肢体恶性骨肿瘤的微波高温原位灭活保肢术

【摘要】  ［目的］探讨肢体恶性骨肿瘤的微波高温原位灭活保肢术的临床效果。［方法］将荷瘤骨段与正常组织分离后原位热灭活，经过灭活骨段的加固措施，使其能够承重，且保留了临近的自然关节。［结果］经本术式治疗的309例肢体肿瘤结果：3年以上存活率为60.2%，对多数病人而言，保留了功能甚为满意的肢体，近期并发症及远期并发症均较文献报告低。［结论］原位灭活保肢术是一种可靠、有效和简化的术式，肿瘤学和功能学效果均令人鼓舞。

【关键词】  恶性骨肿瘤； 微波； 高温； 保肢术

Applying microwave hyperthermia in limb salvage surgery for malignant bone  tumor of extremities∥FAN Qing-yu,MA Bao-an,ZHOU Yong, et al.Department of Orthopedic Surgery, Tangdu Hospital, the Fourth Military Medical University, Xi’an, 710038, China

    Abstract: ［Objective］To analyze the clinical effect of microwave hyperthermia in limb salvage surgery for malignant bone tumor of extremities. ［Methods］From July 1999 to July of 2005, 309 patients with malignant or bone tumors of extremities were treated by heat necrosis of tumor- bearing bone in situ for limb salvage.The most common diagnosis was osteosarcoma. The first step of the traditional limb salvage was en bloc resection of the tumor-bearing bone. For the novel method, the tumor bearing bone was just separated from surrounding normal tissues, and was devitalized by hyperthermia in situ.After re-strengthening the dead bone, its mechanical property became strong enough to support the body weight.［Results］The beyond 3 years survival rate was 60.2% for high-grade malignancy. In great majority of the patients, cosmetic and useful limbs were preserved. The complication rate was lower than that in the literature reports.［Conclusion］The long term experience has proved that the new method has made its way in the field of orthopedic oncology. The applying of hyperthermia for treatment of bone tumors is an effective, simple, and inexpensive method. The oncological and functional results are encouraging. Hyperthermia should deserve more attention than it has in the clinical practice.

    Key  words：malignant bone tumors;  microwave;  hyperthermia;  limb salvage

    三十年前，肢体的恶性肿瘤(主要为成骨肉瘤)，意味着肢体截除和高达80%以上的死亡率。随着化疗的引入，影像学的快速进展(如CT、MRI、PET等)，以及手术技巧及生物材料的进步，保存肢体的手术逐渐兴起，以替代传统的截肢手术。据美国肿瘤学会的最新资料，目前80%以上的骨肿瘤患者可以施行保肢手术，3/4以上的病例能得到治愈［1］。可以说，在恶性骨肿瘤的治疗上，取得了骄人的成绩。目前广泛使用的保肢方法可归结为两大步骤。

    1、荷瘤骨段的截除(en bloc resection)

    2、对截骨后造成的缺损进行修复，即为重建(reconstruction)。重建的方法计有金属假体置换、异体骨关节移植、假体和移植的复合(APC)，或者瘤段骨体外灭活后再植术等［2～5］。

    现在，许多大的医疗中心，倾向于使用金属假体。经过一段热情的假体置换后，2003年，2篇来自美国和欧洲的分别为  “Current opinion in oncology'”和“Limb salvage in musculoskeletal oncology”［6、7］的文章中，对保肢手术的较长期结果进行了系统的回顾分析。膝关节上下的金属假体5年存活率约为85%，但是胫骨近端的假体，依然较股骨远端的效果差。Dr.Renё Veth等似乎对假体的功能存有疑虑，他们认为肢体保留确实有美容学上的巨大优点，但生活质量是否肯定高于截肢后配戴义肢的患者尚不清楚，因为恶性肿瘤的患者多为青少年，金属假体的远期松动，将是一个不容忽视的巨大隐患。问题的本质是目前所使用的非生物材料(金属、塑料等)，尚不能和宿主骨及软组织进行完美的接合。

    高温治疗骨肿瘤并不是一个新概念，自从1975年华盛顿召开的第一次国际高温肿瘤学会议以来，高温疗法得到了世界范围内的重视，并被广泛应用于肝癌、前列腺癌及其他癌症的治疗。从1992年起，本科开展了高温原位灭活法治疗骨肿瘤的新途径，该方法无论在肿瘤学结果或是功能学结果方面都具有明显的优点。

