ISOLA脊柱内固定系统在高位骶骨肿瘤切除重建中的应用

            作者：李国东，蔡郑东，侯铁胜，张寅权，王纪，汝明，何大为，傅强，纪方 

【摘要】  ［目的］探讨采用脊柱ISOLA钉棒系统重建高位骶骨肿瘤切除后腰椎-骨盆连续性的适应证、手术方法及可行性。［方法］对2001年7月～2007年1月间收治的43例侵犯S1、2的高位骶骨肿瘤患者进行回顾性研究，所有患者行肿瘤切除术后双侧或单侧ISOLA系统腰椎-骨盆的连续性重建。其中单侧重建者11例（25.6%）,双侧重建者32例(74.4%)。［结果］43例中，脊索瘤、骨巨细胞瘤、神经源性肿瘤共33例（77.1%）。术后34例(79.1%)经12～62个月随访，5例脊索瘤患者复发，29例得到良好局部控制。术后腰骶部疼痛及下肢根性疼痛症状均明显缓解，恢复正常负重及行走。无1例出现断钉、断棒或螺钉松动。X线片检查未发现钉孔扩大、骨盆内聚及腰椎下移(L5下沉)。国际保肢学会（ISOLS）评分功能优良率26例（76.5%）。［结论］对于高位骶骨肿瘤，采用ISOLA钉棒系统重建其切除后腰椎-骨盆连续性的手术方法简便，创伤小，并发症少，且固定确实,值得推广。

【关键词】  脊柱ISOLA系统； 骶骨； 肿瘤； 重建

    Abstract: ［Objective］To investigate the operation indications and techniques of the ISOLA spinal system in reconstruction of the lumber-pelvis continuity after resection of high-level sacral tumors. ［Method］A retrospective study was performed in 43 patients with high-level sacral tumor (HLST) between July 2001 to January 2007. Symptoms, signs, histological findings of the tumors and their outcomes were analyzed. All patients underwent resection of HLST and spinopelvic reconstruction with ISOLA spinal system，11 unilateral and 32 bilateral.［Result］Among the 43 patients, 33(77.1%)had chordoma, giant cell tumor of bone and neurogenic tumors. Thirty-four patients alive were followed-up for an average of 35 months(12～62 months), 5 patients had a recurrence of chordoma and 29 patients with HLST were under control. The pain originated from the lumbosacral joint and the spinal nerve root was obviously relieved.The patients could stand and ambulate normally. No loose screw or broken rod were found.X-rays showed no signs of the enlarged screw canal or lowered lumbar spine.The effect was 76.5%(26/34) excellent judged by the ISOLS system.［Conclusion］Spinopelvic reconstruction by ISOLA system after resection of HLST is characterized by easy manipulation, less complications and instant stable fixation. It may be widely used in the clinical practice.

    Key  words：ISOLA system;  sacrum;  tumor;  reconstruction

    原发性骶骨肿瘤非常罕见，据统计仅占骨肿瘤患者总数的1%～4.3%。鉴于肿瘤边缘切除或囊内刮除手术无论对于骶骨的良、恶性肿瘤还是中间性肿瘤（如巨细胞瘤）都很少能达到根治的效果。根治性手术，即骶骨的部分或全部切除手术，已经成为骶骨肿瘤的标准术式。对于累及S1、2，有单/双侧骶髂关节损害的高位骶骨肿瘤而言，骶骨肿瘤根治性手术后腰骶、骶髂关节的稳定性重建是手术的一个重要步骤和目的。维持和重建良好的腰骶、骶髂关节稳定性可明显缓解术后疼痛等临床症状，预防腰椎下沉、病理性骨折或截瘫，使患者早期下床活动，有利于放疗、化疗等综合治疗措施的实施。

    腰骶稳定性重建方法有多种。对于手术切除肿瘤自身就极具挑战性的骶骨肿瘤而言，寻找一种操作简便、手术时间短、创伤小、并发症少且固定确实的重建方法，一直是外科医生的目标。作者自2001年7月～2007年1月间采用ISOLA钉棒系统，通过应用改良的Galveston技术，使肿瘤切除术后在腰骶、骶髂关节稳定性，恢复骨盆环完整性、防止腰椎下沉，使患者早期下地负重、活动方面有了很大改善。临床随访疗效满意。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料

