Πανεπιστήµιο Πατρών ιατµηµατικό Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Πληροφορική Επιστηµών Ζωής Ανάπτυξη παραθυρικής εφαρµογής εισαγωγής στοιχείων και διαχείρισης β

Transcript

1 Πανεπιστήµιο Πατρών ιατµηµατικό Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Πληροφορική Επιστηµών Ζωής Ανάπτυξη παραθυρικής εφαρµογής εισαγωγής στοιχείων και διαχείρισης βάσης δεδοµένων αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων Σταύρος Τσολάκος Α.Μ Πάτρα Ιούνιος 2010

2 Πανεπιστήµιο Πατρών ιατµηµατικό Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Πληροφορική Επιστηµών Ζωής Ανάπτυξη παραθυρικής εφαρµογής εισαγωγής στοιχείων και διαχείρισης βάσης δεδοµένων αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων Τριµελής εξεταστική επιτροπή Ελευθέριος Πολυχρονόπουλος, Επίκουρος Καθηγητής, Τµήµα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Πατρών Μαρίνα Καρακάντζα, Επίκουρη Καθηγήτρια, Τµήµα Ιατρικής Πανεπιστηµίου Πατρών Βασίλης Μεγαλοοικονόµου, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τµήµα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Πατρών Σταύρος Τσολάκος Α.Μ Πάτρα Ιούνιος

3 3

4 Είναι χρέος µου να ευχαριστήσω όλους όσους βοήθησαν στην ολοκλήρωση αυτής της διπλωµατικής εργασίας αλλά και γενικότερα στο ξεκίνηµα και τη λήξη αυτού του µεταπτυχιακού «ταξιδιού». Έτσι λοιπόν µε χρονολογική σειρά θέλω να ευχαριστήσω θερµά τους συναδέλφους και φίλους Σπύρο Ματσάγγο, Ευγένιο Βερναρδή και Νικόλα Βενιέρη για την αµέριστη στήριξή τους κατά τη διάρκεια της συγγραφής του κώδικα της εφαρµογής. Ευχαριστώ θερµά την καθηγήτρια κα. Μαρίνα Καρακάντζα για την εµπιστοσύνη που µου έδειξε, καθώς και για την πολύτιµη βοήθεια και καθοδήγηση της στην εκπόνηση της διπλωµατικής εργασίας, όπως και τον καθηγητή κ. Λευτέρη Πολυχρονόπουλο που ανέλαβε µε υπευθυνότητα την επίβλεψη της εργασίας, ενώ οφείλω ευχαριστίες και στον καθηγητή κ. Βασίλη Μεγαλοοικονόµου που δέχτηκε πρόθυµα να είναι µέλος της τριµελούς εξεταστικής επιτροπής της διπλωµατικής µου εργασίας. Ευχαριστώ την οικογένεια µου για την ηθική και ψυχική στήριξη καθώς και την αγαπηµένη µου Ελένη για την υποµονή και τη συµπαράστασή της όλες αυτές τις ώρες που διήρκεσε η συγγραφή και η ανάπτυξη της εφαρµογής. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω και να αφιερώσω την παρούσα εργασία σε έναν εξαιρετικό και ανεπανάληπτο επιστήµονα και άνθρωπο, τον ρ Paolo Zamboni, διευθυντή του Κέντρου Αγγειακών Παθήσεων του Πανεπιστηµίου της Ferrara, ο οποίος θα αποτελεί το φωτεινό παράδειγµα Επιστήµονα για την υπόλοιπη ζωή µου. Σταύρος Τσολάκος 4

5 Περίληψη Οι βάσεις δεδοµένων αποτελούν, πλέον, επιτακτική ανάγκη για την οργάνωση, αποθήκευση και γρήγορη ανάκτηση δεδοµένων, αλλά και την εξαγωγή συµπερασµάτων µέσα από διαδικασίες στατιστικής επεξεργασίας, στα πλαίσια της αξιοποίησης του τεράστιου όγκου πληροφορίας που ήδη υπάρχει αλλά και εξακολουθεί να παράγεται µε εξαιρετικά γρήγορους ρυθµούς στην ιατροβιολογική έρευνα και εν προκειµένω στο πεδίο των λήψεων και των µεταµοσχεύσεων αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων. Ωστόσο, για την εύκολη πρόσβαση στις πληροφορίες αυτές, απαιτούνται εξειδικευµένες εφαρµογές οι οποίες κρατούν µακρυά την πολυπλοκότητα των βάσεων δεδοµένων από τον τελικό χρήστη, προσφέροντας ένα απλό και φιλικό περιβάλλον διαχείρισης. Το θέµα της εργασίας αυτής είναι η ανάπτυξη µιας τέτοιας εφαρµογής, µε το όνοµα AutoStem. Η εφαρµογή αναπτύχθηκε µε τη γλώσσα προγραµµατισµού Python, µε τη βοήθεια των βιβλιοθηκών wxpython για την δηµιουργία του διαδραστικού γραφικού περιβάλλοντος, storm για την επικοινωνία µε τη βάση δεδοµένων και matplotlib για τη δηµιουργία υψηλής ποιότητας γραφηµάτων. 5

6 Abstract The databases constitute nowadays imperative tool for the organization, storage, rapid data recovery and statistical analysis in the field of the modern managing and exploitation of the huge volume of information that already exists and continues to be produced extremely fast. The databases are extremely useful in the management of bioinformation of medicine and biology both in daily diagnostics as well as research. The present study is concentrated in the application of databases in the blood stem cells collections and transplantations. However, sophisticated and specialized applications are required in order to for them be easily accessed. Applications that hide their native complexity, offering an easy to use, intuitive and friendly management environment. The subject of the present thesis is the development of such an application, named AutoStem. The application was developed using the Python programming language, using the wxpython GUI library, the storm library for communicating with the database and the matplotlib for creating high quality graphs. 6

7 Περιεχόµενα 7

8 Περίληψη...5 Abstract Εισαγωγή Σύντοµη ιστορική αναδροµή των µεταµοσχεύσεων αιµοποιητικών κυττάρων Επεξήγηση όρων Ορισµός της µεταµόσχευσης αιµοποιητικών κυττάρων Αρχέγονα αιµοποιητικά κύτταρα Είδος µεταµόσχευσης σύµφωνα µε τη σχέση δότη-λήπτη Είδος µεταµόσχευσης σύµφωνα µε την πηγή προέλευσης του µοσχεύµατος Επεξεργασία και συντήρηση των µοσχευµάτων Τι επιδιώκεται µε τη µεταµόσχευση Ενδείξεις µεταµοσχεύσεων Αποτελέσµατα µεταµοσχεύσεων Σπουδαιότερες επιπλοκές των µεταµοσχεύσεων Μεταµόσχευση µε µειωµένης έντασης σχήµα προετοιµασίας Μελλοντικές προοπτικές Εισαγωγικά στοιχεία στις βάσεις δεδοµένων Σύντοµη ιστορική αναδροµή των βάσεων δεδοµένων Βασικές έννοιες Η Αρχιτεκτονική των Σ Β Τα βασικά µοντέλα βάσεων δεδοµένων Το Ιεραρχικό Μοντέλο Βάσεων εδοµένων Το ικτυωτό Μοντέλο Βάσεων εδοµένων Το Σχεσιακό Μοντέλο Βάσεων εδοµένων Τα Σχεσιακά Σ Β (RDBMS) Σκοπός Λογισµικό υλοποίησης Python wxpython storm matplotlib py2exe Αποτελέσµατα Το κύριο παράθυρο της εφαρµογής Το µενού Το µενού «Αρχείο» Το µενού «Ευρετήριο» Το ευρετήριο προσώπων Το ευρετήριο λήψεων Το ευρετήριο µεταµοσχεύσεων Το ευρετήριο προϊόντων Το ευρετήριο µηχανηµάτων Το ευρετήριο φαρµάκων και θεραπειών

9 4.2.3 Το µενού «Στατιστικές» Ο φάκελος προσώπου Τα προσωπικά στοιχεία Το ιστορικό Οι λήψεις Οι µεταµοσχεύσεις Τα παράθυρα διαλόγου της εφαρµογής Το παράθυρο διαλόγου των διαγνώσεων Το παράθυρο διαλόγου των θεραπευτικών αγωγών Το παράθυρο διαλόγου των λήψεων Το παράθυρο διαλόγου των µεταµοσχεύσεων Συζήτηση...62 Βιβλιογραφία

10 1. Εισαγωγή 10

11 Omnis cellula e cellula «Όλα τα κύτταρα προέρχονται από προϋπάρχοντα κύτταρα», ήταν η θεωρία που διατύπωσε ο γερµανός γιατρός Theodor Schwann το 1858 µετά από παρατηρήσεις που έκανε σε ζωικά και φυτικά κύτταρα, χωρίς πιθανόν να φαντάζεται την εξέλιξη που θα ακολουθούσε η έρευνα για τα «προϋπάρχοντα» αυτά κύτταρα που σήµερα πια είναι γνωστά ως βλαστοκύτταρα. Στις αρχές του 20 ου αιώνα πολλοί ερευνητές, κυρίως Ευρωπαίοι, διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα του αίµατος προέρχονται από συγκεκριµένη κατηγορία βλαστοκυττάρων, τα αρχέγονα αιµοποιητικά κύτταρα. Έκτοτε η εκρηκτική εξέλιξη της έρευνας στον τοµέα της Βιολογίας και της Γενετικής καθώς και η εξέλιξη στον τοµέα της βιοϊατρικής τεχνολογίας, σε ότι αφορά το πεδίο έρευνας των αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων, καθώς και σε άλλα πεδία βιοϊατρικής έρευνας δηµιούργησε την ανάγκη αποθήκευσης και οργάνωσης των τεράστιων σε πλήθος και όγκο βιολογικών δεδοµένων που προέκυψαν και προκύπτουν, προκειµένου να µελετηθούν, να συγκριθούν και να εξαχθούν συµπεράσµατα, χρήσιµα στην κατανόηση της δοµής και λειτουργίας του έµβιου κόσµου. Την ανάγκη αυτή καλείται να καλύψει η Πληροφορική, η οποία µέσω συγκεκριµένων µοντέλων ανάπτυξης βάσεων δεδοµένων, προτύπων αποθήκευσης βιολογικής πληροφορίας καθώς και αλγορίθµων διευρύνει το πεδίο έρευνάς της προς τις σύγχρονες εξειδικευµένες ανάγκες των ερευνητών της βιολογίας και ιατρικής. Με γνώµονα τα παραπάνω και στα πλαίσια της διπλωµατικής εργασίας του ιατµηµατικού Μεταπτυχιακού προγράµµατος «Πληροφορική Επιστηµών Ζωής», κληθήκαµε να αντιµετωπίσουµε την πρόκληση της δηµιουργίας µιας βάσης δεδοµένων όπου θα εισάγονται στο εξής τα στοιχεία των λήψεων αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων, η οµογενοποίηση και εισαγωγή στη βάση διαφόρων καταγεγραµµένων στοιχείων από λήψεις και µεταµοσχεύσεις προηγούµενων ετών που διενεργήθηκαν στο Πανεπιστηµιακό Νοσοκοµείο του Ρίου Πατρών, σε πάσχοντες, κυρίως, αιµατολογικών νοσηµάτων, καθώς και η στατιστική επεξεργασία κάποιων παραµέτρων των ανωτέρω καταγραφών. 11

