DERLEME Stereoloji Obstetrik ve Jinekoloji T A D Stereolojik Metodların Obstetrik ve Jinekolojideki Yeri: Yayınların İrdelenmesi Stereology in Obstetrics and Gynecology Özlem Şengül 1, Deniz Ünal 2 1 Atatürk Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Kadın Hastalıkları ve Doğum Bölümü, Ankara 2 Atatürk Üniversitesi Tıp Fakültesi, Histoloji Embriyoloji Bölümü, Erzurum Özet Stereoloji, iki boyutlu kesitlerin incelenmesine dayanarak onların gerçekte var olan üç boyutlu özellikleri ile ilgili yorumlar yapılmasını sağlayan bir bilim dalıdır. Kesit alınması ile oluşan boyut kaybının paralelinde gelişen bilgi kaybı; boyut, oryantasyon ve içeriğe bağlı yorumlarda yanıltıcı olabilir. Bu gibi durumlarda stereoloji açık örnekleme ve basit hesaplama yöntemleri kullanarak iki boyutlu örneklerden üç boyutlu yapıların özelliklerini hesaplamaya imkân verir. Stereolojik metodların temeli sistematik rastgele örneklemeye dayanır ve böylece yapının her noktası eşit olarak örneklenme şansına sahip olur. Stereolojik metotlar, kurallarına uygun bir biçimde uygulandığında, sistematik hatadan bağımsız sonuçlar elde edilmesini sağlar ve örnekleme sayısı arttırıldıkça gerçek değere daha fazla ihtimalle gerçek sonuca yaklaşmak mümkün olur. Buna ilaveten, kesitlerin pozisyon ve yönleri randomize edilerek hücre gruplarının üç boyutlu özellikleri ucuz ve etkili olarak hesaplanabilir. Birçok bilim dalında olduğu gibi stereolojik yöntemler obstetrik ve jinekolojik çalışmalarda da önemlidir. Stereoloji obstetrik ve jinekolojik kantitatif histolojik analizlerde son teknolojidir ve bu yöntemlerin kullanımı obstetrik ve jinekolojik fonksiyon ve patolojilerin incelenmesinde önemli bir yer arz eder. Stereoloji ile ilgili yayınların giderek artması ve literatürde önde gelen dergilerde yer alması bu konuya verilen önemi göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Stereoloji, obstetrik, jinekoloji Abstract Stereology is the interdiciplinary field that allows three dimensional interpretation of structures by the evaluation of two dimensional sections. The loss of dimension during slicing may cause mistakes in interpratation of size, organisation and spatial content. Stereology gives a chance to calculate the properties of three dimensional structures like volume and surface from two dimensional images on slices by using sampling rules and simple estimation methods. Stereology depends on systematic random sampling and by this method every point of the structure may have the same chance of being selected. When the stereological methods are used in a proper manner, it may provide data independent of systematic error. Also, it may be possible to have closer values to real parameters with the increasing sampling number. Additionally, three dimensional properties of cell groups can be calculated cheaper and more effective by randomizing the directions and positions of the sections. Stereological techniques are also important in obstetrics and gynecologic investigations as well as most scientific area. Stereology is the state of the art in quantitative histological analysis and the importance of stereology increases progressively. The number of stereologic studies increase recently and more papers are seen in journals