ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗ ΒΙΟΙΑΤΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Transcript

1 ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗ ΒΙΟΙΑΤΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΑΝΕΜΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΘΕΜΑ: «ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΦΡΟΝΤΙΔΑΣ» Χάλκου Σοφία Α.Μ:1984 Επιβλέπων Καθηγητής: Κουτσούρης Δημήτριος Αθήνα, Ιούλιος

2 2

3 ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗ ΒΙΟΙΑΤΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΑΝΕΜΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΘΕΜΑ: «ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΦΡΟΝΤΙΔΑΣ» Χάλκου Σοφία Α.Μ:1984 Επιβλέπων Καθηγητής: Κουτσούρης Δημήτριος Εγκρίθηκε από την τριμελή επιτροπή την / / Δ. Κουτσούρης Κ. Νικήτα Γ. Ματσόπουλος Καθηγητής Καθηγήτρια Αναπληρωτής Καθηγητή Αθήνα, Ιούλιος

4 4

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η ραγδαία ανάπτυξη της πληροφορικής τα τελευταία χρόνια έχει αποτελέσει το έναυσμα για την εξάπλωσή της και στον τομέα της υγείας. Ο συνδυασμός της προόδου της τεχνολογίας και της ιατρικής έχουν οδηγήσει στην ανάγκη ανάπτυξης εργαλείων, τα οποία βοηθούν τους γιατρούς να διατελέσουν το έργο τους. Ένα από τα υπολογιστικά αυτά εργαλεία, που αναπτύσσεται και στην παρούσα εργασία, είναι η διαδικτυακά προσβάσιμη βάσης δεδομένων, μέσω κατάλληλα προσαρμοσμένης ιστοσελίδας. Η νόσος της σκλήρυνσης κατά πλάκας έχει εξαπλωθεί αρκετά τα τελευταία χρόνια και ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι υποφέρουν από αυτή. Ύστερα από πολλές μελέτες που έχουν διεξαχθεί, οι γιατροί κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μαγνητική τομογραφία είναι η εξέταση, στην οποία πρέπει να υποβάλλονται οι ασθενείς προκειμένου να διαπιστωθεί η νόσος. Αυτό είχε ως συνέπεια την ανάγκη δημιουργίας κάποιου τρόπου αποθήκευσης των πληροφοριών αυτών για τους ασθενείς. Με τη βοήθεια λοιπόν της διαδικτυακά προσβάσιμης βάσης δεδομένων, δίνεται η δυνατότητα δημιουργίας ενός ψηφιακού αρχείου των εικόνων εξετάσεων των ασθενών από τον θεράποντα ιατρό, από το οποία ανά πάσα στιγμή μπορούν εύκολα να ληφθούν τα δεδομένα που χρειάζεται ο ειδικός ιατρός, αλλά και ο ασθενής. Στόχος λοιπόν της παρούσας εργασίας είναι αφενός μεν η δημιουργία της βάσης δεδομένων και αφετέρου η ανάπτυξη της διαδικατιακής πλατφόρμας, που θα αποτελεί το μέσο πρόσβασης στο ψηφιακό αποθετήριο των εικόνων μαγνητικής τομογραφίας, καθώς επίσης και της επικοινωνίας μεταξύ ασθενούς και θεράποντα ιατρού. Λέξεις Κλειδιά: βάσεις δεδομένων, διαδίκτυο, ιστοχώρος (website), σκλήρυνση κατά πλάκας, πολλαπλή σκλήρυνση (MS), μαγνητική τομογραφία (MRI) 5

6 6

7 ABSTRACT The rapid development of computer science in recent years has been the trigger for its expansion in health care too. The combination of technological progress and medicine led to the need of developing tools, which help doctors. One of these tools, which has been developed in the current thesis, is an accessible on-line database, through an appropriate website platform. The multiple sclerosis has spread considerably in recent years and the number of people, who are suffering from it, is increased. After a lot of studies, the doctors concluded that all patients have to be submitted to the MRI image examination, to determine the disease. This led to increase requirements in storage space for patients' files. So, using the on-line accessible database, a digital archive with MRI images is created, from which the doctor can retrieve the appropriate data that he needs. Therefore, the aim of this thesis is the development of the database and and the development of the website platform, through which anyone may have access to the database of MRI images, as well as the communication between the patient and the attending doctor. Λέξεις Κλειδιά: data base, internet, website, multiple sclerosis (MS), MRI image 7

8 8

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Σκλήρυνση Κατά Πλάκας Εισαγωγή Σκλήρυνση Κατά Πλάκας Γενικά Συχνότητα Εμφάνισης και Δημογραφικά Χαρακτηριστικά της Νόσου Η Νόσος Συμπτώματα Εξέταση MRI (Μαγνητική Τομογραφία) Αξιολόγηση Διαγνωστικά Κριτήρια Εικόνες Μαγνητικής Τομογραφίας Θεραπεία Θεραπεία Οξειας Φάσης της ΣΚΠ Ανοσοτροποποιητική Θεραπεία της ΣΚΠ Συμπτωματική Θεραπεία της ΣΚΠ Αντικείμενο Εργασίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Διαδυκτιακός Προγραμματοσμός και Βάσεις Δεδομένων Γενικά HTML Javascript PHP Εισαγωγή στις Βάσεις Δεδομένων Δεδομένα και Πληροφορία Προσεγγίσεις Διαχείρησης Δεδομένων Ορισμοί Βάσης Δεδομένων, Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων και Συστήματος Βάσης Δεδομένων Χαρακτηριστικά της Προσέγγισης Βάσεων Δεδομένων Δεδομένα και Στόχοι μιας Βάσης Δεδομένων Έννοιες και Αρχιτεκτονική Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων Αρχιτεκτονική συστήματος Μοντέλα Δεδομένων Σχήματα Στιγμιότυπα και Κατάσταση της Βάσης Δεδομένων Αρχιτεκτονική των Συστημάτων Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων (Η Αρχιτεκτονική Τριών Σχημάτων) Ανεξαρτησία Δεδομένων

10 2.5.7 Γλώσσες Βάσεων Δεδομένων - Γλώσσες Ερωταπαντήσεων (Query Languages) Διασύνδεση μιας Βάσης Δεδομένων με τον Παγκόσμιο Ιστό Συνδυασμός Κώδικα PHP ΚΑΙ HTML Ενοποίηση PHP και MYSQL ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Υλοποίηση Γενικά Βάση Δεδομένων Ιστοχώρος (Website) Εισαγωγή στον Ιστοχώρο Παρουσίαση Ιστοχώρου χρήστη - ασθενούς Παρουσίαση Ιστοχώρου χρήστη - διαχειριστή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Συμπεράσματα και Προεκτάσεις Συμπεράσματα Εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν Μελλοντικές Επεκτάσεις Προσωπικές Εμπειρίες ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Σκλήρυνση Κατά Πλάκας 1.1 Εισαγωγή Στις μέρες μας, ο αριθμός των ανθρώπων τρίτης ηλικίας έχει αυξηθεί αισθητά. Σύμφωνα με μελέτη του Eurostat, όπως φαίνεται και στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 1.1) το 2080 προβλέπεται περίπου το 29% του συνολικού πληθυσμού να είναι άνθρωποι ηλικίας άνω των 65 ετών [1]. Εικόνα1.1: Ηλικία του πληθυσμού Ο συνδυασμός της αύξησης του προσδόκιμου ζωής, του μεγάλου ποσοστού ηλικιωμένων καθώς και το μεγάλο ποσοστό ανθρώπων με χρόνιες παθήσεις (όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας, ο σακχαρώδης διαβήτης, η υπέρταση, η χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια, η άνοια και οι καρδιακές παθήσεις), κάνουν επιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης τηλεϊατρικών συστημάτων υγείας. Με τον όρο "χρόνιες παθήσεις", γίνεται αναφορά σε παθήσεις που οφείλονται είτε σε κάποια ασθένεια, είτε σε ατύχημα και: υπάρχει πιθανότητα υποτροπιασμού της 11

12 είναι μόνιμη ο ασθενής χρήζει επανένταξης ή ειδικής εκπαίδευσης προκειμένου να καταφέρει να την αντιμετωπίσει απαιτείται μακρχρόνια παρακολούθηση, ιατρικές επισκέψεις και διαγνωστικές εξετάσεις Επιπλέον ένα πρόβλημα υγείας ανάγεται σε χρόνιο όταν: η πάθηση ή η κατάσταση της υγείας του ασθενούς απαιτούν επαναλαμβανόμενη και για μεγάλο χρονικό διάστημα ιατρική παρακολούθηση απαιτείται έλεγχος της φαρμακευτικής αγωγής του ασθενούς απαιτείται μακροχρόνια θεραπεία ή αγωγή προκειμένου να διατηρηθούν τα συμπτώματα σε ύφεση. Κάποιες από τις πιο συνηθισμένες χρόνιες παθήσεις είναι η λοίμωξη HIV, η αρτηριακή υπέρταση,η καρδιακή ανεπάρκεια, η μανιοκαταθληπτική ψύχωση, η οστεοπόρωση, ο σακχαρώδης διαβήτης, η σκλήρυνση κατά πλάκας, η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, η χρόνια αποφρακτική πευμονοπάθεια κ.α. Το πεδίο ενδιαφέροντος της παρούσας εργασίας αφορά τη νόσο Σκλήρυνση κατά Πλάκας. 12

13 1.2 Σκλήρυνση Κατά Πλάκας Γενικά Σύμφωνα με τις έρευνες που έχουν διεξαχθεί, τα τελευταία χρόνια υπάρχει μία αξιοσημείωτη αύξηση του αριθμού των πασχόντων από σκλήρυνση κατά πλάκας. Αποτελεί όμως αντικείμενο συζήτησης το εάν οι ασθενείς που νοσούν έχουν πραγματικά αυξηθεί ή η παρατηρούμενη αύξηση οφείλεται στη δυνατότητα διερεύνησης των ασθενών με τη βοήθεια της Μαγνητικής Τομογραφίας (MRI), που είναι εύκολα διαθέσιμη τα τελευταία χρόνια. Τα περισσότερα νοσήματα του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) μπορούν να διακριθούν σε δύο κατηγορίες όσον αφορά στην αιτιοπαθογένειά τους: (α) εκφυλιστικής και (β)ανοσολογικής αρχής Τα εκφυλιστικά νοσήματα χαρακτηρίζονται από απώλεια νευρικών κυττάρων για λόγους που επί του παρόντος είναι μερικώς κατανοητοί, ακολουθούν προοδευτικά επιδεινούμενη πορεία και η εμφάνισή τους είναι γενικά συχνότερη στις μεγαλύτερες ηλικίες (π.χ. νόσος Alzheimer, νόσος Parkinson). Όταν εμφανίζονται σε νέα άτομα συνήθως υπάρχει κληρονομική προδιάθεση. Τα νοσήματα που οφείλονται σε κάποια δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος, αντιθέτως, χαρακτηρίζονται από αυτοάνοση καταστροφή του νευρικού συστήματος, ακολουθούν απρόβλεπτη πορεία με εξάρσεις και υφέσεις της φλεγμονής και συχνά προσβάλλουν νέα άτομα. Στην περίπτωση της σκλήρυνσης κατά πλάκας (ΣΚΠ), επειδή η φλεγμονή επηρεάζει περισσότερο τη μυελίνη, δηλαδή το περίβλημα των νευρικών κυττάρων, τα νοσήματα αυτής της κατηγορίας ονομάζονται απομυελινωτικά. Η μυελίνη στο ΚΝΣ και τα οπτικά νεύρα παράγεται από τα ολιγοδενδροκύτταρα, των οποίων οι αποφυάδες περιελίσσονται γύρω από τους νευράξονες των νευρικών κυττάρων. Η καταστροφή της μυελίνης γύρω από τους νευράξονες επηρεάζει σημαντικά την ταχύτητα αγωγής των νευρικών ώσεων, μέχρι του σημείου της 13

14 πλήρους διακοπής της μετάδοσης. Όταν το επεισόδιο φλεγμονής υποχωρήσει, η μυελίνη αποκαθίσταται εν μέρει (επαναμυελίνωση) και για αυτό η κλινική εικόνα του ασθενούς εμφανίζει μια ποικιλία στο βαθμό βελτίωσης. Μετά από επανειλημμένα επεισόδια φλεγμονώδους καταστροφής και αποκατάστασης της μυελίνης, μπορεί να συμβεί μόνιμη βλάβη των νευραξόνων, που κλινικά αντιστοιχεί σε άθροιση αναπηρίας με το πέρασμα του χρόνου. Η αναλογία νευραξόνων/κυτταρικών σωμάτων είναι μεγαλύτερη στη λευκή ουσία. Σε αυτό το γεγονός οφείλεται η παλαιότερη αντίληψη που επικρατούσε για το μη εντοπισμό βλαβών στη φαιά ουσία λόγω της συγκεκριμένης νόσου. Αντίθετα σήμερα, με την όλο και μεγαλύτερη συνδρομή της τεχνολογίας (μαγνητικοί τομογράφοι με ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο) και της ιστοπαθολογίας, είναι γνωστο ότι η ανοσολογική επίθεση δεν περιορίζεται στη λευκή ουσία και ότι από ένα σημείο και μετά οι ίδιοι οι νευρώνες καθίστανται στόχος της παθολογικής διεργασίας της νόσου, δίνοντας έτσι στη ΣΚΠ και νευροεκφυλιστικό χαρακτήρα. Η σκλήρυνση κατά πλάκας (ΣΚΠ) ή πολλαπλή σκλήρυνση (multiple sclerosis (MS)) είναι η συχνότερη φλεγμονώδης νόσος του ΚΝΣ. Ονομάζεται έτσι διότι η καταστροφή της μυελίνης κατά τόπους οδηγεί στην εμφάνιση βλαβών (εστιών ή «πλακών»), σκληρότερων στην υφή από το γύρω φυσιολογικό εγκεφαλικό παρέγχυμα, που διαχωρίζονται από, φαινομενικά τουλάχιστον, υγιή ιστό Συχνότητα Εμφάνισης και Δημογραφικά Χαρακτηριστικά της Νόσου Η ΣΚΠ είναι η συνηθέστερη μη τραυματική αιτία νευρολογικής αναπηρίας στους νέους ενηλίκους στο Δυτικό κόσμο και η συχνότητά της ανέρχεται σε 2,5 εκατομμύρια ασθενείς παγκοσμίως. Η ηλικία έναρξης της νόσου είναι συνήθως μεταξύ ετών, με συνηθέστερη αυτή των τριάντα (30) ετών. Σύμφωνα με μελέτες που έχουν διεξαχθεί, υπάρχουν τρεις (3) ζώνες συχνοτήτων της νόσου, η υψηλού, η μέσου και η χαμηλού κινδύνου. Φαίνεται ότι παρουσιάζεται εξάρτηση της συχνότητας της νόσου με το γεωγραφικό πλάτος στο βόρειο, αλλά και στο νότιο ημισφαίριο. Πιο συγκεκριμένα παρατηρείται αυξημένο το πασοστό των πασχόντων 14

15 στη Βόρεια Ευρώπη πλην της Σκανδιναβίας, στην Ιταλία, στον Καναδά, στις Βόρειες ΗΠΑ, στη νοτιοανατολική Αυστραλία, στη Νέλα Ζηλανδία, αλλά και σε τμήματα της πρώην Σοβιετικής Ένωσης. Πιο μετριασμένα παρατηρούναι τα κρούσματα της νόσου στη Νότια Ευρώπη, πλην της Ιταλίας, στη Βόρεια Σκανδιναβία, στις νότιες ΗΠΑ, στη νότια Αυστραλία, στη νότια Αφρική, αλλά και σε κάποια τμήματα της Πρώην Σοβιετικής Ένωσης. Τέλος, σπάνια εμφανίζεται η νόσος στην Καραϊβική, σε τμηματα της Αφρικής και της Ασίας και στο Μεξικό. Οι έρευνες έχουν δείξει ότι εμφανίζονται περίπου 7 νέες περιπτώσεις ανά άτομα κάθε χρόνο στις περιοχές με υψηλή συχνότητα της νόσου, με αναλογία γυναικών/ανδρών περίπου δύο προς ένα (2/1) [2]. Ως συμπέρασμα των προαναφερθέντων μπορεί να προκύψει ότι οι πιθανότητας εμφάνισης της νόσου, σε μεγάλο βαθμό εμφανίζει εξάρτηση με τον τόπο διαμονής. Αξιοσημείωτο λοιπόν είναι το αποτέλεσμα μελετών σε άτομα που μετανάστευσαν στο εξωτερικό ανάλογα με την ηλικία τους. Προέκυψε λοιπόν, ότι καθένας διατηρεί την πιθανότητα νόσησης της γεωγραφικής περιοχής στην οποία διέμενε μέχρι την ηλικία των 15 ετών, δηλαδή αν κάποιος μετακινηθεί από την Αγγλία (περιοχή με υψηλό επιπολασμό) στην Αφρική (χαμηλός επιπολασμός) πριν γίνει 15 ετών, θα κινδυνεύει να παρουσιάσει ΣΚΠ όσο και ο γηγενής πληθυσμός [3]. Τέλος πρέπει να αναφερθεί ότι υπάρχουν μελέτες που υποστηρίζουν ότι καθοριστικό ρόλο για την εμφάνιση της νόσου παίζουν γενετικοί παράγοντες και άλλες που αντίθετα υποστηρίζουν ότι εξαρτάται από το περιβάλλον. Γεγονός πάντων είναι ότι το αποτέλεσμα εργασίας που έγινε σε παιδιά πασχούντων ΣΚΠ, έδειξε ότι αυτά που υιοθετήθηκαν από υγιείς γονείς, δεν παρουσιάζουν μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης της νόσου έναντι οποιουδήποτε άλλου χωρίς ιστορικό Η Νόσος Η σκλήρυνση κατά πλάκας (ΣΚΠ) θεωρείται μία πολύπλοκη, πολυπαραγοντική και ετερογενής νόσος, για την εμφάνιση της οποίας, χωρίς να έχει αποδειχθεί κάτι οριστικά, φαίνεται ότι παίζουν ρόλο: γενετική προδιάθεση-ευπάθεια [4], περιβαλλοντικοί-τοξικοί παράγοντες, όπως: 15

16 ανεπαρκής έκθεση στο ηλιακό φως, έλλειψη βιταμίνης D [5], η εποχή του χρόνου [6], η έκθεση σε οργανικούς διαλύτες [7] και μέταλλα όπως ο υδράργυρος και ο μόλυβδος, το κάπνισμα [8] και λοίμωξη από κάποιον ιό (π.χ. έκθεση στον ιό Epstein-Barr σε νεαρή ηλικία [9]) Τα τρία κύρια χαρακτηριστικά της ΣΚΠ είναι ο σχηματισμός αλλοιώσεων στο κεντρικό νευρικό σύστημα, φλεγμονή και καταστροφή του περιβλήματος μυελίνης των νευρώνων, όπως φαίνεται και στην εικόνα (Εικόνα 1.1). Αυτά τα χαρακτηριστικά αλληλεπιδρούν με έναν περίπλοκο τρόπο που δεν έχει γίνει ακόμα πλήρως κατανοητός, προκαλώντας τη διάσπαση του νευρικού ιστού και αυτός με τη σειρά του τις ενδείξεις και τα συμπτώματα της ασθένειας. Πιο αναλυτικά, το ανοσολογικό σύστημα αναγνωρίζει τη μυελίνη ως ξένο συστατικό και έτσι προκαλείται η απομυελίνωση του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ), δηλαδή η απώλεια της μυελίνης σε ποικίλα τμήματα, με αποτέλεσμα την αξονική δυσλειτουργία και την εκδήλωση των νευρολογικών διαταραχών. Οι ουλές λοιπόν που σχηματίζονται στο νευρικό σύστημα οναμάζονται πλάκες και είναι συνήθως πολυάριθμες. Κατά κύριο λόγο εντοπιζονται στη λευκή ουσία των ημισφαιρίων, αλλά και στη φαιά ουσία σε μικρότερο βαθμό. Το όνομα πολλαπλή σκλήρυνση κατά πλάκας αναφέρεται στις προαναφερθέντες ουλές και εμφανίζονται πιο συχνά: στις περιοχές γύρω από τις πλάγιες κοιλίες των ημισφαιρίων και αυτές των οπτικών οδών στο στέλεχος στη παρεγκεφαλίδα στο μεσολόβιο στα βασικά γάγγλια στον κροταφικό λοβό και 16

17 στο νωτιαίο μυελό, ιδιαίτερα την αυχενική, αλλά και τη θωρακική μοίρα του. Ο ρόλος των κυττάρων της λευκής ουσίας είναι να μεταφέρουν σήματα ανάμεσα στις περιοχές του εγκεφάλου όπου βρίσκεται η φαιά ουσία, στην οποία γίνεται η επεξεργασία, και στο υπόλοιπο σώμα. Εικόνα 1.1: MRI εγκεφάλου, απομυελινωτικές πλάκες (βέλη) Όπως φαίνεται και από τις εικόνες (Εικόνα 1.1), (Εικόνα 1.2) οι ουλές αφορούν σε αποστρογγυλοποιημένες περιοχές με καλά περιγεγραμμένα όρια που μπορεί να εμφανίζουν διαφορετική απόχρωση, ανάλογα με το είδος των πλακών. Πιο συγκεκριμένα στην περίπτωση που αφορά φλεγμαίνουσες πλάκες έχουν ροζ απόχρωση. Όταν πρόκειται για παλαιές πλάκες, λόγω της διήθησης λίπους και της γλοίωση που έχουν υποστεί μπορεί να είναι λευκές ή γκρι, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 1.2). Εικόνα 1.2: απομυελινωμένη πλάκα ασθενούς με ΣκΠ (παλαιά- γκρι χρώμα) 17

18 Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 1.3), παρουσιάζονται τα στάδια απομυελίνωσης των νευραξόνων του κεντρικού νευρικού συστήματος από την οξεία φάση στη μετέπειτα χρόνια φλεγμονή, που τελικά καταλήγει στην εκφύλιση του νευράξονα. Εικόνα 1.3: Απομυελίνωση και αξονική εκφύλιση στη ΣκΠ Συμπτώματα Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η σκλήρυνση κατά πλάκας αφορά σε μία χρόνια αυτοάνοση νόσο του ΚΝΣ, εξαιτίας της οποίας ο οργανισμός στρέφεται εναντίον της μυελίνης που περιβάλλει τους νευράξονες του κεντρικού νευρικού συστήματος. Αποτέλεσμα αυτού είναι οι αξονικές βλάβες με φλεγμονώδη δραστηριότητα που προκαλούνται στις απομυελινωμένες περιοχές. Όπως είναι γνωστό, τα συμπτώματα της συγκεκριμένης νόσου παρουσιάζουν υφέσεις και εξάρσεις. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη διασπορά των βλαβών στο χρόνο και στο χώρο. Πιο συγκεκριμένα, οι ασθενείς εμφανίζουν συμπτώματα, η διάρκεια των οποίων κυμαίνεται από κάποιες μέρες έως κάποιες βδομάδες. Κατόπιν τούτου ακολουθεί μία περίοδος ύφεσης των 18

19 συμπτωμάτων. Μετά από κάποιο διάστημα, το οποίο διαφοροποιείται ανάλογα με το ασθενή και κυμαίνεται από μερικούς μήνες έως και χρόνια, παρουσιάζεται εκ νέου έξαρση. Αυτές οι εναλλαγές από την ύφεση στην έξαρση χαρακτηρίζονται ως υποτροπές ή ώσεις. Μετά το τέλος της έξαρσης ενδέχεται να παραμείνουν στον ασθενή κάποια υπολείμματα. Με τον όρο αυτόν εννοείται κάποιας μορφής αναπηρία, η οποία συσσωρεύεται με την πάροδο του χρόνου ύστερα από τις αλλεπάλληλες υποτροπές. Η ΣΚΠ μπορεί να προκαλέσει μια πληθώρα επεισοδίων νευρολογικών δυσλειτουργιών. Το γεγονός αυτό οφείλεται στα διαφορετικά μέρη του κεντρικού νευρικού συστήματος που μπορεί να επηρεάσει. Πιο αναλυτικά, ανάλογα με την περιοχή που θα εμφανιστεί η βλάβη διαφοροποιούνται και τα συμπτώματα του ασθενούς. Στον παρακάνω πίνακα (Πίνακας 1.1), παρατίθενται οι περιοχές και τα συμπτώματα της Σκλήρυνση κατά Πλάκας. 19

20 Πίνακας 1.1 : Σημεία και Συμπτώματα ΣκΠ Με βάση τα στατιστικά στοιχεία [10], προκύπτει ότι η πιθανότητα εκδήλωσης καθενός από τα παραπάνω συμπτώματα από τους ασθενείς είναι διαφορετική, καθώς το μεγαλύτερο ποσοστό των νοσούντων (46.6%) παρουσιάζουν αισθητικές δυσλειτουργίες. Τη δεύτερη θέση καταλαμβάνουν τα πυραμιδικά συμπτώματα με ποσοστό πασχόντων 31.7%. Ακολουθούν τα συμπτώματα: όρασης με ποσοστό 27.9% στο στέλεχος με ποσοστό 24.5% την παρεγκεφαλίδα με ποσοστό 20.7% το ουρογεννητικό σύστημα με ποσοστό 4.3% και 20