    2001年7月～2007年1月间本科共收治43例侵犯S1～2的高位骶骨肿瘤患者,全部进行了骶骨肿瘤广泛性切除与ISOLA系统腰椎-骨盆重建手术。本组男24例，女19例;平均年龄为42±15岁（年龄范围为14～65岁）。术前均合并有慢性腰骶部疼痛及下肢根性疼痛，轻～中度大小便困难，病程为0.5～10年。术前均常规行X线平片、CT、MRI、99mTc全身骨扫描、腹部B超、DSA（数字剪影血管造影）及静脉肾盂造影等辅助检查以确诊。

    1.2  手术适应证

    高位骶骨肿瘤切除与重建术的适应证为：侵犯S1或S2的恶性、良性以及进展性的肿瘤。本组病例的肿瘤类型中，骨巨细胞瘤、脊索瘤、神经源性肿瘤共计33例（77.1%），为最常见的肿瘤类型；5例转移性肿瘤中，4例为转移性腺癌，1例为转移性鳞癌，均为术后病理证实的不明来源肿瘤。具体病理结果见表1。以上肿瘤均侵犯S1、2,其中2例侵蚀L4、5椎体。所有患者均有不同程度的括约肌功能障碍。对于转移性骶骨肿瘤患者：ECT及其他影像学检查发现有全身多处转移的恶性肿瘤患者列为手术禁忌证；而对于全身仅有1～2处转移，一般情况可以耐受手术者可视为相对禁忌证，为改善患者生活质量，可作为姑息性手术予以治疗。表1  本组43例高位骶骨肿瘤患者的组织学结果肿瘤类型患者例数

　　1.3  手术方法

    对于瘤体巨大，肿瘤突入盆腔的患者，采取前后联合手术切除。本组43例中，有18例瘤体巨大且突入盆腔的肿瘤采用前后联合入路；另25例采用双侧髂内动脉结扎、单纯后方入路。

    1.3.1  前方入路：下腹部正中切口，上至脐下达耻骨联合，保留腹直肌。经腹暴露盆腔，然后在腹膜后解剖下腰椎及骨盆区域。解剖双侧髂动脉及髂静脉，结扎双侧髂内动脉，缝扎骶中血管。将骨盆内的内脏及血管结构从肿瘤表面分开。探查肿瘤，酌情打开侧腹膜，保护肠系膜下动脉和输尿管，完全游离乙状结肠直达肛管平面，保护肿瘤假性包膜的完整和肠管免遭损伤。解剖直肠后，切断进入肿瘤体内的骶神经根。前路切除L5/S1椎间盘，以及在腹侧进行部分的骶髂骨的截骨术（此时防止肿瘤出血，注意输血）。在直肠的背侧放置一块无菌纱布将直肠与腰椎及骶骨分离开，关闭后腹膜、腹膜及腹壁。

    1.3.2  后方入路：患者翻转为俯卧位，自L4棘突至S3平面做一后正中切口，向两侧剥离椎旁肌，暴露椎板、L4、5、L5/S1小关节、髂后上棘。按常规方法在L4、5椎体置椎弓根螺钉(直径5 mm 或6 mm)。按照Galveston 技术的要求在双侧髂后上棘处开骨槽，放置髂骨钉时注意进针角度与矢状面呈50°～70°角，与垂直面呈15°～25°角方向(此角度与骶髂关节负重力线方向基本保持一致)，球形探子需一直保持在髂骨翼骨质中，然后置入髂骨螺钉(直径6.25/7 mm)，长60/80 mm。本组中32例行双侧ISOLA系统固定，另11例因肿瘤偏向骶骨一侧，且考虑到因素，行单侧ISOLA系统固定（图2）。切除L5椎板及骶管后壁，辨认硬膜囊及L5和S1神经根，在L5神经根远端结扎硬膜囊及骶神经根。分离肿瘤壁，在做好加压输血后，迅速将肿瘤组织完整切除。从后侧切口将骶前纱布取出。创面冲洗后，模棒试好金属棒的长度及弧度，体外弯棒后置入体内并锁紧。注意金属棒尾端不超过髂骨钉侧开口远端过多，以避免伤口关闭后皮肤明显隆起或受压淤血坏死。混合使用自体骨、异体骨以及去矿物质的骨基质，将之放置于选择性去皮质的骨表面，以促进融合。放置负压吸引管，关闭切口。术后1周逐步在无外制动下坐起、下地、负重及行走等活动，勿需石膏或支具外固定及长期卧床。