12 1.1 Σύντοµη ιστορική αναδροµή των µεταµοσχεύσεων αιµοποιητικών κυττάρων Η µεταµόσχευση αιµοποιητικών κυττάρων (SCT) έχει αναπτυχθεί τα τελευταία 50 χρόνια, όπου αλλογενείς και αυτόλογες µεταµοσχεύσεις αιµοποιητικών κυττάρων από το µυελό των οστών, από το περιφερικό αίµα ή από τον οµφάλιο λώρο αναδείχθηκαν ως αποτελεσµατικές θεραπευτικές προσεγγίσεις σε ασθενείς µε διαφόρων τύπων αιµατολογικά και γενετικά νοσήµατα. Από το 1950 ως το 1960 οι µεταµοσχεύσεις αιµοποιητικών κυττάρων µετατράπηκαν από µια αβέβαιη και συχνά επικίνδυνη µέθοδο, σε ένα ισχυρό και αποτελεσµατικό όπλο στη θεραπευτική φαρέτρα της ιατρικής. Στο τέλος της δεκαετίας του 1960 η τροµακτική πρόοδος στην κατανόηση των µηχανισµών ιστοσυµβατότητας και τον τρόπο που απορρίπτονται τα µοσχεύµατα µε ανάπτυξη GVHD (graft versus host disease), αποτέλεσε το εφαλτήριο του περαιτέρω ελέγχου για την ακριβή ταυτοποίηση κατά HLA προκειµένου να γίνει πιο αυστηρή η επιλογή δοτών, στρατηγική που οδήγησε στην πιο αποτελεσµατική εξασφάλιση µοσχευµάτων και στην πρόληψη και µείωση της ανάπτυξης GVHD από τους λήπτες των µοσχευµάτων.[2] Ο Dr E.Donnall Thomas ανέπτυξε τη θεωρία πως µεγάλη δόση ενδοφλέβιας έγχυσης συγκεκριµένης οµάδας υγειών κυττάρων του µυελού των οστών, µπορεί να επανακινητοποιήσει έναν σχετικά αδρανή µυελό προκειµένου να παράξει νέα υγιή κύτταρα, ενώ παράλληλα να µειωθεί η πιθανότητα ανάπτυξης της GVHD.[3] Ο E. Donnall Thomas υποστήριξε την παραπάνω θεωρία µε σθένος και αφοσίωση για αρκετά χρόνια και ξεκίνησε στο Cooperstown της Νέας Υόρκης τις µελέτες σε µεταµοσχεύσεις σκύλων αλλά και ανθρώπων, Dr E. Donnall Thomas 12

13 Fred Hutchinson Cancer Research Center καταλήγοντας στο Seattle όπου και ξεκίνησε το µεγαλύτερο πρόγραµµα παγκοσµίως, στις µεταµοσχεύσεις αιµοποιητικών κυττάρων στο Fred Hutchinson Cancer Research Center. Οι πρωτοποριακές του ανακαλύψεις στην έρευνα των βλαστοκυττάρων, την βιολογία των µεταµοσχεύσεων και την ανοσολογία, κατέστησε δυνατή την πραγµατοποίηση αλλογενών µεταµοσχεύσεων αιµοποιητικών κυττάρων θεραπεύοντας πλήθος ασθενών µε χρόνια µυελογενή λευχαιµία (CML), υποτροπιάζουσα οξεία µυελογενή λευχαιµία (AML), και οξεία λεµφογενή λευχαιµία (ALL). [4] Ως αναγνώριση της προσφοράς του, το 1990 του απονεµήθηκε το Nobel Ιατρικής και Φυσιολογίας όπως και στον Dr.Joseph Murray ο οποίος πραγµατοποίησε την πρώτη µεταµόσχευση οργάνου παγκοσµίως το 1954.[3] Επεξήγηση όρων Στο σηµείο αυτό θεωρείται σηµαντική η αναφορά και επεξήγηση των όρων, των τεχνικών προετοιµασίας και λήψης των κυττάρων, οι ενδείξεις, τα είδη των µεταµοσχεύσεων που πραγµατοποιούνται, οι πιθανές επιπλοκές των µεταµοσχεύσεων, καθώς και οι επιδιώξεις του παρόντος και του µέλλοντος Ορισµός της µεταµόσχευσης αιµοποιητικών κυττάρων Είναι η συλλογή µοσχεύµατος αιµοποιητικών κυττάρων από δότη και η χορήγησή τους σε λήπτη ασθενή. Η µεταµόσχευση αιµοποιητικών κυττάρων είναι περισσότερο γνωστή ως µεταµόσχευση µυελού οστών, επειδή ο τελευταίος αποτέλεσε την πρώτη πηγή λήψης των κυττάρων αυτών. Το µόσχευµα περιέχει αρχέγονα πολυδύναµα, προγονικά δεσµευµένα και ωριµότερα κύτταρα, καθώς και ώριµα έµµορφα στοιχεία του αίµατος. Τα 13

14 αρχέγονα πολυδύναµα αιµοποιητικά κύτταρα αποτελούν το απαραίτητο συστατικό του µοσχεύµατος προκειµένου να εξασφαλισθεί µακρόχρονη αιµοποιία στον λήπτη. O αριθµός τους παίζει σαφώς σηµαντικό ρόλο στην επιτυχή έκβαση Αρχέγονα αιµοποιητικά κύτταρα Είναι τα µητρικά κύτταρα του αίµατος. Έχουν την ιδιότητα να γεννούν όµοιους απογόνους, αλλά και να διαφοροποιούνται σε ωριµότερες µορφές, από τις οποίες προέρχονται όλα τα έµµορφα στοιχεία του αίµατος: ερυθρά αιµοσφαίρια, ουδετερόφιλα πολυµορφοπύρηνα, ηωσινόφιλα, βασεόφιλα, µονοκύτταρα, λεµφοκύτταρα και αιµοπετάλια. Βρίσκονται, πολλαπλασιάζονται και διαφοροποιούνται στον µυελό των οστών. Πολύ λιγότερα µετακινούνται στο περιφερικό αίµα, όπου υπό συγκεκριµένες συνθήκες η παρουσία τους αυξάνεται. Το αίµα του οµφάλιου λώρου και του πλακούντα περιέχει σηµαντικό αριθµό τέτοιων κυττάρων. ιαπιστώνεται η παρουσία τους και µετριέται ο αριθµός τους µε ειδικές κυτταροκαλλιέργειες και µε την ανίχνευση του αντιγόνου επιφανείας CD34 που φέρουν (CD34+ κύτταρα).[6] Είδος µεταµόσχευσης σύµφωνα µε τη σχέση δότηλήπτη Αυτόλογη Όταν ο δότης και ο λήπτης είναι το ίδιο πρόσωπο, η µεταµόσχευση καλείται αυτόλογη και το µόσχευµα αυτόλογο. Εφαρµόζεται σε περιπτώσεις όπου ο µυελός δεν πάσχει ή η νόσος βρίσκεται σε πλήρη ύφεση, αλλά και σε µερικές περιπτώσεις µε µικρό φορτίο νόσου. O επιθυµητός αριθµητικός στόχος είναι να εµπεριέχονται στο αυτόλογο µόσχευµα συγκεκριµένη ποσότητα µητρικών κυττάρων (τουλάχιστον 3x

15 CD34+ κύτταρα/kg βάρους σώµατος του ασθενούς) προκειµένου να εξασφαλισθεί σίγουρη και ταχεία αιµοποιία. Αλλογενής Στη συγκεκριµένη µορφή το µόσχευµα λαµβάνεται από άλλον υγιή άνθρωπο. Απαραίτητη προϋπόθεση να υπάρχει ικανοποιητικός βαθµός ιστοσυµβατότητας µεταξύ δότη και λήπτη. Η ιστοσυµβατότητα εξαρτάται κατά κύριο λόγο από τα µείζονα αντιγόνα ιστοσυµβατότητας ή αντιγόνα HLA, τα οποία καθορίζονται γενετικά και παρουσιάζουν µεγάλο πολυµορφισµό µεταξύ των διαφόρων ατόµων. Τα κυριότερα από αυτά τα αντιγόνα είναι τα HLA-A, HLA-B, HLA-C και HLA-DR. Η γενετική θέση των αντιγόνων HLA βρίσκεται στο χρωµόσωµα 6. Κάθε άνθρωπος διαθέτει δύο χρωµοσώµατα 6 και άρα οκτώ συνολικά από τα παραπάνω αντιγόνα. Είναι επιθυµητή η απόλυτη συµβατότητα στα 8 από τα 8 αυτά αντιγόνα, αλλά η µεταµόσχευση είναι εφικτή και µε την παρουσία 1 ή ακόµη και 2 αντιγονικών διαφορών. Ο βαθµός ιστοσυµβατότητας µεταξύ δότη και δέκτη καθώς και η φάση της νόσου κατά τη µεταµόσχευση είναι οι σηµαντικότεροι παράγοντες που καθορίζουν την έκβαση της µεταµόσχευσης. Τα τελευταία χρόνια είναι δυνατή µε ειδικές µεθόδους η µεταµόσχευση από απλοταυτόσηµους συγγενείς δότες, δηλαδή δότες που έχουν ένα µόνο κοινό χρωµόσωµα 6 και συµβατότητα στα µισά από τα αντιγόνα HLA. Το αλλογενές µόσχευµα συνήθως προέρχεται από ταυτόσηµα αδέλφια και εναλλακτικά από άλλα µέλη της οικογένειας ή από µη συγγενείς δότες (εθελοντές ή οµφαλοπλακουντιακό αίµα). Τα ταυτόσηµα αδέλφια καλύπτουν µόνο το 25-30% των αναγκών αλλογενών µοσχευµάτων, τα δε υπόλοιπα µέλη της οικογένειας λιγότερο από 5%. Σήµερα, πραγµατοποιούνται διεθνώς περίπου αλλογενείς µεταµοσχεύσεις το χρόνο και στις µισές από αυτές το µόσχευµα προέρχεται από µη συγγενείς δότες. Οι τελευταίοι αναζητούνται στις δεξαµενές µη συγγενών εθελοντών δοτών, στις οποίες εντάσσονται από τα κέντρα δοτών. Υπάρχει συνεργασία µεταξύ όλων των εθνικών δεξαµενών και οι δότες είναι διαθέσιµοι για κάθε 15