with high impacts indicate the importance of this issue. Key Words: Stereology, obstetrics, gynecology Yazışma Adresi: Dr. Özlem Şengül Atatürk Eğitim ve Araştırma Hastanesi Bilkent/Ankara/Turkey Telefon: 05056342770 E-mail:ozlem.sengul@yahoo.com Tanım Canlılık olayları üç boyutlu yapılarda gerçekleşmesine karşılık, bu yapılardan alınan iki boyutlu kesitler ilgili yapı-organ hakkında gerçekçi bilgilere ulaşılmasını zorlaştırabilmektedir. Bu karmaşıklığı önlemek adına makroskopik ya da Tıp Araştırmaları Dergisi; 2013: 11(Ek 2/Kadın Hastalıkları ve Doğum): 16-20 16
Şengül ve Ünal mikroskopik yapılarla ilgilenenlerin üzerinde durmaları gereken bir yöntemde stereoloji bilimidir. Tanım olarak stereoloji, iki boyutlu kesitlerin incelenmesine dayanarak onların gerçekteki üç boyutlu özellikleri ile ilgili yorumlar yapılmasını sağlayan bilim dalıdır (1-3). Üç boyutlu olan biyolojik sistemlerin ince iç yapılarının incelenmesi, bunların kesitlerinin alınması, diğer bir deyişle iki boyuta indirgenmesi ile mümkün olur (4). Bu kesit alınmasın işlemi fiziksel (mikroskopta incelenmesi için mikrotom) veya medikal (manyetik resönans görüntüleme vb.) yöntemlerle gerçekleştirilebilir. Kesitler, herhangi bir yapının içinden geçen ve yapının bileşenleri ile kesişen düzlemler olup yapının her bir bileşeni, bu kesitlerde, sayısı, büyüklüğü ve kapladığı uzunluk, alan ve hacim oranıyla ilişkili bir biçimde izdüşümler oluşturmaktadır. Bu izdüşümler de yapının içerdiği bileşenler hakkında bilgi vermektedir (5). Kesit alınması ile gerçekleşen boyut kaybının sonucu olan bilgi kaybı; boyut ve içeriğe bağlı yorumlarda yanıltıcı olabilir (4). Kesitlerden elde edilen verilerin gerçek üç boyutlu yapı ile ilgili özellikleri net anlaşılamazsa hata payı çok yüksek olur. Herhangi bir yapının kesitlerde ortaya çıkan izdüşümleri; varlığın büyüklüğü, kesit alma yönü ile olan açısı ve hacmi gibi faktörlerden etkilenebilir (6). Kesitlerin pozisyon ve yönleri randomize edilerek hücre gruplarının üç boyutlu özellikleri ucuz ve etkili olarak hesaplanabilir (4). Bu noktada stereoloji etkin (daha kısa zamanda daha az hatalı iş yapmayı sağlayan) ve tarafsız (gerçek değerden sistematik bir sapmaya sebep olmayan) metotları ile bu ve benzeri problemleri ortadan kaldırabilmektedir. Stereolojik metodların temeli sistematik rastgele örneklemeye (SRÖ) dayanır ve böylece yapının her noktası eşit olarak örneklenme şansına sahip olur (6). Bu örnekleme biçiminin temel özelliği, çalışılacak olan yapıdan örnekler almanın gerekli olduğu durumlarda, yapının her noktasının eşit örneklenme şansına sahip olmasını sağlamasıdır (7). SRÖ, önceden belirlenmiş sabit bir örnekleme aralığı boyunca, ilk aralık içinden rasgele bir noktadan başlanmak suretiyle, ilgilenilen yapının tamamının örneklenmesini içerir. Önceden belirlenen örnekleme aralığı, örneklemenin sistematik kısmını, ilk aralık içinde rasgele bir noktadan başlanması ise, örneklemenin rasgelelik özelliğini oluşturur (8). Stereolojik metotlar kurallarına uygun bir biçimde uygulandığında, sistematik hatadan bağımsız sonuçlar elde edilmesini sağlar ve örnekleme sayısı arttırıldıkça gerçek değere daha fazla ihtimallikle yaklaşmak mümkün olur (8). Stereolojik Yöntemler Bilinen bir t mesafesi ile birbirinden