    1.4  辅助治疗

    所有患者术前48 h内均进行了DSA（数字剪影血管造影）检查，并进行局部血管栓塞治疗。12例术前曾作肿块活检的患者进行了局部化疗。术后10例患者进行了局部的放疗。2例病理诊断为骨肉瘤的患者术前接受了全身辅助化疗。

    2  结果

    43例患者围手术期情况：（1）无手术死亡；（2）本组病人术后第2 d即取半卧位，两周折线后即可下地扶拐或不扶拐行走；（3）4例病人骶部切口延迟愈合，其中3例经换药痊愈，1例行臀大肌皮瓣转位伤口愈合。

    本组随访34例,平均42.5个月（12～62个月），失访9例。随访结果：(1)术后并发症： 4例病人术后有大小便功能障碍，半年后2例完全恢复，2例部分恢复；1例患者能勃起，但不能射精，另1例患者勃起障碍，经过心理治疗后得到好转;4例术后出现1侧肢体麻痛，其中3例术前即有，经对症处理后症状得到不同程度缓解；4例病人术后感腰僵直，弯腰时感觉尤其明显。（2）局部复发情况: 3例脊索瘤病人术后15～25个月复发，予以二次手术切除。余31例得到良好局部控制。(3)骶骨转移性肿瘤: 5例转移瘤患者,术后均经4～6疗程标准全身化疗,3例(2例腺癌,1例鳞癌)于两年内发生全身转移后死亡。另2例随访情况良好。（4）术后功能：术后6个月随访时，按国际保肢学会（ISOLS）推行的骨与软组织肿瘤保肢术后功能评估标准：34例中5分16例（47.1%），4分8例（23.5%）,3分10例（29.4%）。无低于3分随访记录。（5）未出现断钉、断棒或螺钉松动现象。X线片检查未发现钉孔扩大、骨盆内聚及腰椎下移(L5下沉)。

    典型病例1：男,51岁,因“腰骶部疼痛伴双下肢麻木、活动障碍半年”入院。MRI提示骶骨巨大占位性病变（S1～3）。2004年5月12日行手术切除，采用前后联合入路及双侧ISOLA系统内固定(图1～8)。术后病理回报：骶骨神经纤维瘤。术后随访36个月，下肢功能良好，无神经根压迫症状，无括约肌功能障碍，仅诉腰部活动后僵硬感，休息后可缓解。

    典型病例2: 女,51岁,因“右侧腰部疼痛伴右下肢麻木、活动障碍1年余，加重2个月”入院。MRI提示骶骨巨大占位性病变（S1、2）。2004年10月13日行手术切除，采用双侧髂内动脉结扎、单纯后入路肿瘤切除及双侧ISOLA系统内固定(图9～13)。术后病理回报：骶骨骨巨细胞瘤。术后随访31个月，下肢功能良好，无神经根压迫症状，无括约肌功能障碍，仅诉右侧腰部偶有酸胀感，休息后缓解。  图1术前MRI矢状位可见肿瘤向前方突入盆腔,压迫直肠、膀胱  图2术前MRI横切面可见双侧骶髂关节受累  图3术前DSA造影可见巨大肿瘤影，造影剂形成明显血池  图4前路下腹部正中切口，上至脐下达耻骨联合  图5后正中切口，自L4棘突至S3平面  图6术中双侧ISOLA内固定装置安放到位  图7手术切除的巨大神经纤维瘤，达80×140mm  图8术后2周，骶髂关节正侧位X线片示重建情况  图9术前MRI矢状位可见肿瘤向前方突入盆腔，但肿块不大  图10术前CT横切面可见左侧骶髂关节受累  图11术前DSA造影可见左侧肿瘤影，造影剂形成明显血池  图12经倒“八”字切口结扎双侧髂内动脉  图13术后2周，骶髂关节正侧位X线片示重建情况3  讨论