16 ασθενή όπου γης. Παρότι ο αριθµός τους αυξάνεται συνεχώς τα τελευταία χρόνια και υπερβαίνει τα 12 εκατοµµύρια παγκόσµια, παραµένει ανεπαρκής για να καλύψει τις ανάγκες ανεύρεσης δοτών, ιδιαίτερα για τους ασθενείς που έχουν σπάνιους απλοτύπους HLA ή ανήκουν σε φυλετικές µειονότητες που υποεκπροσωπούνται στις δεξαµενές δοτών. Στην Ελλάδα οι υποψήφιοι δότες είναι ακόµη λιγότεροι αναλογικά. Η ελληνική εθνική δεξαµενή φέρει τον τίτλο Εθνικό Μητρώο Εθελοντών οτών Μυελού Οστών και βρίσκεται στον Εθνικό Οργανισµό Μεταµοσχεύσεων. Τα αλλογενή µοσχεύµατα εµφανίζουν µια σηµαντική και καθοριστική ιδιότητα, δρουν εναντίον πολλών ειδών νεοπλασµατικών κυττάρων. Αυτή η αντινεοπλασµατική δράση φαίνεται ότι παίζει τον σπουδαιότερο ρόλο και έχει τον τελευταίο λόγο για την εκρίζωση της κακοήθους νόσου. Αριθµητικά επιδιώκεται τα µοσχεύµατα αυτά να εµπεριέχουν επαρκή αριθµό µητρικών αιµοποιητικών κυττάρων (τουλάχιστον 4-5x10 6 CD34+ κύτταρα/kg βάρους σώµατος του ασθενούς) για να ξεπεραστεί ο κίνδυνος απόρριψης, ιδιαίτερα όταν προέρχονται από µη συγγενείς και να εξασφαλιστεί ταχύτερη αποκατάσταση αιµοποιίας. Συγγενική Σε σπάνιες περιπτώσεις το µόσχευµα προέρχεται από µονοωογενή δίδυµα αδέλφια. Το εκ διδύµων µόσχευµα προέρχεται µεν από άλλον άνθρωπο, συµπεριφέρεται όµως ως αυτόλογο Είδος µεταµόσχευσης σύµφωνα µε την πηγή προέλευσης του µοσχεύµατος Μυελική Όταν το µόσχευµα λαµβάνεται απευθείας από τον µυελό των οστών, η µεταµόσχευση καλείται µυελική ή µυελού των οστών. Τα οστά από τα οποία αναρροφούνται τα αρχέγονα αιµοποιητικά κύτταρα είναι τα λαγόνια και το στέρνο. Η διαδικασία διεκπεραιώνεται στο χειρουργείο υπό γενική αναισθησία. 16

17 Αιµατική Η µεταµόσχευση ονοµάζεται αιµατική ή περιφερική ή περιφερικού αίµατος όταν τα αρχέγονα κύτταρα συλλέγονται από το αίµα µε ειδικό µηχάνηµα, τον κυτταρικό διαχωριστή και µετά από ειδικούς χειρισµούς. Υπό σταθερές συνθήκες ο αριθµός των κυκλοφορούντων µητρικών κυττάρων είναι πολύ µικρός και δεν είναι δυνατό να ληφθεί ικανό µόσχευµα που θα δώσει αιµοποιία. Όµως, µετά από χορήγηση αυξητικού παράγοντα των κοκκιοκυττάρων ή άλλων αυξητικών παραγόντων ή µετά από χηµειοθεραπεία όταν πρόκειται για αυτόλογη µεταµόσχευση, διαπιστώνεται κινητοποίηση των αρχέγονων κυττάρων και µαζική έξοδός τους από τον µυελό στο αίµα. O συνδυασµός χηµειοθεραπείας και αυξητικών παραγόντων προκαλεί µεγαλύτερη κινητοποίηση και έξοδο. Κάτω από τέτοιες συνθήκες τα συλλεχθέντα µοσχεύµατα περιέχουν περισσότερα αιµοποιητικά κύτταρα απ ότι τα µυελικά. Κατά τη διαδικασία λήψης των αιµατικών µοσχευµάτων ο ασθενής ή ο δότης δεν υποβάλλεται σε γενική αναισθησία. Με βάση τη δεκαετή εµπειρία από τη χορήγηση αυξητικού παράγοντα σε υγιείς δότες, η µέθοδος αυτή είναι απόλυτα ασφαλής για το δότη και δεν συνοδεύεται από αυξηµένο κίνδυνο λευχαιµογένεσης. Oµφαλοπλακουντιακή Το µόσχευµα προέρχεται από το αίµα του οµφάλιου λώρου και του πλακούντα και λαµβάνεται αµέσως µετά τον τοκετό. Τα αρχέγονα κύτταρα του µοσχεύµατος αυτού παρουσιάζουν µεγάλο δυναµικό αποκατάστασης της αιµοποιίας. Παράλληλα, τα οµφαλοπλακουντιακά µοσχεύµατα έχουν µικρότερη ανοσιακή δράση σε σχέση µε το µυελό των οστών ή το περιφερικό αίµα. Η ιδιότητα αυτή καθιστά εφικτή τη µεταµόσχευση µε περισσότερες διαφορές αντιγόνων διότι η συχνότητα και η βαρύτητα της νόσου µοσχεύµατος έναντι ξενιστή είναι χαµηλότερη. Λόγω των µικρότερων απαιτήσεων ιστοσυµβατότητας, είναι δυνατή η ανεύρεση κατάλληλου δότη σε 17

18 µεγαλύτερο ποσοστό ασθενών µε οµφαλοπλακουντιακό αίµα συγκριτικά µε το µυελό των οστών από εθελοντές δότες. Όπως φαίνεται ήδη από µεγάλες αναδροµικές µελέτες αρχείων, το οµφαλοπλακουντιακό αίµα αποτελεί εναλλακτική πηγή µοσχεύµατος για ασθενείς µε λευχαιµία που δεν διαθέτουν συµβατό εθελοντή δότη. Το οµφαλοπλακουντιακό αίµα είναι άµεσα διαθέσιµη πηγή µοσχεύµατος και παρέχει τη δυνατότητα επείγουσας µεταµόσχευσης, ενώ η ανεύρεση συµβατού µη συγγενή δότη απαιτεί σηµαντικό χρονικό διάστηµα (2-6 µηνών). Ο όγκος του οµφαλοπλακουντιακού αίµατος και κατά συνέπεια ο αριθµός των αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων είναι περιορισµένος και συχνά δεν επαρκεί για ασθενείς µε σωµατικό βάρος µεγαλύτερο από κιλά. Η αποκατάσταση της αιµοποιίας καθυστερεί αρκετά, ιδιαίτερα δε των αιµοπεταλίων. Μάλιστα, σε ποσοστό 10-30% των µεταµοσχεύσεων αυτών δεν επιτυγχάνεται εγκατάσταση του µοσχεύµατος. Σύµφωνα µε πρόσφατα δεδοµένα, η µεταµόσχευση δύο µερικά συµβατών µονάδων οµφαλοπλακουντιακού αίµατος διευκολύνει σηµαντικά την εγκατάσταση του µοσχεύµατος. Η µέθοδος αυτή καθιστά δυνατή τη µεταµόσχευση για την πλειοψηφία (90%) των ενηλίκων ασθενών για τους οποίους δεν είναι δυνατή η ανεύρεση συµβατού συγγενή ή εθελοντή δότη. Ο αριθµός των µεταµοσχεύσεων οµφαλοπλακουντιακού αίµατος παρουσιάζει συνεχή αύξηση την τελευταία πενταετία τόσο στα παιδιά όσο και στους ενήλικες ασθενείς. Τα µοσχεύµατα αυτά συντηρούνται σε ειδικές τράπεζες. Έχουν αναπτυχθεί δύο είδη τραπεζών οµφαλοπλακουντιακού αίµατος, οι δηµόσιες και οι ιδιωτικές. Τα µοσχεύµατα των δηµοσίων τραπεζών προορίζονται για αλλογενείς µεταµοσχεύσεις. Αντίθετα, οι ιδιωτικές τράπεζες επαγγέλλονται τη δυνητική χρήση του οµφαλοπλακουντιακού αίµατος για αυτόλογη µεταµόσχευση ή για αναγεννητική θεραπεία, που όµως στερούνται επιστηµονικής βάσης. Η προοπτική της αυξανόµενης χρήσης του οµφαλοπλακουντιακού αίµατος για αλλογενή µεταµόσχευση, ιδιαίτερα σε ενήλικες ασθενείς, υπογραµµίζει την αναγκαιότητα της ενίσχυσης των δηµόσιων τραπεζών ώστε 18

19 να διαθέτουν µεγάλα αποθέµατα µονάδων µε επαρκή αριθµό κυττάρων και ευρύτερες δεξαµενές HLA απλοτύπων.[1] Επεξεργασία και συντήρηση των µοσχευµάτων Τα µοσχεύµατα µπορούν να δοθούν ως έχουν ή µετά από ειδική επεξεργασία εντός 72 ωρών από τη συλλογή τους ή αργότερα, αφού συντηρηθούν σε υγρό άζωτο. Στα αυτόλογα µοσχεύµατα η επεξεργασία έχει στόχο την αποµάκρυνση των κακοηθών κυττάρων, χωρίς αυτό να µεταφράζεται συνήθως σε καλύτερη επιβίωση των ασθενών. Στα αλλογενή µοσχεύµατα ο χειρισµός στοχεύει στην ελάττωση των λεµφοκυττάρων για να µειωθεί η συχνότητα και η βαρύτητα της νόσου του µοσχεύµατος κατά του ξενιστή. Η αποµάκρυνση των λεµφοκυττάρων συνοδεύεται από αυξηµένη πιθανότητα υποτροπής της κακοήθους νόσου, επειδή µειώνεται η αντινεοπλασµατική δράση του µοσχεύµατος. Ως εκ τούτου εφαρµόζεται σε ειδικές περιπτώσεις.[5] Τι επιδιώκεται µε τη µεταµόσχευση Αν και η διαδικασία της µεταµόσχευσης είναι παρόµοια σε όλες τις περιπτώσεις, οι σκοποί διαφέρουν ανάλογα µε τη νόσο. O µυελός είναι συνήθως διηθηµένος στις αιµατολογικές κακοήθεις παθήσεις, όπως οι λευχαιµίες. O σκοπός της µεταµόσχευσης είναι να καταστρέψει τον πάσχοντα µυελό, να εκριζώσει τα παθολογικά κύτταρα και να τα αντικαταστήσει µε αλλογενή κύτταρα, τα οποία, εκτός από την αποκατάσταση της αιµοποιίας, ασκούν και αντινεοπλασµατική δράση. Η καταστροφή του µυελού επιτυγχάνεται µε πάρα πολύ µεγάλες δόσεις χηµειοθεραπευτικών φαρµάκων ή συνδυασµό τέτοιων φαρµάκων µε ολόσωµη ακτινοβόληση. 19

20 Τελευταία φαίνεται ότι η εκρίζωση αρχικά µε χηµειοθεραπεία ή/και ολόσωµη ακτινοβόληση δεν είναι απαραίτητη. Αρκεί µετά από έντονη ανοσοκαταστολή το αλλογενές µόσχευµα να κατορθώσει να εµφυτευτεί. Σε κάποιες κληρονοµικές, συγγενείς ή επίκτητες διαταραχές η βλάβη αποκαθίσταται και το πρόβληµα ελλείπει µόλις ο πάσχων µυελός καταστραφεί και αντικατασταθεί από φυσιολογικό µυελό του δότη, π.χ. µεσογειακή αναιµία, βαριά συνδυασµένη ανοσοανεπάρκεια, απλαστική αναιµία και άλλες. Σε ορισµένους χηµειοευαίσθητους συµπαγείς όγκους η απάντηση είναι δοσοεξαρτώµενη. Εντούτοις η αύξηση της δόσης της χηµειοθεραπείας περιορίζεται από την τοξική της δράση στον µυελό των οστών. Αυτό µπορεί να ξεπερασθεί µε αυτόλογη µεταµόσχευση αιµοποιητικών κυττάρων του ίδιου του ασθενή, τα οποία συλλέγονται πριν την υποβολή στην ισχυρή χηµειοθεραπεία και χορηγούνται µετά από αυτήν. Αυτόλογη µεταµόσχευση διενεργείται και σε αιµατολογικά κακοήθη νοσήµατα, όταν δεν υπάρχει διαθέσιµος δότης ή όταν ο ασθενής είναι πολύ µεγάλος για να αντέξει την τοξικότητα της αλλογενούς µεταµόσχευσης. Σε αρκετές περιπτώσεις αυτό καταλήγει σε βελτιωµένη επιβίωση, παρότι τα αυτόλογα µοσχεύµατα δεν διαθέτουν αντινεοπλασµατική δράση Ενδείξεις µεταµοσχεύσεων Οι ενδείξεις εξαρτώνται από τη νόσο, το στάδιο της νόσου, την προγνωστική οµάδα, την ηλικία, την κατάσταση του ασθενούς, το είδος της µεταµόσχευσης, τον βαθµό συµβατότητας και άλλους παράγοντες. Ακολούθως αναγράφονται οι κυριότερες παθήσεις στις οποίες διενεργείται µεταµόσχευση: Αυτόλογη Αποδειγµένο όφελος Υποτροπιάζων µη Hodgkin λέµφωµα (ενδιάµεσης και υψηλής κακοήθειας) Οξεία µυελοβλαστική λευχαιµία καλής ή ενδιάµεσης πρόγνωσης (1η πλήρης ύφεση) 20