ayrılmış ardışık kesit düzlemlerinden oluşan ve üç boyutlu bir hacimde sayısal parametrenin hesaplanmasına imkan veren disektör yöntemi ilk kez Cruz-Orive tarafından tarif edilmiştir (9). Optik ve fiziksel olmak üzere iki tipi vardır. Fiziksel disektör tekniği ile iki ardışık kesitin birinde bulunup diğerinde bulunmayan taneciklerin sayılarından tanecik uçlarının sayısı ve taneciklerin sayısal yoğunluğu hesaplanır ve disektörün ilk ortaya çıkan biçimidir. Optik disektör metodunun esası kalın bir doku kesitinde sanal optik kesitlerle ilerleyerek tanecik sayımı yapmaktır. Bu yöntemin tek şartı sayılması düşünülen taneciklerin kesit alma doğrultusuna dik olan yüksekliklerinden daha fazla kalınlığa sahip kesitler elde etmektir (6). Eğer kalınlık ihmal edilerek kesit görüntüleri iki boyutlu düzlemler olarak değerlendirilirse, kalınlığın tanecik sayısına olan etkisi, sayımda hatalara sebep olabilir. Kesit kalınlığına bağlı olarak oluşan bu duruma fazla görünme (over-projection; eski adıyla Holmes Etkisi) adı verilir. Holmes etkisinin fark edilmesinin ardından, araştırıcılar birçok düzeltme faktörleri kullanarak, bu problemin üstesinden gelmeye çalışmışlardır (10). Stereolojik yöntemlerden biri de yaygın olarak kullanılan Cavalieri prensibidir. Düzensiz şekilli nesnelerin hacmini hesaplamaya yarayan bu yöntem İtalyan matematikçi Bonoventura Cavalieri tarafından üç asır önce geliştirilmiştir (5,8) Bu yöntem ile organ ya da organ içinde yerleşik halde bulunan herhangi bir bölge hacmi hesaplamak mümkündür. Bunun için yapı eşit aralıklarla makroskopik veya mikroskopik olarak kesitlere ayrılmalıdır. Bazı yarı otomatik makinalar veya özel yazılımlı analiz sistemleri ile yüzey kesit alanları hesaplandıktan sonra bilinen yükseklik bu toplam kesit sayısına orantılanması ile toplam hacme ulaşılabilmektedir (8,11,12). Stereoloji nin Sağlık Bilimleri Alanında Dünyadaki Yeri Stereoloji anahtar kelimesi tarama yapıldığında Pubmed de bugüne kadar toplam 1700 civarında, Web of Science da ise 4250 civarında yayın bulunmaktadır. Bunların 93 tanesi obstetrik ve jinekoloji ile ilgilidir. Stereoloji ile ilgili çalışmaların %30 a yakını A.B.D., %12 si Danimarka ve %9.5 u da İngiltere de yapılmıştır. Bu konu ile ilgili çalışmaların %4.3 ü Türkiye de yapılmıştır. Bu konuda 113 yayınla JR. Nyengaard en çok yayını yapmıştır, HJG. Gundersen ve B. Pakkebberg ise sırasıyla 79 ve 77 yayın yapmıştır. Tıp Araştırmaları Dergisi; 2013: 11(Ek 2/Kadın Hastalıkları ve Doğum): 16-20 17
Stereoloji Obstetrik ve Jinekoloji DERLEME Türkiye den ise S. Kaplan, B. Şahin ve B. Ünal sırasıyla 54, 36 ve 31 yayın yapmıştır. Bu konuda 46 yazı ile en çok Acta Stereologica da yayın yapılmıştır. Stereoloji ile ilgili yayınların %87.3 ü makale, %9.4 ü bildiri ve %3.4 ü ise derlemedir. Bu konuda çalışmalar en çok NIH (National Institude of Health A.B.D.) ve CNPQ (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - National Council for Scientific and Technological Development- Brezilya) tarafından desteklenmiştir. Yayınların %98.5 inin dili İngilizce dir. Yayınlar en çok Aarhus Üniversitesi (430 yayın) ve Bern Üniversitesi nden (108 yayın) gelmiştir. Türkiye den ise bu konuda Ondokuz Mayıs Üniversitesi nde 92 ve Atatürk Üniversitesi nde 40 yayın