21 διαταραχές άλλων λειτουργιών με το εναπομείναν ποσοστό 3,44%. Αναλύοντας περεταίρω καθεμιά από τις παραπάνω κατηγορίες συμπτωμάτων, πρέπει να αναφερθούν οι δυσλειτουργίες που αντιμετωπίζει ο ασθενή. Όσον αφορά τα αισθητικά συμπτώματα μπορούν να είναι: μούδιασμα που ξεκινά από τα πόδια παραισθησίες (μυρμήγιασμα) μούδιασμα της άκρας χείρας γενικευμένη δυσανεξία στη θερμότητα, ή το σημείο Lhermitte (ένα στιγμιαίο αίσθημα ηλεκτρικού ρεύματος που ξεκινά από τον αυχένα και επεκτείνεται προς τα κάτω, ως τα κάτω άκρα, προκαλούμενο με την κάμψη της κεφαλής). Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, οι οπτικές διαταραχές συναντώνται στα δύο τρίτα των ασθενών κατά τη διάρκεια της πάθησης [11], ωστόσο όμως στο 90% των νοσούντων από ΣΚΠ, η εξέταση των Οπτικών Προκλητών Δυναμικών δείχνει προσβολή του οπτικού νεύρου. Από τα συμπτώματα που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.1 στην κατηγορία των οπτικών διαταραχών, αυτό της οπτικής νευρίτιδας είναι που παρουσιάζεται ως αρχικό σύμπτωμα εκδήλωσης της νόσου. Όσον αφορά τα προβλήματα ισορροπίας υπεύθυνη θεωρείται η εκδήλωση της νόσου στη παρεγκεφαλίδα. Αναφορικά με τα προβλήματα του ουροποιητικού συστήματος, είναι συμπτώματα που αυξάνεται η πιθανότητα εμφάνισής του με την πάροδο του χρόνου, ενώ οι γνωσιακές και νοητικές διαταραχές δε σχετίζονται με το χρόνο νόσησης του ασθενούς, ούτε με τη σοβαρότητα της κατάστασής του. Το μόνο στοιχείο που έχει προκύψει είναι ότι οι τελευταίες εμφανίζονται συνηθέστερα σε ανθρώπους στην προϊούσα μορφή, η οποία είναι αρκετά προχωρημένη έναντι της διαλείπουσας. Τέλος, δε θα πρέπει να παραληφθούν προβλήματα όπως η άνοια και οι συναισθηματικές διαταραχές. Οι τελευταίες αποτελούν από τα συχνότερα συμπτώματα της νόσου, σε ποσοστό 40-65% των ασθενών, με μεγάλη πιθανότητα εμφάνισής τους στα πρώτα στάδια της νόσου. Πιο συγκεκριμένα, η κατάθλιψη 21

22 εμφανίζεται σε ποσοστό 25-50% των ασθενών [12], ενώ η συναισθηματική αστάθεια σε ποσοστό 10% [13]. Αντίθετα, η άνοια παρουσιάζεται κυρίως σε μεταγενέστερα στάδια της νόσου. 1.3 Εξέταση MRI (Μαγνητική Τομογραφία) Όταν σε έναν ασθενή παρουσιαστεί κάποιο από τα προαναφερθέντα συμπτώματα, θα πρέπει να ακολουθηθεί μία περεταίρω διερεύνηση ώστε να οδηγηθοεί ο θεράποντας ιατρός στη διάγνωση της ΣΚΠ. Αρχικά, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το ατομικό και οικογενειακό ιστορικό του ασθενούς. Εν συνεχεία πραγματοποιείται λεπτομερής κλινική εξέταση, καθώς και μία σειρά από παρακλινικές εξετάσεις, που αποτελούν ολοκληρωμένο αιματολογικό έλεγχο. Η εξέταση που δε μπορεί να παραληφθεί είναι αυτή του εγκεφαλονωτιαίου υγρού (ΕΝΥ), καθώς παρέχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την ανοσολογική δραστηριότητα της νόσου. Η διάγνωση όμως της ΣΚΠ απαιτεί τεκμηρίωση της διασποράς των βλαβών στο χώρο και το χρόνο. Για αυτό το λόγο, η Μαγνητική Τομογραφία αποτελεί πολύ σημαντική εξέταση, όχι μόνο για τη διάγνωση, αλλά και για την παρακολούθηση της εξέλιξης της νόσου. Στη Μαγνητική τομογραφία οι εικόνες που λαμβάνονται είναι τομές των περιοχών ενδιαφέροντος. Υπάρχουν τριών ειδών τομές: Εγκάρσια (Axial) Οβελιαία (Sagittal) 22

23 Στεφανιαία (Coronal) Όσον αφορά την απεικόνιση της νόσου στη μαγνητική τομογραφία, συνήθως οι απομυελινωτικές πλάκες είναι στρογγυλές ή ωοειδής, με τον επιμήκη άξονά τους κάθετο στο τοίχωμα των κοιλιών, με καλά περιγεγραμένα όρια. Οι πιο πιθανές περιοχές εμφάνισης είναι η περικοιλιακή, το μεσολόβιο, η έσω κάψα και η οπτική οδός. Για την όσο το δυνατόν καλύτερη απεικόνιση των «πλακών», απαιτείται να ληφθούν μια σειρά εικόνων μαγνητικής τομογραφίας. Οι τύποι σάρωσης είναι: Ακολουθία Τ1 προσανατολισμού(τ1 weighted) Ακολουθία Τ1 προσανατολισμού ενισχυμένη με γαδολίνιο(τ1 weightedgadolinium) Ακολουθία Τ2 προσανατολισμού(τ2 weighted) ΑκολουθίαFLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery) Ακολουθία πυκνότητας πρωτονίων (PD) Πιο αναλυτικά, με την ακολουθία Τ1 προσανατολισμού απεικονίζεται ένα μικρό ποσοστό των εστιών, αφού εμφανίζονται οι οξείες φλεγμονώδεις βλάβες που χαρακτηρίζονται από εκτεταμένο οίδημα ή χρόνιες βλάβες που χαρακτηρίζονται από εκτεταμένη απομυελίνωση, απώλεια αξόνων και καταστροφή παρεγχύματος (black holes), των οποίων το σήμα είναι μικρότερης έντασης έναντι αυτού της λευκής ουσίας. Με την ακολουθία Τ1 προσανατολισμού ενισχυμένη με γαδολίνιο λαμβάνονται πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα δραστηριότητα της νόσου, επισημαίνοντας περιοχές ενεργούς φλεγμονής. Επειδή το γαδολίνιο είναι ένα μεγάλο μόριο, συνήθως δεν μπορεί να περάσει μέσα από το φράγμα αίματος-εγκεφάλου (ένα 23

24 στρώμα κυττάρων γύρω από τα αιμοφόρα αγγεία στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό, που εμποδίζει τις ουσίες το να περνούν από τη ροή του αίματος μέσα στο κεντρικό νευρικό σύστημα). Ωστόσο, όταν υπάρχει ενεργός φλεγμονή, το φράγμα αίματος-εγκεφάλου διακόπτεται και το γαδολίνιο μπορεί να εισέλθει και να τονίσει τις ερεθισμένες περιοχές. Οι περιοχές αυτές εμφανίζονται ως ενεργές κακώσεις υπό την έννοια ότι είναι είτε καινούριες, είτε διογκωμένες. Οι ακολουθίες Τ2 προσανατολισμού δείχνουν τις βλάβες λόγω της διάσπασης του αιματοεγκεφαλικού φραγμού στην οξεία φάση της νόσου, της απώλειας της μυελίνης και του οιδήματος στη χρόνια φάση, ή της γλοίωσης που υφίστανται στις πιο σοβαρές μορφές της νόσου ως αυξημένης έντασης σήματα. Οι ακολουθίες FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery) είναι Τ2 ακολουθίες πολύ ευαίσθητες για την απεικόνιση των απομυελινωτικών εστιών, τις οποίες δείχνει με μαύρο χρώμα. Μετά τη χορήγηση παραμαγνητικής ουσίας ενδοφλεβίως, οι εστίες εμφανίζονται με ενίσχυση η οποία οφείλεται στη διάσπαση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και πιθανόν στην οξεία φλεγμονή. Επομένως, επιτυγχάνει, πέραν της καλύτερης ανάλυσης περικοιλιακών εστιών, αυξημένη αντίθεση στην απεικόνιση των βλαβών, ειδικά στις περιπτώσεις φλοιώδους ή υποφλοιώδους εντόπισης. Οι εστίες που προσλαμβάνουν σκιαγραφική ουσία είναι αυτές που δηλώνουν ότι η νόσ ος είναι ενεργής Τέλος η ακολουθία πυκνότητας πρωτονίων (PD), απεικονίζοντας το εγκεφαλονωτιαίο υγρό με χαμηλής έντασης σήμα επιτρέπει καλύτερη ανάλυση των περικοιλιακών βλαβών. Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 2.1), παρουσιάζονται απεικονίσεις μαγνητικής τομογραφίας του εγκεφάλου, αλλά και του νωτιαίου μυελού, με ευρήματα αλλοιώσεων. 24

25 Εικόνα 2.1: Παθολογικές MRI εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού ΣΚΠ (πρόσληψη γαδολίωιου, Τ2 ενίσχυση, υποσκηνίδια περιοχή, εξωφλοιώδης, περικοιλιακή τομή, τομή νωτιαίου μυελού) Σε αυτό το σημείο θα πρέπει να τονιστεί ότι η Μαγνητική Τομογραφία είναι μια πολύ σημαντική εξέταση για τη διάγνωση της ΣΚΠ, όμως δεν είναι αρκετή. Τα ευρήματά της θα πρέπει να συνδυαστούν και να συνεκτιμηθούν από το θεράποντα ιατρό, ούτως ώστε να αποφευχθεί σύγχυσή της με άλλη νόσο, της οποίας η απεικόνιση είναι παρεμφερής. Επιπλέον, πρέπει να αναφερθεί ότι δεν υπάρχει απόλυτη εξάρτηση των απεικονιστικών ευρημάτων με τα συμπτώματα του παθόντος. Η εξήγηση έγκειται στο γεγονός ότι καθοριστικό ρόλο για τα επεισόδια του ασθενούς παίζει το σημείο του ΚΝΣ που παρουσιάζει τη βλάβη. Ως εκ τούτου ενδέχεται ο ασθενής να αντιμετωπίζει μεγάλα προβλήματα ανικανότητας με ασήμαντα κλινικά ευρήματα, λόγω της θέσης στην οποία εντοπίζονται οι ουλές ή το αντίστροφο. Ως συμπέρασμα τέλος των μελετών, προκύπτει ότι τα απεικονιστικά ευρήματα της νόσου στην μαγνητική τομογραφία είναι από τρεις (3) έως δέκα (10) φορές περισσότερα έναντι των κλινικών συμπτωμάτων. Εν κατακλείδι σχετικά με τη μαγνητική τομογραφία, δεν χρησιμοποιείται μόνο σαν εξέταση για τη διάγνωση της σκλήρυνσης κατά πλάκας, αντίθετα χρησιμοποιείται ευρέως για την αξιολόγηση της φαρμακευτικής αγωγής που χορηγείται στον ασθενή. Πιο αναλυτικά ο ασθενής υποβάλλεται στην εξέταση σε τακτά χρονικά διαστήματα, ώστε να κριθεί η πορεία του. Σε περίπτωση που διαπιστωθεί συνεχής ύπαρξη ενεργών εστιών για μεγάλο διάστημα ή ενίσχυσή τους 25

26 ή δημιουργία νέων εστιών βλάβης, απαιτείται άμεση αλλαγή της φαρμακευτικής αγωγής ή της δοσολογίας. 1.4 Αξιολόγηση Το πρώτο επεισόδιο νευρολογικής διαταραχής, όταν ακόμη δεν έχει τεθεί η διάγνωση της ΣΚΠ, ονομάζεται κλινικά μεμονωμένο σύνδρομο (CIS). Το 30-70% των ασθενών με κλινικά μεμονωμένο σύνδρομο θα μεταπέσει τελικά σε ΣΚΠ τα επόμενα χρόνια. Ένα μεμονωμένο επεισόδιο από τα προαναφερθέντα συμπτώματα δε συνιστά υποτροπή, παρά μόνο στην περίπτωση που η διάρκεια του είναι τουλάχιστον 24 ώρες και ο χρόνος που μεσολαβεί σε σχέση με το προηγούμενο είναι τουλάχιστον 30 ημέρες, ενώ παράλληλα ο ασθενής δεν έχει πυρετό. Η πορεία της νόσου μπορεί να παρουσιάσει ποικιλία μορφών. Οι γενικά αναγνωρισμένοι τύποι της νόσου είναι τέσσερις [14]: 1. Διαλείπουσα υποτροπιάζουσα (RRMS): Η συχνότερη μορφή. Με αυτήν ξεκινά το 85% των ασθενών. Χαρακτηρίζεται από επεισόδια νευρολογικής επιδείνωσης (εξάρσεις ή υποτροπές ή «ώσεις»), που βελτιώνονται αυτόματα μετά από πάροδο εβδομάδων. Η ύφεση είναι ο κανόνας μετά από μια ώση, ο ασθενής μπορεί να εμφανίσει υπολειμματικά συμπτώματα ή να επανέλθει πλήρως στην προηγούμενη κατάσταση. Μεταξύ των ώσεων η νευρολογική εικόνα του ασθενούς παραμένει σταθερή 2. Δευτεροπαθώς προϊούσα (SPMS): Περίπου το 50% των ασθενών με διαλείπουσα ΣκΠ μεταπίπτει σε αυτή τη μορφή εντός δεκαετίας. Οι ασθενείς αυτοί εμφανίζουν απρόβλεπτες ώσεις, όπως και στη διαλείπουσα μορφή, ωστόσο μεταξύ των ώσεων παρατηρείται προοδευτική επιδείνωση της κλινικής εικόνας τους 3. Πρωτοπαθώς προϊούσα (PPMS): Αυτήν τη μορφή παρουσιάζει το 10-15% των ασθενών. Οι ασθενείς που εμφανίζουν πρωτοπαθώς προϊούσα πορεία είναι συνήθως μεγαλύτεροι σε ηλικία. Χαρακτηρίζεται από προοδευτική νευρολογική επιδείνωση από την έναρξη της νόσου, χωρίς ώσεις. 26

27 4. Προϊούσα υποτροπιάζουσα (PRMS): Μοιάζει με την πρωτοπαθώς προϊούσα, αλλά προστίθενται και ώσεις. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, τα αποτελέσματα της ΣΚΠ είναι αθροιστικά. Πιο αναλυτικά, με την πάροδο του χρόνου και καθώς ο ασθενής υφίσταται όλο και περισσότερες υποτροπές, χειροτερεύει η ποιότητα ζωής του. Η άθροιση αναπηρίας μπορεί να εκτιμηθεί αντικειμενικά χρησιμοποιώντας την κλίμακα EDSS, της οποίας οι τιμές κυμαίνονται μεταξύ αυτών των μηδέν έως δέκα (0-10) [15]. Η συγκεκριμένη κλίμακα δίνει ιδιαίτερο βάρος στην δυσχέρεια του ασθενούς στην κινητικότητα, ειδικά στις πιο προχωρημένες περιπτώσεις, αν και όπως προαναφέρθηκε, η αναπηρία των ασθενών με ΣΚΠ μπορεί να οφείλεται σε πολλούς ακόμη παράγοντες εκτός της κινητικής ανικανότητας. Η καλοήθης μορφή της νόσου, θεωρείτε ειδική κατηγορία της διαλείπουσας μορφής της νόσου. Αποτελεί διαφορετική κατηγορία, γιατί χαρακτηρίζει ασθενείς, οι οποίοι μετά από διάστηκα 10 χρόνων από την εμφάνιση της νόσου, παρουσιάζουν μικρή ή καθόλου εξέλιξη της ανικανότητας τους. Πιο συγκεκριμένα, η βαθμολογία τους στην κλίμακα EDSS είναι μικρότερη ή ίση του τρία (EDSS<=3) [16]. Η κακοήθης μορφή, χαρακτηρίζεται από γρήγορη εξέλιξη της νόσου που οδηγεί σε μικρό χρονικό διάστημα (5 χρόνια περίπου) σε σοβαρή ανικανότητα ή ακόμη και θάνατο. Τέλος, η μεταβατική μορφή της νόσου, αφορά επιδείνωση ασθενούς και αναφέρεται σε αυτούς που μεταπίπτουν από την προϊούσα (PRMS) στη δευτεροπαθώς προϊούσα(spms) κατά τη διάρκεια των 10 πρώτων χρόνων, όταν περίπου το 90% των ασθενών παρουσιάζουν αυτή τη μετατροπή 25 χρόνια μετά την έναρξη της νόσου [17]. 1.5 Διαγνωστικά Κριτήρια Η Η διάγνωση της σκλήρυνσης κατά πλάκας είναι μία δύσκολη διαδικασία. Το γεγονός αυτό οφείλεται καταρχάς στο ότι τα συμπτώματα που μπορούν να προκληθούν εξαιτίας της συγκεκριμένης πάθησης, ποικίλουν από ασθενή σε 27

28 ασθενή, ανάλογα με το σημείο στο οποίο εντοπίζεται η βλάβη. Ένας ακόμη παράγοντας είναι το ότι δεν υπάρχει κάποια προκαθορισμένη πορεία της νόσου, αντίθετα η εξέλιξή της διαφέρει από ασθενή σε ασθενή. Τέλος, δε θα πρέπει να παραληφθεί ότι υπάρχει μεγάλη δυσκολία διάκρισης της σκλήρυνσης κατά πλάκας από μία πληθώρα άλλων παθήσεων, οι οποίες παρουσιάζουν ανάλογα συμπτώματα και απεικονίζονται με ανάλογο τρόπο στην μαγνητική τομογραφία. Για αυτό το λόγο, με τη πάροδο του χρόνου, τα διαγνωστικά κριτήρια της νόσου τροποποιούνται, βασιζόμενα στις εξελίξεις της εποχής, που προέρχονται από τις επιστημονικές έρευνες και την πρόοδο της τεχνολογίας. Όσον αφορά την πορεία εξέλιξης των διαγνωστικών κριτηρίων, η πρώτη ταξινόμηση έγινε από τους Allison και Millar το 1954 και ακολούθησαν τα διαγνωστικά κριτήρια: του Schumacher και Rose το 1965 [18]. του McAlpine το 1972 [19]. του Rose το 1976 [20] του McDonald και του Halliday το 1977 [21] του Bauer το 1980 [22] Ωστόσο, μία από τις σημαντικότερες στιγμές ήταν το 1983, όπου ο Poser για τη διάγνωση της νόσου, λαμβάνει υπόψη του και τις εργαστηριακές εξετάσεις εγκεφαλονωτιαίου υγρού, καθώς και τις παρακλινικές εξετάσεις (όπως παραδείγματος χάριν απεικονιστικές μέθοδοι και οπτικά προκλητά δυναμικά). Πλέον οι ασθενείς διακρίνονται σε δύο (2) κατηγορίες: αυτούς που πιθανόν νοσούν και αυτούς που νοσούν Όπως προαναφέρθηκε, για να διαγνωστεί η νόσος ΣΚΠ απαιτείται τεκμηρίωση της διάδοσης των βλαβών στο χώρο και το χρόνο. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε κλινικά, είτε με χρήση παρακλινικών μεθόδων (μαγνητική τομογραφία, εξετάσεις εγκεφαλονωτιαίου υγρού, οπτικά προκλητά δυναμικά), είτε με τη βοήθεια και των δύο, σύμφωνα με τα διαγνωστικά κριτήρια που χρησιμοποιούνται. Σήμερα, η 28

29 διάγνωση της νόσου πραγματοποιείται με βάση τα διαγνωστικά κριτήρια του McDonald, τα οποία παρουσιάζονται και στον παρακάτω πίνακα (Πίνακας 2.1). Σε αυτό το σημείο, είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι βασική προϋπόθεση της διάγνωσης της ΣΚΠ είναι να αποκλειστούν όλα τα άλλα νοσήματα, απομυελινωτικά ή μη, που θα μπορούσαν να εξηγήσουν καλύτερα τα παρατηρούμενα ευρήματα. Πίνακας 2.1 : Κριτήρια McDonald για τη διάγνωση ΣΚΠ ΚΛΙΝΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ ΕΠΕΙΣΟΔΙΑ (ΥΠΟΤΡΟΠΕΣ) ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΙΚΕΣ ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 2 ή περισσότερα 2 ή περισσότερες Κανένα, επαρκή κλινικά στοιχεία 2 ή περισσότερα 1 Διάδοση στο χώρο (ή αναμονή περαιτέρω κλινικής επίθεσης που εμπλέκει ένα διαφορετικό σημείο του ΚΝΣ) 1 2 ή περισσότερες Διάδοση στο χρόνο (ή αναμονή περαιτέρω κλινικής επίθεσης που εμπλέκει ένα διαφορετικό σημείο του ΚΝΣ) 1 1 Διάδοση στο χώρο και στο χρόνο(ή αναμονή περαιτέρω κλινικής επίθεσης που εμπλέκει ένα διαφορετικό σημείο του ΚΝΣ) 0 (εξέλιξη από την έναρξη) Ένα χρόνο εξέλιξης της νόσου (προσδιορίζεται αναδρομικά ή μελλοντικά) και δύο από τα ακόλουθα: 1. Διάδοση στο χώρο στον εγκέφαλο 2. Διάδοση στο χώρο του νωτιαίου μυελού βασιζόμενη σε 2 ή περισσότερες αλλοιώσεις Τ2 3. Θετικό CSF Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται τα κριτήρια της διασποράς στο χώρο και στο χρόνο της νόσου ΣΚΠ σύμφωνα με τον McDonald [23]. 29

30 Πίνακας 2.2: Κριτήρια ευρημάτων MRI για τη διασπορά τους στο χώρο και το χρόνο ΔΙΑΔΟΣΗ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΔΙΑΔΟΣΗ ΣΤΟ ΧΡΟΝΟ 1 ή περισσότερες Τ2 αλλοιώσεις σε τουλάχιστον 2 από τις παρακάτω περιοχές του ΚΝΣ: a. Περικοιλιακή (Periventricular) b. Εξωφλοιώδη (Juxtacortical) c. Υποσκηνίδια (Infratentorial) d. Νωτιαίου Μυελού (Spinal Cord) a. Ταυτόχρονες ασυμπτωματικές αλλοιώσεις κάθε στιγμή (αυξημένης αντίθεσης και χωρίς ενίσχυση) b. Μία καινούρια Τ2 και/ή αυξημένης αντίθεσης αλλοίωση(εις) στην επερχόμενη MRI, ανεξάρτητα από το χρόνο c. Αναμονή μιας δεύτερης κλινικής επίθεσης 1.6 Εικόνες Μαγνητικής Τομογραφίας Οι εικόνες μαγνητικής τομογραφίας που χρησιμοποιήθηκαν είναι dicom (digital imaging and communications in medicine). Το πρότυπο dicom αναπτύχθηκε με σκοπό την κάλυψη της ανάγκης διασύνδεσης διαφόρων ιατρικών απεικονιστικών και υπολογιστικών συστημάτων, με σκοπό τη διαχείριση (καταχώρηση, διατήρηση, ανάκτηση) ιατρικών εικόνων και σχετιζόμενων πληροφοριών. Πιο συγκεκριμένα, επιτρέπει στους χρήστες την ανάκτηση εικόνων και σχετιζόμενων πληροφοριών από απεικονιστικά μηχανήματα με προτυποποιημένο τρόπο, που είναι όμοιος για όλα τα μηχανήματα ανεξαρτήτως κατασκευαστή. Επειδή όμως οι φυλλομετρητές (browser), δεν υποστηρίζουν αυτό το είδος εικόνων, χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα image magic, το οποίο δίνει τη δυνατότητα μετατροπής των dicom εικόνων σε jpeg μέσω γραμμής εντολών (command line) και άρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέσω της php. 30

31 1.7 Θεραπεία Ανάλογα με το στάδιο της νόσου και με τα συμπτώματα που έχει προκαλέσει, ακολουθείται διαφορετική αγωγή αντιμετώπισής της. Πιο συγκεκριμένα, η θεραπεία της νόσου διακρίνεται σε: Θεραπεία της οξείας φάσης Ανοσοτροποποιητική θεραπεία και Θεραπεία των συμπτωμάτων της νόσου Θεραπεία Οξειας Φάσης της ΣΚΠ Το πρώτο ανοσοκατασταλτικό φάρμακο που χρησιμοποιήθηκε για την αντιμετώπιση της οξείας φάσης της ΣΚΠ με ικανοποιητικά αποτελέσματα ήταν το ACTH. Στις μέρες μας ωστόσο, χρησιμοποιούνται άλλα στεροειδή και κυρίως η μεθυλπρεδνιζολόνη για την αντιμετώπιση των εξάρσεων της νόσου. Το φάρμακο αυτό επιταχύνει την αποκατάσταση χορηγούμενο σε δόση 1gr καθημερινά για τρεις (3) ή πέντε (5) μέρες. Πρέπει βέβαια να ληφθούν υπόψιν και οι παρενέργειες του φαρμάκου, κάποιες απο τις οποίες είναι η κατακράτηση υγρών, οι ευκαιριακές λοιμώξεις, υπεργλυκαιμία, διατααχές της συμπεριφοράς, πεπτικά έλκη, αρτηριακή υπέρταση, οστεοπόρωση και καταράκτης. Αποτέλεσμα αυτών αποτελεί η σύσταση αποφυγής κατανάλωσης γλυκόζης και αλατιού Ανοσοτροποποιητική Θεραπεία της ΣΚΠ Α. Τα πρώτα φάρμακα που αποδεδειγμένα προκαλούν μείωση της δραστηριότητάς της ΣΚΠ και καθυστερούν την εξέλιξή της είναι οι ιντερφερόνες, μολονότι δεν αποτελούν θεραπευτικά φάρμακα [3]. Πρόκειται ουσιαστικά για γλυκοπρωτεϊνες, που παράγονται φυσιολογικά από τον οργανισμό σε περίπτωση μόλυνσης του από ιογενείς λοιμώξεις. Στην υποτροπιάζουσα μορφή της νόσου, καθώς και σε ασθενείς που παρουσιάζουν ταχεία επιδείνωση, συνιστώνται τα φάρμακα: Betaferon (INFβ-1b), σε δοσολογία 0,25mg κάθε δεεύτερη ημέρα σε ενέσιμη μορφή υποδορίως 31