21 Πολλαπλούν µυέλωµα υνητικό όφελος Υποτροπιάζων λέµφωµα Hodgkin Υποτροπιάζων όγκος όρχεων Πιθανό όφελος Ορισµένοι συµπαγείς όγκοι Βαρύ ή ταχείας εξέλιξης αυτοάνοσο νόσηµα Αλλογενής Μοναδική λύση για ίαση Πρωτοπαθή σύνδροµα ανοσοανεπάρκειας Βαριά απλαστική αναιµία Μεσογειακή και δρεπανοκυτταρική αναιµία Συγγενή και κληρονοµικά νοσήµατα του µεταβολισµού Αύξηση πιθανότητας για ίαση ή επιβίωση χωρίς νόσο Οξεία µυελοβλαστική λευχαιµία (1η ή 2η πλήρης ύφεση) Οξεία λεµφοβλαστική λευχαιµία (1η ή 2η πλήρης ύφεση) Μυελοδυσπλαστικό σύνδροµο Πολλαπλούν µυέλωµα (ορισµένοι επωφελούνται) Χρόνια µυελογενής λευχαιµία ανθεκτική στη θεραπεία µε αναστολείς κινασών της τυροσίνης Όσοι πάσχουν από τις προαναφερθείσες παθήσεις δεν σηµαίνει ότι πρέπει να υποβληθούν σε µεταµόσχευση. Είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη και άλλα κριτήρια που οδηγούν στην υποψηφιότητα για µεταµόσχευση. 21

22 1.1.9 Αποτελέσµατα µεταµοσχεύσεων Η επιβίωση χωρίς νόσο ποικίλει µετά τη µεταµόσχευση ανάλογα µε την υποκείµενη νόσο και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της. Το είδος της µεταµόσχευσης και ο βαθµός συµβατότητας παίζουν επίσης σηµαντικό ρόλο. Τα αποτελέσµατα είναι καλύτερα, όταν ο ασθενής είναι νεότερος και σε καλή κλινική κατάσταση. Η θνητότητα κυµαίνεται από 5-40% και οφείλεται στην υποκείµενη νόσο και σε επιπλοκές της µεθόδου. Είναι αυξηµένη σε ασθενείς άνω των 50 ετών, όταν υποβάλλονται σε αλλογενή µεταµόσχευση και των 60 ετών όταν υποβάλλονται σε αυτόλογη. Άλλες είναι οι κύριες αιτίες θανάτου µετά από αυτόλογη µεταµόσχευση (υποτροπή) και άλλες µετά από αλλογενή (νόσος µοσχεύµατος έναντι ξενιστή, λοιµώξεις). Η επιβίωση κυµαίνεται από 20-90%. Λαµβάνοντας υπόψη όλους τους ασθενείς που υποβάλλονται σε µεταµόσχευση, µε ευµενείς ή δυσµενείς παράγοντες, φαίνεται ότι οι µισοί από αυτούς ζουν απαλλαγµένοι οριστικά από τη νόσο τους Σπουδαιότερες επιπλοκές των µεταµοσχεύσεων Οι ασθενείς εµφανίζουν ορισµένες σοβαρές επιπλοκές, που οφείλονται κυρίως στην τοξική δράση της πολύ ισχυρής χηµειο-ακτινοθεραπείας, στην έντονη ανοσοκαταστολή και τη βραδεία αποκατάσταση του ανοσοποιητικού συστήµατος, στην ασυµβατότητα των δύο οργανισµών και την ανοσιακή αντίδραση µεταξύ τους, καθώς και στην ανθεκτικότητα των κακοηθών κυττάρων. Οι σηµαντικότερες επιπλοκές είναι: Λοιµώξεις Εµφανίζονται όσο διαρκεί η ανεπάρκεια των αµυντικών µηχανισµών µετά τη µεταµόσχευση. Είναι συχνότερες την πρώτη περίοδο. Οι παθογόνοι µικροοργανισµοί είναι µικρόβια, µύκητες, ιοί και παράσιτα. Τα τελευταία χρόνια η αντιµετώπισή τους έχει βελτιωθεί λόγω καλύτερων διαγνωστικών 22

23 µεθόδων και ανακάλυψης νέων ειδικών φαρµάκων. Παρόλα αυτά σε ορισµένες περιπτώσεις µπορεί να αποβούν θανατηφόρες. Φλεβοαποφρακτική νόσος του ήπατος Αποτελεί τη σοβαρότερη πρώιµη επιπλοκή του σχήµατος χηµειοακτινοθεραπείας. Επί βαριών προσβολών του ήπατος η θνητότητα είναι µεγάλη. Ευτυχώς η συχνότητα εµφάνισης έχει µειωθεί σηµαντικά, κυρίως από την προληπτική χορήγηση ηπαρίνης. Νόσος του µοσχεύµατος έναντι ξενιστή (GVHD) Εµφανίζεται στις αλλογενείς µεταµοσχεύσεις και οφείλεται στην ασυµβατότητα των αντιγόνων ιστοσυµβατότητας µεταξύ δότη και λήπτη. Σε ορισµένες περιπτώσεις διεξάγονται µεταµοσχεύσεις µε κάποια διαφορά στα µείζονα αντιγόνα ιστοσυµβατότητας. Τότε η νόσος του µοσχεύµατος κατά του ξενιστή είναι βαρύτερη. Όπως είναι και όταν ο δότης δεν είναι ταυτόσηµος αδελφός. Στη συντριπτική πλειοψηφία των µεταµοσχεύσεων που υπάρχει απόλυτη συµβατότητα στα αντιγόνα αυτά, η αιτία είναι η ασυµβατότητα στα ελάσσονα αντιγόνα ιστοσυµβατότητας. Η διαφορά αυτή προκαλεί διέγερση των λεµφοκυττάρων του µοσχεύµατος και επίθεσή τους εναντίον του οργανισµού του ασθενή. Στην τοξική τους δράση συµβάλουν και κυτταροκίνες. Η συχνότητα εµφάνισης της κυµαίνεται σε ποσοστό 30-70%. Η επιπλοκή αυτή διακρίνεται σε οξεία και χρόνια µορφή. Η οξεία µορφή εµφανίζεται το πρώτο τρίµηνο και προσβάλει κυρίως το δέρµα, το ήπαρ και το έντερο. Η χρόνια µορφή εµφανίζεται µετά το τρίµηνο, προσβάλει πολλούς ιστούς και όργανα και οι εκδηλώσεις της µοιάζουν µε αυτές νοσηµάτων του κολλαγόνου. Η νόσος του µοσχεύµατος κατά του ξενιστή αποτελεί τη σοβαρότερη επιπλοκή των αλλογενών µεταµοσχεύσεων. Απόρριψη του µοσχεύµατος Η απόρριψη ή η αποτυχία εµφύτευσης του µοσχεύµατος εµφανίζεται σε ποσοστό 5-10%, όταν αυτό δεν περιέχει ικανό αριθµό αρχέγονων 23

24 αιµοποιητικών κυττάρων, όταν στερείται των λεµφοκύτταρων του και όταν ο δότης είναι ξένος ή υπάρχει διαφορά αντιγόνων ιστοσυµβατότητας. Στις υπόλοιπες περιπτώσεις δεν αποτελεί ουσιαστικό πρόβληµα. Στειρότητα Εµφανίζεται σε υψηλά ποσοστά εξαιτίας της τοξικής δράσης της χηµειοθεραπείας ή ακτινοθεραπείας στις γονάδες. Απώτερες επιπλοκές Εµφανίζονται σε µακρινό χρόνο µετά τη µεταµόσχευση, σε µικρά ποσοστά και περιλαµβάνουν: Υποθυρεοειδισµό Σπληνική υπολειτουργία και συνοδές λοιµώξεις Καταρράκτη Οστεοπόρωση ευτερογενείς κακοήθειες Ψυχολογικές διαταραχές Υποτροπή της νόσου Σε διαφορετικό κατά περίπτωση χρόνο η νόσος για την οποία ο ασθενής υποβλήθηκε σε µεταµόσχευση µπορεί να επανεµφανισθεί. Η πιθανότητα υποτροπής εξαρτάται από τη νόσο, το στάδιο και την ανθεκτικότητα της νόσου, το είδος της µεταµόσχευσης, την απουσία των λεµφοκυττάρων του µοσχεύµατος, την ένταση της ανοσοκαταστολής, την απουσία νόσου του µοσχεύµατος κατά του ξενιστή κ.ά. Κυµαίνεται από 5-70%. Γενικά είναι συχνότερη στην αυτόλογη µεταµόσχευση και όταν η νόσος είναι ανθεκτική και προχωρηµένη. Τελευταία έχουν βελτιωθεί τα ποσοστά επιτυχούς αντιµετώπισης της επιπλοκής αυτής. 24

