骶骨肿瘤患者行全骶骨切除后腰骶部稳定性的重建

董森 汤小东 姬涛 郭卫

（北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心，北京 100044）

骶骨肿瘤切除一直是骨肿瘤外科治疗领域的难题。解剖部位复杂，邻近重要脏器及神经血管多，术前放化疗等增加了该部位外科切除的难度[1,2]。而肿瘤切除后腰骶部应力传导的恢复和稳定性的重建直接决定着患者的术后功能和生活质量。不仅骶骨内部有重要的骶神经，同时骶髂关节也是连接中轴骨和下肢骨的唯一结构。这一部位手术切除后对神经功能和结构稳定性有着较大的影响[3]。肿瘤病例的特点包括：骨缺损范围大，对局部稳定性破坏程度严重，重建方式差异较大[4-8]，全骶骨的切除将会完全破坏骶髂关节的连续性。文献中有关骶骨肿瘤的报道，多侧重于探讨肿瘤的切除方法，对于骶骨肿瘤切除后稳定性重建的研究较少[10-14]。本研究通过回顾分析骶骨肿瘤行全骶骨切除后腰骶部稳定性重建的病例，探讨全骶骨切除后腰骶部稳定性重建的合理方法。

1 资料方法

1.1 临床资料

回顾分析2000年7月至2015年12月，63例全骶骨肿瘤切除后腰骶部稳定性重建的患者，其中男38例，女25例，年龄18～62岁，平均42.1岁。病理诊断：软骨肉瘤9例，脊索瘤25例，骶骨恶性神经鞘瘤5例，骨肉瘤13例，尤文肉瘤4例，孤立性转移瘤2例，未分化肉瘤2例，骨巨细胞瘤3例。前后路联合全骶骨切除术23例，单纯后路全骶骨切除术40例。

1.2 全骶骨切除方法

1.2.1 Ⅰ期前后联合入路：23例患者采用Ⅰ期前后联合入路切除整个骶骨。前方腹部双侧“倒八字”切口，经腹膜外间隙进入。游离双侧髂血管并结扎小分支。分离肿瘤前方软组织，尽可能切除L5～S1之间的椎间盘。分离坐骨大孔及骶髂关节上缘，分别于坐骨大孔及骶髂关节上缘用粗穿刺针向背侧导入硅胶管的两端，以备后路切除肿瘤时，经塑料管导入线锯。

后路切口为后方正中倒置“Y”形切口，如果存在活检瘢痕，则一并切除。经切口切开深筋膜到达骶脊肌，游离牵起骶脊肌后能显露骶尾骨背面、双侧骶髂关节及部分髂骨、第5腰椎棘突。切除骶棘韧带、骶结节韧带和尾骨韧带，直至暴露直肠，此时软组织包块仍被骶旁筋膜包绕覆盖。自肿瘤钝性分离直肠，于直肠及骶骨间隙处填塞纱布，将直肠推向前方，分离过程中确认肠壁的完整性未遭到破坏。自后方充分暴露拟行切除水平的椎板、棘突，用宽凿凿去骶骨棘突，进入骶管，显露硬膜囊及骶神经，小心分离、牵开双侧L5神经根。经置入塑料管将线锯导入骶髂关节前方，拔除塑料管，于骶髂关节外锯断双侧髂骨。仔细检查切缘，查看有无肿瘤残留。术后引流管放置到引流量少于50 ml/24 h后拔除。