    1  材料与方法

    报道1999年7月～2004年7月，309例有较好随访资料的恶性骨肿瘤保肢手术的结果(1992～1999年的147例初步结果已在Clin.Ortho.杂志上报道过，此次不在其内)。251例成骨肉瘤，7例尤文氏肉瘤，23例软骨肉瘤，14例转移癌，8例MFH，6例造釉细胞瘤。发病部位依次为：股骨远端、胫骨近端、股骨近端、胫骨远端、肱骨近端、桡骨远端、肩胛骨、锁骨、跟骨等。78%发生在膝关节上下，绝大部分的软骨肉瘤发生在股骨近端，所有的造釉细胞瘤均发生在胫骨中远段。年龄及性别分布与文献记载无特殊。

    手术前，一般给予3个疗程的化疗准备(阿霉素、氨甲蝶呤、顺铂、紫杉醇等)。如果显示对化疗非常不敏感，肿瘤急速增大或出现反跳征象者，应尽快结束化疗而实行手术。手术过程：

    1.1  荷瘤骨段的分离(以常见的发病部位为例图示说明)

    1.1.1  股骨远端

    股内侧波浪形切口，先显露股血管，注意保护隐神经，然后暴露腘血管，结扎通向瘤体的增粗的滋养血管，游离腘血管至关节间隙下方1 cm。然后分离附丽于股骨上的肌肉，一定要保证分离时的安全界限(safe margin)。切开关节囊，使髌骨脱位，将降温袋置于荷瘤骨段和分离的正常软组织之间(图1)。  图1股骨远端骨肉瘤保肢过程  图1a术前MRI显示  图1b术前外观，显示软组织包块  图1c完成分离  图1d放置降温袋

    图1e微波灭活后去除瘤块  图1f重建用的骨屑、骨水泥、皮质骨条及钢板  图1g以骨屑及骨水泥混合物充填  图1h预防性钢板内固定1.1.2  胫骨近端

    内侧弧形切口，切断比目鱼肌的附丽，显露胫后血管神经，结扎至瘤体的滋养分支，游离腘血管至关节间隙上方1 cm，然后切断附着于胫骨上段的肌群，将降温袋置于荷瘤骨段和分离的正常软组织之间(图2)。

    1.1.3  胫骨远端

    用内外侧双切口，以骨间膜为界限，将胫前肌群和血管向上翻起，胫后肌群和腓骨肌向后翻起，以4根香烟引流条将前后皮瓣牵开，完成分离(图3)。

    1.1.4  股骨近端

    病变范围较小者，通过外侧切口，向内掀开股外侧肌，切开内侧肌间隔，插入撬骨板，即可安全地进行灭活。对于病变较大者，一般需截骨术，将股骨近侧端掀起，安全地进行灭活(图4)。

    1.1.5  肱骨近端

    肱骨近端，以前方拐棍形切口翻开三头肌(有时仅需保留薄薄一层)，切断胸大肌附丽，截骨后切除其他肌肉附丽，然后进行灭活。

    1.1.6  肩胛骨

    做肩胛后沿切口，切断大小菱形肌后，再切断前锯肌，以大纱布垫置于肩胛骨和胸壁之间，即可进行灭活(往往需牺牲岗下肌，对功能无可见性影响)(图5、6)。

    1.1.7  桡骨远端

    以内外侧双纵型切口，以骨间膜为界，将掌侧肌腱及血管神经向上掀起(将旋前圆肌遗留在瘤体之上)，后方肌群肌腱向后翻开，以4根香烟引流条牵引。  图2胫骨近端骨肉瘤保肢过程  图2a分离胫后血管神经束  图2b完成分离  图2c微波灭活后去除瘤块，以骨屑、骨水泥、皮质骨条或自体骨移植重建局部缺损，钢板预防性内固定  图2d转移腓肠肌内侧头覆盖钢板及重建物  图3胫骨远端肿瘤  图3a内外侧双切口暴露，将前后皮瓣牵开  图3b分离完成后以顺铂纱布保护  图3c灭活后重建  图3d钢板预防性内固定  图3e  关闭切口  图4股骨近端软骨肉瘤  图4a术前X线片  图4b术后X线片1.2  微波诱导高温原位灭活

    根据肿瘤的体积、形状，决定插入天线的数量和天线分布，做到每个部位均达到或超过杀灭温度，做到真正的适形性消融(formal ablation)。作者设定的灭活温度为70℃～80℃，持续30 min，温度的检测手段包括天线内置的测温头(做反馈控制用)，单独使用的测温系统，偶尔使用红外线测温(图7)。