25 Μεταµόσχευση µε µειωµένης έντασης σχήµα προετοιµασίας Σχήµα προετοιµασίας ονοµάζεται η χηµειοθεραπεία ή ο συνδυασµός χηµειοθεραπείας και ολόσωµης ακτινοβόλησης που χορηγείται πριν τη µεταµόσχευση προκειµένου να καταστραφεί ο µυελός του ασθενούς και τα νεοπλασµατικά κύτταρα. Την τελευταία δεκαετία άρχισαν να χρησιµοποιούνται σχήµατα προετοιµασίας µε µικρότερες δόσεις χηµειοθεραπευτικών φαρµάκων ή ακτινοθεραπείας έχοντας ως στόχο τη µείωση της τοξικότητας της µεταµόσχευσης. Σ αυτές τις µεταµοσχεύσεις η εµφύτευση του µοσχεύµατος και η αιµοποιία διευκολύνεται από ανοσοκατασταλτικά φάρµακα. Εξαιτίας αυτού µπορούν να εφαρµοσθούν και σε ασθενείς µεγαλύτερης ηλικίας ή ασθενείς µε συνοδά προβλήµατα υγείας, που δεν είναι σε θέση να ανεχθούν τα συµβατικά µυελοαφανιστικά σχήµατα προετοιµασίας. Με βάση τα πρόσφατα αποτελέσµατα των µεταµοσχεύσεων µε µη µυελοαφανιστικά ή µε µειωµένης έντασης σχήµατα προετοιµασίας, η αλλογενής µεταµόσχευση µε συµβατό αδελφό ή µη συγγενή δότη είναι εφικτή σε ασθενείς ηλικίας µέχρι και 70 ετών Μελλοντικές προοπτικές Οι µεταµοσχεύσεις αιµοποιητικών κυττάρων αποτελούν ένα πεδίο ταχύτατων αλλαγών και ανάπτυξης. Νέες παθήσεις άρχισαν να αντιµετωπίζονται µε τη µέθοδο αυτή, όπως είναι τα αυτοάνοσα νοσήµατα και ορισµένοι συµπαγείς όγκοι. Νέες διαγνωστικές τεχνικές, νέα φάρµακα και νέοι χειρισµοί- όπως στις µεταµοσχεύσεις µε µειωµένη χηµειοθεραπεία- ελαττώνουν τις επιπλοκές. Oι µοριακές τεχνικές τυποποίησης των αντιγόνων HLA προσφέρουν σηµαντικά στην επίτευξη καλύτερης συµβατότητας. Όλα αυτά συµβάλλουν στη βελτίωση των αποτελεσµάτων. Η µεταµόσχευση δύο µονάδων και η δυνατότητα αύξησης των αρχέγονων 25

26 κυττάρων στα οµφαλοπλακουντιακά µοσχεύµατα θα δώσει την ευκαιρία να χρησιµοποιηθούν αυτά από περισσότερους λήπτες. Η αύξηση του αριθµού των εθελοντών δοτών και των µονάδων οµφαλοπλακουντιακού αίµατος, η πρόσβαση στις τράπεζες µέσω του ιαδικτύου και η βελτίωση των µεθόδων αναζήτησης θα µειώσει τον χρόνο ανεύρεσης δότη και εποµένως περισσότεροι ασθενείς θα προλάβουν να υποβληθούν σε µεταµόσχευση την κατάλληλη στιγµή. Επειδή τα αενάως αυτοαναπαραγόµενα αρχέγονα αιµοποιητικά κύτταρα αποτελούν ιδανικό στόχο εισαγωγής νέων γονιδίων, οι µεταµοσχεύσεις θα γίνουν το όχηµα για εφαρµογή της γονιδιακής θεραπείας σε ποικιλία παθήσεων, όπως για παράδειγµα οι αιµοσφαιρινοπάθειες. Τέλος, η αξιολογούµενη στις µέρες µας δυνατότητα των ίδιων κυττάρων να µετατρέπονται υπό κατάλληλες συνθήκες σε κύτταρα άλλων ιστών ίσως συντελέσει, µε τη βοήθεια µεταµοσχευτικών µεθόδων, στην αντιµετώπιση ποικιλίας παθήσεων, όπως η κίρρωση του ήπατος, το έµφραγµα µυοκαρδίου, οι κακώσεις του νωτιαίου µυελού, εγκεφαλικές και άλλες.[1] 1.2 Εισαγωγικά στοιχεία στις βάσεις δεδοµένων Αντίστοιχα µε την ανωτέρω αναφορά στις µεταµοσχεύσεις των αιµοποιητικών κυττάρων, κρίθηκε απαραίτητη και η αναφορά στις βάσεις δεδοµένων προκειµένου αφενός να γίνουν σαφείς οι βασικές έννοιες των βάσεων δεδοµένων στους ενασχολούµενους µε τις Ιατροβιολογικές επιστήµες και αφετέρου να διευκρινιστεί ο λόγος που χρησιµοποιήθηκε το σχεσιακό µοντέλο βάσης δεδοµένων στην παρούσα εργασία Σύντοµη ιστορική αναδροµή των βάσεων δεδοµένων Η ιστορία των βάσεων δεδοµένων ξεκινάει πριν περίπου 30 χρόνια από σήµερα. Για την ακρίβεια, τα πρώτα δείγµατα βάσεων δεδοµένων, ή αλλιώς 26

27 «τραπεζών δεδοµένων» (data banks), όπως ονοµάζονταν τότε, µπορούν να βρεθούν στα τέλη της δεκαετίας του 60. Εκείνη την εποχή τυποποιήθηκαν οι δικτυακές βάσεις δεδοµένων (network databases), οι οποίες είναι γνωστές και µε το όνοµα βάσεις δεδοµένων CODASYL, από το όνοµα της επιτροπής που τις τυποποίησε. Επίσης, την εποχή εκείνη πρωτοεµφανίζεται το IMS ένα προϊόν της IBM, και γίνεται πολύ σύντοµα το πιο γνωστό σύστηµα διαχείρισης ιεραρχικών βάσεων δεδοµένων (hierarchical DBMS). Τα δύο µοντέλα αυτά χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι (α) η διαχείριση των δεδοµένων γίνεται σε χαµηλό επίπεδο (µε αποτέλεσµα όλες οι εφαρµογές να εξαρτώνται άµεσα από την τοποθεσία αποθήκευσης των δεδοµένων) και (β) η διαχείριση των δεδοµένων γίνεται ατοµικά (record-at-a-time). Στα 1970, όµως, κάτι αλλάζει: ο E. F. Codd δηµοσιεύει το άρθρο A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks, στο περιοδικό Communications of the ACM. Το εν λόγω άρθρο, θεωρείται ως η εργασία µε τη µεγαλύτερη επίδραση στο χώρο των βάσεων δεδοµένων, καθώς είναι αυτή που εισήγαγε το σχεσιακό µοντέλο βάσεων δεδοµένων.[7] Το σχεσιακό µοντέλο ήταν µια επαναστατική νέα στροφή στο νέο την εποχή εκείνη- χώρο των βάσεων δεδοµένων. Το µοντέλο αυτό σε αντιδιαστολή µε τα Edgar F. Codd προηγούµενα- χαρακτηρίζεται από τη δυνατότητα µαζικής (set-at-a-time) επεξεργασίας δεδοµένων και από την ανεξαρτησία των εφαρµογών από τη φυσική υλοποίηση. Το σχεσιακό µοντέλο, αφενός χαρακτηρίζεται από ένα πολύ ισχυρό θεωρητικό υπόβαθρο και αφετέρου από τη δυνατότητα άµεσης υλοποίησης: είναι µια από τις λίγες θεωρητικές εργασίες µε τόσο µεγάλη πρακτική επίδραση. Ο Ε. F. Codd, µια δεκαετία αργότερα, το 1981, έλαβε το Turing Award για την συµβολή του αυτή. Φυσικά, µέχρι να πάρει το Turing Αward ο Codd, έπρεπε το µοντέλο του να περάσει το τεστ του χρόνου. Ο πόλεµος ξεκίνησε αµέσως, καθώς οι προηγούµενες τεχνολογίες είχαν τα επιχειρήµατά τους: παρείχαν ώριµα συστήµατα, µε εξαιρετική απόδοση σε πολλές περιπτώσεις και οι προγραµµατιστές ήταν εξοικειωµένοι µε αυτά. Γύρω στα µέσα τις δεκαετίας 27

28 του 70, όµως, η µάχη κρίθηκε µε την ανάπτυξη δύο σχεσιακών συστηµάτων (που είναι οι πρόγονοι όλων των εµπορικών συστηµάτων σήµερα): της Ingres από το Πανεπιστήµιο της Καλιφόρνιας και του System R της IBM από το ερευνητικό κέντρο του San Jose (το οποίο τώρα ονοµάζεται IBM Almaden Research Center). H Ingres, κατασκευάστηκε από µια οµάδα ερευνητών µε επικεφαλής τον Μ. Stonebraker. Σήµερα υπάρχουν διάφοροι απόγονοι της αρχικής αυτής προσπάθειας: Ingres, Sybase (και ως εκ τούτου και ο MicroSoft SQL Server), Britton-Lee/Sharebase, PACE. Ακόµα, σηµαντική επιρροή είχε και στην αρχιτεκτονική της Informix. Το System R, από την άλλη πλευρά, φτιάχτηκε από ερευνητές της ΙΒΜ (Irv Traiger, Bruce Lindsay, Paul McJones, Mike Blasgen, Mario Schkolnick, Bob Selinger, Bob Yost, Jim Gray), ήταν επίσης πρόγονος για διάφορα σχεσιακά συστήµατα που υπάρχουν σήµερα: Oracle, HP Allbase, IBM SQL/DS, ΙΒΜ DB2, Tandem Non-Stop SQL. Και τα δύο συστήµατα, όντας ανταγωνιστικά µεταξύ τους, κυριάρχησαν στον εµπορικό, αλλά και τον ερευνητικό χώρο των σχεσιακών συστηµάτων, µέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 80, όταν η Oracle παίρνει τα πρωτεία από την ΙΒΜ. Στα µέσα της δεκαετίας του 80, έχουµε το πρώτο standard για µια γλώσσα διαχείρισης και επερώτησης σχεσιακών βάσεων δεδοµένων, την Structured Query Language SQL. Η συνέχεια, τουλάχιστον στον εµπορικό χώρο, είναι γνωστή: τα σχεσιακά συστήµατα είναι τα µόνα που πουλάνε πλέον, οι προγραµµατιστές είναι, εν γένει, πιο ευτυχείς, πλην όµως τα προβλήµατα (και ως εκ τούτου και οι τεχνολογικές προκλήσεις) δεν έχουν σταµατήσει να υφίστανται Το σχεσιακό µοντέλο ήταν ένα πλήρες και καλά ορισµένο µοντέλο. Το αποτέλεσµα ήταν µάλλον µακροπρόθεσµο, σε σχέση µε την εκφραστικότητα και την ορθή σηµασιολογία της γλώσσας ερωτήσεων. ιάφορες προσπάθειες έγιναν και συνεχίζουν να γίνονται, ώστε να κάνουν την SQL (και τα σχεσιακά συστήµατα) πιο ισχυρή υπολογιστικά, φιλική και ορθά συµπεριφερόµενη. Το δεύτερο standard της SQL, βγήκε το 1992 (SQL-92) ενώ το τρίτο (ονόµατι SQL-3) το Στη συνέχεια παρουσιάστηκε το SQL 2003, το SQL 2006 και τέλος το SQL 2008.[7],[8],[9] 28

