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【摘要】 [目的]探讨应用计算机辅助的骨盆恶性肿瘤病例手术范围和植入假体设计的手术治疗后的临床效果。[方法] 应用CT数据及快速成型技术，模拟骨盆肿瘤切除重建术，设计手术切除范围，制造病变骨盆精确模型和植入个体化假体;2003年6月～2007年7月，共有9位患者进行了肿瘤切除个体化人工半骨盆重建术，其中男3例，女6例，骨巨细胞瘤4例，脊索瘤2例，软骨肉瘤2例，骨肉瘤1例。根据Enneking骨盆肿瘤分区：Ⅱ区3例，同时累及Ⅱ区和Ⅲ区5例，同时累及Ⅰ 区、Ⅱ区、Ⅲ区、骶骨区(Ⅳ 区)1例。随访时间为12个月到5年。[结果]手术中病变切除彻底，假体安装顺利，术中平均出血4 700 ml，术后1例患者伤口内积血、感染，予以清创、灌洗引流后，选用敏感抗生素后痊愈。所有患者术后4～6周扶双拐部分负重行走，术后4个月逐渐弃拐， 3例(33%)患者复发，其中骨肉瘤1例，术后18个月死于双肺转移;软骨肉瘤1例，术后13个月局部复发，术后17个月死亡;1例脊索瘤术后半年复发，二次手术，半年后再次复发，放弃治疗，3个月后死亡。1例术后2年时出现螺钉松动，患者可持拐行走。其余5例患者假体无松动，患侧髋关节和对侧髋关节对称。[结论]计算机辅助下的骨盆恶性肿瘤的手术范围设计，使切除边缘更彻底，个体化的人工半骨盆，与患者骨盆形状高度一致，保证了手术的顺利进行和良好临床效果，该技术在骨盆恶性肿瘤的切除及重建中有着良好的应用前景。
【关键词】 骨盆; 肿瘤; 偏侧骨盆切除术; 计算机辅助设计
Surgical treatment of pelvic malignant tumors with individualized hemi-pelvic∥ZHANG Yu，YIN Qing-shui, HUANG Hua-yang,et al. Department of Orthopaedics, General Hospital of Guangzhou Military Command, Guangzhou 510010,China
Abstract: To discuss the surgical extension and clinical effects of CAD custom-made hemipelvic for treating malignant pelvic tumors. The pelvis model was generated with its CT data by rapid prototyping. Simulated bone resection and prosthesis design were performed on the models.Surgical extension and made hemi-pelvic were designed.Nine patients received resection of pelvic tumor and reconstruction by individualized hemi-pelvic from June 2003 to June 2007.The series comprised three males and six females, four were diagnosed having giant cell tumor, two having chordoma, two having chondrosarcoma and one having osteosarcoma. According to Enneking’s division, region Ⅱ(n=3),the region Ⅱ and Ⅲ(n=5), involved region Ⅰ,Ⅱand Ⅲ(n=1).The resection of tumor the implantation of prosthesis was easily accessible.The amount of bleeding was 5700 ml on an average.One patient suffered from infection and recovered after debridement.All patients began non-weight bearing walk with double crutches 4～6 weeks after operation and gradually abandoned crutches in 4 months.Three patients had local relapse, one osteosarcoma patient died of lung metastasis at 18 months after operation, one chondrosarcoma patient relapsed locally at 13 months after operation and died at 17 months after operation. One chordoma patient relapsed locally at 6 months operation and received the second operation. It was relapsed again at 6 months after the second operation and died at 3 months.Bolt was loosened in one patient, but the patient can walk with one crutch. No loosening was found in the 5 patients. The position of bilateral hips was symmetric.The surgical extension of tumor designed by computer aided technical makes thorough resection possible. The custom-made hemi-pelvic is highly similar to the pelvis of patient in appearance, which makes the operation easy and produces good clinic results. The custom-made hemi-pelvic offers a good promise for the reconstruction of pelvic malignant tumors.