32 Avonex (INFβ-1a), σε δοσολογία 30μg μία φορά την εβδομάδα ενδομυικά Rebif (INFβ-1a), σε δοσολογία 44μg τρεις (3) φορά την εβδομάδα Σε αυτό το σημέιο, θα πρέπει να παρατηρηθεί ότι το Betaferon, ενδείκνειται και στη Δευτεροπαθώς προϊούσα φάση (SPMS) της ΣΚΠ. Οι ιντερφερόνες προκαλούν μείωση του αριθμού των υποτροπών, του μέσου όγκου των βλαβών που απεικονίζονται στις Τ2 μαγνητικές τομογραφίες (MRI) [24], καθώς και του ρυθμού επιδείνωσης της αναπηρίας, όπως αυτή απεικονίζεται στην κλίμακα EDSS. Μερικές από τις αντενδείξεις των φαρμάκων αυτών είναι [25]: συμπτώματα ανάλογα με αυτά της γρίπης σε ποσοστό 60% δερματική αντίδραση στο σημείο της ένεσης αυξημένη σπαστικότητα ψυχικές διαταραχές ήπια αναιμία και αύξηση των τρανσαμινασών. Λόγω των παραπάνω, πριν την έναρξη της αγωγής ο ασθενής πρέπει να υποβληθεί σε αιματολογικές εξετάσεις, που λειτουργούν ως αναφορά, οι οποιες επαναλαμβάνονται έναν (1)και τρεις (3) μήνες μετα τη χορήγησή της. Εφόσον τα αποτελέσματά τους δεν παρουσιάζουν κάποια αξιοσημείωτη μεταβολή, οι εξετάσεις αυτές επαναλαμβάνονται κάθε έξι έως δώδεκα (6-12) μήνες. Δεν πρέπει να παραληφθεί ότι οι ιντερφερόνες δεν χορηγούνται κατά την εγκυμοσύνη και τη λοχεία, καθώς και σε ασθενείς με ήδη υπάρχουσα ψυχιατρικά σύνδρομα. Τέλος θα πρέπει να αναφερθεί ότι η χρήση των ιντερφερονών για μεγάλο χρονικό διάστημα (συνήθως μετά τους 12 πρώτους μήνες), προκαλεί μειωση της αποτελεσματικότητάς της, λόγω ανάπτυξης αντισωμάτων του ασθενούς εναντίον της. Β. Το φάρμακο Copaxone (Glatiramer acetate) είναι ένα οξικό άλας, που σχεδιάστηκε προκειμένου να μιμηθεί τη βασική πρωτεϊνη της μυελίνης. Χορηγείται σε δοσολογία 20mg καθημερινά υποδορίως. Σύμφωνα με μελέτες, προκαλεί μείωση 32

33 των υποτροπών [26] και βοηθά στη σταθεροποίηση ή επιβράδυνση της αύξησης της αναπηρίας, όπως αυτή φαίνεται από την κλίμακα EDSS, σε σημαντικό ποσοστό των ασθενών. Κατόπιν ερευνών παρατηρήθηκε επίσης μείωση του πσοσοστού εξέλιξης των νέων βλαβών σε "μαύρες τρύπες" [27], γεγονός που αποδίδεται στο μηχανισμό δράσης του. Εικάζεται ότι λόγω αυτού απαιτούνται αρκετοί μήνες για να γίνουν αντιληπτά τα αποτελέσματά του στις μαγνητικές τομογραφίες, εν αντιθέσει με τις ιντερφερόνες, τα αποτελέσματα των οποίων γίνονται άμεσα αντιληπτά [28]. Οι ανεπιθύμητες ενέργειες του φαρμάκου, αφορούν συνήθως στην περιοχή έγχυσης, με πόνο και φλεγμονή. Επιπλέον παρουσιάζει συμπτώματα άγχους και δύσπνοια. Σε περίπτωση χορήγησης του Copaxone, τα αντισώματα που αναπτύσει ο οργανισμός έναντι του φαρμάκου, δεν περιορίζουν τη θεραπευτική δράση του, όπως στη περίπτωση των ιντερφερόνων [29]. Αξιοσημείωτο, επίσης, είναι το ότι η αποτελεσματικότητα του φαρμάκου δε μειώνεται σε ασθενείς που προηγουμένως λάμβαναν θεραπεία με ιντερφερόνες. Σε αυτό το σημείο αξίζει να παρατηρηθεί ότι χρησιμοποιούνται και άλλες θεραπείες για την αντιμετώπιση της νόσου, μερικές από τις οποίες είναι: η Αζαθειοπρίνη(Imuran, Azathioprine) χρησιμοποιείται πολύ αποτελεσματικά σε ασθενείς με Διαλείπουσα υποτροπιάζουσα (RRMS), Πρωτοπαθώς προϊούσα (PPMS), Προϊούσα υποτροπιάζουσα (PRMS) σε δοσολογία 2-3mg/kg σωματικού βάρους και προκαλεί μείωση των υποτροπών με μέτριο έως μηδαμινό αποτέλεσμα στην ανικανότητα [30]. Χρόνια χρήση του φαρμάκου (πάνω από 10 χρόνια) μπορεί να προκαλέσει καρκινογένεση [30]. η Κυκλοφωσφαμίδη (Endoxan, Cyclophosphamide) χορηγείται ενδοφλέβια mg τέσσερις (4) φορές ημερισίως για ημέρες. Προκαλει μείωση στην ταχύτητα εμφάνισης των βλαβών που ενισχύονται με το σκιαγραφικό [31] και μείωση των υποτροπών σε ασθενείς που νοσούν λιγότερο από πέντε (5) χρόνια [32]. η Μεθοτρεξάτη (Methotrexate) χορηγείται από το στόμα σε δόση 7,5mg μία φορά την εβδομάδα ή 20mg την εβδομάδα υποδορίως. 33

34 Χρησιμοποιείται σε ασθενείς στη Δευτεροπαθώς προϊούσα (SPMS) φάση με μείωση της επιδείνωσης της ανικανότητας του ασθενούς [33]. η Ανθρώπινη Ανοσφαιρίνη (Sandoglobulin, Octagam, Flebogamma) χορηγείται σε δοσολογία 0,2-0,4g/kg σωματικού βάρους βραδέως ενδοφλέβια για πέντε (5) ημέρες μηνιαίως. Προκαλεί μείωση του αριθμού των υποτροπών και καθυστέρηση της εμφάνισής τους σε ασθενείς στη Διαλείπουσα υποτροπιάζουσα (RRMS) φάση, χωρίς να επηρεάζει στη δραστηριότητα της νόσου όπως φαίνεται αυτή στη μαγνητική τομογραφία [34]. η Μιτοξανδρόνη (Novantrone) χορηγείται σε δοση 5-12mg/m 2 επιφάνειας σώματος κάθε τρεις (3) μήνες και προκαλεί μείωση των υποτροπών σε ασθενείς στη Διαλείπουσα υποτροπιάζουσα (RRMS) και στη Δευτεροπαθώς προϊούσα (SPMS) φάση. Κατά τη διάρκεια της ζωής του ένας άνθρωπος μπορεί να λάβει το φάρμακο για διάστημα 2-3 χρόνια ή αθροιστική δόση των mg/m 2 επιφάνειας σώματος, εξαιτίας του ότι προκαλεί καρδιοτοξικότητα. Συνέπεια αυτού είναι ο πλήρης αιματολογικός έλεγχος και το υπερηχογράφημα καρδιάς που προηγείται της χορήγησης του φαρμάκου [35]. το Μονοκλωνικό Αντίσωμα (Natalizumab) ενδείκνυται για ασθενείς με υψηλή δραστηριότητα της νόσου παρά τη θεραπεία με ιντερφερόνη και για ασθενεις με ταχέως εξελισσόμενη σοβαρή υπιτροπιάζουσα διαλείπουσα σκλήρυνση. Χορηγείται σε δόση των 300mg ενδοφλέβια μία (1) φορά κάθε τέσερις (4) εβδομάδες και παρουσιάζει μείωση της εξέλιξης της ανικανότητας και της εμφάνισης υποτροπών και καταστέλλει το σχηματισμό βλαβών, όπως αυτές απεικονίζονται στην MRI του ΚΝΣ των ασθενών. Βέβαια δεν πρέπει να παραληφθεί ότι στις περενέργειες του φαρμάκου συμπεριλαμβάνεται η Προϊπουσα Πολυεστιακή Λευκοεγκεφαλοπάθεια, η οποία είναι θανατηφόρα [36] Συμπτωματική Θεραπεία της ΣΚΠ Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η ΣΚΠ παρουσιάζει ποικίλα συμπτώματα, γεγονός που έχει ως συνέπεια την κακή ποιότητα ζωής του ασθενούς. Ως εκ τούτου εξίσου 34

35 σημαντική με την θεραπευτική αντιμετώπιση της νόσου είναι και η αντιμετώπιση των συμπτωμάτων που προκαλλεί με κατάλληλη φαρμακευτική αγωγή, που σκοπό έχει την ανακούφιση του ασθενούς και τη βελτίωση της ποιότητας ζωής του. Τα συνηθέστερα συμπτώματα της νόσου είναι η κόπωση, κινητικά συμπτώματα και σπαστικότητα, το άλγος, συμπτώματα από τη κύστη, το έντερο και σεξουαλική δυσλειτουργία, ψυχιατρικά προβλήματα, τρόμος, παροξυσμικά συμπτώματα και γνωσιακές διαταραχές. Οι περισσότεροι ασθενείς με ΣΚΠ αισθάνονται έντονη κούραση, που επιδεινώνεται καθώς ο ασθενής καταβάλει προσπάθεια και καθώς περνάει η μέρα. Συνέπεια αυτού είναι η μείωση της λειτουργικής ικανότητας του ασθενούς, γεγονός που μεταβάλει την καθημερινότητά του και την ποιότητα ζωής του [37]. Η αντιμετώπιση της κόπωσης, αρχικά αντιμετωπίζεται με μη φαρμακευτικά μέτρα, όπως η φυσικοθεραπεία, η τακτική ξεκούραση, η αποφυγή της ζέστης και η ψυχολογική υποστήριξη. Σε περίπτωση που δεν προκύψουν τα επιθυμητά αποτελέσματα χορηγείται κατάλληλη φαρμακευτική αγωγή, όπως η αμανταδίνη (Symmetrel), η φλουοξετίνη (fluoxetine, Ladose), η μοδαφιλίνη (modafilin, Modiodal) και η 4-αμινοπυριδίνη. Σε ποσοστό 65% οι ασθενείς με ΣΚΠ υποφέρουν από οξύ ή χρόνιο πόνο σε όλα τα στάδια της νόσου. Το άλγος διακρίνεται σε δύο κατηγορίες, του ερεθιστικού ή παροξυσμικού τύπου, που περιλαμβάνει τη νευραλγία τριδύμου και το άλγος που παράγεται κατά τις κινήσεις των οφθαλμών και του χρόνιου, που περιλαμβάνει του ριζιτικού τύπου άλγος, κοιλιακό άλγος και οσφυαλγίες. Κάθε εκδήλωση άλγους μπορεί να αντιμετωπιστεί με διάφορα σκευάσματα [38]. Τα δύο τρίτα (2/3) των ασθενών με ΣΚΠ παρουσιάζουν κάποια ψυχιατρική συνδομή [39]. Το 50% των ασθενών παρουσιάζουν αυξημένη πιθανότητα εκδήλωσης επεισοδίου μείζονος κατάθλιψης έως την ηλικία των 59 ετών [40]. Έχει παρατηρηθεί ότι ασθενείς με προβλήματα στην εγκεφαλική ουσία παρουσιάζουν μεγαλύτερες πιθανότητες εκδήλωσης ψυχιατρικών διαταραχών εναντι εκείνων με βλάβη στο νωτιαίο μυελό ή στην παρεγκεφαλίδα [41]. Η αντιμετώπιση τέτοιου 35

36 είδους διαταραχών βασίζεται στην ψυχοθεραπεία, αλλά και στη χορήγηση μιας πλειθώρας αντικαταθλιπτικών φαρμακων. Αντίθετα με τις ψυχιατρικές διαταραχές, το αίσθημα του τρόμου εμφανίζεται με μεγαλύτερη πιθανότητα στους ασθενείς με βλάβες στην παρεγκεφαλίδα και αντιμετωπίζεται πολύ δύσκολα. Τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται ευρέως για την καταστολή του είναι η κλοναζεπάμη, η καρβαμαζεπίνη (Tegretol), η πριμιδόνη(mysoline) και ως έσχατη λύση για τον τρόμο η στερεοτακτική θαλαμοτομή ή ο θαλαμικός ηλεκτρικός ερεθισμός [42]. 1.8 Αντικείμενο Εργασίας Από τα παραπάνω γίνεται εύκολα αντιληπτό, ότι η σκλήρυνση κατά πλάκας αφορά μία συχνά εμφανιζόμενη νόσο, της οποίας τα αίτια δεν είναι πλήρως κατανοητά και η διάγνωσή της είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Η μαγνητική τομογραφία του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού, αποτελεί μία από τις σημαντικότερες εξετάσεις που απαιτούνται προκειμένου ο θεράποντας ιατρός να προβεί στη διάγνωση της νόσου, αλλά και στον έλεγχο της εξέλιξής της, ούτως ώστε να αποφανθει σχετικά με το είδος και τη δοσοσλογία της θεραπευτικής αγωγή. Σκοπός λοιπόν της παρούσας εργασίας είναι η δημιουργία μιας διαδικτυακής πλατφόρμας με τη βοήθεια της οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί απομακρυσμένη "επίσκεψη" του ασθενούς στο γιατρό του. Πιο αναλυτικά, αυτή θα εμπεριέχει μία διαδικτυακά προσβάσιμη βάση δεδομένων, η οποία θα λειτουργεί ως αποθήκη των εικόνων μαγνητικής τομογραφίας των ασθενών, καθώς και της φαρμακευτικής αγωγής που τους χορηγείται. Με αυτόν το τρόπο ο γιατρός θα μπορεί να έχει ανά πάσα στιγμή στη διάθεσή του το ιστορικό του κάθε ασθενούς του, ενώ παράλληλα θα δίνεται η δυνατότητα στον ασθενή να επικοινωνεί με το γιατρό του σε πραγματικό χρόνο. 36

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Διαδυκτιακός Προγραμματοσμός και Βάσεις Δεδομένων 2.1 Γενικά Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η πιο κρίσιμη εξέταση που μπορεί να οδηγήσει τους γιατρούς στη διάγνωση της σκλήρυνσης κατά πλάκας είναι η μαγνητική τομογραφία. Το ζήτημα λοιπόν που προκύπτει είναι η αποθήκευση των εικόνων αυτών, καθώς και η απομακρυσμένη επικοινωνία του ασθενούς με το θεράποντα ιατρό. Η λύση σε αυτά τα προβλήματα δίδεται μέσω της ανάπτυξης των βάσεων δεδομένων, που μπορούν να λειτουργήσουν ως μία ψηφιακή αποθήκη εικόνων και ιατρικών δεδομένων, καθώς και της ανάπτυξης μιας διαδικτυακής πλατφόρμας, με τη βοήθεια της οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί απομακρυσμένη "επίσκεψη" του ασθενούς στο γιατρό του. Ο χαρακτηρισμός της νόσου ως χρόνιας σε συνδυασμό με την απαίτηση πληθώρας πληροφοριών για την εκτίμηση,-παρέμβαση και παρακολούθηση της κλινικής εικόνας ενός ασθενή, έχουν ως αποτέλεσμα την ύπαρξη μεγάλου όγκου πληροφορίας που πρέπει να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή συμπερασμάτων. Στην εποχή της πληροφορικής αυτό αντιμετωπίζεται με τη δημιουργία μιας βάσης δεδομένων παρακολούθησης ασθενών με σκλήρυνση κατά πλάκας. Στην επιστήμη των υπολογιστών, το μοντέλο πελάτη - εξυπηρετητή (client - server) είναι μία δομή κατανεμημένης εφαρμογής, η οποία διαχωρίζει τις εργασίες μεταξύ του παρόχου των πόρων ή των υπηρεσιών (server) και αυτού που αιτείται τις υπηρεσίες (client) [43], [44]. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό, ένα τμήμα λογισμικού που ονομάζεται πελάτης (client) γνωστοποιεί την πρόθεσή του για κάποια υπηρεσία (π.χ. δεδομένα, έναν πόρο, τα αποτελέσματα ενός υπολογισμού κ.ο.κ.) προς ένα άλλο τμήμα λογισμικού, που ονομάζεται διακομιστής/εξυπηρετητής (server), το οποίο εξετάζει το αίτημα και του επιστρέφει τις απαραίτητες πληροφορίες. Ουσιαστικά, ο διακομιστής είναι ένα πρόγραμμα που τρέχει για να απαντήσει στις αιτήσεις άλλων προγραμμάτων, των πελατών. Ένα βασικό πλεονέκτημα του μοντέλου είναι ότι κάθε διακομιστής μπορεί να εξυπηρετεί 37

38 πολλαπλούς πελάτες ταυτόχρονα [44]. Τα δύο αυτά προγράμματα μπορεί να τρέχουν στον ίδιο υπολογιστή, αλλά πιο συχνά τρέχουν σε διαφορετικούς υπολογιστές που συνδέονται μέσω δικτύου. Οι εξυπηρετητές, εξαιτίας του διαφορετικού τους ρόλου, έχουν και διαφορετικές απαιτήσεις ως προγράμματα. Για παράδειγμα, ένας διακομιστής ιστού (webserver) ο οποίος φιλοξενεί και "σερβίρει" ιστοσελίδες, πρέπει να μπορεί να εξυπηρετεί ταυτόχρονα πολλούς πελάτες (επισκέπτες της ιστοσελίδας). Πρέπει να μπορεί να διαβάζει με μεγάλη ταχύτητα από το σκληρό δίσκο και να έχει σύνδεση υψηλής ταχύτητας με το διαδίκτυο (internet). Από την άλλη, επειδή ο εξυπηρετητής είναι μία υπηρεσία που τρέχει και όχι ένα πρόγραμμα που χρησιμοποιεί κάποιος τελικός χρήστης, δεν έχει την ανάγκη γραφικών και ήχου. Ο εξυπηρετητής προσφέρει την πληροφορία, η οποία φτάνει στον πελάτη και εμφανίζεται εκεί. Λόγω αυτών των διαφορετικών αναγκών, πολλές φορές τα προγράμματα εξυπηρετητές τρέχουν σε υπολογιστές με διαφορετικό υλικό (hardware) από αυτό των υπολογιστών που χρησιμοποιούνται καθημερινά. Πρέπει ωστόσο να γίνει κατανοητό πως η διάκριση ανάμεσα σε εξυπηρετητή και πελάτη δε γίνεται με βάση το μηχάνημα στο οποίο τρέχει το κάθε πρόγραμμα, αλλά με βάση το ρόλο του κάθε προγράμματος στην μεταξύ τους επικοινωνία. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι ένας πελάτης δε μοιράζεται τους πόρους του, για αυτό το λόγο, είναι και αυτός που αρχικοποιεί τις συνεδρίες επικοινωνίας (communicationsessions) με τους εξυπηρετητές, οι οποίοι αναμένουν κάποιο αίτημα. Εικόνα 2.1:Μοντέλο πελάτη - εξυπηρετητή 38

39 Οι εξυπηρετητές ταξινομούνται ανάλογα με τις υπηρεσίες που παρέχουν. Για παράδειγμα ένας διακομιστής ιστού (webserver) προσφέρει ιστοσελίδες (webpages), ένας διακομιστής αρχείων (fileserver) αρχεία υπολογιστών (computerfiles), ένας εξυπηρετητής για ηλεκτρονικό ταχυδρομείο προσφέρει την υπηρεσία της ανταλλαγής ηλεκτρονικών μηνυμάτων κ.α. Οι πόροι που μπορούν να διατεθούν στον πελάτη μπορεί να είναι οποιοδήποτε λογισμικό (software) ή υλικό (hardware) του εξυπηρετητή. Η κατανομή των πόρων του εξυπηρετητή αποτελεί μία υπηρεσία [44]. Πιο συγκεκριμένα, όσον αφορά τον Παγκόσμιο Ιστό (WorldWideWeb), απαιτείται ένας διακομιστής ιστού (webserver). Ο διακομιστής ιστού (webserver) είναι ένα υπολογιστικό σύστημα, το οποίο επεξεργάζεται τα αιτήματα των πελατών μέσω του δικτυακού πρωτοκόλλου HTTP, γι αυτό συχνά αναφέρεται και ως httpserver. Αναλυτικότερα, ο πελάτης κυρίως μέσω ενός φυλλομετρητή (browser) αιτείται κάτι από τον διακομιστή ιστού, στέλνοντας σε αυτόν ένα αίτημα μέσω του πρωτοκόλλου http, ενώ ο διακομιστή από την πλευρά του το επεξεργάζεται και στέλνει την απόκρισή του πίσω στον πελάτη [44]. Ο εξυπηρετητής μπορεί να εκτελέσει προγράμματα τα οποία είναι γραμμένα σε κάποια γλώσσα web, όπως php, java, c κ.α.. Στην παρούσα εργασία για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται η PHP. Ανάλογα με το αίτημα του πελάτη, ο διακομιστής μπορεί απλώς να επιστρέψει μία σελίδα HTML ή εναλλακτικά να απαιτηθεί να "τρέξει" ένα κώδικα PHP και να επιστρέψει τα αποτελέσματα σε μορφή HTML. Σε αυτόν τον κώδικα PHP που μπορεί να τρέξει ο διακομιστής ενδέχεται να συμπεριλαμβάνονται και κομμάτια SQL, δηλαδή ερωτήματα του διακομιστή προς έναν εξυπηρετητή βάσεων δεδομένων [45], [46]. 2.2 HTML Η HTML (HyperText Markup Language) είναι Γλώσσα Σήμανσης Υπερκειμένου και αποτελεί τη βασική γλώσσα για τη δημιουργία ιστοσελίδων. Αντίστοιχα τα στοιχεία της είναι τα βασικά δομικά στοιχεία των ιστοσελίδων. Δεν πρόκειται στην ουσία για γλώσσα προγραμματισμού, αλλά για μία περιγραφική γλώσσα, δηλαδή έναν ειδικό τρόπο γραφής κειμένου. 39

40 Η HTML παρέχει τη δυνατότητα δημιουργίας δομημένου κειμένου καθορίζοντας στοιχεία όπως οι κεφαλίδες, οι παράγραφοι, οι λίστες, οι σύνδεσμοι και άλλα. Για να καθοριστεί η εμφάνιση και η διάταξη ενός κειμένου HTML, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνδυαστικά η CSS και η JavaScript.Η JavaScript μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και για την δημιουργία δυναμικών ιστοσελίδων, δηλαδή ιστοσελίδων που δεν περιέχουν απλά ένα μορφοποιημένο κείμενο, αλλά ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες και ρυθμίσεις εμφανίζουν διαφορετικό περιεχόμενο. Τα έγγραφα HTML αποτελούνται από στοιχεία HTML, τα οποία στη γενική μορφή τους συμπεριλαμβάνουν τρία (3) συστατικά [47]: τις ετικέτες (εκκίνησης και τερματισμού), οι οποίες περικλείονται μεταξύ των συμβόλων < και >. τις ιδιότητες, οι οποίες εμπεριέχονται στην ετικέτα εκκίνησης και σε περίπτωση απουσίας τους χρησιμοποιούνται προκαθορισμένες τιμές. και το περιεχόμενο, το οποίο μπορεί να είναι κείμενο ή πολυμέσα. Οι πιο κοινές ιδιότητες της HTML είναι [47], [48]: η ιδιότητα id, η οποία παρέχει ένα μοναδικό αναγνωριστικό σε ένα στοιχείο σε ολόκληρο το έγγραφο. η ιδιότηταclass, όπου παρέχει τη δυνατότητα ομαδοποίησης παρόμοιων αντικειμένων τόσο σημασιολογικά, όσο και εμφανισιακά. η ιδιότητα style, η οποία ορίζει τις ιδιότητες παρουσίασης των στοιχείων, όπως π.χ. το χρώμα. η ιδιότητα title, η οποία χρησιμοποιείται ως επιπλέον επεξήγηση ενός στοιχείου και εμφανίζεται όταν ο δείκτης του ποντικιού περάσει πάνω από το στοιχείο. η ιδιότητα lang, η οποία προσδιορίζει τη φυσική γλώσσα των στοιχείων του περιεχομένου. Πιο αναλυτικά, ενδέχεται σε κείμενο γραμμένο στα ελληνικά να εμπεριέχεται ένας αγγλικός όρος. Τέλος, θα πρέπει να αναφερθεί ότι οι φυλλομετρητές χρησιμοποιούν τις ετικέτες για να αναγνωρίσουν και να ερμηνεύσουν το περιεχόμενο μιας σελίδας, ωστόσο 40