29 1.2.2 Βασικές έννοιες Μια Βάση εδοµένων (Β ) είναι ένα σύνολο αρχείων µε υψηλό βαθµό οργάνωσης τα οποία είναι συνδεδεµένα µεταξύ τους µε λογικές σχέσεις, έτσι ώστε να µπορούν να χρησιµοποιούνται από πολλές εφαρµογές και από πολλούς χρήστες ταυτόχρονα. Υπάρχει ένα ειδικό λογισµικό το οποίο µεσολαβεί ανάµεσα στις αρχεία δεδοµένων και τις εφαρµογές που χρησιµοποιούν οι χρήστες και αποκαλείται Σύστηµα ιαχείρισης Βάσης εδοµένων (Σ Β ) ή DBMS (Data Base Management System). Το Σ Β είναι στην ουσία ένα σύνολο από προγράµµατα και υπορουτίνες που έχουν να κάνουν µε τον χειρισµό της βάσης δεδοµένων, όσον αφορά τη δηµιουργία, τροποποίηση, διαγραφή στοιχείων, µε ελέγχους ασφαλείας κ.ά. Οι χρήστες των εφαρµογών αντλούν τα στοιχεία που τους ενδιαφέρουν από τη βάση δεδοµένων χωρίς να είναι σε θέση να γνωρίζουν µε ποιο τρόπο είναι οργανωµένα τα δεδοµένα σ αυτήν. Το Σ Β παίζει τον ρόλο του µεσάζοντα ανάµεσα στον χρήστη και τη βάση δεδοµένων και µόνο µέσω του Σ Β µπορεί ο χρήστης να αντλήσει πληροφορίες από τη βάση δεδοµένων. Ένα Σ Β µπορεί να είναι εγκατεστηµένο σ έναν µόνο υπολογιστή ή και σ ένα δίκτυο υπολογιστών και µπορεί να χρησιµοποιείται από έναν χρήστη ή και από πολλούς χρήστες. Ένα Σύστηµα Βάσης εδοµένων (ΣΒ ) ή DBS (Data Base System) αποτελείται από το υλικό, το λογισµικό, τη βάση δεδοµένων και τους χρήστες. Είναι δηλαδή ένα σύστηµα µε το οποίο µπορούµε να αποθηκεύσουµε και να αξιοποιήσουµε δεδοµένα µε τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Αναλυτικά : Το υλικό (hardware) αποτελείται όπως είναι γνωστό από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, τα περιφερειακά, τους σκληρούς δίσκους, τις µαγνητικές ταινίες κ.ά., όπου είναι αποθηκευµένα τα αρχεία της βάσης δεδοµένων αλλά και τα προγράµµατα που χρησιµοποιούνται για την επεξεργασία τους. 29

30 Το λογισµικό (software) είναι τα προγράµµατα που χρησιµοποιούνται για την επεξεργασία των δεδοµένων (στοιχείων) της βάσης δεδοµένων. Η βάση δεδοµένων (data base) αποτελείται από το σύνολο των αρχείων όπου είναι αποθηκευµένα τα δεδοµένα του συστήµατος. Τα στοιχεία αυτά µπορεί να βρίσκονται αποθηκευµένα σ έναν φυσικό υπολογιστή αλλά και σε περισσότερους. Όµως, στον χρήστη δίνεται η εντύπωση ότι βρίσκονται συγκεντρωµένα στον ίδιο υπολογιστή. Τα δεδοµένα των αρχείων αυτών είναι ενοποιηµένα (data integration), δηλ. δεν υπάρχει πλεονασµός (άσκοπη επανάληψη) δεδοµένων και µερισµένα (data sharing), δηλ. υπάρχει δυνατότητα ταυτόχρονης προσπέλασης των δεδοµένων από πολλούς χρήστες. Ο κάθε χρήστης έχει διαφορετικά δικαιώµατα και βλέπει διαφορετικό κοµµάτι της βάσης δεδοµένων, ανάλογα µε τον σκοπό για τον οποίο συνδέεται. Οι χρήστες (users) µιας βάσης δεδοµένων χωρίζονται στις εξής κατηγορίες : Τελικοί χρήστες (end users). Χρησιµοποιούν κάποια εφαρµογή για να παίρνουν στοιχεία από µια βάση δεδοµένων, έχουν τις λιγότερες δυνατότητες επέµβασης στα στοιχεία της βάσης δεδοµένων, χρησιµοποιούν ειδικούς κωδικούς πρόσβασης και το σύστηµα τούς επιτρέπει ανάλογα πρόσβαση σε συγκεκριµένο κοµµάτι της βάσης δεδοµένων. Προγραµµατιστές εφαρµογών (application programmers). Αναπτύσσουν τις εφαρµογές του ΣΒ σε κάποια από τις γνωστές γλώσσες προγραµµατισµού. ιαχειριστής δεδοµένων (data administrator DA). Έχει τη διοικητική αρµοδιότητα και ευθύνη για την οργάνωση της βάσης 30

31 δεδοµένων και την απόδοση δικαιωµάτων πρόσβασης στους χρήστες. ιαχειριστής βάσης δεδοµένων (database administrator DBA). Λαµβάνει οδηγίες από τον διαχειριστή δεδοµένων και είναι αυτός που διαθέτει τις τεχνικές γνώσεις και αρµοδιότητες για τη σωστή και αποδοτική λειτουργία του Σ Β Η Αρχιτεκτονική των Σ Β Ένα Σ Β (Σύστηµα ιαχείρισης Βάσης εδοµένων) έχει σαν αποστολή τη διαχείριση των δεδοµένων των αρχείων της βάσης, δηλ. την προσθήκη, διαγραφή, τροποποίηση εγγραφών, την αναζήτηση µέσα στις εγγραφές κ.ά.). Το Σ Β δέχεται αιτήσεις από τους χρήστες των εφαρµογών και επικοινωνεί µε τα αρχεία της βάσης δεδοµένων για να τις διεκπεραιώσει. Αυτή η κοινή διεπαφή (interface) των εφαρµογών µε τα αρχεία καλείται λογική διεπαφή. Οι εφαρµογές που δηµιουργούµε δεν απασχολούνται µε τον τρόπο που είναι αποθηκευµένα τα δεδοµένα, πόσο χώρο καταλαµβάνουν κλπ. δίνοντας τους την ιδιότητα της ανεξαρτησία δεδοµένων. Αυτό σηµαίνει πρακτικά ότι οποιαδήποτε αλλαγή στον τρόπο οργάνωσης των αρχείων της βάσης δεδοµένων δεν θα συνεπάγεται και αλλαγή στις εφαρµογές, ένα πρόβληµα που ταλαιπωρούσε πολύ τους προγραµµατιστές παλαιοτέρων εποχών. Ακόµη, η προσθήκη, η κατάργηση ή και η τροποποίηση κάποιων εφαρµογών δεν θα έχει καµία επίπτωση στον τρόπο οργάνωσης των αρχείων της βάσης δεδοµένων. Στα Σ Β έχει επικρατήσει η αρχιτεκτονική των τριών επιπέδων (βαθµίδων), όπου τα τρία επίπεδα είναι τα εξής : Εσωτερικό επίπεδο (internal level), έχει να κάνει µε την αποθήκευση των αρχείων στον σκληρό δίσκο, δηλ. την πραγµατική ή φυσική κατάστασή τους. 31

32 Εξωτερικό επίπεδο (external level), έχει να κάνει µε τους χρήστες είτε αυτοί είναι απλοί χειριστές, είτε προγραµµατιστές ή και οι διαχειριστές της βάσης δεδοµένων. Εννοιολογικό επίπεδο (conceptual level), είναι ένα ενδιάµεσο επίπεδο που διασυνδέει τα δύο άλλα επίπεδα και έχει να κάνει µε τη λογική σχεδίαση των αρχείων της βάσης δεδοµένων.[11] Τα βασικά µοντέλα βάσεων δεδοµένων Υπάρχουν τρία βασικά µοντέλα που έχουν επικρατήσει στις βάσεις δεδοµένων, το ιεραρχικό, το δικτυωτό και το σχεσιακό, και τα οποία αναπτύχθηκαν µε βάση αντίστοιχες δοµές Το Ιεραρχικό Μοντέλο Βάσεων εδοµένων Το ιεραρχικό µοντέλο (hierarchical) έχει µια ιεραρχική δοµή που θυµίζει δένδρο. Οι οντότητες µοιάζουν µε απολήξεις από κλαδιά δένδρων και τοποθετούνται σε επίπεδα ιεραρχίας. Τα κλαδιά παριστάνουν τις συσχετίσεις ανάµεσα στις οντότητες. Από µια οντότητα που βρίσκεται σ ένα ανώτερο επίπεδο εκκινούν πολλά κλαδιά, καθένα από τα οποία καταλήγει σε µια οντότητα που βρίσκεται σ ένα χαµηλότερο επίπεδο. Αλλά, σε κάθε οντότητα που βρίσκεται σ ένα χαµηλότερο επίπεδο Το ιεραρχικό µοντέλο βάσεων δεδοµένων αντιστοιχεί µία και µόνο µία οντότητα που βρίσκεται σ ένα ανώτερο επίπεδο. Το µοντέλο αυτό ήταν το πρώτο που εµφανίσθηκε αλλά σήµερα θεωρείται δύσχρηστο και ξεπερασµένο. 32

33 1.2.6 Το ικτυωτό Μοντέλο Βάσεων εδοµένων Το δικτυωτό µοντέλο οργανώνει τα δεδοµένα χρησιµοποιώντας δύο βασικές δοµές, τις εγγραφές και τα σύνολα. Οι εγγραφές περιέχουν πεδία ενώ τα σύνολα καθορίζουν τις σχέσεις µεταξύ των εγγραφών. Μία εγγραφή όπως και κάθε µέλος ενός συνόλου µπορεί να σχετίζεται µε άπειρο αριθµό άλλων συνόλων. Το δικτυωτό µοντέλο είναι µία παραλλαγή του ιεραρχικού µοντέλου µε τη διαφορά ότι βασίζεται στην έννοια των πολλαπλών κλάδων (δοµές χαµηλού επιπέδου) που προέρχονται από έναν ή περισσότερους κόµβους (υψηλότερου επιπέδου δοµές), ενώ διαφέρει από το ιεραρχικό µοντέλο δεδοµένου ότι οι κλάδοι µπορούν να συνδεθούν µε πολλαπλάσιους κόµβους. Το δικτυωτό µοντέλο βάσεων δεδοµένων Το δικτυωτό µοντέλο είναι σε θέση να αντιπροσωπεύσει τον πλεονασµό των στοιχείων αποτελεσµατικότερα από το ιεραρχικό µοντέλο Το Σχεσιακό Μοντέλο Βάσεων εδοµένων Σε αυτό το µοντέλο, τα δεδοµένα µιας εφαρµογής αναπαρίστανται ως ένα σύνολο από σχέσεις (relations) οι οποίες µπορεί να είναι πίνακες, αρχεία. Στις πιο πολλές περιπτώσεις υιοθετείται η χρήση πινάκων (tables) που περιέχουν ένα πλήθος γραµµών (rows) και στηλών (columns). Η κάθε µια από αυτές τις γραµµές οι οποίες στην ορολογία του µοντέλου ονοµάζονται και πλειάδες (tuples) περιέχει ένα σύνολο απλών πεδίων (attributes) τα οποία συσχετίζονται µεταξύ τους. Οι πίνακες χρησιµοποιούνται για την αναπαράσταση των τύπων οντοτήτων καθώς και των τύπων συσχετίσεων που υφίστανται ανάµεσά τους, 33