Key words：pelvis; tumors; hemi-pelvectomy; computer-aided design
骨盆肿瘤的发病率占原发骨肿瘤的3%～4%。由于解剖复杂，与周围脏器、神经、血管关系密切，手术的难度较大，术后并发症较多，其外科治疗是骨科最困难的问题之一[1]。近年来，随着手术技巧的提高和重建方法的改进，骨盆肿瘤的外科治疗有了很大的进展。随着计算机辅助技术的进一步发展，基于快速成形技术在医学的应用，尤其在骨科手术中，个体化的手术切除范围设计和植入假体制造逐渐应用于临床。本研究回顾了本院近年来采用该方法治疗骨盆恶性肿瘤的9例病例，总结临床效果。
1 资料与方法
1.1 一般资料 2003年6月起，本院开始采用计算机辅助技术设计骨盆恶性肿瘤的手术切除范围，并设计、制造个体化骨盆模型和植入假体，至2007年7月，共有9例骨盆恶性肿瘤患者接受在计算机辅助下的手术治疗，其中男3例，女6例;骨巨细胞瘤4例，脊索瘤2例，软骨肉瘤2例，骨肉瘤1例。根据Enneking骨盆肿瘤分区：Ⅱ区3例，同时累及Ⅱ区和Ⅲ区5例，同时累及 Ⅰ 区、Ⅱ区、Ⅲ区、骶骨区( Ⅳ区)1例。其中1例骨肉瘤患者以成骨破坏为主，2例软骨肉瘤显示为溶骨性破坏，2例脊索瘤溶骨性破坏为主，4例骨巨细胞瘤显示为膨胀性溶骨性破坏(见图1)。根据Enneking分期，ⅠB期1例，ⅡA期8例。其中8例为初次就诊，未行手术处理，1例为在外院接受手术处理，术后局部复发后来本院治疗。
术前所有患者均行胸片、B超和ECT了解患者有无肺部、腹部及其他部位的转移，行CT及MRI，确定肿瘤部位、累及范围以及周围血管有无侵犯等情况;并在CT引导下行局部穿刺活检明确肿瘤性质。
1.2 假体的设计与制作 术前患者需行骨盆CT扫描，扫描层厚为1 mm，获得骨盆的细间距断面图像，以DICOM格式保存，输入Mimics软件进行数据分割及三维数字化重建，可得到患者的骨盆仿真模型(见图2)。可在仿真模型上进行手术模拟或直接将三维仿真模型数据输入快速成型机行快速制造，得到骨盆实物模型，再在实物模型上进行模拟手术，这样可以清楚的记录出手术的截骨范围。而后将数据及实物模型(已进行过模拟手术)发送到假体制造厂家，由厂家按照模拟手术结果，制造与患者骨盆完全匹配的重建植入半骨盆假体(见图3)。图1左骨盆骨巨细胞瘤X线，病变涉及髋臼周围、坐骨 图2骨盆模型 图3骨盆假体与模型装配图1.3 手术方法 术前24～48 h可以行肿瘤血管栓塞，或者术中行单侧髂内血管结扎术，以减少术中出血。术前常规行肠道准备，留置导尿，备血。
术中患者取侧卧位,双侧沙袋固定，并保证手术中可以适当调整;多选用骨盆实用切口,并根据肿瘤的部位、范围相应调整手术切口大小;若术前未行肿瘤血管栓塞，则行单侧髂内动脉结扎，以减少手术出血。本组9例中，2例进行了术前栓塞，7例结扎患侧髂内动脉。对肿瘤切除范围，尽量做到根治或切除到边缘，对累及骶骨区进入骶管的病例做到大块切除。手术过程注意保护重要血管和神经。肿瘤组织切除后，以蒸馏水冲洗创面后安装预制假体，预制假体上保留了内固定的位置。近端以螺钉固定在残留的髂骨或骶骨，远端以螺钉固定在耻骨和坐骨，或固定在耻骨联合及对侧骨盆结构。重建原则是在将肿瘤切除完整的前提下，按照术前模型预演的预定方案进行截骨，从而保证假体与骨组织连接部位的匹配，以利于假体的安装固定和保证术后假体的稳定性。髋臼的安放固定必须要保持在前倾15°，外展45°的标准解剖位置(图4)，避免术后发生髋关节脱位。假体安放完毕后，将残留的髂腰肌，臀大、中、小肌复回原位缝合，这样既可覆盖骨盆假体的髂部，又可保持髋部肌肉的张力，维持髋关节的稳定性，留置多功能引流管1～2枚。