41 αυτές δεν εμφανίζονται στο τελικό κείμενο που μπορεί κάποιος να διαβάσει. Πιο αναλυτικά, ένα αρχείο HTML πρέπει να έχει κατάληξη.html ή.htm και να περιέχει το κείμενο που θα παρουσιάζεται στην ιστοσελίδα, καθώς και τις ετικέτες που θα δηλώνουν στο φυλλομετρητή πως θα εμφανίζεται η ιστοσελίδα. Προκειμένου να ικανοποιηθεί μία αίτηση του φυλλομετρητή από τον εξυπηρετητή, ο τελευταίος του επιστρέφει ένα αντίγραφο του αιτούμενου HTML εγγράφου. Στην συνέχεια ο φυλλομετρητής διαβάζει και παρουσιάζει το έγγραφο σε μία μορφή που είναι εύκολη στην ανάγνωση. Αυτή η διαδικασία λέγεται parsing. Στην ουσία ο φυλλομετρητής διερμηνεύει τις ετικέτες της HTML σελίδας και τη μορφοποιεί στην οθόνη [47]. 2.3 Javascript Η JavaScript είναι μια δυναμική γλώσσα προγραμματισμού σεναρίων, η οποία χρησιμοποείται για την ανάπτυξη εφαρμογών ιστού. Ως δυναμική γλώσσα προγραμματισμού, χαρακτηρίζεται από ασθενείς τύπους δεδομένων, δηλαδή δεν απαιτείται ο πλήρης καθορισμός των ιδιοτήτων των μεταβλητών που ορίζονται. Κατατάσεται στις γλώσσες προγραμματισμού που δεν χρησιμοποιούν μεταγλωτιστή (compiler) αλλά διερμηνέα (interpreter) όπως και πολλές άλλες γλώσσες σεναρίων. Αυτό σημαίνει οτι ο έλεγχος για την ορθότητα των εντολών γίνεται γραμμή γραμμή κατά την εκτέλεση του κώδικα και όχι συνολικά πριν αυτός εκτελεστεί. Αν και αρχικά η javascript χρησιμοποιείτο στην υλοποίηση εφαρμογών ιστού, σήμερα η χρήση της έχει ξεπεράσει αυτό το όριο και χρησιμοποιείται και σε εφαρμογές εκτός ιστού. Η χρήση της javascript στην αναπτυξη μιας ιστοσελίδας επιτρέπει την δημιουργία δυναμικού περιεχομένου, όπως αναφέρθηκε και προηγούμενα. Εφαρμόζεται και εκτελείται στον φυλλομετρητή του πελάτή. Επιτρέπει την ασύγχρονη ανταλλαγή δεδομένων τόσο με τον χρήστη όσο και με τον εξυπηρετητή, αλλά και την δυναμικη αλλαγή του περιεχομένου της ιστοσελίδας ανάλογα με την απαίτηση του χρήστή, καθώς είναί δυνατόν να χρησιμοποιηθεί συνδιαστηκά με τα css φύλλα στύλ. Επομένως, με την χρήση της δεν έχουμε πλέον στατικές ιστοσελίδες 41

42 που εμφανίζουν ένα μορφοποιημένο κείμενο, αλλά δυναμικές ιστοσελίδες με πολλές δυνατότητές και εφέ. Μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα στην χρήση της javascript στις ιστοσελίδες είναι ο έλεγχος των δεδομένων φορμών της html, η εμφάνιση κάποιου μηνύματος μετά απο επιλογή ενός κουμπιού από τον χρήστη, η απόκρυψη ή η εμφάνιση συγκεκριμένων τμημάτων της ιστοσελίδας μετά από κάποια επιλογή του χρήστη. Με χρήση των συμβάντων (events) της javascript, γίνεται κλήση της αντίστοιχης συνάρτησης μετά από μια ενέργεια του χρήστη, η οποία εκτελείται και επηρεάζει το περιεχόμενο της ιστοσελίδας. Μερικά χαρακτηριστικά συμβάντα της javascript φαίνονται στην συνέχεια: onclick onload onchange onmouseout onmouseout H javascript, σε μια ιστοσελίδα html, μπορεί να γραφτεί είτε μεσα στο πεδίο του head είτε μέσα στο κύριο σώμα, body, της ιστοσελίδας μεταξύ των ετικετών <script> και </script>. Επίσης είναι δυνατή η κλήση κάποιου σεναρίου javascript που είναι αποθηκευμένο σε εξωτερικό αρχείο. Τα σενάρια εκτελούνται κατα την φόρτωση της ιστοσελίδας στον φυλλομετρητή του χρήστη και εμφανίζουν το ανάλογο περιεχόμενο. Μπορούν όμως να αναπτυχθούν και συναρτήσεις, οι οποίες θα κληθούν μετά απο συγκεκριμένα συμβάντα μέσα στην ιστοσελίδα από τον χρήστη, και μπορούν να μεταβάλλουν το περιεχόμενο της ιστοσελίδας ή να τον ενημέρωσουν για κάτι. <!DOCTYPE html> <html> <head> <script> function myfunction() { document.getelementbyid("demo").innerhtml = "Paragraph changed."; 42

43 } </script> </head> <body> <h1>my Web Page</h1> <p id="demo">a Paragraph</p> <button type="button" onclick="myfunction()">try it</button> </body> </html> Ορισμός javascript στο πεδίο του <head>.[49] <!DOCTYPE html> <html> <body> <h1>my Web Page</h1> <p id="demo">a Paragraph</p> <button type="button" onclick="myfunction()">try it</button> <script> function myfunction() { document.getelementbyid("demo").innerhtml = "Paragraph changed."; } </script> </body> </html> Ορισμός javascript στο πεδίο του <body>.[49] <!DOCTYPE html> <html> <body> <script src="myscript.js"></script> 43

44 </body> </html> Κλήση javascript από εξωτερικό αρχείο.[49] Μια επιπλέον χρήση της javascript, η οποία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη, είναι η τεχνική της AJAX (Asynchronous JavaScript and XML.), η οποία επιτρέπει την ασύγχρονη επικοινωνία με τον εξυπηρετητή για την ανταλλαγή δεδομένων. Η τεχνική αυτή επιτρέπει μεταφορά πληροφορίας από και προς τον εξυπηρετητή χωρίς να είναι απαραίτητη η επαναφόρτωση ολόκληρης της σελίδας (σύγχρονη μεταφορά δεδομένων) και επομένως ο χρήστης μπορεί να συνεχίσει την εργασία του σε αυτή χωρίς να περιμένει την λήψη των δεδομένων. Στην συνέχεια βλέπουμε τον σκελετό μας συνάρτησης που υλοποιεί την συγκεκριμένη τεχνική. function ajax_function() { var xmlhttp; if (window.xmlhttprequest) {// code for IE7+, Firefox, Chrome, Opera, Safari xmlhttp=new XMLHttpRequest(); } else {// code for IE6, IE5 xmlhttp=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP"); } xmlhttp.onreadystatechange=function() { if (xmlhttp.readystate==4 && xmlhttp.status==200) { //Εκτέλεση κώδικα αφού έρθουν τα δεδομένα } } xmlhttp.open(); //Δημιουργία σύνδεσης με τον server xmlhttp.send(); } 44

45 Η βασική δομή της συνάρτησης που υλοποιεί την AJAX.[50] 2.4 PHP Το ακρωνύμιο PHP αρχικά σήμαινε Personal Home Page (προσωπική αρχική σελίδα), γιατί δημιουργήθηκε το 1994 από το Rasmus Lerdorf για να παρακολουθεί τις επισκέψεις του βιογραφικού του, που ήταν δημοσιευμένο στο Διαδίκτυο. Καθώς η χρησιμότητα και οι δυνατότητες της PHP αυξάνονταν, κατέληξε να σημαίνει PHP: Hypertext Preprocessor (Προεπεξεργαστής Υπερ-κειμένου). Ο ορισμός ουσιαστικά σημαίνει ότι η PHP χειρίζεται και επεξεργάζεται τα δεδομένα πριν αυτά γίνουν HTML [46]. Σύμφωνα με την επίσημη τοποθεσία Ιστού της PHP, πρόκειται για μία γλώσσα σεναρίων ενσωματωμένη στην HTML [51]. Πιο αναλυτικά, η PHPμπορεί να γραφτεί μέσα στον κώδικα της HTML, η οποία χρησιμοποιείται για την κατασκευή των ιστοσελίδων. Οι γλώσσες προγραμματισμού χωρίζονται σε διερμηνευόμενες και μεταγλωτιζόμενες. Ο μεν πρώτος όρος αναφέρεται σε γλώσσες όπως η PHP και η JavaScript, οι οποίες δεν χρησιμοποιούν κάποιον μεταγλωτιστή (compiler) για να αναλύσουν τον κώδικα με αποτέλεσμα να μην γίνεται αναγνώριση των σφαλμάτων πριν εκτελεστεί ο κώδικας καθώς επίσης και βελτιστοποιήσεις ως προς την απόδοση αλλά παρέχουν ευκολίες ως προς τον προγραμματισμό, ενώ ο δεύτερος σε γλώσσες όπως η C και η Java, οι οποίες χρησιμοποιούν μεταγλωριστή. Η PHP, όπως αναφέρθηκε, είναι μία γλώσσα σεναρίων, η οποία δεν χρησιμοποιεί μεταγλωτιστή. Τα σενάρια (scripts) της PHP εκτελούνται μετά από κάποιο συμβάν, όπως για παράδειγμα όταν ο χρήστης υποβάλλει μία φόρμα ή επισκέπτεται κάποια URL διεύθυνση [45]. Από την άλλη πλευρά, οι γλώσσες προγραμματισμού όπως η Java, η C και η Perl, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την συγγραφή αυτόνομων εφαρμογών, οι οποίες δεν είναι απαραίτητο να σχετίζονται με τον Ιστό, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για τον σκοπό αυτό. Ένα άλλο παράδειγμα μιας γλώσσας σεναρίων είναι η JavaScript, η οποία συνήθως χειρίζεται συμβάντα που λαμβάνουν χώρα εντός του φυλλομετρητή ιστού. 45

46 Η χρήση της PHP είναι ευρέως διαδεδομένη για δύο κυρίως λόγους. Αφενός επειδή παρέχεται χωρίς καμία χρέωση και αφετέρου λόγω της ανεξαρτησίας της από την πλατφόρμα του χρήστη [46]. Το πλεονέκτημα της PHP σε σχέση με την HTML είναι ότι η τελευταία αποτελεί ένα περιορισμένο σύστημα, το οποίο δεν επιτρέπει ευελιξία ή ανταποκριτικότητα. Οι επισκέπτες που προσπελαύνουν σε σελίδες HTML βλέπουν απλές σελίδες, χωρίς δυνατότητες προσαρμογής ή δυναμικής συμπεριφοράς [47]. Για τη δημιουργία δυναμικών σελίδων απαιτείται και η συνδυασμένη χρήση της PHP. Παράλληλα η PHP μπορεί να αλληλεπιδρά με βάσεις δεδομένων και αρχεία, να χειρίζεται ηλεκτρονική αλληλογραφία κ.α, που η HTMLδε μπορεί να υποστηρίξει [46]. Η PHP είναι μία γλώσσα σεναρίων που εκτελείται στον εξυπηρετητή. Χρησιμοποιείται ευρέως σε συνδυασμό με την HTML για τη δημιουργία δυναμικών ιστοσελίδων. Πιο αναλυτικά, το σενάριο που περιέχει τον κώδικας της PHP και βρίσκεται στον εξυπηρετητή, ύστερα από το αίτημα κάποιου πελάτη, διερμηνεύεται (interpreted) και εκτελείται. Το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας επιστρέφεται από τον εξυπηρετητή στον πελάτη σε μορφή HTML [45]. Το γεγονός της εκτέλεσης του κώδικα PHP στον εξυπηρετητή αποτελεί ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα της γλώσσας, αφού με αυτόν τον τρόπο: Δεν απαιτείται από πλευράς του χρήστη να εγκαταστήσει στον υπολογιστή του την PHP. Εξαιτίας αυτού: Δεν προκύπτουν θέματα ασυμβατότητας στους χρήστες, με αποτέλεσμα να «βλέπουν» όλοι την ίδια σελίδα και Αποφεύγεται η περίπτωση κακόβουλης επίθεσης στο τερματικό του χρήστη, αφού ο κώδικας δεν εκτελείται τοπικά. Ένας κώδικας PHP αρχίζει με το σύμβολο <?php και τελειώνει με το σύμβολο?>. Οτιδήποτε βρίσκεται μεταξύ αυτών των συμβόλων αποτελεί τον κώδικα PHP, που εκτελείται στον εξυπηρετητή και δεν εμφανίζεται στο χρήστη [45]. Τα αποτελέσματα αυτού του κώδικα μπορούν να δώσουν στον εξυπηρετητή πληροφορίες σχετικά με το χρήστη, όπως παραδείγματος χάριν το όνομα χρήστη 46

47 και τον κωδικό για την εισαγωγή του χρήστη σε κάποια σελίδα. Επιπλέον, τα αποτελέσματα μπορεί να αφορούν δεδομένα που πρέπει να επιστρέψει ο εξυπηρετητής στο χρήστη σε μορφή HTML. Ο κώδικας PHP, αποτελείται από [45], [46]: τα δομικά στοιχεία της γλώσσας, τα οποία είναι: οι μεταβλητές οι τύποι δεδομένων οι τελεστές και οι εκφράσεις και οι σταθερές τις εντολές ελέγχου ροής και εκτέλεσης, που είναι οι: if else while for Τέλος, ένα αρχείο με κώδικα PHP αποθηκεύεται με την κατάληξη.php, ακόμα και αν πρόκειται για HTMLαρχείο, στο οποίο παρεμβάλλονται κάποια κομμάτια PHP. 2.4 Εισαγωγή στις Βάσεις Δεδομένων Δεδομένα και Πληροφορία Η έννοια της πληροφορίας αποδίδεται σε συνάρτηση με την έννοια των δεδομένων. Αποτελεί σύνηθες φαινόμενο η αδυναμία διάκρισης των δύο αυτών εννοιών, λόγω της μεγάλης εξάρτησής τους. Ωστόσο όμως τα δεδομένα δεν είναι πληροφορία. Πιο συγκεκριμένα, τα δεδομένα αφορούν στοιχεία που γίνονται αντιληπτά από ένα παρατηρητή με μία από τις πέντε του αισθήσεις. Πρόκειται δηλαδή για ακατέργαστα γεγονότα. Όταν στα δεδομένα δοθεί κάποια συγκεκριμένη σημασία, κατόπιν επεξεργασίας, μεταπίπτουν στην πληροφορία. Στην επιστήμη της πληροφορικής θεωρείται ότι ο υπολογιστής επεξεργάζεται δεδομένα και παράγει πληροφορία. Στη συνέχεια, ο άνθρωπος προσδίδει νόημα στα επεξεργασμένα δεδομένα, μετατρέποντας έτσι την πληροφορία σε γνώση. Ένας αυστηρός ορισμός 47

48 για το τι είναι δεδομένα και τι είναι πληροφορία, σύμφωνα με το Αμερικανικό Εθνικό Ίδρυμα Προτυποποίησης (ANSI), είναι ο εξής [52]: Δεδομένα (data) είναι μια παράσταση, όπως γράμματα, αριθμοί, σύμβολα κ.ά. στα οποία μπορούμε να δώσουμε κάποια σημασία (έννοια). Πληροφορία (information) είναι η σημασία που δίνουμε σ ένα σύνολο από δεδομένα, τα οποία μπορούμε να επεξεργαστούμε βάσει προκαθορισμένων κανόνων και να βγάλουμε έτσι κάποια χρήσιμα συμπεράσματα. Με τις πληροφορίες περιορίζεται η αβεβαιότητα που έχουμε για διάφορα πράγματα και δίνεται η δυνατότητα να ληφθούν σωστές αποφάσεις. Στις μέρες μας, έχει παρατηρηθεί τεράστια αύξηση του όγκου των δεδομένων. Ένα μείζον λοιπόν πρόβλημα που προκύπτει είναι η συλλογή και αποθήκευσή των δεδομένων αυτών, ώστε να είναι δυνατή η διαχείριση και η επεξεργασία τους. Για το σκοπό αυτό όμως, απαιτείται και σωστή οργάνωση και ταξινόμησή των δεδομένων, ώστε να καταστεί εφικτός ο εντοπισμός τους και η εύκολη και γρήγορη αξιοποίησή τους οποιαδήποτε στιγμή [53]. Για να γίνει πιο σαφής η ανάγκη σωστής οργάνωσης των δεδομένων, αρκεί να σκεφτεί κανείς πόσο εύχρηστος θα ήταν ένας τηλεφωνικός κατάλογος, του οποίου τα δεδομένα δεν ήταν καταχωρημένα με αλφαβητική σειρά, αλλά εντελώς τυχαία Προσεγγίσεις Διαχείρησης Δεδομένων Η απαίτηση που υπάρχει στις μέρες μας είναι η αποτελεσματικότερη και αποδοτικότερη οργάνωση, διαχείριση και ανάλυση των αποθηκευμένων δεδομένων. Υπάρχουν δύο προσεγγίσεις για τη διαχείρισης των δεδομένων: Με Βάση Δεδομένων (Data Base approach) Με χρήση Αρχείων (File System approach) 48

49 Παλαιότερα,η αποθήκευση και διαχείριση των δεδομένων γινόταν με αρχεία (file system approach) του λειτουργικού συστήματος και προγράμματα που τα χρησιμοποιούσαν (C, Javaκ.α.), ενώ απαραίτητος ήταν ο σχεδιασμός της δομής για κάθε αρχείο, φάκελο κτλ.για την οργάνωση των αρχείων υπάρχουν πολλές επιλογές, εκ των οποίων οι σημαντικότερες είναι: Η μορφή csv (comma separated values) και δεδομένα χωρισμένα σε δύο (2) αρχεία Επομένως, οι ίδιες οι εφαρμογές είναι αυτές που διαχειρίζονται τα δεδομένα, καθώς περιλαμβάνουν και τις μεθόδους επεξεργασίας και ανάκτησης των δεδομένων. Ως εκ τούτου,ο προγραμματιστής της εφαρμογής έχει την ευελιξία να υλοποιήσει τις μεθόδους επεξεργασίας που αυτός επιθυμεί και είναι υπεύθυνος για την ανάγνωση, αποθήκευση και ενημέρωση των δεδομένων. Ωστόσο, ο συγκεκριμένος τρόπος διαχείρισης των δεδομένων παρουσιάζει αρκετά μειονεκτήματα, τα σημαντικότερα των οποίων είναι [53]: 1. Πλεονασμός των δεδομένων και έλλειψη συνοχής, καθώς μπορεί να υπάρχει επαναλαμβανόμενη πληροφορία σε διαφορετικά αρχεία. 2. Περιττή προσπάθεια, καθώς αλλαγή σε κάποιο στοιχείο ενός αρχείου, απαιτεί αλλαγή από τον προγραμματιστή του στοιχείου σε όλα τα αρχεία που εμφανίζεται το στοιχείο. 3. Έλλειψη συντονισμού μεταξύ των αρχείων, με αποτέλεσμα τις μη συνεπείς πληροφορίες, αφού οι αλλαγές πραγματοποιούνται ανεξάρτητα. 4. Δυσκολία πρόσβασης στα δεδομένα, καθώς αρχικά πρέπει να προσδιοριστούν τα αρχεία αναζήτησης και σε δεύτερο χρόνο πραγματοποιείται η αναζήτηση αυτή καθαυτή. Η πολυπλοκότητα της διαδικασίας, αυξάνεται με την αύξηση του αριθμού των αρχείων. 5. Σε περίπτωση προσθήκης κάποιου χαρακτηριστικού στα δεδομένα, απαιτείται αφενός να μεταβληθεί η δομή του αρχείου, η οποία καθορίζεται από την εφαρμογή, ώστε να δημιουργηθεί χώρος για το νέο πεδίο και αφετέρου να μεταβληθεί η λογική της εφαρμογής, ώστε να 49

50 ληφθεί υπόψη το νέο πεδίο. Οι αλλαγές αυτές είναι χρονοβόρες και κρύβουν κινδύνους για την ακεραιότητα των δεδομένων. 6. Είναι αρκετά πολύπλοκη η διασφάλιση της προστασίας και ακεραιότητας των δεδομένων σε περίπτωση ταυτόχρονης αναζήτησης, εισαγωγής και διαγραφής στοιχείων από πολλούς χρήστες. 7. Είναι πολύ δύσκολο να ορισθούν διαφορετικά δικαιώματα μεταξύ των χρηστών στο ίδιο αρχείο. 8. Τέλος, εφόσον η λογική της αναζήτησης στοιχείων από τα αρχεία δεδομένων υλοποιείται στον κώδικα της εφαρμογής, οι διαφορετικοί τύποι ερωτημάτων που μπορεί να δεχθεί η εφαρμογή είναι περιορισμένοι και πρέπει να υλοποιηθούν εκ των προτέρων. Ως εκ τούτου πρόκειται για έναν πολύ δεσμευτικό παράγοντα, λαμβάνοντας υπόψη ότι στις εφαρμογές γενικού σκοπού είναι αδύνατο να προβλεφθούν όλα τα πιθανά ερωτήματα που μπορεί να επιθυμεί ο χρήστης. Εξαιτίας όλων των παραπάνω, δημιουργήθηκε η ανάγκη αποθήκευσης και διαχείρισης των δεδομένων με διαφορετικό τρόπο. Έτσι δημιουργήθηκαν οι Τράπεζες Πληροφοριών ή Βάσεις Δεδομένων (DataBases)[53]. Η έννοια των Βάσεων Δεδομένων (ΒΔ) εμφανίστηκε από τη δεκαετία του 1960, για να διευκολύνει τις δυσκολίες, που ολοένα και αυξάνονταν με την αύξηση του όγκου των δεδομένων, στο σχεδιασμό την κατασκευή και τη συντήρηση των συστημάτων πληροφορίας. Παράλληλα με τις Βάσεις Δεδομένων εξελίχθηκαν και τα Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ), τα οποία επιτρέπουν την αποτελεσματική διαχείρισης τους. Πρόκειται λοιπόν για δύο διαφορετικές, αλλά άρρηκτα συνδεδεμένες έννοιες, καθώς οι ιδιότητες των ΒΔ καθορίζονται από το ΣΔΒΔ που τις υποστηρίζει και το αντίθετο. Τα πρώτα συστήματα ΒΔ είχαν σαν κύριο στόχο την αποτελεσματικότητα. Ωστόσο όμως, με την πάροδο των χρόνων, διαπιστώθηκε η ανάγκη της ανεξαρτησίας των βάσεων δεδομένων από τη λογική της εφαρμογής, ούτως ώστε να μπορούν να διατεθούν σε πληθώρα εφαρμογών. 50

51 2.4.3 Ορισμοί Βάσης Δεδομένων, Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων και Συστήματος Βάσης Δεδομένων Μια Βάση Δεδομένων (ΒΔ) είναι μία συλλογή αρχείων με υψηλό βαθμό οργάνωσης, τα οποία είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους με λογικές σχέσεις. Υπάρχει δε ένα ειδικό λογισμικό το οποίο μεσολαβεί ανάμεσα στα αρχεία δεδομένων και τις εφαρμογές που χρησιμοποιούν οι χρήστες. Αυτό το σύστημα αποκαλείται Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DataBase Management System) ΣΔΒΔ (DBMS)καιουσιαστικά είναι μία συλλογή από προγράμματα που επιτρέπουν στους χρήστες να δημιουργούν και να συντηρούν μία βάση δεδομένων. Επομένως το ΣΔΒΔ είναι ένα γενικής χρήσης σύστημα λογισμικού, που διευκολύνει τις διαδικασίες ορισμού, κατασκευής, χειρισμού και διαμοιρασμού βάσεων δεδομένων για διάφορες εφαρμογές. Πιο αναλυτικά, οι λειτουργίες που παρέχει το ΣΔΒΔ είναι [45], [46], [53]: Ο ορισμός μιας ΒΔ περιλαμβάνει την προδιαγραφή των τύπων, των δομών και των περιορισμών των δεδομένων που θα αποθηκευτούν στη βάση. Η κατασκευή μιας ΒΔ είναι η διαδικασία αποθήκευσης των ίδιων δεδομένων σε ένα μέσο αποθήκευσης που ελέγχεται από το ΣΔΒΔ. Ο χειρισμός μιας ΒΔ, περιλαμβάνει λειτουργίες όπως υποβολή ερωτήσεων (queries) προς τη βάση για την ανάκτηση συγκεκριμένων δεδομένων, ενημέρωση της βάσης ώστε να αντανακλά αλλαγές και παραγωγή αναφορών από τα δεδομένα. Ο διαμοιρασμός επιτρέπει σε πολλούς χρήστες και προγράμματα να έχουν ταυτόχρονη προσπέλαση στη βάση δεδομένων. Η προστασία μιας ΒΔ από αστοχίες υλικού ή λογισμικού και ασφάλεια από μη επιτρεπόμενη ή κακόβουλη προσπέλαση. Η συντήρηση μιας ΒΔ, επιτρέποντας στο σύστημα να εξελίσσεται καθώς αλλάζουν οι απαιτήσεις με το χρόνο. 51