34 ενώ κάθε µια από τις γραµµές ενός πίνακα µπορούν να θεωρηθούν σαν ένα στιγµιότυπο οντότητας ή συσχέτισης ανάλογα µε το αντικείµενο στο οποίο αναφέρεται. Κάθε πεδίο ή στήλη ενός πίνακα, δέχεται τιµές οι οποίες ανήκουν σε ένα συγκεκριµένο και καθορισµένο εκ των προτέρων σύνολο τιµών (domain). Το είδος των τιµών αυτού του συνόλου καθορίζεται από τον τύπο δεδοµένων του πεδίου του πίνακα, ο οποίος µε τη σειρά του ορίζεται κατά το στάδιο της λογικής σχεδίασης της εφαρµογής. Όσον αφορά το σύνολο των επιτρεπτών τιµών που µπορεί να πάρει κάθε προβλήµατος. Το σχεσιακό µοντέλο βάσεων δδοµένων πεδίο, εξαρτάται από τη φύση του Οι κανόνες που ακολουθούνται προκειµένου να σχεδιαστεί σωστά µία βάση δεδοµένων σύµφωνα µε το σχεσιακό µοντέλο είναι οι εξής: Η κάθε οντότητα πρέπει να παριστάνεται ως ένας ξεχωριστός πίνακας. Η κάθε στήλη του πίνακα αντιστοιχεί σε µια ιδιότητα της οντότητας. Η κάθε γραµµή του πίνακα αντιστοιχεί σε µια εµφάνιση της οντότητας. Η κάθε γραµµή πρέπει να είναι µοναδική, δηλ. αποκλείεται να υπάρχουν δύο ή και περισσότερες γραµµές που να περιέχουν τα ίδια ακριβώς στοιχεία. Η σειρά εµφάνισης των γραµµών δεν έχει καµία σηµασία. Η κάθε στήλη έχει µια δική της µοναδική ονοµασία. Οι τιµές που ανήκουν στην ίδια στήλη πρέπει να είναι του ιδίου τύπου, δηλ. ή όλες αριθµοί ή όλες αλφαριθµητικές κοκ. Η στήλη που αποτελεί το πρωτεύον κλειδί (primary key) µιας οντότητας, δεν πρέπει να είναι ποτέ κενή (null). 34

35 Αποκλείεται να υπάρχουν δύο ή και περισσότερες γραµµές που να περιέχουν την ίδια τιµή στο πρωτεύον κλειδί. Το πρωτεύον κλειδί µιας οντότητας αποκαλείται ξένο κλειδί (foreign key) σε µια άλλη οντότητα, µε την οποία υπάρχει συσχετισµός. Μπορεί να υπάρχουν πολλές γραµµές που να έχουν την ίδια τιµή στο ξένο κλειδί.[10],[11] Τα Σχεσιακά Σ Β (RDBMS) Τα Σχεσιακά Συστήµατα ιαχείρισης Βάσεων εδοµένων (ΣΣ Β ) ή RBMS (Relational DataBase Management Systems) αναπτύχθηκαν µε βάση το σχεσιακό µοντέλο και έχουν επικρατήσει πλήρως στον χώρο. Κατά τον σχεδιασµό και τη δηµιουργία µιας σχεσιακής βάσης δεδοµένων, οι πίνακες αποτελούν το µοναδικό δοµικό και απαραίτητο στοιχείο για µπορέσουν να αναπαρασταθούν οι πληροφορίες που περιέχονται στη βάση δεδοµένων. Για να µπορέσουµε να προσθέσουµε, διαγράψουµε ή τροποποιήσουµε τα στοιχεία που περιέχονται σε µια βάση δεδοµένων, χρησιµοποιούµε ειδικές γλώσσες προγραµµατισµού που αποκαλούνται γλώσσες ερωταπαντήσεων (query languages). Η γλώσσα που αποτελεί σήµερα ένα διεθνές πρότυπο για την επικοινωνία των χρηστών µε τα Σχεσιακά Σ Β είναι η SQL (Structured Query Language) ή οµηµένη Γλώσσα Ερωτηµάτων. Μπορεί να λειτουργήσει αυτόνοµα αλλά και σε συνεργασία µ άλλες γλώσσες προγραµµατισµού. Μια άλλη, φιλική προς τον χρήστη γλώσσα προγραµµατισµού για να µπορούµε να υποβάλουµε ερωτήµατα σε σχεσιακές βάσεις δεδοµένων και να λαµβάνουµε απαντήσεις είναι η QBE (Query By Example), η οποία χρησιµοποιεί φόρµες για τη γραφική απεικόνιση των ερωτηµάτων µας. Σήµερα, υπάρχουν εξελιγµένα εργαλεία διαχείρισης σε γραφικό και φιλικό προς τον χρήστη περιβάλλον για να κάνουµε τα εξής : ηµιουργία πινάκων ηµιουργία φορµών 35

36 ηµιουργία ερωτηµάτων ηµιουργία εκθέσεων (αναφορών) Τα Σχεσιακά Σ Β τα διακρίνουµε στα µεγάλα, τα οποία αφορούν κυρίως µεγάλους οργανισµούς και επιχειρήσεις, έχουν τεράστιο όγκο δεδοµένων και πολλούς χρήστες ταυτόχρονα, και τέτοια συστήµατα είναι τα Oracle, Ingres, Informix, SQL Server κ.ά. και τα µικρά, τα οποία αφορούν κυρίως απλούς χρήστες, όπως είναι η Microsoft Access, η Paradox, η FoxPro κ.ά.[10],[11] 36

37 2. Σκοπός 37

38 Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η κατασκευή µίας απλής εφαρµογής διαχείρισης βάσεως δεδοµένων αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων. Για την υλοποίησή της παραπάνω υπήρξε η ανάγκη της χρήσης πολλών και διαφορετικών βιβλιοθηκών κώδικα, όµως ο στόχος εξαρχής ήταν να χρησιµοποιηθούν δωρεάν εργαλεία και βιβλιοθήκες ανοιχτού κώδικα, προκειµένου να είναι πραγµατικά µία εκπαιδευτική διαδικασία, οικονοµικά ανεξάρτητη και παράλληλα µέσα από αυτή τη διαδικασία να προκύψει ένα χρήσιµο εργαλείο για τους άµεσα ή έµµεσα εµπλεκόµενους µε τις λήψεις αρχέγονων αιµοποιητικών κυττάρων. 38

39 3. Λογισµικό υλοποίησης 39

40 3.1 Python Η Python χαρακτηρίζεται ως µία δυναµική υψηλού επιπέδου προγραµµατιστική γλώσσα. Ο σχεδιασµός και η φιλοσοφία της επικεντρώνονται στο να είναι µία γλώσσα µινιµαλιστική, σχετικά εύκολη στην εκµάθηση και στην αναγνωσιµότητα του κώδικα. Είναι µία αντικειµενοστραφής γλώσσα η οποία δηµιουργήθηκε αρχικά το 1991 από τον Ολλανδό προγραµµατιστή Guido van Rossum. Προσφέρει ισχυρή υποστήριξη ενσωµάτωσης µε άλλες γλώσσες και εργαλεία, ενώ παρέχονται εκτενείς τυποποιηµένες βιβλιοθήκες που βοηθούν στην παραγωγικότητα σε διάφορους τοµείς ενώ παράλληλα υπάρχει µεγαλύτερο µέρος συντηρήσιµου κώδικα. Η Python υποστηρίζεται από αρκετά λειτουργικά συστήµατα όπως Windows, Linux/Unix, Mac OS X, OS/2 κ.α. Η Python υποστηρίζεται και αναπτύσσεται διαρκώς από µία ανοιχτή κοινότητα προγραµµατιστών και µη, υπό την Python Software Foundation η οποία είναι µη κερδοσκοπική εταιρεία. Η τελευταία έκδοση της (Python 3.0) έγινε στις 21 Μαρτίου του 2010.[25] Το λογότυπο της Python 3.2 wxpython Η βιβλιοθήκη wxpython είναι η έκδοση της βιβλιοθήκης wxwidgets για τη γλώσσα Python. Πρόκειται για µία βιβλιοθήκη που παρέχει εργαλεία και συναρτήσεις για τη δηµιουργία γραφικών διαδραστικών περιβάλλοντων χρήστη (Grapfical User Interface ή GUI) για διάφορες πλατφόρµες, όπως MS Windows, Linux, Solaris, Mac OS, Mac OS/X κλπ. Η ανάπτυξή της βιβλιοθήκης wxwidgets ξεκίνησε το έτος 1992 από τον Julian Smart στο Πανεπιστήµιο του Εδιµβούργου. Σήµερα, 18 χρόνια µετά, οι προγραµµατιστές που την αναπτύσσουν ανέρχονται σε αρκετές δεκάδες, ενώ χρησιµοποιείται καθηµερινά από µεγάλες εταιρίες και οργανισµούς όπως η NASA, η AMD, η Geneva Aerospace και πολλούς άλλους. 40

41 Το έτος 1998, όταν η Python άρχισε σιγά σιγά να κατακτά τον κόσµο των υπολογιστών και να γίνεται ιδιαίτερα δηµοφιλής, δηµιουργήθηκε η ανάγκη να γραφτούν βιβλιοθήκες που επιτρέπουν τη δηµιουργία GUI εφαρµογών. εδοµένου του γεγονότος ότι τόσο η Python, όσο και η wxwidgets λειτουργούσαν ταυτόχρονα σε πολλές και διαφορετικές µεταξύ τους πλατφόρµες, ο Robin Dunn είχε την ιδέα να προσαρµόσει την wxwidgets σε Python. Έτσι, γεννήθηκε η wxpython, η οποία θεωρείται µία από τις κορυφαίες βιβλιοθήκες στο είδος της. Σήµερα χρησιµοποιείται από χιλιάδες προγραµµατιστές ανά τω κόσµω, αφού έχει εξαιρετικές δυνατότητες και χαρακτηριστικά, όπως: Υποστηρίζει πολλές πλατφόρµες Επιτρέπει τη δηµιουργία παραθύρων µέσω XML, διαχωρίζοντας πλήρως τον κώδικα που υλοποιεί τη λογική της εφαρµογής από αυτόν που υλοποιεί το GUI Ο πυρήνας της είναι γραµµένος µε τη γλώσσα C++, που σηµαίνει ότι είναι ταχύτατος Πολύγλωσση υποστήριξη Πλήρης υποστήριξη Unicode ιατίθεται εντελώς δωρεάν 3.3 storm Η βιβλιοθήκη storm αρχικά αναπτύχθηκε για εσωτερική χρήση από την εταιρία Canonical, η οποία συντηρεί την πιο επιτυχηµένη και γνωστή διανοµή του λειτουργικού συστήµατος Linux, την Ubuntu Linux. Η χρήση της επιτρέπει την πολύ εύκολη πρόσβαση των εφαρµογών Python στους πίνακες βάσεων δεδοµένων. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά της είναι τα εξής: ιατίθεται δωρεάν 41

42 Υποστηρίζει πολλές βάσεις δεδοµένων όπως: MySQL, MSAccess, SQLite, PostgreSQL κλπ Είναι ταχύτατη Είναι πολύ εύκολη στη χρήση Είναι ιδιαίτερα σταθερή και δοκιµασµένη λόγω του ότι χρησιµοποιείται σε ένα από τα µεγαλύτερα και δηµοφιλέστερα projects του κόσµου, τη δηµιουργία των διανοµών Ubuntu Linux 3.4 matplotlib Η βιβλιοθήκη matplotlib είναι µια σχεδιαστική βιβλιοθήκη για τη γλώσσα Python, η οποία παράγει εξαιρετικής ποιότητας γραφήµατα σε διάφορα formats µε ελάχιστες γραµµές κώδικα, από την πλευρά του προγραµµατιστή. Το project είναι εξ ολοκλήρου open source και διατίθεται εντελώς δωρεάν. Χρησιµοποιήσαµε τη βιβλιοθήκη αυτή για τη δηµιουργία κάποιων ρήσιµων στατιστικών γραφηµάτων. 3.5 py2exe Το py2exe είναι µια επέκταση του συστήµατος δηµιουργία πακέτων κώδικα Python που επιτρέπει τη δηµιουργία εκτελέσιµων αρχείων για Windows, προσφέροντας τη δυνατότητα στον προγραµµατιστή να δηµιουργήσει τελικά προϊόντα και εκτελέσιµα αρχεία που µπορούν να εκτελεστούν σε συστήµατα που δεν διαθέτουν καθόλου εγκατάσταση Python. Συνδυαζόµενο µε ένα πρόγραµµα δηµιουργίας πακέτων εγκατάστασης προσφέρει µια επαγγελµατική λύση στο πρόβληµα της τελικής διανοµής και εγκατάστασης. 42