    骶骨原发性肿瘤病理类型多样,以脊索瘤、骨巨细胞瘤、神经源性肿瘤为最多见［1、2］。本组43例中，上述3种肿瘤33例（77.1%）。但近年来，转移性骶骨肿瘤有增多趋势［3］，本组中5例为转移性肿瘤。临床上,骶骨肿瘤常常不能得到早期诊断。其主要症状慢性腰腿疼易与腰椎疾病或盆腔疾病混淆;骶骨X线片也常因腹腔脏器和临近骨的重叠，导致其骨破坏不易被发现。因此，对长期下腰痛不明原因者，应行CT、MRI等检查排除骶骨肿瘤。高位骶骨肿瘤的患者往往比未侵犯S1、2的骶骨肿瘤更容易发现，其原因是S1、2神经受损(有时还有L5神经根),势必影响下肢功能和括约肌功能。本组病例中50%有不同程度的括约肌功能障碍.70%有下肢麻痛。

    3.1  高位骶骨肿瘤切除术中的骶神经保护

    对于骶骨肿瘤切除术中骶神经的保护问题，中外学者存在分歧。对于交界性及恶性肿瘤，国外学者多主张行根治性切除术，通过健康组织切除整块或部分骶骨，连同骶神经甚至部分直肠等一并切除，必要时行结肠造口术［4、5］。术后患者大小便失禁，双下肢不能独立行走，造成残废和工作生活上的困难。而国内学者则多主张尽量保留S1～3神经［6］。作者认为骶骨肿瘤行根治性切除几乎是不可能的，即使是S4、5的低位肿瘤连同S4、5神经完整切除.也只能做到广泛切除；切除高位骶骨肿瘤时，应尽可能保留双侧S1、2及至少一侧S3神经根，或保留单侧S1～3神经根，以最大限度的保留双下肢、大小便及性功能。保留骶神经必须进入肿瘤，在瘤内仔细分离神经。肿瘤近端、背侧、骶尾侧和侧面用广泛切除的方法，即在正常组织中分离，肿瘤腹侧在骶前筋膜通过间隙进行钝性剥离，把直肠等脏器推向前方。创面以温热冲洗用水浸泡10 min以破坏和消灭残存的肿瘤细胞。实践证明以上操作可以较彻底地切除高位骶骨肿瘤，最大限度的保留双下肢、大小便及性功能并减少手术后复发率。

    3.2  高位骶骨肿瘤切除后重建的必要性

    尽管对于高位骶骨肿瘤切除术后是否重建仍然存在争议［5］，但目前大多数学者主张进行重建。骶骨和骶髂关节是腰椎、骨盆连续性的中枢所在：从解剖学角度，骨盆环的重力传导由骶骨弓和骶坐弓完成。两弓分别在站姿和坐姿时发挥作用。两弓的完整依赖于骶骨的完整［7］；尸体解剖也证实：大部分的骶髂关节下缘位于S2、3之间。高位骶骨切除将严重破坏骨盆环的完整性和稳定性，导致重力的传导移位：坐下时两髂骨后张，站立时两髂骨内聚，造成骨盆严重不稳。即使肿瘤病灶切除后可保留S1的上壳和两侧的髂骨翼阻挡腰椎下移，由于腰骶局部受力过大，仍会造成不能长时间站立、蹲坐及严重的腰腿疼痛。从实验角度，早在1976年，Gunterberg就通过生物力学实验证明：在S1、2之间切除部分骶骨可使骨盆环的强度降低30%，在骶岬下1 cm处切除则降低50%。高位骶骨肿瘤切除术中S1、2切除后势必导致腰-骨盆连续性中断与极度不稳，脊柱下沉［8］。因此累及S1、2的骶骨肿瘤切除后须进行腰骶稳定性重建。作者早期部分未重建的病例在术后半年内仍无法正常坐起，严重影响了患者膀胱功能的恢复。因此，虽然腰骶部的稳定性可通过脊柱和骨盆间的瘢痕组织形成悬吊带来部分代偿，但瘢痕形成至少需要卧床8～12周。考虑到长期卧床相关并发症，作者认为对于此类病人进行腰椎-骨盆连续性重建是必要的。