yapılmıştır. Stereoloji ile ilgili çalışmalar 80 li yıllarda 20 li sayılarda iken, 90 lı yıllarda 100 lere ve 2000 li yıllarda ise 200 lere çıkmıştır. Yayınların %28.7 si nöroloji, %8.1 mikroskopi, %7.5 anatomik morfoloji, %7.5 hücre bilimi, %7.5 patoloji ve %2.19 u obstetrik ve jinekoloji alanında yapılmıştır. Stereoloji nin Obstetrik ve Jinekolojideki Kullanımı Obstetrik ve jinekoloji; 93 yayınla total stereolojik yayınların %2.19 unu oluşturmaktadır. Bu konuda TM. Mayhew 16 yayınla başı çekmektedir. Yayınların %40 ı İngiltere, %15 i A.B.D. dendir ve %5 i ise Türkiye dendir. Obstetrik ve jinekolojideki stereoloji ile ilgili yayınların hepsinin dili İngilizce dir. Yayınların %85 i makale, %10 u ise bildiri olarak yapılmıştır. Yayınların 3 tanesi NIH (National Institude of Health A.B.D.) ve 2 tanesi Wellcome Trust tarafından desteklenmiştir. En çok yayın Nottingham Üniversitesi ve Cambridge Üniversitesi nden yapılmıştır. Türkiye de ise en çok yayın Ondokuz Mayıs Üniversitesi nden yapılmıştır. Obstetrik ve jinekolojide ilk yayın 1970 li yıllarda yapılmasına rağmen daha çok yayınlar 90 lı yılların sonu ve 2000 li yıllarda başlamıştır. Obstetrik ve jinekolojide stereoloji ile ilgili ortalama yılda 2-3 yayın düşmektedir. Obstetrik ve jinekolojide stereoloji ile ilgili yayınların 52 tanesi reprodüktif biyoloji, 33 tanesi gelişimsel biyoloji, 9 tanesi onkoloji ve 4 tanesi pediatri ile ilgilidir. Yayınların %35 i Plesenta da, %11 i American Journal of Obstetrics and Gynaecology de ve %8 i de Human Reproduction da yayınlanmıştır. Birçok bilim dalında olduğu gibi stereolojik yöntemler obstetrik ve jinekolojik çalışmalarda da kritik öneme sahiptir. Stereoloji overde folikül sayımından (13,14), myometriumdaki düz kas içeriğinin incelenmesine (15), plasentanın incelenmesinden (16-18) manyetik rezonans görüntüleme ile fetal organ hacimlerinin hesaplanmasına (19), operasyonlar sırasında sinir dokusuna verilen zararın incelenmesinden (20), dokulardaki lökosit altgruplarının incelenmesine (21) kadar geniş bir alanda kullanılabilir. Stereolojik yöntemler over folikül sayısının belirlenmesi için primatlarda (14) ve insanda (22) kullanılmıştır. Bu amaçla parçalama tekniği ile fiziksel (14, 23) veya optik disektör (22, 24, 25) tekniğinin kombinasyonu kullanılmıştır. Parçalama veya disektör tekniğinin avantajı eski yöntemlerle gerekli olan düzeltici faktörlerin kullanılmamasıdır. Parçalama ve disektör tekniği kullanan modern stereoloji metodları biyolojik yapıların analizinde standart yöntem olmuştur (13). Özellikle son yıllardaki yayınlar incelendiğinde, stereolojik metodların jinekoloji ve obstetrik alanında da sıklıkla kullanılmaya başlandığı dikkat çekmektedir. Stereolojik yöntemler kullanılarak yapılan çalışmalardan bazıları irdelendiğinde; Maternal yaş, vücut kitle indeksi ve parite ile myometrial kas dokusu ve ekstraselüler matriks oranları arasında ilişki bulunmadığı (15), prenatal dönemde diklofenak sodyuma maruz kalan ratlarda uterin horn hacminde azalma, overin korteks ve medulla gibi bazı yerlerinde artmış volüm oranına sebep olurken; ortalama antral ve graf folükül hacminde değişiklik olmadığı (26), gebeliğin intrahepatik kolestazı terminal villüsleri ve kapiller yüzey alanını ve sinsityal düğümleri