手术后患肢外展30°，放置牵引架4～6周。术后患者引流量因人而已，但多在2 000 ml以上。应注意补足血容量，常规使用抗凝治疗，预防深静脉血栓发生。骨肉瘤患者切口拆线后常规进行化疗，骨肉瘤采用大剂量甲氨蝶呤、阿霉素+顺铂、异环磷酰胺3个方案的联合化疗;术前化疗2次，术后化疗6次;软骨肉瘤采用紫杉醇+阿霉素化疗4～6次，骨巨细胞瘤及脊索瘤患者，给予双磷酸盐类药物辅助治疗。
2 结果
9例患者手术过程顺利。由于术前进行了计算机辅助设计制造，骨盆假体完全为个体化设计，从而避免了术中假体的安装困难，保证了手术的顺利进行。术中出血2 800～8 800 ml，平均4 700 ml，术后1例患者伤口内积液、感染，予以清创、灌洗引流后，选用敏感抗生素后痊愈。
术后随访12个月～5年，所有患者术后4～6周扶双拐部分负重行走，术后4个月逐渐弃拐，随访期间，3例(33%)患者复发，其中骨肉瘤1例，术后18个月死于双肺转移;1例脊索瘤术后半年复发，二次手术，半年后再次复发，放弃治疗，3个月后死亡;软骨肉瘤1例，术后13个月局部复发，术后17个月死亡，可能与肿瘤巨大、切除边缘可能有肿瘤残留有关。9例患者中1例术后2年时出现螺钉松动，患者可持拐行走，其余5例患者假体无松动，患侧髋关节和对侧髋关节对称。
3 讨论
骨盆肿瘤的手术治疗涉及临床多个方面[2、3]，包括：①肿瘤的活检与诊断;②肿瘤范围、分期、分级的确定;③治疗方法的选择;④假体的设计制造;⑤术前辅助治疗及术前准备;⑥肿瘤切除技术和假体重建技术;⑦术中出血的控制;⑧术后观察与护理;⑨术后康复。
骨盆肿瘤治疗的原则是首先要完整切除肿瘤，其次才考虑功能重建。对于低度恶性甚至是高度恶性但对化疗敏感的肿瘤，临床上一般可以获得根治性切除。如果肿瘤无法做到广泛性切除，分期不在Ⅱb以上或者已有其他器官转移的，则不适合行此类手术。
3.1 骨盆肿瘤的分区及重建方法 骨盆肿瘤切除重建方法取决于肿瘤的生长部位和范围,目前多采用骨盆肿瘤的分区标准，即根据肿瘤侵犯和切除的解剖部位将骨盆环分为4个区域:髂骨为Ⅰ区;髋臼为Ⅱ区;坐骨和耻骨(闭孔环周围)为Ⅲ区;骶骨翼为Ⅳ区。根据肿瘤累及的不同部位，其重建的方法差异较大。
3.1.1 Ⅰ区和Ⅳ区肿瘤的切除：以往有学者认为骨盆Ⅰ区和Ⅳ区切除后可以不重建,但长期的临床随访发现许多患者负重后出现骨盆倾斜、患肢上移和耻骨联合区的疼痛。而这些问题通过增加植入物的稳定得到解决,从而建议选择性地使用金属固定物和融合方式,如原发性肿瘤切除后最好采用植骨融合,这样有利长期生物稳定,而对于转移性肿瘤,内固定支撑稳定联合骨水泥充填将有效提高生活质量。
3.1.2 Ⅲ区肿瘤的切除：从耻骨联合到耻骨支与耻骨体交界处和耻骨下支，坐骨体与坐骨上支交界处切除，因切除后骨盆环的稳定性未受到大的影响，可不做重建。
3.1.3 Ⅱ区肿瘤的切除：Ⅱ区肿瘤的切除与重建最具挑战性。植骨重建和假体重建是常用的技术，包括耻坐骨肿瘤侵犯髋臼或髂骨肿瘤侵犯髋臼者，肿瘤广泛切除后用瘤段骨壳灭活再植进行重建或人工半骨盆移植进行修复。