43 3.6 InnoSetup Ο InnoSetup είναι ένα δωρεάν πρόγραµµα δηµιουργίας πακέτων εγκατάστασης. Κυκλοφορεί από το 1997 και σήµερα βρίσκεται στο σηµείο να θεωρείται ανώτερο από πολλά άλλα αντίστοιχα εµπορικά προγράµµατα. Σηµαντικά χαρακτηριστικά του: Υποστηρίζει όλες τις εκδόσεις των Windows, από την έκδοση 95 µέχρι και την 7 Πλήρης υποστήριξη των 64bit λειτουργικών συστηµάτων ηµιουργία συντοµεύσεων οπουδήποτε ηµιουργία registry και ini ρυθµίσεων Πλύγλωσση υποστήριξη 43

44 4. Αποτελέσµατα 44

45 Το αποτέλεσµα αυτής της προσπάθειας είναι µία εφαρµογή διαχείρισης βάσεων δεδοµένων αιµοποιητικών κυττάρων, µε το όνοµα AutoStem. Η εφαρµογή αυτή λειτουργεί σε σε σύστηµα Windows (οποιαδήποτε έκδοση µετά την XP). 4.1 Το κύριο παράθυρο της εφαρµογής Η πρώτη εικόνα που αντικρύζει ο χρήστη της εφαρµογής όταν ξεκινάει είναι το κυρίως παράθυρό της. Ψηλά βρίσκεται η µπάρα µε τις επιλογές του µενού. Το κύριο παράθυρο 4.2 Το µενού 45

46 Όπως σε κάθε σύγχρονη εφαρµογή, έτσι και στο AutoStem διαθέτει µια µπάρα µενού στην κορυφή του κυρίως παραθύρου Το µενού «Αρχείο» Αυτό το µενού περιλαµβάνει επιλογές για τη σύνδεση και την αποσύνδεση από το διακοµιστή που φιλοξενεί τη βάση δεδοµένων, καθώς και την επιλογή για την έξοδο από την εφαρµογή. Επιλέγοντας «Σύνδεση...» ανοίγει το παράθυρο που ζητά από το χρήστη τα απαραίτητα στοιχεία για τη σύνδεση µε τη βάση Το µενού «Ευρετήριο» Αυτό το µενού περιλαµβάνει επιλογές για την εµφάνιση όλων των ευρετηρίων που περιλαµβάνονται στην εφαρµογή. Αυτά είναι τα ευρετήρια: 46

47 Προσώπων Λήψεων Μεταµοσχεύσεων Προϊόντων Μηχανηµάτων Φαρµάκων και θεραπειών Το ευρετήριο προσώπων Το παράθυρο του ευρετηρίου προσώπων παρέχει στο χρήστη τη δυνατότητα να αναζητήσει γρήγορα το φάκελο κάποιου προσώπου, δότη ή ασθενούς, καθώς και τη δυνατότητα να προσθέσει νέα πρόσωπα ή να διαγράψει κάποια από τα υπάρχοντα. Επίσης, υποστηρίζεται ένα βασικό φιλτράρισµα των αποτελεσµάτων, ώστε η αναζήτηση να είναι περισσότερο στοχευµένη. Η επιλογή ενός προσώπου θα ανοίξει την καρτέλα του στο κύριο παράθυρο της εφαρµογής. 47

48 Το ευρετήριο λήψεων Το ευρετήριο λήψεων παρουσιάζει όλες τις λήψεις που είναι αποθηκευµένες στη βάση δεδοµένων. ιπλό κλικ ή πάτηµα του κουµπιού «Επεξεργασία» ανοίγει ένα νέο παράθυρο που επιτρέπει στο χρήστη να δει ή να αλλάξει κάποιες από τις παραµέτρους της αντίστοιχης λήψης. 48

49 Το ευρετήριο µεταµοσχεύσεων Αντίστοιχα µε το ευρετήριο λήψεων, το ευρετήριο µεταµοσχεύσεων παρουσιάζει όλες τις µεταµοσχεύσεις που είναι αποθηκευµένες στη βάση δεδοµένων. ιπλό κλικ ή πάτηµα του κουµπιού «Επεξεργασία» ανοίγει ένα νέο παράθυρο που επιτρέπει στο χρήστη να δει ή να αλλάξει κάποιες από τις παραµέτρους της µεταµόσχευσης. 49

50 Το ευρετήριο προϊόντων Όπως και µε τα υπόλοιπα ευρετήρια, έτσι και το ευρετήριο προϊόντων παρουσιάζει όλα τα προϊόντα των συλλογών που βρίσκονται αποθηκευµένα στη βάση. ιπλό κλικ ή πάτηµα του κουµπιού «Επεξεργασία» ανοίγει ένα νέο παράθυρο που επιτρέπει στο χρήστη να δει ή να αλλάξει κάποιες από τις παραµέτρους του προϊόντος. εξί κλικ πάνω από ένα προϊόν εµφανίζει ένα µενού που περιέχει διάφορες επιλογές διευκόλυνσης, όπως πχ το άνοιγµα της καρτέλας του προσώπου του δότη ή του λήπτη. 50

51 Το ευρετήριο µηχανηµάτων Το ευρετήριο αυτό παρουσιάζει µια λίστα µε τα διαθέσιµα µηχανήµατα. Οι επιλογές «Επεξεργασία» και «Προσθήκη» δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη να αλλάξει κάποιες παραµέτρους του µηχανήµατος (πχ το όνοµα) ή να προσθέσει ένα νέο µηχάνηµα, αντίστοιχα Το ευρετήριο φαρµάκων και θεραπειών 51

52 Το ευρετήριο αυτό παρουσιάζει µια λίστα µε τα διαθέσιµα φάρµακα. Οι επιλογές «Επεξεργασία» και «Προσθήκη» δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη να αλλάξει κάποιες παραµέτρους της θεραπευτικής αγωγής ή να προσθέσει µία νέα, αντίστοιχα Το µενού «Στατιστικές» Αυτό το µενού περιλαµβάνει επιλογές για την δηµιουργία και την εµφάνιση στατιστικών. 52

53 Οι στατιστικές που µπορεί να δηµιουργήσει και να απεικονίσει η εφαρµογή είναι οι εξής: CD34/kg του προϊόντος ανά ποσοστό CD34 της αντίστοιχης λήψης ποσοστό CD34 της του προϊόντος ανά ποσοστό CD34 της αντίστοιχης λήψης σύνολο κυττάρων προϊόντος ανά ποσοστό CD34 της αντίστοιχης λήψης CD34/kg του προϊόντος ανά το πλήθος CD34 της αντίστοιχης λήψης ποσοστό CD34 της του προϊόντος ανά το πλήθος CD34 της αντίστοιχης λήψης σύνολο κυττάρων προϊόντος ανά το πλήθος CD34 της αντίστοιχης λήψης CD34/kg του προϊόντος ανά τον αριθµό των ηµερών που χρειάστηκαν για να ξεπεράσει ο αριθµός αιµοπεταλίων του λήπτη τις Ο φάκελος προσώπου 53

54 Εµφανίζεται στο χώρο του κυρίως παραθύρου και περιλαµβάνει όλα τα στοιχεία που αφορούν κάποιο πρόσωπο, είτε είναι αθενής είτε δότης. Αποτελείται από 4 υπο-καρτέλες: Προσωπικά στοιχεία Ιστορικό Λήψεις Μεταµοσχεύσεις Τα προσωπικά στοιχεία Σε αυτή την καρτέλα περιλαµβάνονται όλα τα προσωπικά στοιχεία του ατόµου, όπως ονοπατεπώνυµο, διεύθυνση, τηλέφωνο κλπ. Μετά από οποιαδήποτε µεταβολή σε αυτά, πρέπει να γίνει κλικ στο κουµπί «Αποδοχή αλλαγών» διαφορετικά δεν θα αποθηκευτούν στη βάση. Επίσης, στην περίπτωση που ο χρήστης επιθυµεί να επαναφέρει τα στοιχεία στην πρότερη των αλλαγών κατάσταση (λ.χ έγινε κάποιο λάθος) µπορεί να κάνει κλικ στο κουµπί «Απόρριψη αλλαγών». 54

55 4.3.2 Το ιστορικό Σε αυτή την καρτέλα περιλαµβάνονται όλες οι διαγνώσεις, καθώς και όλες οι αγωγές που αφορούν ένα πρόσωπο. Υπάρχουν κουµπιά «Προσθήκη», «Επεξεργασία» και «ιαγραφή», µέσω των οποίων ο χρήστης µπορεί να προσθέτει, να τροποποιεί και να διαγράφει εγγραφές στη λίστα των διαγνώσεων ή των θεραπευτικών αγωγών. 55

56 56

57 4.3.3 Οι λήψεις Σε αυτή την καρτέλα περιλαµβάνονται όλες οι λήψεις στις οποίες έχει υποβληθεί κάποιο πρόσωπο. Υπάρχουν κουµπιά «Προσθήκη», «Επεξεργασία» και «ιαγραφή», µέσω των οποίων ο χρήστης µπορεί να προσθέτει, να τροποποιεί και να διαγράφει λήψεις Οι µεταµοσχεύσεις Σε αυτή την καρτέλα περιλαµβάνονται όλες οι µεταµοσχεύσεις στις οποίες έχει υποβληθεί κάποιο πρόσωπο. Υπάρχουν κουµπιά «Προσθήκη», «Επεξεργασία» και «ιαγραφή», µέσω των οποίων ο χρήστης µπορεί να προσθέτει, να τροποποιεί και να διαγράφει µεταµοσχεύσεις. 57

58 4.4 Τα παράθυρα διαλόγου της εφαρµογής Η εισαγωγή και η τροποποίηση στοιχείων γίνεται µέσω παραθύρων διαλόγου. Οι διάλογοι αυτοί είναι modal, δηλαδή έχουν την αποκλειστική εστίαση της εφαρµογής όσο παραµένουν ανοιχτοί. Πατώντας το κουµπί «ΟΚ» τα στοιχεία αποστέλλονται στη βάση, ενώ το κουµπί «Άκυρο» αναιρεί την τροποποίηση Το παράθυρο διαλόγου των διαγνώσεων 58

59 Με το διάλογο αυτό γίνεται η προσθήκη και η τροποποίηση των στοιχείων µιας διάγνωσης Το παράθυρο διαλόγου των θεραπευτικών αγωγών Με το διάλογο αυτό γίνεται η προσθήκη και η τροποποίηση των στοιχείων µιας θεραπευτικής αγωγής. 59

60 4.4.3 Το παράθυρο διαλόγου των λήψεων Με το διάλογο αυτό γίνεται η προσθήκη και η τροποποίηση των στοιχείων µιας λήψεως. 60