Brain Tumor Database, Sebuah Relational Database

Bebas/Gratis untuk Mengumpulkan dan Menganalisis

Informasi Pasien Tumor Otak

Maurizio Bergamino

University of Genoa, Italia

David J. Hamilton

George Mason University, USA

Lara Castelletti, Laura Barletta, dan Lucio Castellan

San Mariono University Hospital, Italia

Diterjemahkan oleh: Gayatri Prameswari (1206201870)

Abstrak

Pada studi ini, kami menggambarkan pengembangan dan penggunaan relational database

yang didesain untuk mengatur data klinis dan radiologis pasien dengan tumor otak. Brain

Tumor Database diimplementasikan menggunakan MySQL v.5.0, sementara graphical user

interface (GUI) dibuat menggunakan PHP dan HTML, sehingga membuatnya mudah untuk

diakses melalui browser web. Pendekatan berbasis web ini memperkenankan berbagai

institusi untuk secara potensial mengakses database. BT Database dapat merekam

informasi pasien tumor otak (misalnya, fitur klinis, atribut anatomi, dan karakteristik

radiologis) serta digunakan untuk tujuan klinis dan penelitian. Alat-alat analitis untuk

secara otomatis menghasilkan statistik dan plot yang berbeda juga disajikan. BT Database

merupakan alat atau perangkat bebas/gratis yang sangat mudah untuk digunakan dengan

berbagai macam kemungkinan aplikasi klinis dan penelitian pada bidang saraf (neurologi)

serta bedah saraf. Source code dan manual graphical user interface (GUI) dari BT

Database secara bebas/gratis tersedia pada http://tumorsdatabase.altervista.org.

Kata Kunci

tumor otak, MySQL, informasi pasien, relational database, pendekatan berbasis web

Latar Belakang

Tumor merupakan setiap massa yang disebabkan oleh pertumbuhan sel yang abnormal dan

tidak terkontrol. Tumor di dalam otak dikategorisasikan berdasarkan berbagai faktor yang

berbeda, termasuk tipe sel-sel yang terlibat, lokasinya, serta seberapa cepatnya mereka

tumbuh.1 Seperti tumor lainnya, tumor otak (BT) tumbuh ketika sebuah sel normal mulai

tumbuh secara abnormal di dalam otak dan melakukan replikasi dengan sangat cepat.

Penurunan fungsi kognitif (misalnya, bahasa, memori, persepsi visual-spasial, orientasi

ruang-waktu, serta fungsi utama) terjadi pada hampir seluruh pasien dengan BT dan pada

akhirnya, berkompromi dengan ketergantungannya.2-3

Di antara kapabilitas yang diinginkan dalam pengobatan, kemudahan pengumpulan

data dan analisis terhadap pasien yang menjalani pemeriksaan kesehatan di rumah sakit,

seperti pasien dengan BT, adalah salah satu yang paling penting. Penggunaan database klinis

merupakan sebuah metode yang mudah untuk mengumpulkan dan menampilkan data terkait

pasien-pasien tersebut. Sekarang ini, database merupakan alat atau perangkat berharga dan

penting yang memperkenankan pengumpulan dan pengambilan data pasien yang relevan.4-6

Contohnya, informasi personal mengenai pasien dengan BT, berikut dengan informasi seperti

perumpamaan/perbandingan, pembedahan, diagnostik, dan terapi, dapat dimasukkan ke

dalam database untuk memudahkan pekerjaan dokter dari sudut pandang klinis dan statistik.

Standar yang menjamin akurasi informasi dan kemudahan akses terhadap data yang disimpan

harus ada berdampingan dengan kriteria yang melindungi informasi kesehatan individu yang

dapat diidentifikasi. Dalam organisasi sebuah database, dukungan bidang informatika untuk

aplikasi medis adalah penting, khususnya ketika jumlah pasien tumbuh seiring dengan jumlah

teknik diagnostik dan pengobatan yang berbeda.