52 Συνέπεια αυτού είναι το γεγονός ότι οι χρήστες δεν έχουν άμεση πρόσβαση στη βάση δεδομένων και ως εκ τούτου ο έλεγχος, η διαχείριση και η προστασία των δεδομένων είναι υπό την ευθύνη του ΣΔΒΔ. Θα πρέπει τέλος να αναφερθεί ότι δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται γενικής χρήσης λογισμικό ΣΔΒΔ για την υλοποίηση οποιασδήποτε ΒΔ. Υπάρχει η δυνατότητα γραφής από τον προγραμματιστή ενός συνολου προγραμμάτων για τη δημιουργία και συντήρηση μιας ΒΔ, δημιουργώντας έτσι ένα λογισμικό ΣΔΒΔ ειδικού σκοπού. Ωστόσο όμως, πρέπει να καταστεί σαφές ότι τόσο τα γενικού όσο και ειδικού σκοπού ΣΔΒΔ είναι πολύ πολύπλοκα συστήματα λογισμικού. Ένα Σύστημα Βάσης Δεδομένων (ΣΒΔ) είναι ένα σύστημα με το οποίο μπορούμε να αποθηκεύσουμε και να αξιοποιήσουμε δεδομένα με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή [53]. Αναλυτικά αποτελείται από 1. Το υλικό (hardware): αποτελείται 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 2. τη Βάση Δεδομένων: συλλογή από αρχεία,όπου είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα του συστήματος. Τα στοιχεία αυτά μπορεί να βρίσκονται αποθηκευμένα σ έναν φυσικό υπολογιστή αλλά και σε περισσότερους. Ωστόσο όμως, στον χρήστη δίνεται η εντύπωση ότι βρίσκονται συγκεντρωμένα στον ίδιο υπολογιστή. Τα δεδομένα των αρχείων αυτών είναι ενοποιημένα (data integration), δηλαδή δεν υπάρχει πλεονασμός (άσκοπη επανάληψη) δεδομένων και διαμερισμένα (data sharing), δηλαδή, 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. 3. το Μηχανισμό Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (software): λογισμικό που υποστηρίζει την προσπέλαση και τροποποίηση των περιεχομένων της βάσης δεδομένων και 52

53 4. το Σχήμα της Βάσης Δεδομένων: προσδιορίζει τη λογική των δεδομένων Εικόνα 2.2: Στοιχεία Συστήματαος Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων Χαρακτηριστικά της Προσέγγισης Βάσεων Δεδομένων Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η προσέγγιση με τη χρήση αρχείων παρουσίαζε αρκετά μειονεκτήματα. Στον αντίποδα, τα κύρια χαρακτηριστικά της προσέγγισης με ΒΔ, τα οποία θα αναλυθούν παρακάτω, είναι [53] : Η αυτοπεριγραφική φύση ενός συστήματος ΒΔ Η απομόνωση μεταξύ προγραμμάτων και δεδομένων και η αφαίρεση δεδομένων Η υποστήριξη πολλαπλών όψεων δεδομένων (views) Η κοινή χρήση των δεδομένων και η επεξεργασία δοσοληψιών από πολλούς χρήστες Τα πλεονεκτήματα αυτά οφείλονται στο γεγονός ότι το σύστημα βάσεων δεδομένων αποτελείται τόσο από τη βάση δεδομένων, όσο και από τον πλήρη ορισμό, την περιγραφή της δομής της βάσης και τους περιορισμούς της. Ο ορισμός, που όπως προαναφέρθηκε περιλαμβάνει πληροφορίες σχετικές με τη δομή κάθε αρχείου, τον τύπο και τη μορφή αποθήκευσης κάθε στοιχειώδους δεδομένου και διάφορους περιορισμούς επί των δεδομένων, αποθηκεύεται στον κατάλογο του ΣΔΒΔ. Όλες οι πληροφορίες που αποθηκεύονται σε αυτόν το κατάλογο ονομάζονται μεταδεδομένα (metadata) και αφορούν τη δομή της βάσης δεδομένων. Ο κατάλογος αυτός χρησιμοποιείται από το λογισμικό του ΣΔΒΣ και με αυτόν τον 53

54 τρόπο ενημερώνεται για τη δομή των αρχείων της εκάστοτε βάσης δεδομένων. Το χαρακτηριστικό αυτό των ΣΒΔ ονομάζεται αυτοπεριγραφική φύση. Με αυτόν όμως τον τρόπο, επιτυγχάνεται και η ανεξαρτησία των προγραμμάτων με τα δεδομένα. Πιο αναλυτικά, τα προγράμματα προσπέλασης δεδομένων του ΣΔΒΔ γράφονται ανεξάρτητα από οποιαδήποτε συγκεκριμένα αρχεία, αφού οι απαραίτητες πληροφορίες προκειμένου να εκπληρώσουν το σκοπό τους, είναι αποθηκευμένες στον κατάλογο του ΣΔΒΔ ξεχωριστά από τα προγράμματα αυτά καθαυτά. Στον ορισμό μιας ΒΔ, μπορούν επιπλέον να ορισθούν και πράξεις μεταξύ των δεδομένων. Μία πράξη (συνάρτηση) προσδιορίζεται από δύο (2) συνιστώσες [53]: τη διεπαφή (interface) ή υπογραφή (signature), που περιλαμβάνει το όνομα της πράξης και τους τύπους δεδομένων των ορισμάτων της και την υλοποίηση (implementation) ή μέθοδο (method), που προσδιορίζεται ξεχωριστά και μπορεί να αλλάξει χωρίς να επηρεάσει τη διεπαφή. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται η ανεξαρτησία των προγραμμάτων με τις πράξεις. Πιο αναλυτικά, τα προγράμματα εφαρμογών των χρηστών επεξεργάζονται τα δεδομένα καλώντας τις πράξεις με τα ονόματα και τα ορίσματά τους, ανεξάρτητα από τον τρόπο υλοποίησής τους. Τα χαρακτηριστικά της ανεξαρτησίας προγραμμάτων - δεδομένων και προγραμμάτων - πράξεων ονομάζεται αφαίρεση των δεδομένων (data abstraction). Ένας από τους στόχους μίας ΒΔ είναι η προσπέλασή της από πολλαπλούς χρήστες. Ωστόσο, καθένας από αυτούς μπορεί να απαιτεί και μία διαφορετική όψη (view) της βάσης δεδομένων. Με τον όρο αυτό, εννοείται ένα υποσύνολο της ΒΔ ή εικονικά δεδομένα, που παράγονται από τα δεδομένατης ΒΔ, αλλά δεν αποθηκεύονται σε αυτή ως ξεχωριστά αρχεία. Επομένως ένα ΣΔΒΔ με πολλαπλούς χρήστες, οι οποίοι χρησιμοποιούν διαφορετικές εφαρμογές οι οποίες χειρίζονται τα ίδια δεδομενα, παρέχει την δυνατότητα δημιουργίας των κατάλληλων δεδομένων ανάλογα με την εφαρμογή χωρίς να απαιτείται η εκ νέου αποθήκευση των δεδομένων με άμεση συνέπεια την εξοικονόμηση χώρου στον σκληρό δίσκο. 54

55 Ένα ΣΔΒΔ πολλαπλών χρηστών, παρέχει τη δυνατότητα της προσπέλασης της βάσης δεδομένων από πολλούς χρήστες ταυτόχρονα. Για αυτόν το λόγο περιλαμβάνει λογισμικό για έλεγχο ταυτόχρονης προσπέλασης, ώστε να εξασφαλίζεται η σωστή ενημέρωση των αποτελεσμάτων, σε περίπτωση παράλληλης ενημέρωσης δεδομένων από πολλούς χρήστες. Προκειμένου να αποσαφηνιστεί πλήρως η αναγκαιότητα αυτής της λειτουργίας, αρκεί να σκεφτεί κανείς τις επιπτώσεις που θα προέκυπταν σε περίπτωση που δύο υπάλληλοι αεροπορικής εταιρεία προσπαθούσαν ταυτόχρονα να δεσμεύσουν την τελευταία θέση μιας πτήσης. Οι εφαρμογές αυτές ονομάζονται εφαρμογές επεξεργασίας onlineδοσοληψιών. Με τον όρο δοσοληψία εννοείται ένα πρόγραμμα ή μία διαδικασία, που περιλαμβάνει μία ή περισσότερες προσπελάσεις στη ΒΔ, όπως ανάγνωση ή ενημέρωση εγγραφών. Κάθε δοσοληψία θεωρείται ότι εκτελεί μία λογικά σωστή προσπέλαση, όταν εκτελείται ολοκληρωτικά χωρίς παρεμβολές από άλλες δοσοληψίες. Ο ρόλος του λογισμικού του ΣΔΒΔ πολλαπλών χρηστών είναι να εξασφαλίζει ότι οι ταυτόχρονες δοσοληψίες εκτελούνται σωστά, με την επιβολή δύο ιδιοτήτων [53]: την ιδιότητα της απομόνωσης, η οποία εξασφαλίζει ότι η κάθε δοσοληψία εμφανίζεται σαν να εκτελείται απομονωμένη από τις άλλες δοσοληψίες και την ιδιότητα της ατομικότητας, η οποία εξασφαλίζει ότι είτε θα εκτελεσθεί ολοκληρωτικά μία δοσοληψία είτε καθόλου Δεδομένα και Στόχοι μιας Βάσης Δεδομένων Τα δεδομένα που υπάρχουν στις βάσεις δεδομένων πρέπει να είναι [53] : Ολοκληρωμένα (Integrated), δηλαδή τα δεδομένα πρέπει να είναι αποθηκευμένα σε ομοιόμορφα οργανωμένα σύνολα αρχείων όπου δεν πρέπει να υπάρχει επανάληψη ή πλεονασμός (redundancy) των ίδιων στοιχείων. Καταμερισμένα (Shared), δηλαδή να μπορούν περισσότεροι του ενός χρήστες να βλέπουν και να μοιράζονται τα ίδια δεδομένα την ίδια χρονική στιγμή. 55

56 Οι στόχοι μιας βάσης δεδομένων είναι [45], [46], [53]: Ο περιορισμός της πολλαπλής αποθήκευσης των ίδιων στοιχείων (redundancy). Ο καταμερισμός (sharing) των ίδιων στοιχείων σ' όλους τους χρήστες. Η ομοιομορφία (uniformity) στον χειρισμό και την αναπαράσταση των δεδομένων. Η επιβολή κανόνων ασφαλείας (security). Η διατήρηση της ακεραιότητας (integrity) και της αξιοπιστίας (reliability) των δεδομένων. Η ανεξαρτησία των δεδομένων (dataindependence) και των προγραμμάτων από τον φυσικό τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων. Τα δεδομένα μιας βάσης δεδομένων οργανώνονται στις παρακάτω στοιχειώδεις μορφές [45], [46], [53]: Πεδίο (Field): είναι το μικρότερο κομμάτι δεδομένων στο οποίο μπορούμε να αναφερθούμε και περιέχει ένα μόνο χαρακτηριστικό ή ιδιότητα ενός στοιχείου της βάσης δεδομένων. Εγγραφή (Record): είναι ένα σύνολο από διαφορετικά πεδία που περιέχει όλες τις πληροφορίες για ένα στοιχείο της βάσης δεδομένων. Αρχείο (File): είναι ένα σύνολο από πολλά παρόμοια στοιχεία (εγγραφές) της βάσης δεδομένων. Πρωτεύον Κλειδί (PrimaryKey): είναι ένα πεδίο ή συνδυασμός πεδίων που χαρακτηρίζει μοναδικά μια εγγραφή. Κλειδί (Key): είναι ένα πεδίο που δεν έχει κατ' ανάγκη μοναδική τιμή και που μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να κάνουμε αναζήτηση σ' ένα αρχείο. Ξένο Κλειδί (ForeignKey): είναι ένα πεδίο που έχει το ίδιο σύνολο τιμών με το πρωτεύον κλειδί ενός άλλου αρχείου. 56

57 2.5 Έννοιες και Αρχιτεκτονική Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων Αρχιτεκτονική συστήματος Ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η συντήρηση μιας σύνθετης βάσης δεδομένων υποστηρίζεται από εργαλεία που παρέχονται, είτε ως μέρος του ΣΔΒΔ ή ως αυτόνομα προϊόντα λογισμικού. Τα εργαλεία αυτά περιλαμβάνουν εξειδικευμένες γλώσσες βάσεων δεδομένων όπως είναι οι γλώσσες ορισμού δεδομένων (data definition languages DDL), γλώσσες χειρισμού δεδομένων (data manipulation languages DML), και γλώσσες ερωταπαντήσεων (query languages). Αυτές μπορούν να θεωρηθούν ως ειδικού σκοπού γλώσσες προγραμματισμού, ειδικά προσαρμοσμένες για να διαχειριστούν τις βάσεις δεδομένων. Μερικές φορές παρέχονται ως επεκτάσεις των υφιστάμενων γλωσσών προγραμματισμού, με προσθήκη εντολών της βάσης δεδομένων. Οι γλώσσες των βάσεων δεδομένων είναι συγκεκριμένες για ένα μοντέλο δεδομένων, και σε πολλές περιπτώσεις για έναν συγκεκριμένο τύπο ΣΔΒΔ. Η πιο ευρέως υποστηριζόμενη γλώσσα βάσης δεδομένων είναι η SQL [45], [46], [53], η οποία έχει αναπτυχθεί για το σχεσιακό μοντέλο δεδομένων και συνδυάζει τους ρόλους της ως DDL, DML και ως γλώσσα ερωταπαντήσεων. 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 ΣΔΒΔ παίζει τον ρόλο του μεσάζοντα ανάμεσα στον χρήστη και τη βάση δεδομένων και μόνο μέσω αυτού μπορεί ο χρήστης να αντλήσει πληροφορίες από τη βάση δεδομένων [53]. Ένα ΣΔΒΔ 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 Μοντέλα Δεδομένων Βασικό χαρακτηριστικό της προσέγγισης των Βάσεων Δεδομένων είναι ότι παρέχει ένα επίπεδο αφαίρεσης δεδομένων, αποκρύπτοντας λεπτομέρειες που αφορούν την αποθήκευση των δεδομένων και δεν είναι απαραίτητες στους 57

58 τελικούς χρήστες. Ένα μοντέλο δεδομένων είναι μια αφηρημένη δομή που αναφέρεται σε μία συλλογή από έννοιες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τη δομή μιας ΒΔ. Με τον όρο δομή της ΒΔ, εννοούνται οι τύποι δεδομένων, οι συσχετίσεις και οι περιορισμοί που πρέπει α ισχύουν για τα δεδομένα. Τα περισσότερα μοντέλα δεδομένων περιλαμβάνουν ένα σύνολο από βασικές πράξεις για τον προσδιορισμό ανακτήσεων και ενημερώσεων της ΒΔ. Ένα μοντέλο δεδομένων χρειάζεται και την απαραίτητη εκφραστική δύναμη για να «συλλάβει» όλες τις απαραίτητες πτυχές των εφαρμογών. Για την αποτελεσματική χρήση και το χειρισμό του, είναι επιθυμητό ένα μοντέλο να είναι σχετικά απλό και διαισθητικό. Αυτό μπορεί να έρχεται σε σύγκρουση με την υψηλή εκφραστική δύναμη που απαιτείται από κάποιες πολύπλοκες εφαρμογές. Έτσι, κάθε δημοφιλές γενικού σκοπού μοντέλο δεδομένων συνήθως ισορροπεί μεταξύ της απλότητας, της διαισθητικότητας και της πολυπλοκότητας. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες μοντέλων δεδομένων: Παραστατικά Μοντέλα ή Μοντέλα Υλοποίησης (Μοντέλα Βασισμένα σε Εγγραφές ) Τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιούνται για την περιγραφή του εννοιολογικού και του εξωτερικού σχήματος. Για τη δόμηση της πληροφορίας χρησιμοποιούνται εγγραφές (records) με συγκεκριμένη γραμμογράφηση (layout). Κάθε εγγραφή αποτελείται από πεδία (fields) που καλούνται και ιδιότητες ή χαρακτηριστικά (attributes). Για παράδειγμα, η ιπποδύναμη και ο κυβισμός είναι ιδιότητες ενός αυτοκινήτου. Τα μοντέλα εγγραφών έχουν αρκετά μεγάλη ιστορία και αρχικά χρησιμοποιήθηκαν για τη μοντελοποίηση δεδομένων σε Βάσεις Δεδομένων, οι οποίες στηρίζονταν στην προσέγγιση των συστημάτων αρχείων. Ωστόσο, η απλότητα των μοντέλων αυτών ήταν ένας βασικός λόγος για τη χρήση τους και στα συγχρονα ΣΔΒΔ. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα εξής μοντέλα: σχεσιακό μοντέλο (relationalmodel), δικτυωτό μοντέλο (networkmodel) και ιεραρχικό μοντέλο (hierarchicalmodel). Το σχεσιακό μοντέλο χρησιμοποιεί πίνακες για την αναπαράσταση των δεδομένων και για την περιγραφή των σχέσεων μεταξύ των δεδομένων. Κάθε πίνακας αποτελείται από έναν αριθμό στηλών (columns). Κάθε στήλη περιγράφει μία ιδιότητα. Στο δικτυακό μοντέλο δεδομένων τα δεδομένα 58

59 μοντελοποιούνται με εγγραφές ενώ οι σχέσεις μεταξύ των δεδομένων περιγράφονται με συνδέσμους (links, pointers). Οι εγγραφές μαζί με τους συνδέσμους σχηματίζουν μία δομή γράφου (graph). Η ίδια τεχνική χρησιμοποιείται και στο ιεραρχικό μοντέλο με τη βασική διαφορά ότι σχηματίζονται ιεραρχικές δενδρικές δομές και όχι δομές γράφου. Σημειώνεται ότι η επεξεργασία ερωτημάτων στο δικτυακό και στο ιεραρχικό μοντέλο είναι αρκετά σύνθετη εργασία σε αντίθεση με το σχεσιακό μοντέλο. Έτσι, τα μοντέλα αυτά δεν χρησιμοποιούνται πλέον από τα σύγχρονα ΣΔΒΔ, σε αντίθεση με το σχεσιακό μοντέλο (ή επεκτάσεις αυτού). Υψηλού Επιπέδου ή Εννοιολογικά Μοντέλα (Μοντέλα Βασισμένα σε Αντικείμενα) Στα μοντέλα αυτά το βασικό στοιχείο είναι το αντικείμενο (object). Ένα αντικείμενο αντιπροσωπεύει μία οντότητα του πραγματικού κόσμου, η οποία έχει συγκεκριμένες ιδιότητες και σχετίζεται με άλλες οντότητες. Τα ευρύτερα διαδεδομένα μοντέλα αντικειμένων είναι: το μοντέλο οντοτήτων- συσχετίσεων (entity-relationship), το αντικειμενοστρεφές (object-oriented), το εννοιολογικό (semantic) και το συναρτησιακό (functional). Στο μοντέλο οντοτήτων-συσχετίσεων χρησιμοποιούνται οντότητες, ιδιότητες και συσχετίσεις. Για παράδειγμα, ο συγγραφέας μπορεί να χαρακτηρισθεί ως οντότητα με συγκεκριμένες ιδιότητες όπως όνομα, επίθετο, διεύθυνση. Μία άλλη οντότητα είναι το βιβλίο που έχει τις δικές του ιδιότητες όπως τίτλος, αριθμός σελίδων. Για να προσδιοριστεί ο συγγραφέας ενός βιβλίου πρέπει να υπάρχει ένας συνδετικός κρίκος που να συνδέει τις δύο οντότητες. Ο συνδετικός αυτός κρίκος καλείται συσχέτιση και προσδιορίζει τον τρόπο σύνδεσης δύο ή περισσοτέρων οντοτήτων. Η αναπαράσταση ενός μοντέλου οντοτήτων-συσχετίσεων συνήθως πραγματοποιείται με τη βοήθεια ενός διαγράμματος που καλείται διάγραμμα οντοτήτων-συσχετίσεων (E-R diagram) και παρουσιάζεται στην Εικόνα 2.3. Όπως φαίνεται λοιπόν και στο σχήμα, χρησιμοποιούνται ορθογώνια για το συμβολισμό των οντότητες, ρόμβους για τις συσχετίσεις και ελλείψεις για τις ιδιότητες. Με ευθείες γραμμές συνδέονταιοι οντότητες που συσχετίζονται με κάποιο τρόπο μεταξύ τους. Τοαντικειμενοστρεφές μοντέλο δεδομένων χρησιμοποιεί αντικείμενα, ιδιότητες (properties) και μεθόδους (methods) για την περιγραφή και προσπέλαση των 59

60 δεδομένων. Κάθε αντικείμενο επικοινωνεί με το εξωτερικό περιβάλλον μέσω των μεθόδων. Μία μέθοδος μπορεί να μεταβάλει ή να διαβάσει τις ιδιότητες του αντικειμένου. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η επικοινωνία μεταξύ των αντικειμένων. Αντικείμενα με τις ίδιες ιδιότητες και μεθόδους ομαδοποιούνται σε κλάσεις αντικειμένων (objectclasses), όπως και στην περίπτωση των αντικειμενοστρεφών γλωσσών προγραμματισμού (π.χ., C++, Java). Εικόνα 2.3 : Διάγραμμα οντοτήτων-συσχετίσεων (ERD) Χαμηλού Επιπέδου ή Φυσικά Μοντέλα Δεδομένων Τα φυσικά μοντέλα δεδομένων (physicaldatamodels) χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση των δεδομένων στο κατώτερο επίπεδο. Σε αντίθεση με τα εννοιολογικά μοντέλα, έχουν προταθεί πολύ λίγα φυσικά μοντέλα δεδομένων. Τα πλέον διαδεδομένα είναι το μοντέλο ενοποίησης (unifyingmodel) και το μοντέλο πλαισίου-μνήμης (frame-memorymodel). Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιείται το πιο ευρέως διαδεδομένο μοντέλο δεδομένων, που είναι αυτό των οντοτήτων - συσχετίσεων Σχήματα Στιγμιότυπα και Κατάσταση της Βάσης Δεδομένων Σε κάθε μοντέλο δεδομένων είναι σημαντική να ξεχωρίζουμε την περιγραφή της Βάσης Δεδομένων από την ίδια τη βάση. Η περιγραφή της βάσης δεδομένων λέγεται σχήμα της βάσης (database schema), που προσδιορίζεται κατά το σχεδιασμό της βάσης δεδομένων και αναμένεται να αλλάξει σε περίπτωση αλλαγής των απαιτήσεων της εφαρμογής της βάσης δεδομένων. Τα περισσότερα μοντέλα δεδομένων διαθέτουν συγκεκριμένες συμβάσεις για τη διαγραμματική αναπαράσταση των σχημάτων. Στην παραπάνω εικόνα (Εικόνα 2.3) απεικονίζεται 60

61 ένα διάγραμμα σχήματος. Το διάγραμμα παρουσιάζει τη δομή κάθε είδους εγγραφής, αλλά όχι και τα πραγματικά στιγμιότυπα των εγγραφών. Κάθε αντικείμενο του σχήματος καλείται δομικό στοιχείο του σχήματος (schema constructor). Τα πραγματικά δεδομένα σε μία ΒΔ μπορεί να αλλάζουν συχνά. Τα δεδομένα που βρίσκονται στη ΒΔ σε μία συγκεκριμένη χρονική στιγμή ονομάζεται κατάσταση (state) ή σύνολο εμφανίσεων (set of occurrences) ή σύνολο στιγμιοτύπων (setofinstances) της ΒΔ. Σε μία δεδομένη κατάσταση μίας ΒΔ, κάθε δομικό στοιχείο του σχήματος έχει το δικό του τρέχον σύνολο στιγμιοτύπων. Μπορούν να κατασκευαστούν πολλές καταστάσεις μιας βάσης δεδομένων που να αντιστοιχούν σε ένα συγκεκριμένο σχήμα της βάσης. Κάθε φορά που πραγματοποιείται εισαγωγή ή διαγραφή μιας εγγραφής ή τροποποιείται η τιμή ενός στοιχειώδους δεδομένου, μετασχηματίζεται μία κατάσταση της ΒΔ σε μία άλλη κατάσταση. Η διαφοροποίηση μεταξύ του σχήματος και της κατάστασης μιας βάσης δεδομένων είναι πολύ σημαντική. Όταν ορίζεται μία νέα ΒΔ, προσδιορίζεται μόνο το σχήμα της στο ΣΔΒΔ. Στο σημείο αυτό, η αντίστοιχη κατάσταση της ΒΔ είναι η κενή κατάσταση χωρίς δεδομένα. Όταν τα αρχικά δεδομένα φορτωθούν στη ΒΔ, προκύπτει η αρχική κατάσταση της ΒΔ. Από εκεί και έπειτα, κάθε φορά που εφαρμόζεται μία πράξη ενημέρωσης στη ΒΔ, προκύπτει μία νέα κατάσταση της ΒΔ. Σε κάθε χρονική στιγμή η ΒΔ έχει μία τρέχουσα κατάσταση (τρέχον στιγμιότυπο). Το ΣΔΒΔ είναι εν μέρει υπεύθυνο να εξασφαλίζει ότι η κάθε κατάσταση της ΒΔ είναι μία έγκυρη κατάσταση (valid state), δηλαδή μία κατάσταση που ικανοποιεί τη δομή και τους περιορισμούς που προσδιορίζονται στο σχήμα. Ως εκ τούτου, η προδιαγραφή ενός σωστού σχήματος στο ΣΔΒΔ είναι εξαιρετικής σημασίας και το σχήμα πρέπει να σχεδιάζεται με τη μέγιστη δυνατή προσοχή. Το ΣΔΒΔ αποθηκεύει τις περιγραφές των δομών του σχήματος και τους περιορισμούς στον κατάλογό του, έτσι ώστε το λογισμικό του ΣΔΒΔ να μπορεί να αναφέρεται στο σχήμα οποτεδήποτε χρειάζεται.το σχήμα λέγεται πρόθεση (intension) και η κατάσταση της ΒΔ ανάπτυξη (extension) του σχήματος. 61