1.2.2 单纯后路全骶骨切除术：40例患者采用了单纯后路全骶骨切除术式。手术切口为后方正中倒置“Y”形切口，如果存在活检瘢痕，则一并切除。经切口切开深筋膜到达骶脊肌，游离牵起骶脊肌后能显露骶尾骨背面、双侧骶髂关节及部分髂骨、第5腰椎棘突。自后方充分暴露拟行切除水平的椎板、棘突，用宽凿凿去L5～S1棘突，进入骶管，显露硬膜囊及骶神经，小心分离、牵开双侧L5神经根，切断、结扎L5以下硬膜。尽可能自后方切除椎间盘。切除骶棘韧带、骶结节韧带和尾骨韧带，直至暴露直肠，此时软组织包块仍被骶旁筋膜包绕覆盖。自肿瘤钝性分离直肠，于直肠及骶骨间隙处填塞纱布，将直肠推向前方，分离过程中确认肠壁的完整性未遭到破坏。切除双侧L5～S1间的上下关节突及L5横突，凿除L5水平两侧部分髂后上棘，切开后方腰髂间筋膜组织、用示指自上而下钝性分离骶髂关节前方。另一只手示指于骶髂关节下方自下向上钝性分离骶髂关节前方、与另一示指会师。导入塑料管，经置入塑料管将线锯导入骶髂关节前方，拔除塑料管，于骶髂关节外锯断双侧髂骨。用毛巾钳将骶骨向后方牵拉，显露骶骨前方L5～S1椎间盘。切除椎间盘组织、结扎部分小血管分支，整个骶骨就可以完整切除了。仔细检查切缘，是否有无肿瘤残留。

1.3 全骶骨切除后腰骶部稳定性重建方法

1.3.1 腰髂部钉棒内固定：肿瘤切除前常规在L3、L4或L4、L5节段双侧椎弓根植入万向椎弓根螺钉，直径6.5 mm，长度45 mm。肿瘤切除后进行髂骨钉留置，用硬探于双侧髂后上棘、坐骨大孔上方位置，向髂前下棘方向在坐骨切记上方准备骨道，确认位置满意后，每侧选用1～2枚髂骨钉进行固定，直径7.0 mm，长度50～75 mm。用预弯金属棒连接双侧腰椎及髂骨钉，棒直径为5.5 mm或6.0 mm。常规进行腰椎-髂骨植骨或钛网内植骨固定，植骨材料为自体腓骨或髂后截骨块及松质骨条，最后加压固定。

1.3.2 3D打印钛合金骶骨假体重建：4例患者使用了3D打印钛合金骶骨假体重建（图1）。假体上方通过两枚螺钉固定于L5椎体，下方两侧各通过3枚螺钉固定于两侧髂骨。与骨接触的假体3个界面均为金属骨小梁结构，使之能够与骨融合，达到长期固定的效果。

图1 患者，男，41岁，骶骨软骨肉瘤，行全骶骨切除、3D打印假体重建

1.4 术后处理

术后引流管放置到引流量少于50 ml/24 h后拔除。预防应用抗生素至引流管拔除。患者通常卧床1个月，之后在可耐受的情况下逐渐坐起，并在辅助支持下负重站立行走。术后常规每3个月复查1次。

1.5 统计学分析

根据是否出现内固定失败，将患者分为两组。纳入分析的因素包括患者年龄、性别、体重指数、病理性质、放化疗、肿瘤切除方式、内固定方式（腰骶前柱重建、后环重建、双棒固定、采用髂骨钉）。采用SPSS 18.0软件进行Cox回归分析重建失败的相关因素，P＜0.05的单因素进入多因素分析。

2 结果

所有患者随访5～97个月，平均45个月。16例（25.4%）出现重建术后内固定失败（图2），并在我院进行了翻修手术。内固定失败出现在术后3～34个月，平均17个月。患者均存在不同程度的骶尾部疼痛症状，部分患者伴有逐渐加重的坐骨神经疼痛症状。

16例内固定失败患者中，9例出现螺钉松动移位，螺钉松动移位多数发生在髂骨钉部位，造成骨盆后环固定失败、骨盆后环张开；前柱固定失败、腰椎下沉。7例患者出现金属棒断裂，造成前柱固定失败、腰椎下沉。6例植骨未愈合患者中，4例出现连接棒断裂，3例术后曾接受放疗治疗。16例内固定失败患者中，腰椎椎弓根螺钉置于L3、4为7例，L4、5为9例。BMI评估：体重过重患者3例（BMI：25～28），肥胖2例（BMI：28～32）。