Dalam studi ini, desain dan aplikasi sebuah relational database gratis/bebas untuk

mengatur data pasien dengan BT digambarkan. Selain itu, kami membahas upaya-upaya

untuk menyeimbangkan kemudahan akses dengan kemampuan membagi/menyebarkan dan

mengambil informasi pasien BT, bersamaan dengan pemeliharaan/penjagaan informasi

kesehatan personal (PHI).

Metode

Pengembangan dan Instalasi Database

MySQL v.5.07-8

merupakan relational database yang digunakan untuk mengembangkan BT

Database (BT-DB). Bahasa pemrograman PHP v.5.2.99 dan HTML

10 digunakan untuk

membuat graphical user interface (GUI). MySQL merupakan suatu open source relational

database management system (RDBMS) yang populer dan dapat diunduh dari

http://mysql.com. PHP merupakan bahasa scripting untuk tujuan umum yang tersedia secara

bebas (http://php.net/index.php) dan secara spesifik didesain untuk web yang memiliki

kapabilitas luas untuk berinteraksi dengan RDBMS. GUI, yang diimplementasikan dengan

menggunakan PHP dan HTML, memudahkan interaksi pengguna dengan database dengan

membuatnya mudah untuk diakses melalui browser web yang tersedia secara umum. Sebuah

file terkompresi yang berisi tutorial, instruksi mengenai instalasi, serta software yang

diperlukan tersedia, berikut dengan database-nya, pada halaman utama BT-DB

(http://tumorsdatabase.altervista.org).

Akses Database

PHI yang terdapat di dalam database harus dilindungi dengan upaya pengamanan terhadap

akses tanpa izin. Oleh karena itu, diperlukan implementasi modalitas yang berbeda untuk

mengakses database dengan tujuan-tujuan yang berbeda. Selain itu, kemudahan akses

menuju database harus selalu dapat dilakukan dalam situasi darurat.

Pengguna diberikan username dan password dengan hak istimewa hingga tingkat

tertentu. Berkaitan dengan hal ini, empat profil tingkatan hak istimewa yang berbeda

diimplementasikan: Simple Consulter, Manajer, Administrator, dan Emergency Access.

1. Simple Consulter: tujuan utama dari Simple Consulter adalah untuk mengambil data

untuk keperluan statistik dan penelitian. Sebenarnya, pengguna ini dapat menggunakan

database tumor dan mesin pencarian di dalamnya untuk mengambil data klinis, tetapi

tidak dapat memiliki akses untuk PHI. Username dan password yang memperkenankan

akses dengan modalitas ini terbatas durasi sehingga dapat dibatasi dengan waktu yang

diperlukan bagi sebuah institusi untuk meninjau proyek penelitian. Modalitas ini

penting untuk membagi/menyebarkan data ke berbagai institusi tanpa menunjukkan

PHI.

2. Manajer: pengguna ini diperkenankan untuk menginterogasi serta memasukkan data

personal dan klinis ke dalam database. Selain itu, Manajer memiliki akses terhadap

seluruh informasi personal pasien dan boleh menggunakan BT-DB untuk analisis klinis

dan statistik.

3. Administrator: pengguna ini diperkenankan untuk mengakses database seperti yang

dilakukan Manajer dan dapat pula mengakses alat/perangkat administrasi. Adinistrator

dapat melakukan back-up terhadap BT-DB, mengganti username dan password

pengguna lain, serta menambah profil baru pengguna.

4. Emergency Access: dalam modalitas ini, penggunaan eksklusif oleh dokter dalam

situasi darurat diberikan. Dengan password darurat, dokter dapat mengesampingkan

pengamanan database untuk mengakses seluruh data, termasuk PHI.

Setiap akses terhadap BT-DB dipantau. Database secara otomatis mengisi text log file

yang berisi catatan/rekaman historis dari transaksi dengan merekam username, tanggal,

waktu, dan alamat IP dari komputer yang mengakses BT-DB.