62 2.5.4 Αρχιτεκτονική των Συστημάτων Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων (Η Αρχιτεκτονική Τριών Σχημάτων) Ένα ΣΔΒΔ (Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων) έχει σαν αποστολή τη διαχείριση των δεδομένων των αρχείων της βάσης, δηλαδή την προσθήκη, διαγραφή, τροποποίηση εγγραφών, την αναζήτηση μέσα στις εγγραφές κ.ά. Το ΣΔΒΔ 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 αποκαλείται λογική διεπαφή. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, οι εφαρμογές που δημιουργούνται δεν σχετίζονται με τον τρόπο που είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα, πόσο χώρο καταλαμβάνουν κ.ο.κ. 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 ΣΔΒΔ έχει επικρατήσει η λεγόμενη αρχιτεκτονική των τριών σχημάτων, όπως φαίνεται και στη εικόνα (Εικόνα 2.4), που σαν στόχο έχει να διαχωρίσει τις εφαρμογές των χρηστών από τη φυσική βάση δεδομένων. Στην αρχιτεκτονική αυτή, τα σχήματα μπορούν να ορισθούν σε τρία επίπεδα: Το εσωτερικό επίπεδο (internal level), έχει ένα εσωτερικό σχήμα, που περιγράφει τη φυσική δομή της ΒΔ. Το εσωτερικό σχήμα, χρησιμοποιεί ένα φυσικό μοντέλο δεδομένων και περιγράφει με λεπτομέρεια την αποθήκευση των δεδομένων και τους δρόμους προσπέλασης της ΒΔ. Το εξωτερικό επίπεδο (external level) ή επίπεδο όψης, περιλαμβάνει έναν αριθμό από εξωτερικά σχήματα ή όψεις χρηστών. Κάθε εξωτερικό σχήμα περιγράφει το μέρος της ΒΔ, που ενδιαφέρει μία συγκεκριμένη ομάδα χρηστών και αποκρύπτει την υπόλοιπη ΒΔ από αυτήν την ομάδα χρηστών.πιο απλά, έχει να κάνει με τους χρήστες είτε αυτοί είναι απλοί χειριστές, είτε προγραμματιστές ή και διαχειριστές της βάσης δεδομένων και 62

63 καθορίζει το πως κάθε τελικός χρήστης κατανοεί την οργάνωση των αντίστοιχων σχετικών στοιχείων του στη βάση δεδομένων.κάθε εξωτερικό σχήμα υλοποιείται χρησιμοποιώντας ένα παραστατικό μοντέλο δεδομένων, πιθανόν βασισμένο σε ένα εξωτερικό σχεδιασμό σχήματος σε ένα υψηλού επιπέδου μοντέλο δεδομένων. Εννοιολογικό επίπεδο (conceptual level), είναι ένα ενδιάμεσο επίπεδο που διασυνδέει τα δύο άλλα επίπεδα και έχει ένα εννοιολογικό σχήμα, που περιγράφει τη δομή ολόκληρης της ΒΔ για μία κοινότητα χρηστών. Το εννοιολογικό σχήμα αποκρύπτει τις λεπτομέρειες των φυσικών δομών αποθήκευσης και εστιάζει στην περιγραφή οντοτήτων, τύπων δεδομένων, συσχετίσεων, πράξεων χρηστών και περιορισμών. Παρέχεται με τον απλούστερο δυνατό τρόπο και αποτελεί τη σπονδυλική στήλη της βάσης δεδομένων. Είναι έξω από το πεδίο εφαρμογής των διάφορων τελικών χρηστών, εξυπηρετεί τους προγραμματιστές εφαρμογών και ορίζεται από τους διαχειριστές της βάσης δεδομένων.συνήθως ένα παραστατικό μοντέλο δεδομένων χρησιμοποιείται για την περιγραφή του εννοιολογικού σχήματος στην υλοποίηση ενός ΣΒΔ. Συχνά αυτό το σχήμα υλοποίησης του εννοιολογικού μοντέλου βασίζεται σε ένα σχεδιασμό εννοιολογικού σχήματος σε ένα υψηλού επιπέδου μοντέλο δεδομένων. Εικόνα 2.4 : Αρχιτεκτονική επιπέδων ΣΔΒΔ 63

64 Η αρχιτεκτονική τριών σχημάτων αποτελεί απλό εργαλείο για το χρήστη, για οπτική απεικόνιση των επιπέδων του σχήματος σε ένα ΣΒΔ. Τα περισσότερα ΣΔΒΔ δε διαχωρίζουν πλήρως τα τρία επίπεδα, αλλά υποστηρίζουν μέχρις ενός σημείου την αρχιτεκτονική τριών σχημάτων. Μερικά ΣΔΒΔ περιλαμβάνουν λεπτομέρειες του φυσικού επιπέδου στο εννοιολογικό σχήμα. Στα περισσότερα ΣΔΒΔ που υποστηρίζουν όψεις χρηστών, τα εξωτερικά σχήματα προσδιορίζονται στο ίδιο μοντέλο δεδομένων που περιγράφει τις πληροφορίες εννοιολογικού επιπέδου. Μερικά ΣΔΒΔ επιτρέπουν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικά μοντέλα δεδομένων στο εννοιολογικό και στο εξωτερικό επίπεδο. Σημειώνεται ότι τα τρία σχήματα είναι απλώς και μόνο περιγραφές των δεδομένων. Τα μόνα δεδομένα που πραγματικά υπάρχουν είναι αυτά στο φυσικό επίπεδο. Σε ένα ΣΔΒΔ βασιζόμενο στην αρχιτεκτονική τριών σχημάτων κάθε ομάδα χρηστών αναφέρεται μόνο στο δικό της εξωτερικό σχήμα. Επομένως, το ΣΔΒΔ πρέπει να μετασχηματίσει ένα αίτημα, που προσδιορίζεται ως προς το εξωτερικό σχήμα σε ένα αίτημα ως προς το εννοιολογικό σχήμα, και στη συνέχεια σε ένα αίτημα ως προς το εσωτερικό σχήμα, το οποίο θα προκαλέσει την επεξεργασία της αποθηκευμένης ΒΔ. Αν το αίτημα έχει να κάνει με ανάκτηση πληροφοριών από τη ΒΔ, τα δεδομένα που εξάγονται από την αποθηκευμένη βάση πρέπει να αναμορφοποιηθούν ώστε να συμπίπτουν με την εξωτερική όψη του χρήστη. Οι διαδικασίες μετασχηματισμού ερωτημάτων και αποτελεσμάτων μεταξύ επιπέδων λέγονται απεικονίσεις (mapping). Αυτές οι απεικονίσεις μπορεί να απαιτούν χρόνο και για αυτό μερικά ΣΔΒΔ δεν υποστηρίζουν εξωτερικές όψεις. Ακόμη και σε τέτοια συστήματα, ωστόσο, κάποια μορφή απεικόνισης είναι απαραίτητη για να μετασχηματιστούν αιτήματα μεταξύ του εννοιολογικού και του εσωτερικού επιπέδου Ανεξαρτησία Δεδομένων Η αρχιτεκτονική τριών σχημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγηθεί η έννοια της ανεξαρτησίας δεδομένων (data independence), που μπορεί να ορισθεί ως η δυνατότητα αλλαγής του σχήματος ενός επιπέδου σε ένα σύστημα ΒΔ, ενώ το σχήμα στο επόμενο επίπεδο παραμένει αμετάβλητο. Το μόνο που αλλάζει είναι η 64

65 απεικόνιση μεταξύ των δύο επιπέδων. Ορίζονται δύο τύποι ανεξαρτησίας δεδομένων: Λογική ανεξαρτησία δεδομένων (logical data independence): αφορά στη δυνατότητα να αλλάζει το εννοιολογικό σχήμα χωρίς να απαιτείται αλλαγή των εξωτερικών σχημάτων ή των προγραμμάτων εφαρμογών. Μπορεί να αλλάξει το εννοιολογικό σχήμα για την επέκταση της ΒΔ (με την προσθήκη ενός νέου τύπου εγγραφών ή στοιχείου δεδομένων) ή για την σύμπτυξη (με τη διαγραφή ενός τύπου εγγραφών ή στοιχείου δεδομένων). Στην τελευταία περίπτωση, τα εξωτερικά σχήματα που αναφέρονται μόνο στα υπόλοιπα δεδομένα δε θα πρέπει να επηρεασθούν. Μόνο ο ορισμός των όψεων και οι απεικονίσεις χρειάζεται να τροποποιούνται σε ένα ΣΔΒΔ που υποστηρίζει λογική ανεξαρτησία δεδομένων. Προγράμματα εφαρμογών που αναφέρονται σε δομικά στοιχεία του εξωτερικού σχήματος πρέπει να δουλεύουν το ίδιο, εάν γίνει κάποια εννοιολογική αναδιοργάνωση του εννοιολογικού σχήματος. Αλλαγές στους περιορισμούς μπορεί επίσης να πραγματοποιηθούν στο εννοιολογικό σχήμα, χωρίς να επηρεάζονται τα εξωτερικά σχήματα ή τα προγράμματα εφαρμογών. Φυσική ανεξαρτησία δεδομένων (physical data independence): αφορά στη δυνατότητα αλλαγής του εξωτερικού σχήματος χωρίς να χρειάζεται αλλαγή του εννοιολογικού σχήματος. Επομένως, δεν απαιτείται να αλλάξουν ούτε τα εξωτερικά σχήματα. Αλλαγές στο εσωτερικό σχήμα μπορεί να χρειαστούν επειδή κάποια φυσικά αρχεία πρέπει να αναδιοργανωθούν προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση των ανακτήσεων ή των ενημερώσεων. Εάν τα ίδια δεδομένα παραμένουν στη βάση, δεν απαιτείται αλλαγή του εννοιολογικού σχήματος Γλώσσες Βάσεων Δεδομένων - Γλώσσες Ερωταπαντήσεων (Query Languages) Οι γλώσσες βάσεων δεδομένων - γλώσσες ερωταπαντήσεων είναι προσαρμοσμένες γλώσσες προγραμματισμού και χρησιμοποιούνται για [53]: 65

66 ορισμό μιας βάση δεδομένων (δηλαδή, συγκεκριμένος τύπος δεδομένων και σχέσεις μεταξύ τους) διαχείριση του περιεχομένου της (π.χ. εισαγωγή νέων δεδομένων - συμβάντων και ενημέρωση ή διαγραφή υπαρχόντων) πραγματοποίηση ερωτήματος - query (δηλαδή, ζητούνται πληροφορίες, πραγματοποιείται υπολογισμός και ανάκτηση πληροφοριών με βάση τα στοιχεία τους). Συνήθως περιέχουν εντολές στις οποίες ανατίθενται η εκτέλεση των επιθυμητών ενεργειών στη βάση δεδομένων. Κάθε τέτοια εντολή ισοδυναμεί με μία σύνθετη έκφραση σε κανονική γλώσσα προγραμματισμού. Με αυτό τον τρόπο οι γλώσσες βάσεων δεδομένων απλοποιούν τον χειρισμό των βάσεων δεδομένων. Η πιο γνωστή και ευρέως διαδεδομένη γλώσσα εντολών για τις σύγχρονες βάσεις δεδομένων είναι η Δομημένη Γλώσσα Ερωτήσεων SQL (Structured Query Language) [45], [46], [53], η οποία μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα αλλά και σε συνεργασία με άλλες γλώσσες προγραμματισμού και αποτελείται από τα εξής μέρη : DDL (Data Definition Language, Γλώσσα Ορισμού Δεδομένων), με την οποία καθορίζουμε τις δομές και τα τμήματα μιας βάσης δεδομένων. DML (Data Manipulation Language, Γλώσσα Χειρισμού Δεδομένων), με την οποία επεξεργαζόμαστε τα δεδομένα μιας βάσης δεδομένων. DCL (Data Control Language, Γλώσσα Ελέγχου Δεδομένων), με την οποία εξασφαλίζουμε την ασφάλεια και την ακεραιότητα των δεδομένων μιας βάσης δεδομένων. Ένα παράδειγμα συστήματος βάσης δεδομένων με χρήση SQL, φαίνεται και στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 2.5): 66

67 Εικόνα 2.5 : Παράδειγμα συστήματος βάσης δεδομένων με χρήση της SQL 2.6 Διασύνδεση μιας Βάσης Δεδομένων με τον Παγκόσμιο Ιστό Με τον όρο διασύνδεση της βάσης δεδομένων με τον παγκόσμιο ιστό, εννοείται η δυνατότητα που παρέχεται στο χρήστη να δημιουργεί ένα ερώτημα (query) προς τη βάση δεδομένων μέσα από μία ιστοσελίδα, για παράδειγμαμε τη συμπλήρωση κάποιας φόρμας,. Αφού το σύστημα διαχείρισης της βάσης δεδομένων εκτελέσει το ερώτημα που τέθηκε, επιστρέφει τα αποτελέσματα, δηλαδή το περιεχόμενο της βάσης δεδομένων που ικανοποιεί τις παραμέτρους που δόθηκαν μέσω αυτού του ερωτήματος. Με αυτόν τον τρόπο, δίνεται η δυνατότητα εισαγωγής, επεξεργασίας ή διαγραφής δεδομένων από τη βάση. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν, παρουσιάζονται στο χρήστη σε μορφή HTML μέσα από μία ιστοσελίδα, στο δικτυακό τόπο που βρίσκεται ο χρήστης.προκειμένου λοιπόν να επιτευχθεί η πρόσβαση στη βάση δεδομένων μέσω ενός γραφικού περιβάλλοντος, το οποίο θα διευκολύνει το χρήστη στο χειρισμό και την επεξεργασία της, απαιτείται ο συνδυασμός των γλωσσών HTML, PHP, MySQL [45], [46]. Η συνεργασία τους ουσιαστικά περιλαμβάνει την μεσολάβηση της PHP ώστε να επικοινωνεί ο χρήστης με μια βάση δεδομένων μέσα από τον φυλλομετρητή του, όπως φαίνεται και στην εικόνα (Εικόνα 2.6). 67

68 Εικόνα 2.6: Σύνδεση HTML-PHP-MySQL Συνδυασμός Κώδικα PHP ΚΑΙ HTML Η PHP αποτελεί ένα εργαλείο για την δημιουργία δυναμικών σελίδων στο διαδίκτυο οι οποίες θα ήταν αδύνατο να αναπτυχθούν με χρήση μόνο της HTML. Δίνει στον σχεδιαστή τη δυνατότητα να διαχειρίζεται τα δεδομένα που εισάγει ο χρήστης ή να μεταβάλει το περιεχόμενο μιας ιστοσελίδας ανάλογα με τα δεδομένα αυτά. Η ιδιαιτερότητα της PHP έγκειται στο γεγονός ότι οποιοδήποτε κομμάτι κώδικα γραμμένο σε αυτή εκτελείτε στον διακομιστή (server) και όχι στο σύστημα του χρήστη. Αυτό έχει αρκετά πλεονεκτήματα, όπως [45], [46]: ο χρήστης δε χρειάζεται να έχει εγκατεστημένη την PHP στο σύστημά του. Ο κώδικας μεταγλωττίζεται και εκτελείται στον διακομιστή. Όλοι οι χρήστες που επισκεπτόμενοι την σελίδα «βλέπουν» το ίδιο αποτέλεσμα, οπότε ο σχεδιαστής δεν ανησυχεί για θέματα συμβατότητας στην πλευρά του χρήστη και ο χρήστης προστατεύεται από εκτέλεση κώδικα ο οποίος πιθανόν να έβλαπτε το σύστημά του. 68

69 Το βασικό μειονέκτημα της PHP είναι το γεγονός ότι παρεμβάλλοντας την ανάμεσα σε κώδικα HTML καταλήγουμε συχνά σε κώδικα δυσανάγνωστο και δύσκολα επαναχρησιμοποιήσιμο. Σε περιπτώσεις όπου θα πρέπει να παρεμβάλλονται μεγάλα κομμάτια κώδικα PHP, καλύτερο θα ήταν (όπου είναι δυνατό) να δημιουργούνται συναρτήσεις,κάνοντας τον κώδικα πιο αφαιρετικό και επομένως πιο ευανάγνωστο. Ο κώδικας PHP παρεμβάλλετε στην HTML ξεκινώντας με το σύμβολο <?php και τελειώνοντας με το?>. Οτιδήποτε βρίσκεται ενδιάμεσα σε αυτά τα δύο αγνοείται από τον φυλλομετρητή και ο χρήστης δεν το βλέπει. Αυτό το κομμάτι κώδικα «τρέχει» στον διακομιστή και επιστρέφει αποτελέσματα. Τα αποτελέσματα αυτά μπορεί να είναι δεδομένα που χρειάζεται ο διακομιστής και αφορούν το χρήστη (πχ. τα στοιχεία του χρήστη), ή δεδομένα που ο διακομιστής επιθυμεί να γνωστοποιήσει στον χρήστη (πχ. τη λήξη μας συνδρομής του) Ενοποίηση PHP και MYSQL Για την διαχείριση μιας βάσης δεδομένων η οποία είναι γραμμένη σε SQL κάποιος θα πρέπει να γνωρίζει τις εντολές και τη σύνταξη της γλώσσας. Ένα από τα πιο δημοφιλή και ανοικτού κώδικα Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων είναι η MySQL. Ένα από τα μεγάλα πλεονεκτήματα της PHP είναι η εύκολη διασύνδεση της με το Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων MySQL και άρα ο χειρισμός/επεξεργασία των βάσεων που χειρίζεται. Η PHP λειτουργεί σαν αγωγός, στέλνοντας εντολές στην MySQL και λαμβάνοντας αποτελέσματα από αυτή. Αυτό, σε συνδυασμό με την συνεργασία μεταξύ PHP και HTML, έχει σαν τελικό αποτέλεσμα να μπορεί κάποιος συμπληρώνοντας μια απλή HTML φόρμα, να μπορεί να εισάγει δεδομένα σε μια βάση δεδομένων, ή ακόμα και με το πάτημα ενός κουμπιού να αλλάζει το περιεχόμενό της. Με απλά λόγια, η HTML, η PHP και η MySQL μπορούν να συνεργαστούν ώστε ο χρήστης μέσω μιας ιστοσελίδας να μπορεί να διαχειριστεί βάσεις δεδομένων [45], [46]. Μια απλή απεικόνιση αυτής της διαδικασίας ακολουθεί στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 2.7): 69

70 Εικόνα 2.7 : Επικοινωνία σελίδας σε φυλλομετρητή με βάση δεδομένων μέσω PHP Με αυτόν τον τρόπο, ο χρήστης δεν χρειάζεται να γνωρίζει MySQL για να μπορεί να διαχειριστεί μια βάση δεδομένων. Το μόνο που απαιτείται είναι μια σελίδα HTML η οποία να περιέχει κώδικα PHP κατάλληλο ώστε να επικοινωνεί με την MySQL [45], [46]. 70

71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Υλοποίηση 3.1 Γενικά Όπως έχει ήδη αναφερθεί, το αντικείμενο της παρούσας εργασίας χωρίζεται σε δύο επιμέρους σκέλη. Το πρώτο αποτελείται από την ανάπτυξη της βάσης δεδομένων, στην οποία αποθηκεύονται όλα τα στοιχεία των ασθενών και των θεράποντων ιατρών, συμπεριλαμβανομένου των εικόνων μαγνητικής τομογραφίας των ασθενών και γενικότερα των εξετάσεών τους, αλλά και της φαρμακευτικής αγωγής, στην οποία έχουν υποβληθεί. Ως εκ τούτου, θα μπορούσε να ειπωθεί ότι αποτελεί την ψηφιακή αποθήκη των εξετάσεων και της χορηγούμενης φαρμακευτικής αγωγής των ασθενών. Στο δεύτερο, δημιουργείται ο ιστοχώρος (website), ο οποίος εκπληρώνει διπλό στόχο. Αφενός, λειτουργεί ως πλατφόρμα αναζήτησης ιατρών και ασθενών με στόχο τη διαρκή επικοινωνία τους και αφετέρου, παρέχεται η δυνατότητα στον ιατρό να αποκτήσει πρόσβαση στη προαναφερθείσα βάση δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο, ο θεράπον ιατρός δύναται να προσπελάσει τη βάση δεδομένων με σκοπό την ανάγνωση του περιεχομένου της για ένανή για πληθώρα ασθενών του, είτε να την επεξεργαστεί, με την προσθήκη νέων καταχωρήσεων ή με την τροποποίηση των υπαρχόντων. 3.2 Βάση Δεδομένων Η βάση δεδομένων που υλοποιήθηκε για τις ανάγκες της παρούσας διπλωματικής αποτελείται από έντεκα (11) πίνακες, οι οποίοι θα αναλυθούν διεξοδικά. Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.1) παρουσιάζεται το διάγραμμα οντοτήτων συσχετίσεων (ERD) της βάσης δεδομένων, και απεικονίζει το σχήμα της. 71

72 Εικόνα 3.1: Διάγραμμα οντοτήτων συσχετίσεων (ERD) 72

73 Η υλοποίηση της βάσης δεδομένων που παριστάνεται στο παραπάνω διάγραμμα οντοτήτων - συσχετίσεων γίνεται με τους ακόλουθους πίνακες: 1. User 2. Doctor 3. Patient 4. Doctor_and_Patient 5. Mri_images 6. Lesion 7. Medicines 8. Medical_prescription 9. Message 10. Address 11. Telephone Όπως φαίνεται και στο παραπάνω διάγραμμα, ένας από τους βασικούς πίνακες είναι ο «user» και εμπεριέχει τις βασικές πληροφορίες που απαιτούνται για το σύνολο των χρηστών, ανεξάρτητα από το εάν πρόκειται για ασθενείς ή ιατρούς. Το πρωτεύον κλειδί του παρόντος πίνακα είναι το: 1. Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) Ενώ τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά του πίνακα αυτού είναι τα παρακάτω: 2. Κωδικός (password) 3. Φωτογραφία χρήστη (image) 4. Όνομα (name) 5. Επώνυμο (last name) 6. Φύλο (sex) 7. Ταυτότητα (id) 8. ΑΦΜ (Tax number) 9. Ημερομηνία γέννησης(birth date) 10. Εάν είναι ενεργός (activated) 11. Τηλέφωνο 73

74 12. Διεύθυνση Πιο αναλυτικά, το πρωτεύον κλειδί, δηλαδή το " " που δίνει ο χρήστης προκειμένου να εγγραφεί, χρησιμοποιείται και ως "username" και είναι αυτό που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία του χρήστη με τον διαχειριστή, αλλά και ως αναγνωριστικό για το συγκεκριμένο χρήστη. Το "password", επίσης δηλώνεται από το χρήστη κατά την εγγραφή και είναι απαραίτητο για την είσοδό του στον ιστοχώρο (site). Το τρίτο χαρακτηριστικό είναι η φωτογραφία χρήστη "image", η οποία εμφανίζεται στο προφίλ του χρήστη, μετά από δική του προσθήκη. Ακολουθούν τα προσωπικά στοιχεία του χρήστη, που αφορούν στο οναματεπώμο, το φύλο, τον αριθμό της ταυτότητας, το ΑΦΜ και την ημερομηνία γέννησης του χρήστη, τα οποία αποθηκεύονται αντίστοιχα στα πεδία "name", "last name", "sex", "id", "Tax number", "birth date", κατά την εγγραφή του χρήστη. Συμπερασματικά, όλα τα παραπάνω στοιχεία είναι αυτά που ζητούνται σε κάθε χρήστη, προκειμένου να πραγματοποιήσει εγγραφή στον ιστοχώρο. Μόνη εξαίρεση αποτελεί το 10ο χαρακτηριστικό, το οποίο αφορά στην ενεργοποίηση του χρήστη από το διαχειριστή του συστήματος (administrator). Τα δύο τελευταία χαρακτηριστικά που αφορούν σε στοιχεία του χρηστη (τηλέφωνο, διεύθυνση) υλοποιούνται από δύο νέους ξεχωριστούς πίνακες. Η διαφοροποίηση αυτών έναντι των προηγούμενων δέκα (10) χαρακτηριστικών του πίνακα "user", έγκειται στη δυνατότητα λήψης πολλαπλών τιμών. Πιο αναλυτικά, ένας χρήστης έχει τη δυνατότητα να έχει μία πληθώρα τηλεφώνων (π.χ. κινητό, τηλέφωνο ιατρείου κτλ) και διευθύνσεων (ιατρείο, κατοικία κτλ) και να είναι αποδεκτό, γεγονός που δεν συμβαίνει παραδείγματος χάριν για το ονοματεπώνυμό του ή το ηλεκτρονικό του ταχυδρομείο. Αναλυτικότερα, τα χαρακτηριστικά του πίνακα που υλοποιούν το πολλαπλό χαρακτηριστικό τηλέφωνο (telephone) είναι τα παρακάτω: Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) Αριθμός (number) Τύπος (type) 74