artırarak plesental morfolojiyi etkilediği (16), ani bebek ölümü sendromu ile sonuçlanan gebeliklerde plasental anormalliklerin eşlik edebildiği (27), sinir koruyucu radikal histerektominin radikal histerektomiye göre daha az iyatrojenik sinir hasarı oluşturduğu (20), ratlarda gonadotropin-salgılatıcı hormone antagonisti olan cetrorelix in erken postimplantasyon döneminde ciddi yan etkilere sebep olabildiği (28), diyabetin oferektominin zararlı etkilerini artırabildiği (29), overde antral folikül sayımı ve Anti-Müllerian hormon seviyelerinin overdeki primordial folikül sayısı ile ilişkili olduğu (30), amniotik sıvı volümü hesaplaması ardışık ultrasonografi ölçümleri ve Cavalieri metodu ile mümkün olabildiği (31) sonuçlarına varılmıştır. Stereoloji obstetrik ve jinekolojik kantitatif histolojik analizlerde son teknolojidir ve bu yöntemlerin kullanımı obstetrik ve jinekolojik fonksiyon ve patolojilerin incelenmesinde kritik öneme sahiptir. Stereoloji ile ilgili yayınların giderek artması ve literatürde önde gelen dergilerde yer alması bu konuya verilen önemi göstermektedir. Tıp Araştırmaları Dergisi; 2013: 11(Ek 2/Kadın Hastalıkları ve Doğum): 16-20 18
Şengül ve Ünal Kaynaklar 1. Weibel ER. Stereological methods. Practical methods for biological morphometry. Vol. 1. London: Academic Press. 1979. 2. Weibel ER. Stereological methods. Theoretical foundations. Vol. 2. London: Academic Press.1980. 3. Weibel ER. Stereology in perspective: a mature science evolves. Acta Stereol 1992;11(Suppl I):1 13. 4. T. M. Mayhew. Stereology and the Placenta: Where s the Point? A Review. Placenta 2006; 27:17-25. 5. Howard CV, Reed MG. Unbiased Stereology: Three dimensional measurement in microscopy, Oxford, Bios Scientific Publishers, 1998. 6. Stereology Derneği (www.stereoloji.org) 7. Canan S, Şahin B, Ünal B, Aslan H, Bilgiç S, Kaplan S. Parçacıkların toplam sayılarının hesaplanması için bir metot: Parçalama. Türkiye Klinikleri. 2002;22(1),30-46. 8. Gundersen HJG, Jensen EB. The efficiency of systematic sampling in stereology and its prediction. J Microsc 1987;147:229-63. 9. Cruz-Orive LM. On the Estimation of Particle Number. J. Microsc 1980; 120:15-27. 10. Abercrombie M. Estimation of nuclear population from microtome sections. Anat Rec. 1946;94:239-47. 11. Gundersen HJG. Stereology or arbitrary particles. A review of unbiased number and size estimation and the presentation of some new ones in memory of William R Thomson. J. Microsc 1986;143: 3-45. 12. Sahin B, Aslan H, Unal B, et al. Brain volumes of lamb rat and bird do not show hemispheric asymetry: A stereological study. Image Anal Stereol 2001; 20: 9-13. 13. Hansen KR, Knowlton NS, Thyer AC, Charleston JS, Soules MR, Klein NA. A new model of reproductive aging: the decline in ovarian non-growing follicle number from birth to menopause. Hum Reprod. 2008;23(3):699-708. 14. Miller PB, Charleston JS, Battaglia DE, Klein NA, Soules MR. An accurate, simple method for unbiased determination of primordial follicle number in the primate ovary. Biol Reprod. 1997;56(4):909-15. 15. Sweeney EM, Crankshaw DJ, O'Brien Y, Dockery P, Morrison JJ. Stereology of human myometrium in pregnancy: influence of maternal body mass index and age. Am J Obstet Gynecol. 2013;208(4):324.e1-6. 