Deskripsi BT-DB

BT-DB bebas/gratis dan dapat diinstal pada komputer dengan sistem operasi (OS) yang

berbeda (misalnya, Windows, Linux, dan Mac). Dengan menggunakan username dan

password yang spesifik, dimungkinkan untuk dapat mengakses menu utama dari BT-DB,

yang menyediakan berbagai opsi berbeda, seperti penyisipan data pasien baru, alat/perangkat

administrator, mesin pencarian, statistik, dan tumor engine. Fitur dan fungsi utama yang

disediakan oleh BT-DB ditunjukkan pada Tabel 1.

Entri Data dan Query Pasien

Untuk meminimalisir resiko kesalahan dalam entri data, kami menerapkan batasan-batasan

database yang memerlukan hubungan untuk memenuhi properti/sifat tertentu, seperti data

wajib serta penggunaan check box, radio button, dan menu pulldown di setiap halaman web.

Selain itu, user interface code mengurangi resiko ketidakakuratan entri data yang berkaitan

dengan kesalahan manusia (misalnya, kesalahan pengetikan). Gambar 1 menunjukkan

tampilan entri data pasien baru. Pada halaman ini, pengguna dapat memasukkan informasi

personal pasien (misalnya, nama awal, nama akhir, tanggal lahir, jenis kelamin, dan nomor

telepon) serta informasi tentang presentasi klinis. Pada halaman ini, beberapa data bersifat

wajib (tanggal pemasukkan/penyisipan data, nama awal, nama akhir, dan tanggal lahir) dan

harus diketik ketika informasi mengenai pasien baru pertama kali dimasukkan. Ketika

pengguna berusaha untuk memasukkan nama awal, nama akhir, dan tanggal lahir dari pasien

yang datanya telah ada di dalam database, pengguna akan diperingatkan bahwa data pasien

telah tersimpan. Ketika data pasien baru secara benar dimasukkan ke dalam database,

pengguna akan dapat mengambil semua data pasien dan klinis dengan menggunakan halaman

query pada database (Gambar 2(a)).

Pada halaman query, pengguna dapat memvisualisasikan serta memperbaharui

informasi personal pasien dan presentasi klinisnya. Selain itu, pengguna dapat pula

memasukkan/menyisipkan, memodifikasi, dan menghapus data imaging yang berbeda

(misalnya, Computerized Tomography (CT), Magnetic Resonance (MR) Imaging, MR

spectroscopy, MR Imaging Blood Oxygen Level Dependent (BOLD), MR Diffusion Tensor

Imaging (DTI), bedah medis, diagnosa histologis, dan terapi medis).

Tabel 1. Fitur dan Fungsi Utama yang Disediakan Oleh Brain Tumor Database (BT-DB)

(bersambung)

Tabel 1. (Bersambung)

CT: computed tomography; FLAIR: fluid-attenuated inversion recovery; r-CBV: relative cerebral

blood volume; NAA/Cr: N-acertylaspartate/creatinine; TE: echo times; ADC: apparent diffusion

coefficient; Cho/Cr: choline/creatinine ratio; ICD-O: International Classification of Disease for

Oncology CODE; PC(V): procarbazine, lomustine, dan vincristine (PCV) chemotherapy

Sebuah dokumen PDF yang berisikan informasi spesifik mengenai pasien, termasuk

gambar serta laporan klinis Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM),

dapat dibuat dan dikelola melalui halaman ini. Beberapa contoh dari penyisipan data, seperti

CT, bedah medis, dan terapi medis, ditunjukkan pada Gambar 2 (b) hingga (d). Hal ini

berguna untuk menekankan bahwa entri variabel distandardisasikan di seluruh halaman

database melalui penggunaan radio button, check box, dan menu pulldown.