75 Στο πεδίο "number" κατχωρείται ο τηλεφωνικός αριθμός του χρήστη, ενώ στο "type" ο τύπος του, δηλαδή εάν πρόκειται παραδείγματος χάριν για κινητό, εργασία ή κατοικία. Όπως και στον προηγούμενο πίνακα για τα τηλέφωνα, ο πίνακας που υλοποιεί το πολλαπλό χαρακτηριστικό της διεύθυνσης (address) έχει τα χαρακτηριστικα: Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) Δρόμος (street) Αριθμός (number) Ταχυδρομικός κώδικας (post code) Περιοχή (region) Πόλη (city) Τύπος (type) Στα πεδία "street", "number", "region", "city", "post code", καταχωρούνται αντίστοιχα η οδός, ο αριθμό, η περιοχή, η πόλη και ο ταχυδρομικός κώδικας της εκάστοτε διεύθυνσης του χρήστη, ενώ στο πεδίο "type" ο τύπος, δηλαδή εάν πρόκειται παραδείγματος χάριν για τη διεύθυνση εργασίας ή κατοικίας. Και για τους δύο παραπάνω πίνακες "telephone" και "address", το πρώτο χαρακτηριστικό, δηλαδή το " " είναι το ξένο κλειδί (foreign key), δηλαδή το συνδετικό χαρακτηριστικό με τον πίνακα "user", ούτως ώστε να παρέχεται η δυνατότητα σύνδεσης των τηλεφώνων και των διευθύσεων με τους αντίστοιχους χρήστες. Για τη διάκριση των χρηστών (user) σε ιατρούς, ασθενείς και διαχειριστές, ορίζονται δύο (2) πίνακες, των γιατρών και των ασθενών. Ως εκ τούτου, οι χρήστες που δεν εντάσσονται ούτε στον πίκα των ασθενών, ούτε σε αυτόν των γιατρών, είναι οι διαχειριστές. Ο πίνακας των γιατρών (doctor) περιλαμβάνει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) Ειδικότητα (medical_specialisation) 75

76 Πανεπιστήμιο (university) Νοσοκομείο (hospital) Περίληψη (summary) Στο πεδίο "medical_specialisation", καταχωρείται η ειδικότητα του ιατρού, στο πεδίο "university", το πανεπιστήμιο από το οποίο έχει αποφοιτήσει, στο πεδίο "hospital", το νοσοκομείο στο οποίο εργάζεται, ενώ στο πεδίο "summary", μπορεί ο ίδιος ο γιατρός να καταχωρήσει οτιδήποτε εκείνος επιθυμεί (π.χ. σύντομο βιογραφικό). Αντίστοιχα ο πίνακας των ασθενών (patient) περιλαμβάνει: Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) Ασφάλιση (insurance) ΑΜΚΑ Στο πεδίο "insurance" καταχωρείται το αν ο ασθενής έχει ασφάλεια ή όχι (δυαδική μεταβλητή), στο πεδίο "ΑΜΚΑ", το ΑΜΚΑ του. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ( ), το οποίο εμπεριέχεται ως χαρακτηριστικό στους πίνακες "doctor" και "patient", επιτυγχάνεται ο επιθυμητός διαχωρισμός των χρηστών σε ασθενείς, ιατρούς ή διαχειριστές. Αυτό συμβαίνει, καθώς το " " είναι το ξένο κλειδί (foreign key) των πινάκων "doctor" και "patient" και αποδίσει σε κάθε χρήστη την ιδιότητα του γιατρού, του ασθενούς ή του διαχειριστή, ανάλογα με τον πίνακα στον οποίο αποθηκεύεται. Όπως φαίνεται και από το διάγραμμα οντοτήτων - συσχετίσεων, η συσχέτιση μεταξύ γιατρού και ασθενούς είναι τύπου n:n, δηλαδή επιτρέπει στο γιατρό να έχει πολλαπλούς ασθενείς αλλά και το αντίστροφο. Για το λόγο αυτό, η συγκεκριμένη συσχέτιση υλοποείται μέσω ενός πίνακα, "doctors_and_patients", του οποίου τα χαρακτηριστικά είναι: Ιατρός (doctor) Ασθενής (patient) 76

77 Ενεργής Σύνδεση (Activated) Στόχος της σύνδεσης αυτής είναι να συνδεθούν οι ασθενείς με τους θεράποντες ιατρούς τους, καθώς επίσης και για τη διασφάλιση του ιατρικού απορρήτου, καθώς μόνο ο κάθε θεράπον ιατρός έχει πρόσβαση στα δεδομένα των ασθενών του και όχι στο σύνολο των δεδομένων των ασθενών που είναι καταχωρημένοι στη βάση δεδομένων. Με τους όρους "ιατρός", "ασθενής", εννοούνται τα αυτών, καθώς έχει ήδη αναφερθεί ότι το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο είναι το αναγνωριστικό όλων των χρηστών. Το τρίτο πεδίο χρησιμοποιείται ως επιπλέον "προστασία ευαίσθητων προσωπικών δεδομένων", καθώς μόνον στις ενεργές συνδέσεις μεταξύ ασθενών - γιατρών, ο ιατρός έχει πρόσβαση σε όλα τα δεδομένα του ασθενή (ιατρικές εξετάσεις, φαρμακευτικές αγωγές). Το χαρακτηριστικό παίρνει την τιμή "1" για ενεργές συνδέσεις και την τιμή "0" για τις μη ενεργές. Δύο πολ τ βασικοί πίνακες, που ουσιαστικά υλοποιούν την ιατρική εξέταση είναι οι πίνακες «mri_image» και «lesion», που αφορούν στις εικόνες μαγνητικής τομογραφίας του κάθε ασθενούς. Κάθε εικόνα απαιτείται να συνδέεται με τον ασθενή στον οποίο ανήκει και κάθε κάκκωση με την εικόνα στην οποία ανήκει. Αναφορικά με τον πίνακα «mri_image», η πληροφορία που πρέπει να αποθηκευτεί στη βάση δεδομένων είναι: Aναγνωριστικό της εικόνας (image_id) Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) Σημείο αποθήκευσης της εικόνας (image_path) Ημερομηνία εξέτασης (date) Τύπος σάρωσης (scantype) Είδος τομής (sectiontype) Διάγνωση ΣκΠ (multiple_sclerosis) Σχόλια (comments) Αναλυτικότερα, το " ", όπως και παραπάνω, χρησιμοποιείται ως ξένο κλειδί (foreign key) στον πίνακα "patient", ούτως ώστε να επιτευχθεί η σύνδεση των εικόνων μαγμητικής τομογραφίας με τους ασθενείς στους οποίους ανήκουν. Σχετικά με το χαρακτηριστικό "image_id", αποτελεί το αναγνωριστικό της εικόνας και είναι 77

78 το πρωτεύον κλειδί του πίνακα "mri_image". Ακολουθεί το χαρακτηριστικό "image_path", στο οποίο αποθηκευέται το σημείο όπου είναι αποθηκευμένη η εικόνα και το "date", όπου αποθηκεύεται η ημερομηνία διεξαγωγης της μαγνητικής τομογραφίας. Το χαρακτηριστικό "scantype", αναφέρεται στο τύπο σάρωσης, ο οποίος μπορεί να είναι ένας εκ των: Ακολουθία Τ1 προσανατολισμού (Τ1 weighted), Ακολουθία Τ1 προσανατολισμού ενισχυμένη με γαδολίνιο (Τ1 weightedgadolinium), Ακολουθία Τ2 προσανατολισμού (Τ2 weighted), Ακολουθία FLAIR, Ακολουθία πυκνότητας πρωτονίων (PD). Εν συνεχεία, καταχωρείται το είδος της τομής στο πεδίο "sectiontype", το οποίο μπορεί να είναι ένα εκ των: Εγκάρσια (axial) Οβελιαία (sagital) Στεφανιαία (coronal) Στο πεδίο "multiple_sclerosis", καταχωρείται εάν υπάρχει διάγνωση της νόσου σκλήρυνσης κατα πλάκας. Πιο αναλυτικά, το πεδίο αυτό μπορεί να λάβει ως τιμές μία εκ των: Ναι (1) Όχι (0) Άγνωστο (-1) Τέλος στο πεδίο "comment", μπορούν να συμπληρωθούν σχόλια σχετικά με τις εξετάσεις του ασθενούς. Σχετικά με τον πίνακα «lesion», πρόκειται για χαρακτηριστικό του πίνακα «mri_image», το οποίο όμως μπορεί να έχει πολλαπλές τιμές. Για τη σύνδεση σε αυτήν την περίπτωση του πίνακα «lesion» με αυτόν του «mri_image», χρησιμοποιείται η εικόνα. Έτσι, τα χαρακτηριστικά του πίνακα είναι: 78

79 Η περιοχή της κάκωσης (lesion_area) Το πλήθος των κακώσεων (lesion_number) εικόνα (image) Για την φαρμακευτική αγωγή των ασθενών υλοποιούνται δύο ακόμη πίνακες, ο «medicines» και ο «medical_prescription», όπου αποθηκεύονται τα φάρμακα και οι συνταγές αντίστοιχα. Πιο συγκεκριμένα, ο πίνακας «medicines» περιλαμβάνει τις πληροφορίες των φαρμάκων που χρησιμοποιούνται στις φαρμακευτικές συνταγές και είναι: Το αναγνωριστικό του φαρμάκου (id) Το όνομα του φαρμάκου (name) Η δραστική ουσία του φαρμάκου (active_substance) Η εταιρεία (company) Στον παραπάνω πίνακα, το αναγνωριστικό του φαράκου χρησιμοποιείται ως πρωτεύον κλειδί. Η εμπορική του ονομασία αποθηκεύεται στο πεδίο "name", ενώ η δραστική ουσία στο πεδίο "active_substance". Τέλος, στο πεδίο "company" η εταιρεία που έχει οριστεί ως "κάτοχος άδειας κυκλοφορίας". Ο δεύτερος πίνακας που αφορά τις φαρμακευτικές συνταγές είναι ο «medical_prescription», ο οποίος περιέχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Το αναγνωριστικό των εξετάσεων (id_exams) Το αναγνωριστικό του φαρμάκου (id_medicine) Τη δοσολογία (dosage) Και την ημερομηνία έναρξης της χορήγησης (date) Και την ημερομηνία λήξης της χορήγησης (expiration date) Τα δύο πρώτα πεδία αποτελούν την σύνδεση της συνταγής με την εξέταση, αφορμή της οποίας δόθηκε η συνταγή, και το φάρμακο, που χορηγείται αντίστοιχα στη συνταγή. Η δοσολογία του φαρμάκου αποθηκεύεται στο πεδίο "dosage", ενώ η ημερμηνία έναρξης και λήξης της συνταγής στα πεδία "date" και "expiration date" αντίστοιχα. 79

80 Τέλος, για την υλοποίηση της επικοινωνίας μεταξύ ασθενών και ιατρών με τη μορφή γραπτών μηνυμάτων, υλοποιήθηκε ένας πίνακας, "message", για την αποθήκευση αυτών, παρέχοντας μία υπηρεσία τύπου " ". Tα χαρακτηριστικά του πίνακα αυτού είναι: Το αναγνωριστικό του μηνύματος (message_id) Ο αποστολέας (from) Ο παραλήπτης (to) Το περιεχόμενο του μηνύματος (body) Το εάν έχει αναγνωσθεί (read) Ημερομηνία και ώρα αποστολής (Datetime) Στον προαναφερθέν πίνακα, το "message_id" λειτουργεί ως πρωτεύον κλειδί και αναγνωριστικό του εκλαστοτε μηνύματος. Τα πεδία "from", "to" αφορούν τον αποστολέα και τον παραλήπτη αντίστοιχα του μηνύματος, ενώ το χαρακτηριστικό body αποτελεί το κύριο σώμα του μηνύματος. Το δυαδικό χαρακτηριστικό "read" αφορά στο εάν έχει διαβαστεί ή όχι το μήνυμα (τιμές 1 καο 0 αντίστοιχα), και τέλος, το χαρακτηριστικό "datetime" περιέχει την ημερομηνία και ώρα αποστολής του μηνύματος. Συνοψίζοντας, η βάση δεδομένων που υλοποιήθηκε για την παρούσα εργασία περιέχει πίνακες, που αφενός εξυπηρετούν την διάγνωση και την αποθήκευση ιατρικών εικόνων και αφετέρου πρόσθετες υπηρεσίες για την εφαρμογή του ιστοχώρου (website), που θα παρουσιαστεί στη συνέχεια. 3.3 Ιστοχώρος (Website) Για την αξιοποίηση της προαναφερθείσας βάσης δεδομένων, κρίνεται απαραίτητη και η δημιουργία αυτού του ιστοχώρου της παρούσας εργασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πλατφόρμα αποτελεί ένα φιλικό προς το χρήστη περιβάλλον (graphical user interface- GUI), ώστε να είναι εύκολο είτε στον ασθενή είτε στον θεράποντα ιατρό του να διαχειριστεί και να αξιοποιήσει τα δεδομένα πο είναι αποθηκευμένα στη βάση δεδομένων. Πιο αναλυτικά, η έλλειψη εξειδικευμένων γνώσεων των χρηστών σε θέματα υπολογιστών, βάσεων δεδομένων 80

81 και γλωσσών προγραμματισμού, καθιστούν αδύνατο το χειρισμό ενός συστήματος διαχείρισης βάσεων δεδομένων (DBMS), καθώς το περιβάλλον χρήσης τους δύναται να είναι σε γραμμή εντολών (command line interface- CLI), το οποίο δεν είναι φιλικό στο χρήστη. Μέσω λοιπόν αυτού του ιστοχώρου, οι χρήστες μπορούν ανάλογα με τα δικαιώματά τους, αφενός να πραγματοποιήσουν εύκολα και γρήγορα προσπέλαση στα δεδομένα της βάσης δεδομένων, να εισάγουν νέες ιατρικές εικόνες, καθώς και να επεξεργάζονται τις εικόνες, χωρίς τη βοήθεια κάποιου ειδικού. Αρχικά οι χρήστες, ανάλογα με την ιδιότητά τους (ιατρός, ασθενής), δημιουργούν ένα ατομικό προφίλ και εισάγονται στην πλατφόρμα. Ο κάθε χρήστης - ασθενής έχει τη δυνατότητα να δει τα προφίλ όλων των εγγεγραμμένων ιατρών, ουτως ώστε να ενημερώνεται διαρκώς για το βιογραφικό, την εμπειρία και την εξειδίκευση τους, αλλά και την πιθανή εγγραφή κάποιου νέου στον ιστοχώρο. Αντίστοιχα, οι χρήστες - ιατροί έχουν τη δυνατότητα να δουν τα προφίλ των υπόλοιπων χρηστών - ιατρών, καθώς επίσης και όλες τις πληροφορίες από τα προφίλ των χρηστών - ασθενών, που ανήκουν στη λίστα των ασθενών του εκάστοτε γιατρού. Για λόγους ιατρικού απορρήτου και προστασίας ευαίσθητων προσωπικών δεδομένων, εξαίρεση αποτελούν οι χρήστες - ασθενείς, που δεν ανήκουν σε αυτήν την λίστα. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ιατρός έχει πρόσβαση σε κάποιες βασικές δημόσιες πληροφορίες που υπάρχουν στο προφίλ του ασθενούς. Όπως προαναφέρθηκε λοιπόν, μία από τις παρεχόμενες δυνατότητες τις πλατφόρμας είναι η εύρεση του κατάλληλου θεράποντα ιατρού από τον εκάστοτε ασθενή. Επιπλέον, δεν απαιτείται επίσκεψη του ασθενούς σε κάποιο ιατρείο, καθώς θα μπορεί να εισάγει τις εξετάσεις του στο προφίλ του. Με αυτόν τον τρόπο, ο ιατρός θα μπορεί να τις δει και να τις αξιολογήσει και στη συνέχεια να δόσει στον ασθενή του την συνταγή με τα φάρμακα και τη δοσολογία που θα πρέπει να του χορηγηθούν. Ως εκ τούτου, διευκολύνεται η επαφή του ασθενούς με τον θεράποντα ιατρού του, καθώς εκμηδενίζεται η μεταξύ τους απόσταση. Τα πλεονεκτήματα της παρεχόμενης αυτής δυνατότητας μπορούν να γίνουν περισσότερο αντιληπτά σε ασθενείς που κατοικούν σε αποκμακρυσμένες περιοχές και που αυτήν την στιγμή 81

82 αντιμετωπίζουν ιδιαίτερες δυσκολίες, όταν βρίσκονται αντιμέτωποι με κάποιο πρόβλημα υγείας. Από την άλλη πλευρά, ένας ιατρός μπορεί να εντοπίσει περιστατικά ασθενών, για τα οποία έχει εμπειρία ως προς την αντιμετώπισή τους και θα μπορούσε να συμβάλλει με τις υπηρεσίες του, τις διαγνώσεις του και τις φαρμακευτικές αγωγές του. Παράλληλα, κάποιες περιπτώσεις ασθενών μπορεί να έχουν ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον για όσους από τους ιατρούς ασχολούναι με το πεδίο της έρευνας. Μέσω λοιπόν της πλατφόρμας αυτής, μπορούν οι γιατροί που ενδιαφέρονται, να τα εντοπίσουν και να ασχοληθούν με αυτά. Συγκεντρωτικά οι δυνατότητες που παρέχονται στους χρήστες μέσω του παρόντος περιβάλλοντος, ανάλογα με την ιδιότητά τους είναι: Από πλευράς ασθενούς: Δημιουργία λογαριασμού προφίλ Εύρεση θεράποντος ιατρού Εισαγωγή εξετάσεων Διαρκής επικοινωνία με τον θεράποντα ιατρό Απομακρυσμένη «επίσκεψη» στον θεράποντα ιατρό του Από πλευράς ιατρού: Δημιουργία λογαριασμού προφίλ Εύρεση ασθενών Εισαγωγή εξετάσεων ασθενών Προσπέλαση στη βάση δεδομένων για εύρεση εξετάσεων και φαρμακευτικών αγωγών των ασθενών του (ιατρικό ιστορικό) Καταχώρηση φαρμακευτικής αγωγής Διάγνωση Επεξεργασία εικόνων μαγνητικής τομογραφίας των ασθενών τους Διαρκής επικοινωνία με τους ασθενείς του Από πλευράς διαχειριστή: Προβολή όλων των χρηστών Ενεργοποίση των χρηστών 82

83 Απενεργοποίηση των χρηστών Διαγραφή των χρηστών Αλλαγή των προσωπικών στοιχείων των χρηστών Αλλαγή των στοιχείων των φαρμάκων Εισαγωγή στον Ιστοχώρο Κατά την είσοδο του χρήστη στις υπηρεσίες της πλατφόρμας, θα πρέπει να εισάγει το όνομα χρήστη, τον κωδικό του και την ιδιότητά του σε κατάλληλη φόρμα, η οποία απεικονίζεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.2). Εικόνα 3.2: Σελίδα Εισόδου Μέσω της χρήσης των φορμών της HTML, τα παραπάνω δεδομένα αποστέλλονται στον εξυπηρετητή. Εκεί γίνεται έλεγχος για το αν ο χρήστης με τα συγκεκριμένα στοιχεία υπάρχει στη βάση δεδομένων, και εάν ναι εισάγεται τελικά στις υπηρεσίες τις πλατφόρμας. Θα πρέπει εδώ να σημειωθεί ότι δεν αρκεί η εγγραφή του χρήστη, αλλά θα πρέπει να εχει ενεργοποιηθεί από τον διαχειριστή του συστήματος. Σε περίπτωση που αυτό δεν έχει συμβει, του εμφανίζεται σχετικό μήνυμα. Στην περίπτωση όπου ο χρήστης δεν έχει λογαριασμό και επιθυμεί να δημιουργήσει, πατάει την επιλογή "If you have not an account, press here". Τότε, 83

84 εμφανίζεται η φόρμα εγγραφής που απεικονίζεται στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.3). Εικόνα 3.3: Σελίδα εγγραφής Ο χρήστης που επιθυμεί να δημιουργήσει λογαριασμό, εισάγει τα δεδομένα του στην παραπάνω φόρμα. Για τον έλεγχο της διαθεσιμότητας του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, καθώς και της ορθής επανάληψης του κωδικού χρησιμοποιείται η τεχνική του ajax σε συνδιασμό με CSS για την εμφάνιση των αντίστοιχων μηνυμάτων. Αφού συμπληρωθούν τα στοιχεία, ο χρήστης τα υποβάλλει στον εξυπηρετητή και αναμένει την ενεργοπίηση του από τους διαχειριστές του συστήματος. Στις επόμενες παραγράφους ακολουθεί λεπτομερής περιγραφή των υπηρεσιών που προσφέρει η πλατφόρμα, ανάλογα με την ιδιότητα του χρήστη (γιατρός, ασθενής, διαχειριστής). 84

85 3.3.2 Παρουσίαση Ιστοχώρου χρήστη - ιατρού Αρχικά θα γίνει αναφορά και παρουσίαση του ιστοχώρου για την περίπτωση όπου ο χρήστης είναι ιατρός. Tο μενού που εμφανίζεται σε κάθε χρήστη - ιατρό κατά την είσοδο του στην πλατφόρμα, όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.4), είναι: Profile Messages Doctors Patients My Patients Insert Examinations Search Examinations Insert Medicines Logout Εικόνα 3.4: Menu website για χρήστες - ιατρού Κατά την είσοδο του χρήστη - ιατρού στην πλατφόρμα, εμφανίζονται οι πληροφορίες προφίλ, όπως φαίνεται και στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.5). Ο χρήστης μπορεί να δει τις πληροφορίες αυτές οποιδήποτε στιγμή, πατώντας την επιλογή "Profile" άπό το μενου. 85

86 Εικόνα 3.5: Αρχική σελίδα για χρήστες - ιατρούς είναι: Οι δυνατότητες που παρέχονται στο χρήστη - ιατρό μέσω της παραπάνω σελίδας Καταχώρηση φωτογραφίας προφίλ της σελίδας του κάθε ιατρού Ανοιχτό κείμενο, στο οποίο ο γιατρός μπορεί να εισάγει οποιαδήποτε πληροφορία επιθυμεί Καταχώρηση στοιχείων όπως διεύθυνση κατοικίας και γραφείου, τηλέφωνο σταθερό και κινητό και πληροφορίες σχετικά με την ειδικότητά του, το νοσοκομείο που πιθανόν εργάζεται και το πανεπιστήμιο φοίτησής του. 86

87 Για την καταχώρηση - αλλαγή των στοιχείων του (τηλέφωνα, διευθύνσεις κτλ) αναδύονται αντίστοιχες φόρμες, αξιοποιώντας τις δυνατότητες που προσφέρονται από την javascript σε συνδιασμό με τα CSS, στις οποίες συμπληρώνονται τα κατάλληλα δεδομένα. Μετά από κάθε καταχώρηση αλλαγής, η σελίδα του προίλ ανανεώνεται προκειμένου να εμφανιστούν οι αλλαγές. Οι προαναφερθείσες εικόνες, παρουσιάζινται στις εικόνες που ακολουθούν (Εικόνα 3.6), (Εικόνα 3.7), αντίστοιχα. Εικόνα 3.6: Φόρμα καταχώρησης τηλεφώνου Εικόνα 3.7: Φόρμα καταχώρησης διεύθυνσης 87

88 Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι οι πληροφορίες σχετικά με τα προσωπικά στοιχεία του ιατρού είναι ήδη συμπληρωμένες από τη στιγμή της εγγραφής του στην πλατφόρμα. Όταν ο χρήστης - ιατρός πατήσει την επιλογή του μενού "MESSAGES", εμφανίζεται η σελίδα που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.8) και η οποία αφορά στα εισερχόμενα μηνύματα του χρήστη. Εικόνα 3.8: Εισερχόμενα μηνύματα Όπως γίνεται αντιληπτό και από την παραπάνω εικόνα, ο γιατρός έχει τρεις (3) επιλογές: 1. Να ανοίξει το αρχείο των εισερχόμενων μηνυμάτων του (Inbox) 2. Να ανοίξει το αρχείο των εξερχόμενων μηνυμάτων του (Sent) και 3. Να γράψει ένα καινούριο μήνυμα (Write Message) 4. Να διαγράψει ένα μήνυμα Αναφορικά με την πρώτη επιλογή (Inbox), μπορούμε να παρατηρήσουμε στην παραπάνω εικόνα (Εικόνα 3.6), ότι στη λίστα εμφανίζονται τρεις (3) στήλες. Στην πρώτη εμφανίζεται το θέμα του μηνύματος, στη δεύτερη ο αποστολέας, ενώ στην τρίτη η ημερομηνία και ώρα λήψης του μηνύματος. Στο πλαίσιο κάτω από τη λίστα εμφανίζεται το περιεχόμενο του μηνύματος που είναι επιλεγμένο. Αντίστοιχα, με την δεύτερη επιλογή (Sent), όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.9), εμφανίζεται μια λίστα με τρεις (3) στήλες, όπου στην πρώτη εμφανίζεται το θέμα του μηνύματος, στη δεύτερη ο παραλήπτης, ενώ στην τρίτη η 88

89 ημερομηνία και ώρα αποστολής του μηνύματος. Στο πλαίσιο κάτω από τη λίστα εμφανίζεται το περιεχόμενο του μηνύματος που είναι επιλεγμένο. Εικόνα 3.9: Απεσταλμένα μηνύματα Για την εμφάνιση των μηνυμάτων, γίνεται χρήστη AJAX, προκειμένου να "έρθει" το μήνυμα που έχει επιλέξει ο χρήστης, χωρίς να απαιτείται επαναφόρτωση ολόκληρης της σελίδας. Τέλος, εάν ο χρήστης πατήσει την τρίτη επιλογή (Write Message), εμφανίζεται η εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.10). Η σελίδα μπορεί να διαχωριστεί σε δύο μέρη. Στο επάνω μέρος παρουσιάζεται μία φόρμα, όπου ο αποστολέας είναι συμπληρωμένος και ζητείται από το χρήστη να συμπληρώσει τον παραλήπτη, αλλά και το θέμα του μηνύματος. Στο κάτω μέρος εμφανίζεται το πλαίσιο, όπου θα συμπληρωθεί από τον γιατρό το περιεχόμενο του μηνύματος. 89

