.图4(Alsuwailem et al ., 2019)说明了off-chain和链上数据组件以及剩余的系统组件。用户对数据的访问是通过手机iOS应用程序和Web Dapp。首先,off-chain数据使用重火力点和连接到XCode项目使用实现快速编程语言,如所示图5(Alsuwailem et al ., 2019)。所有请求数据访问off-chain重火力点都针对一个身份验证检查列表。第二,Web Dapp Ethereum区块链分开开发iOS应用程序所示图6(Alsuwailem et al ., 2019),Web Dapp由前端、后端和服务器。混音是用于编写、编译和部署智能合同用坚固的编程语言编写的。Web3提供者被选为执行环境和连接到Ethereum客户机节点在本地主机。前端开发使用VScode来构建一个web页面的HTML, JavaScript,和CSS。后端,前端连接使用Web3与智能合同和交互的HTML页面。他们之间的联系是通过输送ContractABI和合同地址从混音的HTML页面。Web3写在HTML页面中使用JavaScript。后端和前端与TestRPC服务器交互,是Ethereum区块链模拟器运行的事务。当TestRPC服务器激活,它提供了假Ethereum帐户100醚为每个帐户,允许调用的区块链。聪明的合同被称为通过Web3 HTML页面使用一个账户地址,TestRPC服务器和事务。 Finally, the Dapp was built on a private Ethereum blockchain with three smart contracts and used Truffle to compile it to the private Ethereum network; the Geth Server was used to run it. The Ethereum platform was chosen over Bitcoin. This is because it is an open source that supports blockchain’s third generation, supporting general applications beyond currency and financial services (天鹅,2015)。有益健康的硬币应用程序使用这个平台来支持医疗保健行业中使用的三个系统案例收集医疗数据,创建cryptocurrency激励用户,提供金融服务,兑换硬币收集作为奖励。

讨论

肥胖是一个严重的问题,对健康产生负面影响,社会和经济。它被认为是一个流行,需要有效治疗。克服肥胖是具有挑战性的,因为阻止人们变得肥胖,他们需要动力,从事体育活动。到目前为止,没有cryptocurrency-based数码电子健康解决方案在GCC国家目标人口,鼓励他们。在这项研究中,我们提出了一个解决方案,鼓励人们变得更健康的利用技术。解决方案集成了两个新兴技术:WIoT和区块链。数字硬币使用通过区块链技术使游戏化的概念,用户动机进行更多的体育活动,因为活动用户参加,金币越多用户收益。考虑到数字硬币是真实的和可用于购买商品和服务,它可以增加用户的动机。此外,区块链的使用,这是一个可靠和安全的平台,让用户的数据,增加了用户的信任,因为健康相关数据是高度保护。健康的硬币可以帮助人们轻松实现一个更健康的生活方式,因为他们接近成为健康、有益健康的。 Inevitably, encouraging people to live healthier, assists in preventing chronic diseases such as diabetes, high cholesterol, knee and back problems, heart diseases, and depression.

结论

有益健康的硬币可以对政府的经济产生积极的影响的原因,解决方案坚决涉及政府机构作为主要合作伙伴和赞助商。当人们健康、医疗费用越来越医院减少。人也不太可能需要外科手术,如袖胃切除术和药物的疾病如糖尿病和高胆固醇。因为我们的解决方案取决于WIoT测量相关数据的准确性及其身份识别技术的发展,这可能导致解决方案主要依赖这种技术的进化。因此,我们鼓励WIoT的进一步研究和发展,以及调查的人愿意使用这种系统。在结论中,作者没有担忧政府使用系统的可能性取决于数字硬币和区块链,因为一些政府在海湾合作委员会已经开始采用项目,使用类似的技术,例如在阿联酋马斯达尔(马斯达尔,2021在沙特阿拉伯)和NEOM (NEOM 2020),从而提供了一个强有力的迹象表明健康的硬币系统,依赖于相同的技术,可以采用,在不久的将来实现。

像任何数字医疗解决方案,采用健康的硬币有一些关键的挑战和滥用是非常重要的。像任何其他商业解决方案,它是容易误用,因为它涉及到钱。即使有严格的访问控制模型中,授权用户可以兑换更多的硬币,操作系统可以管理通过定期或随机物理访问验证用户评估。对于采用新建项目,如智能城市(马斯达尔,2021;NEOM 2020),是理想的目标采取健康的硬币应用环境吸引正确的心态的人,最有可能倾向于采取新智能解决方案。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。

作者的贡献

公顷导致解决方案开发,文章写作,和整体文章回顾从主题的角度做专业性判断验证的解决方案和设计。SN概念化的文章,设计解决方案的生态系统,回顾了文献,本文写了相关的部分。SA监督和评估的概念和解决方案的开发和设计架构。AA AA, FA导致了生态系统设计和文献综述。

资金

这项工作已经收到资金从院长以来沙特国王大学的科学研究。

的利益冲突

SN受雇于沙特技术和安全综合治理公司。

其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

作者要感谢Ghada Alsuwailm,法蒂玛•本•Rajeh萨玛Alharbi, Salmah AlQahtani,梁赞Alarifi,和Shaden Alshargi链和off-chain数据实现支持,极大地推动了健康的硬币的设计和实现。

引用