3.2 半骨盆置换的现状 髋臼部位肿瘤切除后结构与功能重建可以明显提高患者生活质量，其中半骨盆假体的应用占十分重要的地位。Steel[4]于1978年最先报告了半骨盆切除术，可以保留患侧肢体。其方法是切除髋臼部肿瘤后将股骨头旷置，利用周围的瘢痕组织稳定股骨头。术后患者可以行走，但跛行明显，下肢有不同程度的短缩。上世纪90年代，马鞍状假体(Saddle假体)逐渐开始应用于髋臼周围肿瘤切除后功能重建[3、5]，该假体使用的基本前提是肿瘤切除后至少需要保留2 cm质量良好的髂骨以承接假体的卡槽，同时要求保留外展肌和髂腰肌以维持骨盆和股骨之间的合适张力，其操作性较强。但是由于肿瘤切除后死腔不能被假体填充、不合适的软组织张力、假体与骨盆之间的连接缺乏内在稳定性造成了其具有较高的感染、脱位、坐骨神经麻痹、异位骨化、进行性假体上移等并发症发生率，限制了其的应用。近年来，许多学者应用人工半骨盆置换重建肿瘤切除后骨缺损。通过假体与残余骨盆的三处连接点：髂骨近段或骶骨、耻骨水平支、坐骨支，重建骨盆环的稳定性和髋关节功能，其在以上三个部位均能有效固定的同时，应确保髋臼假体的位置与对侧完全对称，臼面呈外展45°前倾15°，手术过程的复杂性提高了手术难度，使其在术中安装比较困难，甚至无法安装。
近年来，随着计算机辅助设计制造技术的发展，有学者报道了应用计算机辅助技术设计制造个体化人工骨盆，并取得了较好的临床效果，本研究通过计算机辅助技术将传统的半骨盆改进为带有髂骨、耻骨、坐骨三部分的组合式个体化人工关节，术前根据模型进行预想的肿瘤切除及假体重建，假体的精确性高，完全与患者对侧骨盆相匹配，且双侧髋关节对称，从而保证了假体的个体化以及手术操作的顺利进行，避免了术中假体安装困难，节省手术时间，减少患者术中出血。经过随访，结果表明：骨盆恶性肿瘤切除后，选用个体化人工半骨盆进行重建结果优良，有着良好的应用前景。
【参考文献】
[1] Abudu A,Grimer RJ,Cannon SR,et al.Reconstruction of the hemipelvis after the excision of malignant tumors. Complications and functional outcome of prostheses[J]. J Bone Joint Sure Br,1997，79:773-779.
[2] 郭卫，杨荣利，汤小东，等.髋臼周围肿瘤的切除与重建[J].中华外科杂志，2004，42： 1419- 1422.
[3] Aljassir F, Beadel GP, Turcotte RE,et al.Outcome after peliv sarcoma resection reconstructed with saddle prosthesis[J].Clin Orthop Relat Res，2005,438:36-41.
[4] Ozaki T, Hillmann A, Lindner N,et al.Chondrosarcoma of the pelvis[J].Clin Orthop Relat Res,1997,226-239.
[5] 戴尅戎，朱振安，孙月华，等.计算机辅助个体化人工半骨盆的设计与应用[J].中华骨科杂志，2005，25：258-262.
作者单位：1a.广州军区广州总医院骨科研究所，广州 510010;1b.广州军区广州总医院整形外科，广州 510010;2.广州华博生物制药研究所博士后工作站，广州 510010;3.广州医学院，广州 510010