90 Εικόνα 3.10: Δημιουργία μηνύματος Αυτό το μέρος της πλατφόρμας, αλληλεπιδρά με τον πίνακα "message" της βάσης δεδομένων, ώστε στις δύο πρώτες περιπτώσεις να παρθούν τα κατάλληλα δεδομένα, ενώ στην τρίτη να καταχωρηθεί το μήνυμα με τις πληροφορίες του. Όταν ο χρήστης - ιατρός επιλέξει το κουμπί του μενού "DOCTORS", εμφανίζεται μία λίστα που εμπεριέχει όλους τους γιατρούς που είναι εγγεγραμμένοι στη βάση δεδομένων της πλατφόρμας μας. Η λίστα αποτελείται από τέσσερις (4) στήλες, όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.11): Ονοματεπώνυμο (Name) Αριθμός ταυτότητας (ID) Ημερομηνία γέννησης (Birth date) Ειδικότητα (Medical Specialization) 90

91 Εικόνα 3.11: Λίστα Γιατρών Μέσω της παραπάνω σελίδας, ο γιατρός έχει δύο (2) επιλογές. Αφενός του παρέχεται η δυνατότητα να δει το προφίλ κάποιου άλλου γιατρού μέσω της επιλογής "View Profile" και αφετέρου να στείλει άμεσα μήνυμα σε οποιονδήποτε γιατρό πατώντας την επιλογή "Send Message". Πατώντας την επιλογή "View Profile", ένα νέο παράθυρο ανοίγει με τις πληροφορίες προφίλ του αντίστοιχου ιατρού. Αυτό επιτυγχάνεται με την εντολή της javascript "window.open". Στη δεύτερη επιλογή, ο χρήστης συνδέεται στη σελίδα "Write new message", που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα (Εικόνα 3.10), όπου με κατάλληλη χρήση της php συμπληρώνεται αυτόματα το πεδίο του παραλήπτη. Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.12) εμφανίζεται η σελίδα που ανοίγεται όταν ο γιατρός επιλέξει από το μενού "PATIENTS". Όπως και προηγουμένως, εμφανίζεται μία λίστα με όλους τους ασθενείς που είναι εγγεγραμμένοι στη βάση δεδομένων της πλατφόρμας, ανεξάρτητα από το εάν βρίσκονται υπό την παρακολούθηση του παρόντος ιατρού. Η λίστα αποτελείται από τρεις (3) στήλες, οι οποίες αναφέρονται: Στο ονοματεπώνυμο του ασθενούς (Name) Στον αριθμό της ταυτότητάς του (Id) και Στην ημερομηνία γέννησή του (Birth Date) 91

92 Εικόνα 3.12: Λίστα χρηστών - ασθενών Μέσω της παραπάνω σελίδας, ο γιατρός έχει τρεις (3) επιλογές. Αφενός του παρέχεται η δυνατότητα να δει το προφίλ οποιουδήποτε ασθενούς μέσω της επιλογής "View Profile". Στο σημείο αυτό, αξίζει να αναφερθεί ότι σε περίπτωση που ο ασθενής δεν είναι υπό την παρακολούθηση του παρόντος ιατρού, η δυνατότητα αυτή περιορίζεται στην προβολή μόνο των βασικών πληροφοριών του ασθενούς και όχι σε ιατρικές εξετάσεις και φάρμακα που πιθανόν του χορηγούνται. Επιπροσθέτως, ο γιατρός μπορεί να στείλει άμεσα μήνυμα σε οποιονδήποτε ασθενή, πατώντας την επιλογή "Send Message". Οι δύο προαναφερθείσες επιλογές, υλοποιούνται όπως και στην προηγούμενη περιπτωση με τη λίστα όλων των ιατρών. Τέλος, ο γιατρός μπορεί να εκδηλώσει επιθυμία σε οποιονδήποτε ασθενή να τεθεί υπό τη δική του παρακολούθηση με το πάτημα της επιλογής "Your patient". Το πάτημα του κουμπιού, ενεργοποιεί την αντίστοιχη συνάρτηση της javascript, η οποία ενημερώνει τον πίνακα "doctors_and_patients" βάζοντας στο πεδίο "doctor" το του γιατρού, στο πεδίο "patient" το του ασθενούς και θέτει το "activated" ίσον με μηδέν (0). Με αυτόν τον τρόπο, για να χαρακτηρισθεί ο ασθενής, ασθενής του συγκεκριμένου γιατρού, απαιτείται αποδοχή του αιτήματος του γιατρού από τον ασθενή (το πεδίο "activated" να πάρει την τιμή 1). Με το πάτημα της επιλογής "MY PATIENTS" εμφανίζεται η σελίδα που απεικονίζεται στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.13). Σε αυτήν την σελίδα εμφανίζονται δύο λίστες. Στην πρώτη, καταγράφονται όλοι οι ασθενείς που 92

93 βρίσκονται υπό την παρακολούθηση του παρόντος ιατρού. Στη δεύτερη, εμφανίζονται μόνο όσοι ασθενείς έχουν δεχτεί αίτημα από τον συγκεκριμένο ιατρό να τεθούν υπό την παρακολούθησή του, αλλά δεν το έχουν αποδεχθεί ακόμη. Εικόνα 3.13: Λίστα My Patient Σε περίπτωση που ο γιατρός επιλέξει να δει το προφίλ των ασθενών του (πρώτη λίστα ασθενών), έχει πρόσβαση σε όλες τις πληροφορίες που υπάρχουν σε αυτό. Σε αυτές τις πληροφορίες συγκαταλέγονται οι ιατρικές εξετάσεις του ασθενούς, αλλά και τα φάρμακα που του έχουν χορηγηθεί. Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.14) παρουσιάζεται το προφίλ του ασθενούς, έτσι όπως εμφανίζεται στο γιατρό. 93

94 Εικόνα 3.14: Προφίλ "δικού μου" ασθενούς Εάν ο γιατρός επιλέξει "View Examination" του δίνεται η δυνατότητα επεξεργασίας των χαρακτηριστικών της κάθε επιμέρους εικόνας, της οποίας τα χαρακτηριστικά εμφανίζονται σε νέο παράθυρο, με χρήση κατάλληλης javascript, 94

95 όπως περιγράφηκε παραπάνω. Πατώντας ο χρήστης πάνω στην εικόνα που θέλει να αλλάξει, εμφανίζεται η παρακάτω φόρμα (Εικόνα 3.15): Εικόνα 3.15: Φόρμα συμπλήρωσης για επεξεργασία Όταν ο γιατρός υποβάλλει τις αλλαγές, με χρήση php, αποθηκεύονται στα αντίστοιχα πεδία του πίνακα "mri_image". Αντίθετα εάν ο γιατρός επιλέξει να δει το προφίλ ενός ασθενή, ο οποίος δεν βρίσκεται υπό την παρακολούθησή του, του εμφανίζεται η εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.16). 95

96 Εικόνα 3.16: Προφίλ κάποιου χρήστη - ασθενούς που δεν είναι υπό την παρακολούθηση του γιατρού Πατώντας ο γιατρός την επιλογή «INSERT EXAMINATION» από το μενού, του δίνεται η δυνατότητα να καταχωρήσει μία νέα εικόνα ενός ασθενούς. Αρχικά, πρέπει να πραγματοποιηθεί η επιλογή της εικόνας που θα καταχωρηθεί. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι οι εικόνες που εισάγονται στη βάση δεδομένων είναι dicom. Καθώς οι εικόνες αυτού του τύπου δεν είναι συμβατές με τους φυλλομετρητές, είναι απαραίτητη η μετατροπή τους σε ένα κοινά αποδεκτό τύπο εικόνας (π.χ. jpeg). Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκε η εντολή "convert" (πακέτο ImageMagic) των linux, η οποία καλείται μέσω της php. Στη συνέχεια ο γιατρός μπορεί να συμπληρώσει κάποιες περαιτέρω πληροφορίες σχετικές με την εικόνα που εισήγαγε, όπως: τον ασθενή στον οποίο αναφέρεται εάν έχει προκύψει διάγνωση της νόσου το είδος της τομής τον τύπο της εικόνας τις περιοχές και το πλήθος των κακώσεων, καθώς και το πλήθος των επεισοδίων που έχουν συμβεί στον ασθενή. 96

97 Στην εικόνα παρακάτω (εικόνα 3.17), παρουσιάζεται η φόρμα που απαιτείται να συμπληρωθεί από τον γιατρό, προκειμένου να πραγματοποιηθεί η καταχώρηση της νέας εικόνας. Εικόνα 3.17: Φόρμα συμπλήρωσης καταχώρησης νέας εξέτασης ασθενούς Πρέπει να παρατηρηθεί ότι σε περίπτωση που ο ασθενής δεν είναι ήδη καταχωρημένος στη βάση δεδομένων, δεν είναι δυνατή η καταχώρηση της ιατρικής του εξέτασης. Κατά την καταχώρηση της εικόνας, η εικόνα αυτή μεταφέρεται στον αντίστοιχο φάκελο του ασθενούς, στον οποίο ανήκει και ο οποίος δημιουγείται κατά την εγγραφή του στην πλατφόρμα. Πατώντας ο γιατρός την επιλογή «SEARCH EAMINATIONS» από το μενού, του δίνεται η δυνατότητα να αναζητήσει μία ή περισσότερες εικόνες από τη βάση δεδομένων με βάση κάποια κριτήρια αναζήτησης. Πιο αναλυτικά, δίνεται στο γιατρό η δυνατότητα να ανακτήσει τις παρακάτω λίστες από τη βάση δεδομένων: Όλες τις εικόνες της βάσης δεδομένων Όλες τις εικόνες ασθενών με διαγνωσμένη τη νόσο ΣκΠ ή με μη διαγνωσμένη τη νόσο ΣκΠ 97

98 Όλες τις εικόνες ανάλογα με τον αριθμό των επεισοδίων των ασθενών που επιθυμεί Όλες τις εικόνες ανάλογα με το είδος της τομής που επιθυμεί Όλες τις εικόνες ανάλογα με τον τύπο σάρωσης που επιθυμεί Όλες τις εικόνες ανάλογα με την περιοχή των κακώσεων που επιθυμεί Όλες τις εικόνες ανάλογα με το πλήθος των κακώσεων που επιθυμεί Όλες τις εικόνες ανάλογα με το πλήθος των περιοχών που έχει παρατηρηθεί κάκωση Οποιονδήποτε συνδυασμό από όλα τα παραπάνω Στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.18) παρουσιάζεται η φόρμα που απαιτείται να συμπληρωθεί από τον γιατρό, προκειμένου να πραγματοποιηθεί κάποια αναζήτηση, ανάλογα με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά των εικόνων που θα προκύψουν. Εικόνα 3.18: Φόρμα συμπλήρωσης για αναζήτηση Στηριζόμενος λοιπόν ο γιατρός στους παραπάνω συνδυασμούς που μπορεί να επιλέξει, έχει τη δυνατότητα να ανακτήσει από τη βάση δεδομένων τις εικόνες που ικανοποιούν οποιοδήποτε από τα κριτήρια του McDonald, αφού η γνώση που προϋποθέτουν για την κλινική εικόνα του ασθενούς είναι το πλήθος των επεισοδίων (attacks) και το πλήθος των περιοχών που εμφανίζονται οι αντικειμενικές κλινικές αλλοιώσεις (number of lesion area). Με την επιλογή "INSERT MEDICINES", παρέχεται στο γιατρό η δυνατότητα εγγραφής συνταγής στον ασθενή η οποία περιγράφει: Το φάρμακο που πρέπει να χορηγηθεί στον ασθενή 98

99 Την δοσολογία του Την ημερομηνία έναρξης της χορήγησης και Την ημερομηνία τερματισμού της χορήγησης Η προαναφερθείσα διαδικασία πραγματοποιείται από πλευράς του γιατρού, αφού πρώτα επιλέξει τον ασθενή στον οποίο αναφέρεται καθώς και η εξέταση που τον οδήγησε στη χορήγηση του συγκεκριμένου φαρμάκου. Η φόρμα που πρέπει να συμπληρωθεί από τον θεράποντα ιατρό προκειμένου να καταχωρηθεί η φαρμακευτική αγωγή του ασθενούς, φαίνεται στη εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.19). Εικόνα 3.19: Φόρμα συμπλήρωσης καταχώρησης φαρμάκου σε ασθενή Σε περίπτωση που ο γιατρός θέλει να χορηγηθεί στον ασθενή του κάποιο φάρμακο που δεν υπάρχει στη βάση δεδομένων, μπορεί να το καταχωρήσει ο ίδιος πατώντας την επιλογή "Insert a new medicine". Τότε, με τεχνικές javascript και CSS, όπως για την αλλαγή διεύθυνσης και τηλεφώνου στο προφίλ, εμφανίζεται στο γιατρό το παράθυρο που φαίνεται στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.20). 99

100 Εικόνα 3.20: Φόρμα συμπλήρωσης για καταχώρησης φαρμάκου στη ΒΔ Παρουσίαση Ιστοχώρου χρήστη - ασθενούς Στην ενότητα που ακολουθεί, θα γίνει αναφορά και παρουσίαση του ιστοχώρου για την περίπτωση όπου ο χρήστης είναι ασθενής. Tο μενού που εμφανίζεται σε κάθε χρήστη - ασθενή κατά την είσοδο του στην πλατφόρμα, όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.21), είναι: Profile Messages Doctors My Doctors My Examinations Insert Examinations My Medicines Logout 100

101 Εικόνα 3.21: Menu website για χρήστες - ασθενείς Στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.22) απεικονίζεται η αρχική σελίδα, που εμφανίζεται στο χρήστη μόλις εισαχθεί στην πλατφόρμα: Εικόνα 3.22: Αρχική σελίδα χρήστη - ασθενούς Οι δυνατότητες που παρέχονται στο χρήστη - ασθενή μέσω της παραπάνω σελίδας είναι: Καταχώρηση φωτογραφίας προφίλ της σελίδας του κάθε ασθενούς Ανοιχτό κείμενο, στο οποίο ο ασθενής μπορεί να εισάγει οποιαδήποτε πληροφορία επιθυμεί (π.χ. το ιστορικό του) 101

102 Καταχώρηση στοιχείων όπως διεύθυνση, τηλέφωνο σταθερό και κινητό και πληροφορίες όπως εάν είναι ασφαλισμένος και το ΑΜΚΑ του. Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι οι πληροφορίες σχετικά με τα προσωπικά στοιχεία του ασθενούς είναι ήδη συμπληρωμένες από τη στιγμή της εγγραφής του στην πλατφόρμα. Όταν ο χρήστης - ασθενής επιλέξει το κουμπί του μενού "MESSAGES", εμφανίζεται η σελίδα που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.23) και η οποία αφορά στα εισερχόμενα μηνύματα του χρήστη. Εικόνα 3.23: Εισερχόμενα μηνύματα χρήστη - ασθενούς Όπως γίνεται αντιληπτό και από την παραπάνω εικόνα, η υπηρεσία είναι όμοια με την αντίστοιχη που παρέχεται σε κάποιον χρήστη - ιατρό και αναπτύχθηκε στην προηγούμενη παράγραφο. Όταν ο χρήστης - ασθενής επιλέξει το κουμπί του μενού "DOCTORS", εμφανίζεται μία λίστα που εμπεριέχει όλους τους γιατρούς που είναι εγγεγραμμένοι στη βάση δεδομένων της πλατφόρμας μας και φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.24). 102

103 Εικόνα 3.24: Λίστα Γιατρών Η υπηρεσία και σε αυτήν την περίπτωση είναι όμοια με αυτή που παρέχεται στους χρήστες - γιατρούς με μία διαφοροποίηση. Στην περίπτωση των ασθενών δίνεται μία επιπλέον επιλογή σε αυτήν την σελίδα, η οποία αφορά στην εκδήλωση επιθυμίας από τον ασθενή να τεθεί υπό την παρακολούθηση κάποιου γιατρού της λίστας. Σε αυτό το σημείο πρέπει να παρατηρηθεί ότι η επιθυμία αυτή του ασθενούς, δεν αποτελεί αίτημα που απαιτεί απάντηση από πλευράς του αντίστοιχου γιατρού. Αντίθετα, μόλις ο ασθενής επιλέξει "Your Doctor", έχει αυτομάτως συνδεθεί με το συγκεκριμένο γιατρό. Η υλοποίηση της διαδικασίας αυτής, είναι αντίστοιχη με αυτή της έκφρασης επιθυμίας από το γιατρό. Με το πάτημα της επιλογής "MY DOCTORS" εμφανίζεται η σελίδα που απεικονίζεται στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.25). Σε αυτήν την σελίδα εμφανίζονται δύο λίστες. Στην πρώτη, καταγράφονται όλοι οι γιατροί υπό την παρακολούθηση των οποίων βρίσκεται ο ασθενής. Στη δεύτερη, εμφανίζονται μόνο όσοι γιατροί έχουν αποστείλει αίτημα στον συγκεκριμένο ασθενή, ώστε να γίνουν "ο γιατρός του", αλλά δεν τους έχει αποδεχθεί ακόμη. 103

104 Εικόνα 3.25: Λίστα My Doctors Πατώντας ο χρήστης - ασθενής την επιλογή «MY EXAMINATION» από το μενού, του παρέχεται η δυνατότητα να δει όλες τις ιατρικές του εξετάσεις. Πιο αναλυτικά, εμφανίζεται μία λίστα, όπως φαίνεται και στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.26), που αποτελείται από τέσσερις (5) στήλες: Ημερομηνία εξέτασης (Examination Date) Τύπος Σάρωσης (Scan Type) Είδος Τομής (Section Type) Σχόλια (Comment) Εξετάσεις (View Examination) Εικόνα 3.26: Προβολή My Examinations Εάν ο χρήστης πατήσει την επιλογή "View Examination" τότε εμφανίζεται στην οθόνη του ένα δεύτερο παράθυρο, το οποίο εμπεριέχει την επιλεγμένη εξέταση του ασθενούς και φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.27). 104

105 Εικόνα 3.27: Προβολή Εξέτασης ασθενούς Μία επιπλέον δυνατότητα που δίδεται στο χρήστη, είναι η εισαγωγή των εξετάσεών του μεσω της επιλογής "INSERT EXAMINATION" από το μενού. Η διαδικασία που πρέπει να ακολουθηθεί από πλευράς του χρήστη - ασθενούς, είναι όμοια με αυτήν του χρήστη - ιατρού, όπως περιγράφηκε στην προηγούμενη ενότητα, με μία διαφοροποίηση. Σε περίπτωση που ο ασθενής καταχωρήσει ο ίδιος τις ιατρικές εξετάσεις του, δεν έχει τη δυνατότητα να αλλάξει την προεπιλεγμένη τιμή του πεδίου που αφορά στον ασθενή, στον οποίο ανήκουν οι εξετάσεις. Στην εικόνα που φαίνεται παρακάτω (Εικόνα 3.28), παρουσιάζεται η φόρμα που απαιτείται να συμπληρωθεί από τον ασθενή, προκειμένου να πραγματοποιηθεί η 105

106 καταχώρηση της νέας εικόνας. Στο σημείο αυτό, αξίζει να σημειωθεί ότι κανένα από τα πεδία δεν είναι υποχρεωτικό να συμπληρωθεί, καθώς υπάρχει η δυνατότητα να πραγματοποιηθούν αλλαγές στα χαρακτηριστικά των ήδη αποθηκευμένων εικόνων. Εικόνα 3.28: Φόρμα συμπλήρωσης για καταχώρησης νέας εικόνας Τέλος, με την επιλογή "MY MEDICINES", παρέχεται στον ασθενή η δυνατότητα να δει όλα τα φάρμακα που του έχουν χορηγηθεί από τον θεράποντα ιατρό του. Αναλυτικότερα, εμφανίζεται μία λίστα, η οποία αποτελείται από έξι (6) στήλες: Την ημερομηνία και ώρα της εξέτασης Το φάρμακο Την δραστική ουσία του φαρμάκου Την δοσολογία Την ημερομηνία έναρξης της χορήγησης και Την ημερομηνία τερματισμού της χορήγησης Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.29) εμφανίζεται η προαναφερθείσα λίστα. 106

107 Εικόνα 3.29: Προβολή φαρμακευτικής αγωγής Παρουσίαση Ιστοχώρου χρήστη - διαχειριστή Tο μενού που εμφανίζεται σε κάθε χρήστη - διαχειριστή κατά την είσοδο του στην πλατφόρμα, όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.30), διαφέρει από αυτό που εμφανίζεται στους υπόλοιπους χρήστες και είναι: System Messages User Manipulation Medicines Manipulation Logout Εικόνα 3.30: Μενού χρήστη - διαχειριστή Μόλις ο διαχειριστής της πλατφόρμας εισαχθεί σε αυτήν, του εμφανίζεται η αρχική σελιδα, η οποία απεικονίζεται στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.31). Σε αυτήν την σελίδα εμφανίζονται στο διαχειριστή πληροφορίες σχετικές με τα δεδομένα της βάσης δεδομένων της πλατφόρμας. 107

108 Εικόνα 3.31: Αρχική σελίδα χρήστη - διαχειριστή Πιο αναλυτικά, ο διαχειριστής ενημερώνεται για: Το πλήθος των εγγεγραμμένων χρηστών Το πλήθος των ενεργών χρηστών Το πλήθος των ανενεργών χρηστών Το πλήθος των γιατρών Το πλήθος των ασθενών Το πλήθος των διαχειριστών Το πλήθος των εξετάσεων και Το πλήθος των φαρμάκων Σε αυτό το σημείο, απαιτείται μια περεταίρω επεξήγηση της έννοιας "ανενεργός χρήστης". Οποιοσδήποτε χρήστης επιθυμεί να εγγραφή στην πλατφόρμα, αρχικά πρέπει να συμπληρώσει και να υποβάλλει τη φόρμα εγγραφής. Σε αυτό το στάδιο, ο χρήστης ονομάζεται ανενεργός. Προκειμένου να λάβει πρόσβαση στον ιστοχώρο, ο χρήστης πρέπει να μετατραπεί σε "ενεργό χρήστη", γεγονός που υπόκεινται στη δικαιοδοσία του διαχειριστή. Αυτό συμβαίνει διότι ο διαχειριστής μπορεί να ελέγξει την εγκυρότητα ή μη των στοιχείων του κάθε χρήστη. Η μοδαδική κοινή λειτουργία, σε σχέση με τους υπόλοιπους χρήστες είναι αυτή των μηνυμάτων και η οποία αναπτύχθηκε σε προηγούμενη παράγραφο. 108

109 Με την επιλογή "USER MANIPULATION", εμφανίζεται στον διαχειριστή η λίστα όλων των χρηστών που έχουν εγγραφεί στην πλατφόρμα. Η λίστα αυτή αποτελείται από οχτω (8) στήλες, που περιέχουν όλα τα στοιχεία των χρηστών και είναι: Το όνομα του χρήστη Το επώνυμο του χρήστη Το όνομα χρήστη (User Name) Ο αριθμός της ταυτότητας του χρήστη Το ΑΦΜ του χρήστη Η ημερομηνία γέννησης του χρήστη Το φύλο του χρήστη και Η ιδιότητα του χρήστη. Μέσω αυτής της σελίδας, ο διαχειριστής έχει τη δυνατότητα να εκτελέσει τις παρακάτω ενέργειες: Να ενεργοποιήσει έναν χρήστη Να απενεργοποιήσει έναν χρήστη Να διαγράψει έναν χρήστη Να τροποποιήσει τα στοιχεία ενός χρήστη Στην εικόνα που ακολουθεί (Εικόνα 3.32) παρουσιάζεται η σελίδα που αφορά την επιλογή "USER MANIPULATION". Με πράσινο χρώμα απεικονίζονται οι ενεργοί χρήστες, ενώ με κόκκινο οι ανενεργοί, για την διευκόλυνση του διαχειριστή. Η επιλογή της επεξεργασίας των στοιχείων ενός χρήστη, γίνεται με κατάλληλη χρήση javascript σε συνδιασμό με CSS, όπως έχει ήδη αναφερθεί. 109

110 Εικόνα 3.32: Λίστα χρηστών (User Manipulation) Τέλος, η επιλογή "MEDICINES MANIPULATION", η σελίδα της οποίας απεικονίζεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 3.33), εμφανίζει στο διαχειριστή τη λίστα με τα φάρμακα που είναι αποθηκευμένα στη βάση δεδομένων. Η λίστα αυτή αποτελείται από πέντε (5) στήλες: Το id του φαρμάκου Το όνομα του φαρμάκου Η δραστική ουσία του φαρμάκου Η εταιρεία που παρασκευάζει το φάρμακο 110

111 Εικόνα 3.33: Χειρισμός Φαρμάκων χρήστες - διαχειριστές Οι ενέργειες στις οποίες μπορεί να προβεί ο διαχειριστής μέσω αυτής της σελίδας είναι: Η τροποποίηση των στοιχείων κάποιου φαρμάκου, καθώς και Η διαγραφή κάποιου φαρμάκου απο τη βάση δεδομένων Ο ιστοχώρος (website) μπορεί να βρεθεί (URL): 111