16. Wikström Shemer E, Thorsell M, Östlund E, Blomgren B, Marschall HU. Stereological assessment of placental morphology in intrahepatic cholestasis of pregnancy. Placenta. 2012 ;33(11):914-8. 17. Higgins M, Felle P, Mooney EE, Bannigan J, McAuliffe FM. Stereology of the placenta in type 1 and type 2 diabetes. Placenta. 2011;32(8):564-9. 18. Odibo AO, Zhong Y, Longtine M, et al. Firsttrimester serum analytes, biophysical tests and the association with pathological morphometry in the placenta of pregnancies with preeclampsia and fetal growth restriction. Placenta. 2011;32(4):333-8. 19. Garden AS, Roberts N. Fetal and fetal organ volume estimations with magnetic resonance imaging. Am J Obstet Gynecol. 1996;175(2):442-8. 20. Chen C, Li W, Li F, et al. Classical and nervesparing radical hysterectomy: an evaluation of the nerve trauma in cardinal ligament. Gynecol Oncol. 2012;125(1):245-51. 21. Carus A, Ladekarl M, Hager H, Nedergaard BS, Donskov F. Tumour-associated CD66b+ neutrophil count is an independent prognostic factor for recurrence in localised cervical cancer. Br J Cancer. 2013;108(10):2116-22. 22. Charleston JS, Hansen KR, Thyer AC, et al. Estimating human ovarian non-growing follicle number-the application of modern stereology techniques to an old problem. Hum Reprod 2007;22:2103-2110. 23. Brændgaard H, Gundersen HJ. The impact of recent stereological advances on quantitative studies of the nervous system. J Neurosci Methods 1986;18:39-78. 24. Gundersen JJ, Bagger TF, Bendtsen SM, et al. The new stereological tools: Disector, fractionator, nucleator and point sampled intercepts and their use in pathological research and diagnosis. APMIS 1988;96:857-881. 25. Myers M, Britt KL, Wreford NG, Ebling FJ, Kerr JB. Methods for quantifying follicular numbers within the mouse ovary. Reproduction 2004;127:569-580. 26. Güven D, Altunkaynak BZ, Ayranci E, et al. Stereological and histopathological evaluation of ovary and uterine horns of female rats prenatally exposed to diclofenac sodium. J Obstet Gynaecol. 2013;33(3):258-63. 27. Widdows K, O'Malley A, O'Neill B, Kingdom J, Gillan J, Ansari T. Altered placental development in pregnancies resulting in sudden infant death syndrome (SIDS). Early Hum Dev. 2012;88(10):805-11. 28. Tug N, Uslu U, Cumbul A, et al. Effects of the gonadotropin-releasing hormone antagonist cetrorelix in the early postimplantation period on rat pregnancy. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2011;155(2):166-70. 29. Altunkaynak BZ, Unal D, Altunkaynak ME, et al. Effects of diabetes and ovariectomy on rat hippocampus (a biochemical and stereological study). Gynecol Endocrinol. 2012;28(3):228-33. Tıp Araştırmaları Dergisi; 2013: 11(Ek 2/Kadın Hastalıkları ve Doğum): 16-20 19
Stereoloji Obstetrik ve Jinekoloji DERLEME 30. Hansen KR, Hodnett GM, Knowlton N, Craig LB. Correlation of ovarian reserve tests with histologically determined primordial follicle number. Fertil Steril.2011;95(1):170-5. 31. Sahin B, Alper T, Kökçü A, Malatyalioglu E, Kosif R. Estimation of the amniotic fluid volume using the Cavalieri method on ultrasound images. Int J Gynaecol Obstet. 2003;82(1):25-30. Tıp Araştırmaları Dergisi; 2013: 11(Ek 2/Kadın Hastalıkları ve Doğum): 16-20 20