Pada halaman diagnosis histologis (Gambar 3), pengguna boleh mencari tumor

berdasarkan nama atau berdasarkan International Classification of Disease for Oncology

(ICD-O) CODE, dan mengambil informasi penting, seperti tumor berdasarkan ICD-O CODE,

klasifikasi World Health Organization (WHO), definisi tumor, dan tautan Wikipedia

(http://www.wikipedia.org).

Gambar 1. Tampilan Entri Data Pasien Baru. Pengguna dapat memasukkan data personal untuk

pasien baru dan presentasi klinisnya. * merupakan bagian yang harus diisi ketika data pasien

dimasukkan untuk yang pertama kalinya.

Mesin Pencarian pada Database dan Statistik

Seorang pengguna memiliki kemampuan untuk mencari informasi pasien memanfaatkan dua

pendekatan yang berbeda: berdasarkan nama awal atau nama akhir di dalam halaman utama

BT-DB atau dengan menggunakan mesin pencarian pada database (Database Search Engine

(DSE)) (Gambar 4 (a)). Dengan menggunakan DSE, pengguna dapat menginvestigasi, dengan

metode penyaringan yang berbeda, konten/isi di seluruh bidang yang disertakan di dalam

database untuk mengumpulkan informasi dalam rangka menjawab pertanyaan-pertanyaan

klinis ataupun teknis. Kombinasi-kombinasi berbeda dari variabel-variabel juga dapat

dimasukkan di dalam bagian pencarian dengan menggunakan Boolean logic. Ketika peneliti

telah megambil data pasien, plot-plot yang berbeda dapat divisualisasikan dan statistik

dihasilkan. Gambar 4 (b) hingga (d) menunjukkan tiga contoh yang berbeda dari plot-plot

tersebut. Selain itu, seluruh statistik dapat diekspor menjadi file dengan format txt, untuk

menghasilkan estimasi-estimasi yang lebih akurat dengan menggunakan paket-paket software

statistik lain yang berbeda.

Menu Administator

Para pengguna dengan hak istimewa sebagai administrator dapat mengakses menu

administrator. Alat/perangkat ini meperbolehkan administrator untuk mengganti atau

menghapus username dan password, menambah pengguna baru, memberikan hak istimewa

dalam mengakses dengan tingkatan yang berbeda, serta membuat backup dari seluruh data

yang tersimpan di dalam database. Administrator menciptakan password darurat yang

mengizinkan prosedur akses dalam situasi darurat. Selain itu, administrator merupakan satu-

satunya pengguna dengan akses menuju log file yang merekam penggunaan database. Log file

tersebut berisikan waktu dan tanggal dari setiap operasi, username, dan alamat IP dari

komputer yang mengakses. Perlindungan terhadap keamanan sangat lah penting bagi

database.

Gambar 2. (a) Tampilan query pasien. Opsi-opsi berbeda tersedia bagi pengguna: (1) menghapus

pasien, (2) dokumen PDF dengan seluruh informasi personal dan klinis pasien, (3) manajemen file,

melihat, dan memodifikasi, (4) informasi personal dan tanggal kematian, (5) presentasi klinis, (6)

data imaging klinis (CT scan, Morphological Magnetic Resonance (MR) Imaging, Permeability MR,

Perfusion MR, Spectroscopy MR, Diffusion Tensor Imaging, dan MR Blood Oxygen Level

Dependent), (7) data bedah medis, (8) data diagnosis histologis, dan (9) data terapi medis; (b)

opsi-opsi yang tersedia untuk data CT scan (misalnya, lokasi dan penggunaan peningkatan

kontras); (c) opsi-opsi yang tersedia untuk bedah medis (misalnya, tanggal melakukan biopsi dan

tanggal dilakukannya reseksi tumor secara total/spasial); dan (d) opsi-opsi yang tersedia untuk

terapi medis (misalnya, jenis terapi dan jenis kemoterapi).