    1.3  灭活骨段的加固

    灭活完成后，切除骨轮廓外的包块焦痂，恢复骨的自然形状。然后通过开窗刮除瘤腔内松脆的坏死瘤组织，以异体骨条(或自体腓骨)及骨粉与骨水泥的混合物严密充填，最后给予钢板螺丝钉内固定(截骨与不截骨皆然)。有时需考虑软组织覆盖，常用的方法有腓肠肌内侧头转移覆盖胫骨近端；缝匠肌转移代替股内侧肌，覆盖股骨远端。胫骨远端保肢术，有时需要皮瓣转移或游离皮瓣覆盖。术后处理：上肢手术佩戴外展支架，下肢手术佩戴免负重支架。3～6个月后，即可不戴支架活动。

    2  结果

    2.1  3年生存率

    随访期间，266例ⅡB期患者中，106例患者于术后9个月～2年间死于肺转移，3年以上存活率为60.2%；所有的ⅡA期肿瘤患者共29例(软骨肉瘤及造釉细胞瘤)，均得到良好的局部和全身控制；14例转移癌患者，6例得到局部和全身控制4～8年，目前情况良好，8例病人于2～4年内因他处病变而死亡。

    2.2  并发症分析

    本组共有37例出现局部复发，30例导致截肢，7例经过再次手术控制，局部复发率为12%。25例出现术后骨折，骨折发生率为8%，均经过再次手术(有2例经过3次手术)得到愈合。常用的方法为：自体腓骨移植加异体骨皮质条，骨粉骨水泥混合物，以及钢板螺钉固定。无1例因骨折而截肢者。9例发生深部感染，感染率为2.9%，2例截肢，4例经手术清理、滴注引流而愈，3例待感染控制后行异体骨移植关节融合术。

    2.3  术后功能分析

    除死亡病例(114例)及因并发症截肢病例(32例)外，有163例进入功能分析。发生于特殊部位者(肩胛骨、锁骨、跟骨)对功能几无影响，尤其肩胛骨恶性肿瘤(伊文氏肉瘤、成骨肉瘤)经微波灭活后对肩关节功能影响甚微。发生于长骨干(如股骨，胫骨中断，肱骨中断)的肿瘤，术后不影响两端大关节功能。发生于胫骨中段的，主要为伊文氏肉瘤和造釉细胞瘤，经微波灭活及加固后，有良好的负重功能。肱骨近端恶性肿瘤，多需牺牲较多的三角肌，甚或腋神经，术后肩关节功能影响较大，肩关节外展范围多在40°～90°之间，但可保障肘和腕功能良好。股骨近端恶性肿瘤灭活后，对髋关节功能影响较小。股骨远端为最好发部位，凡无并发症者(event-free)功能比较满意，但是约半数病人出现不同程度四头肌粘连，会影响屈曲度，绝大多数病人屈曲度会达到90°以上，步态良好，完全下蹲有一定障碍。胫骨近端肿瘤总发生率仅次于股骨远端，术后功能最为满意，关节屈伸度几为正常。但对于软骨下病变者，灭活有一定难度，为了达到杀灭温度，必须使关节内温度达到50℃以上，在关节内循环降温保护下，软骨活性尚可保存，但有4例病人侧副韧带从胫骨上端附丽处剥脱，造成关节不稳，需后期重建。(注：此处没用美国通用评分标准，只是描述性。  按通用标准也有相当的随意性)。图5肩胛骨肿瘤  图5a术前CT三维重建显示肿瘤与血管关系  图5b术前外观  图5c术中微波灭活  图5d去除肩胛岗以下肩胛骨及肿瘤  图5e切除肿瘤标本  图6肩胛骨肿瘤  图6a术前X线片显示肩胛骨肿瘤  图6b术前CT  图6c术中暴露  图7红外线热成像  图7a红外线热成像仪  图7b显示术中微波天线加温热成像  图8术后免负重支架保护  图8a术前X线片  图8b术后X线片 