    3.3  改良Galveston技术重建腰椎-骨盆连续性和ISOLA脊柱内固定系统

    腰椎-骨盆连续性重建方法的探讨是从20年前Shikata等采用骶骨棒、哈氏钩棒系统重建开始的。之后，国外一些学者采用动力加压钢板、CD系统、椎弓根螺钉等分别与大块异体骨组合进行重建。早期的重建方法存在固定不确实、植入物机械障碍发生率高等突出问题。1997年，Gokaslan 等首先将脊柱侧凸的Galveston技术应用于骶骨肿瘤术后腰椎-骨盆连续性重建。后有人采用髂骨钉代替金属棒，然后再将螺钉与固定于脊柱两侧的棒直接连接，大大简化了弯棒操作，而且增强了装置的矢状面上抗拉能力，这被称为改良的Galveston技术。由于其与早期其他重建方式相比具有突出优点，目前，国内外大多数学者倾向于采用该技术进行重建。

    ISOLA脊柱内固定系统是美国Acromed公司与Kansas医学中心研制和开发的脊柱内固定器械。其最初用于脊柱侧凸的后路融合手术,尤其是伴有躯干失平衡、骨盆倾斜的麻痹性侧凸患者。用于改良Galveston技术的ISOLA内固定装置由普通椎弓根螺钉、髂骨钉、棒-钉的连接体、棒等组成。髂骨钉有8种规格：直径自7.00～10.00 mm,长度自50.00 mm～80.00 mm不等,其中最常用的是7.75×80 mm髂骨钉。连接体有直角和带20°角度2种，带20°角度的连接体用于连接髂骨钉和金属棒。

    根据对43例高位骶骨肿瘤的治疗体会，作者认为:该技术操作简便、显露容易、具有即刻稳定、出血少、危险性小和手术时间缩短等优点。术后一般不需外固定或仅需要一般支具，利于术后早期活动或下地负重、锻炼，有助于膀胱、直肠功能的早日康复。此外还可同时矫正畸形，保持脊柱矢状面轮廓。可有效保证植骨区的稳定、促进骨融合。本组34例随访病例在随访期内（12～62个月）未出现断钉、断棒或螺钉松动现象。X线片检查未发现钉孔扩大、骨盆内聚及腰椎下移(L5下沉)。

    3.4  利用ISOLA内固定系统行腰椎-骨盆连续性重建的手术要点及注意事项

    应用ISOLA内固定系统进行高位骶骨肿瘤切除术后重建的要点是:（1）ISOLA钉棒系统固定于髂骨的进钉点、进钉方向及金属棒的安放是该技术操作的关键步骤，术中应将两侧髂后上棘的头侧作为进钉点，可最大限度利用髂骨翼的长度，同时髂后上棘应尽量保留，进钉时与矢状面呈50°～70°角，与垂直面呈15°～25°，选择进钉方向应与骶髂关节负重立线方向基本保持一致；（2）为取得理想的固定效果，防止腰椎围绕单侧金属棒旋转，原则上禁行L5及髂骨单侧短节段固定，如因问题仅行单侧固定，至少需要固定单侧L4、5及髂骨；（3）髂后上棘下缘开槽必须足够大,拧入髂骨钉的尾端需埋入槽内以免术后钉尾突出皮下造成皮肤坏死；（4）金属连接棒的长度及弧度应避免使其尾端过多的超过髂骨钉尾远端，避免伤口关闭后皮肤受压坏死；（5）为减少肿瘤切除创面出血，作者倾向于在切除肿瘤前先安置椎弓根钉、髂骨钉并弯棒；（6）对于髂骨被肿瘤侵犯、破坏的患者，由于髂骨骨质改变，无法保证螺钉系统的稳定，应视为该技术的禁忌证；（7）术者必须有熟练的三维弯棒技术，以免增加手术时间。

    近些年，一些国外学者提出了前后联合重建、大段异体骨重建、大型定制假体重建等不同的重建方式［9、10］。这些重建方式各有优缺点，但普遍存在手术复杂、创伤大、并发症多等固有缺陷。通过对43例高位骶骨肿瘤患者的手术治疗及长期随访，作者认为，与之相比，采用改良Galveston技术的ISOLA脊柱内固定系统行腰椎-骨盆连续性重建具有手术简单、创伤较小、手术时间短、患者功能恢复快等优势，值得推广。

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