Tumor engine

Instrumen penting bagi para dokter dan peneliti yang menggunakan BT-DB adalah

alat/perangkat tumor engine. Di sini, dimungkinkan untuk mengambil informasi mengenai

semua tumor, dengan pula melihat artikel-artikel yang relevan pada PubMed

(http://ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/). BT-DB dapat dikoneksikan dengan remote server untuk

mengunggah informasi mengenai tumor. Data tersebut dapat diambil untuk setiap tumor dan

definisi tumor berdasarkan ICD-O CODE dan klasifikasi WHO pada tahun 2010 disertakan.

ICD-O merupakan ekstensi atau perluasan domain yang spesifik dari International Statistical

Classification of Disease and Related Health Problems untuk penyakit tumor, sementara

klasifikasi WHO merupakan salah satu komponen dari kombinasi kriteria yang digunakan

dalam klasifikasi histologis untuk memprediksi hasil dan respon terhadap terapi. Saat ini,

penilaian WHO banyak digunakan, setelah tergabung atau sebagian besar menggantikan

penggunaan sistem penilaian lainnya yang dipublikasikan sebelumnya.11

Gambar 3. Tampilan diagnosis histologis. Pada halaman ini, pengguna dapat melihat informasi

spesifik dari tumor. Nama, ICD-O code, klasifikasi WHO, definisi, dan tautan Wikipedia untuk

tumor yang dipilih dihasilkan/dikeluarkan dari database.

Kesimpulan

Saat ini, database merupakan alat/perangkat yang penting di berbagai bidang yang berbeda,

seperti pengobatan, bioinformatika12

, dan ilmu saraf. Dalam studi ini, kami menggambarkan

penerapan sebuah database yang dikembangkan untuk mengumpulkan dan mengambil data

pasien dengan BT. Untuk membangun database ini, digunakan MySQL, PHP, serta HTML,

dan oleh karena itu, database ini dapat dengan mudah diakses melalui berbagai browser web.

Pendekatan berbasis web ini memberikan penggunaan potensial database oleh berbagai

institusi.

Karena data yang disimpan di dalam BT-DB berisikan PHI, kami mengimplementasikan

sejumlah perlindungan keamanan yang melakukan kontrol akses terhadap database dan

mengatur tingkatan-tingkatan akses yang berbeda. Kemampuan penelusuran setiap akses

terhadap database difasilitasi dan harus mencegah atau melemahkan akses tanpa izin.

Menyadari bahwa perlindungan ini dapat menghambat akses terhadap database dalam situasi

darurat, kami juga menerapkan modalitas untuk akses darurat.

Gambar 4. (a) Tampilan mesin pencarian database. Pengguna dapat mengambil informasi pasien

berdasarkan nama, nama keluarga, umur, dan tanggal lahir atau dengan menggunakan kombinasi-

kombinasi berbeda dari variabel-variabel yang dapat dimasukkan ke dalam bidang pencarian,

menggunakan Boolean logic. BT-DB dapat menunjukkan statistik-statistik berbeda: misalnya (b)

statistik umur pasien, (c) asal departemen, dan (d) tanggal pasien dirawat di rumah sakit.

Informasi berbeda (seperti rata-rata, standar deviasi, dan median) dan plot-plotnya dihasilkan.

Salah satu permasalahan yang dihadapi dengan database adalah ia tidak berguna jika

seluruh data yang diperlukan tidak diisi/dimasukkan atau jika data yang dimasukkan tersebut

tidak benar. Desain database harus meminimalisir resiko kesalahan entri data. Untuk alasan

ini, dalam GUI dari BT-DB, variabel-variabel klinis dan neuroradiologis, sedapat mungkin,

distandardisasi dan disediakan pemilihan dengan radio button atau menu pulldown.

Karena bidang diagnosis dan perawatan/pengobatan dari BT berkembang secara cepat,

database harus bersifat fleksibel dimana administrator dapat dengan mudah melakukan

upgrade terhadap beberapa bidang utama dari database. Selain itu, kustomisasi lengkap

struktur database selalu dimungkinkan, karena BT-DB bebas/gratis dan merupakan open

source.