    3  讨论

    关于保肢手术后复发问题

    肿瘤的局部复发是伴随保肢手术的一个挥之不去的阴影，甚至作为首选治疗的截肢手术仍有少数病例发生残端复发(stem recurrence)(图9)，多为截肢平面不当所致。但与保肢手术相比，截肢术后局部复发率相当低。任何种类的保肢手术都涉及将荷瘤骨段与周围软组织的分离(dissection)。对于ⅡB期的肿瘤而言，周围软组织均有范围不等的反应区，表现为水肿、泛黄，在反应区内有可能存在肿瘤的卫星灶或小血管内的微型瘤栓(tumorous minithrombus)。当骨轮廓外包块较大，瘤内压力甚高(表现为疼痛严重)，邻近软组织内微型瘤栓发生率远比想象中为高。作者曾发现多种类型的瘤栓。作为肿瘤手术的原则，争取得到理想的手术界限是首要的选择。手术界限可分为肿瘤内(intratumorous)、边缘型(marginal)、扩大切除型(wide margin)及根治型(radical margin)。当骨轮廓外软组织肿块很大时，重要的血管神经束往往被严重挤压，对它们的分离只能是边缘型，这样血管神经束周围难保没有肿瘤微型卫星灶。另外，大量地牺牲周围的肌肉不仅会造成术后软组织覆盖的困难，也会牺牲较多的肢体功能。因此，手术界限的选择是一个两难的问题，很多时候需要依凭术者的经验。对高度恶性的成骨肉瘤而言，在选择手术治疗时绝大多数是划归ⅡB期。由于Enneking分期没考虑骨轮廓外软组织肿块的大小，同为ⅡB期的患者其肿瘤细胞的负荷程度会有巨大差别(图10)。

    如此看来，目前的分类方法稍嫌粗糙，有必要分为3个亚型。姑且按以下标准大致细分：如果骨轮廓外软组织包块的最厚处的宽度小于该处骨直径的1／2者或仅有轻度皮质反应者为ⅡB-1；大于1／2小于或等于骨直径者为ⅡB-2；超过骨直径者为ⅡB-3。由于国内经济发展的不平衡，来自欠发达地区的患者在诊断确定时多为中晚期，这一比例似乎远超过西方发达国家。本组病例中仅有10余例为ⅡB-1，五分之一为IIB-3。

    文献中报道的保肢术后局部复发率为4%～10%不等，但有些报道中把骨巨细胞瘤也计算在内，而骨巨细胞瘤的节段截除后的局部复发率本应最低。作者认为绝大多数骨巨细胞的患者用其他方法可以得到非常满意的效果而不宜贸然施行节段截除假体置换的过创伤手术。本组病例保肢术后的局部复发率为12%，处于偏高的水平，这与在选择保肢手术适应证时，在患者与亲属的强烈要求下的无奈状态不无关系。一般来说，影响预后的首要因素是能否得到较早期的诊断和正确的治疗。不恰当的活检也是术后局部复发的因素之一。

    关于术后并发症问题。对于热灭活保肢手术而言，灭活骨段的骨折为第一位并发症，这一并发症多发生在本项研究和临床实践的早期阶段，随着加固方法的改进、免负重支架等措施的使用，骨折率降到了较低的水平。因为患者多为儿童和年轻人，容易过早参与较大强度的活动，应特别强调免负重支架的佩戴。根据作者既往的研究，灭活骨段本为自体骨，再血管化的过程可于数月内完成，但骨重建却是一个漫长的过程，在内固定的辅助下不影响其负重功能。

    本组病例的术后感染率较低，可能与在重建材料中加入万古霉素及庆大霉素干粉有关。胫骨上端病例常规采用腓肠肌内侧头肌瓣转移，使该处病变的保肢成功率大为提高且功能甚佳。

    关于成活率问题。在不少篇幅的报道中显示，成骨肉瘤的生存曲线在术后2年内有陡峭的下降，而3年以后基本变为平直(plateau)，故有人认为3年后无复发和转移者可视为治愈，作者的经验支持这一观点。由于通讯手段发展很快，除了定期来院复查者外，通过电话或手机随访是个行之有效的方法。用卡普兰公式“算”出来的5年成活率似乎很精确，如果随访资料不精确，即每位死亡病例“离开实验组”的时间不精确，算出来的结果也会不精确。肺部可探测到的转移灶多发生在术后6个月～1年半之间，鲜有出现在术后3年者。随着化疗的进步，手术技术的改进，成骨肉瘤的成活率得到明显的提高，西方国家可达75%～80%。对于非弥漫性转移灶(多为孤立的1～3个)可施行更为积极的措施，在积极的化学治疗后观察2～3个月，未有新病灶出现即可进行r刀定位照射或开胸手术摘除。本组有5例行开胸治疗，4例得到控制。其中有1例女孩行右肺摘除，术后已8年，生活自理能力良好。

    关于灭活温度问题。灭活范围主要依据磁共振检查结果，灭活温度以70℃～80℃为宜。不超过80°的灭活可使灭活骨段保留骨的传导性(osteoconductive)和诱导性(osteoinductive)；灭活时间维持30 min或以上，保证充分的热能量(粗略讲是温度与时间的乘积)输入荷瘤骨段。

    关于热灭活治疗的适应证。原则来讲凡能在保证安全界限的前提下，可施行节段截除的病例均可施行原位热灭活治疗。对于一些特殊部位的病例，如肩胛骨、锁骨、骨盆、胫骨远端、跟距骨等部位更显出此种疗法的优越性。当骨破坏太严重，可资利用的有一定强度的残留骨(remained bone stock)过少，多用关节融合或假体置换。12岁以下的儿童多不考虑保肢。

    关于胫骨近端恶性肿瘤的保肢问题。胫骨近端与股骨远端是成骨肉瘤的两个最好发部位，与股骨远端相比，胫骨近端成骨肉瘤的处理更困难。该部位软组织覆盖少(胫前部分直接位于皮下)，另外还涉及强大的髌韧带附丽问题。据报道胫骨近端保肢术后的感染率曾高达36%(现在降为12%)。远期功能效果也较股骨远端为差，利用原位热灭活技术处理胫骨近端病变有着明显的优越性，术后功能的保留优于股骨远端，在止血带下进行手术，通过细致的解剖，失血量甚少，有近20例术中不曾输血。

    关于胫骨远端恶性肿瘤的处理。胫骨远端的恶性肿瘤并不少，造釉细胞瘤、少数成骨肉瘤、恶纤组等常发生于此处。该部位由于软组织更少，胫骨下1／3处血液供应也较差，使这一部位的保肢手术有着特殊的困难。踝关节是重要的负重关节，对稳定性要求更高，因此，人工关节置换、大段异体骨移植等方法的失败率甚高。局部热灭活技术提供了一种简单而实用的方法，为多数病例提供了稳定而无痛的踝关节(图3)。

    关于长骨干转移癌的处理。并非所有的转移癌都是泛发性，有一部分病例表现为孤立性长骨干转移，股骨近端、骨盆和肱骨是好发部位，在这种情况下，按原发性肿瘤处理，常取得良好的效果(图11)。

    关于肱骨近端恶性肿瘤的保肢手术。肱骨近端恶性肿瘤的肺转移率似乎比下肢要高，且三角肌常受累，如果切除不充分，常可造成复发。但是，如果大量牺牲三角肌或腋神经功能使术后肩关节不稳定，甚至表现为“悬吊肩”(hanging shoulder)。作者认为在这种情况下应牺牲任何反应区内的三角肌，以保障良好的局部控制，然后作肩关节融合，肿瘤学效果及肘、腕关节的功能均为满意。  关于肩胛骨的恶性肿瘤的保肢手术。既往常采用肩胛骨、部分锁骨，甚或肱骨头一并切除。术后肩关节功能丧失殆尽，人工肩胛骨的功能效果也很差。局部热灭活技术极大的简化了手术，肩关节功能得到了最大限度的保留。图9截肢术后残端复发  图10ⅡB期3个亚型  图10aⅡb-1期  图10bⅡB-2期  图10cⅡb-3期  图11长骨干转移癌处理 

【参考文献】
  ［1］ NCCN Clinical Practice Guidelines in OntologyTM v.1.2009［OL］.http://www, nccn.org/professionals/physician_gls/PDF/bone.pdf

［2］ 王保仓，张志刚，王志强，等.特制人工假体在骨肿瘤保肢治疗中的应用［J］.中国矫形外科杂志,2005，19：1462-1464.

［3］ Haidar R, Sagghieh S, Muwakitt S,et al.Limb salvage surgery for children and adolescents with malignant bone tumors in a developing country［J］.Pediatr Blood Cancer,2008,6:787-791.

［4］ Grimer RJ. Surgical options for children with osteosarcoma［J］.Lancet Oncol,2005,2:85-92.

［5］ Agarwal M, Anchan C, Shah M,et al.Limb salvage surgery for osteosarcoma:effective low-cost treatment［J］. Clin Orthop Relat Res,2007,459:82-91.

［6］ Felasfa M,Wodajo J, James W,et al.Complex reconstraction in the management of extremity sarcomas［J］. Current Opinion in Oncolage,2003,15:304-312.

［7］ Renё V, Renё H, Maciej P,et al.Limb salvage in musculoskeletal oncology［J］. The Lancet Oncology,2003,4:343-350.

作者单位：第四军医大学唐都医院全军骨肿瘤研究所，西安市 710038