Mesin pencarian pada database memungkinkan pengambilan data yang tersimpan di

dalam database dengan menggunakan pencarian GUI yang sederhana. Pengguna dapat

mengambil informasi di seluruh bidang, termasuk di dalam database untuk mengumpulkan

infromasi dengan mudah serta menjawab pertanyaan-pertanyaan klinis ataupun teknis.

Kombinasi berbeda dari variabel dapat pula dimasukkan ke dalam bidang pencarian dengan

menggunakan Boolean logic.

BT-DB dapat digunakan tidak hanya untuk aktivitas yang sifatnya klinis, melainkan juga

untuk tujuan penelitian. Statistik-statistik (misalnya, nilai rata-rata, standar deviasi, median,

nilai min, dan max) serta plot-plot yang berbeda dapat dihasilkan secara otomatis dari

database.

Kesimpulannya, BT-DB gratis/bebas, dan, dengan demikian, dapat menjadi salah satu

alat/perangkat penting untuk tujuan klinis dan penelitian yang membantu para dokter dalam

pekerjaannya. Source code GUI dan manual dari BT-DB secara bebas/gratis tersedia bagi

publik umum dan dapat diunduh dari http://tumorsdatabase.altervista.org.

Pendanaan

Penelitian ini tidak menerima hibah spesifik dari instansi pendanaan mana pun yang ada di

kalangan masyarakat, komersil, atau sektor “tidak menarik keuntungan”.

Referensi

1. Andrew W dan Walter MD. Brain tumors,

http://kidshealth.org/parent/medical/brain/brn_tumors.html (2010).

2. Keime-Guibert F, Chinot O, Taillandier L, et al. Radioterapy for glioblastoma in the

elderly. N Engl J Med 2007; 336: 1527-1535.

3. Hottinger AF, Yoon H, DeAngelis LM, et al. Neurological outcome of long-term

glioblastoma srvivors. J Neurooncol 2009; 95: 301-305.

4. Bergamino M, Saitta L, Castellan L, et al. Cerebral aneurysms database, a new free

database for intracranial ancurysms. Neuroinformatics 2011; 9: 427-430.

5. Sohn MJ dan Byrne JV. A computerised relational database for auditing endovascular

treatment of patients with intracranial ancurysms. Neuroradiology 2000; 42: 762-765.

6. Millar JS dan Burke M. The UKNG database: a simple audit tool for interventional

neuroradiology. Neuroradiology 2007; 49: 499–503.

7. Tahaghoghi MM dan Williams H. Learning MySQL. 1st ed. Sebastopol (CA, USA):

O’Reilly Media Incorporated, 2006, p.618.

8. Zawodny JD dan Balling DJ. High Performance MySQL Optimization, Backups,

Replication, Load Balancing & More. 1st ed. Sebastopol (CA, USA): O’Reilly Media

Incorporated, 2004, p.304

9. Sklar D. Learning PHP 5. 1st ed. Sebastopol (CA, USA): O’Reilly Media Incorporated,

2004, p.370.

10. Shelly GB dan Woods DM. HTML: Complete Concepts and Techniques. 5th ed.

Boston (MA, USA): Course Technology Cengage Learning, 2004, p.384.

11. Louis DN, Ohgaki H, Wiestler OD dan Cavanee WK. WHO Classification of Tumours

of the Central Nervous System. 4th ed. Lyon: IARC, 2007, p.309.

12. Gallina AM, Bisignano P, Bergamino M, et al. PLI: a web-based tool for the

comparison of proteinligand interactions observed on PDB structures. Bioinformatics

2013; 29: 395–397.

13. Ascoli GA, Donohue DE dan Halavi M. NeuroMorpho.Org: a central resource for

neuronal morphologies. J Neurosci 2007; 27: 9247–9251.