相关危险因素研究发现：未接受前柱固定、未接受后环固定、双侧单棒固定、未采用髂骨钉是重建内固定失败的独立危险因素（P＜0.05）。

翻修手术方式的选择根据患者具体情况而定，如螺钉松动移位，则行螺钉取出、更换更长更粗的髂骨钉，采用双侧各两根金属棒连接腰椎椎弓根钉。在腰椎与髂骨之间行自体腓骨或异体骨结构性植骨。如果金属棒断裂，则增加金属棒数量，重新固定的方法。

3 讨论

骶骨肿瘤行全骶骨切除后进行腰髂部稳定性重建是一个非常困难的工作。虽然文献中报道的多种重建方法均可提供术后即刻稳定性，但是大多数作者推荐全骶骨切除术后卧床制动一段时间，待创面稳定，瘢痕逐渐形成后再进行站立[15,16]。全骶骨切除术会造成骶髂关节的稳定完全丧失，一般认为骶髂关节如果能保留一半，或在S2神经孔以下进行骶骨切除对骶髂关节结构及稳定性影响不大[17]。全骶骨切除后骶髂关节完全丧失，稳定性完全依赖金属内固定，金属内固定物松动、断裂风险巨大。Gunterberg等[18]通过尸体研究发现通过S1神经孔横断骶骨后骶髂关节强度下降50%。高位骶骨切除后的重建方法中，最早为骶骨棒联合Harrington钩棒，随着内固定的发展，出现了CD系统结合骶骨棒重建，后来应用比较广泛的是Galveston技术[9,19]。目前对于骶骨肿瘤切除后腰-骶、腰-髂重建，应用最为广泛的内植物是脊柱内固定系统。目前重建方法在结构上分为两类[20]，一类为“教堂式”重建，即通过髂骨钉及钉棒系统将下位腰椎直接支撑于髂骨上；另一类是经髂骨棒重建，即通过植骨块或内固定物将两侧髂骨连接，恢复骨盆后环，并通过钉棒系统与横向的金属棒或植骨等结构进行连接，重建腰椎到髂骨的应力传导。本研究中全部病例均采用第一种重建方法，即通过脊柱内固定系统恢复腰椎至髂骨的应力传导。

图2 患者，男，59岁，骶骨软骨肉瘤

Bederman等[10]对目前文献报道的所有全骶骨切除后腰骶部重建方法进行系统回顾，最终得到的结论是腰-髂、骨盆后环、前方椎体融合三个方面的重建都十分重要，特别是前方椎体的融合对于降低内固定失败有着积极的作用，前方椎间融合后会提高腰髂部融合率，降低后方钉棒系统应力。目前我们应用钉棒系统将两种结构重建方法结合进行重建，即通过脊柱钉棒系统连接腰椎和双侧髂骨（类似教堂式重建），并且通过钉棒系统连接两侧髂骨闭合骨盆后环，并将纵向置于L5椎体内的椎弓根钉连接于横向金属棒（类似经髂骨棒连接双侧髂骨并与腰椎连接）。将植骨置于腰椎与双侧髂骨之间。这样可以闭合骨盆环并且恢复腰髂的应力传导。整个内固定系统呈“三角形”结构，支撑于腰椎与双侧髂骨之间。该重建方式较之前单纯恢复腰髂连续性更为合理，可以分散部分集中于金属棒与螺钉尾帽处的应力，降低疲劳断裂的风险。

由于腰椎骨盆固定后力矩较长，腰骶部应力和剪切力较高，应力集中在金属内固定物，长时间会导致金属内植物的疲劳断裂[21]。本组有7例患者出现了金属连接棒断裂，是常见的内固定失败形式。本组金属棒断裂的病例全部为双侧单棒固定。因而可能与金属棒数量少有关。对于全骶骨切除后腰髂部稳定性重建应考虑使用双侧双棒固定，即通过增加金属棒数量增加重建稳定性。Shen等[22]最先报道了应用单侧双棒的技术重建腰椎至骨盆连续性的方法。该方法主要解决单根连接棒断裂的问题。为了解决单根金属棒出现疲劳折断的问题，近2年，我中心在该类失败病例进行翻修时，采用单侧双棒固定，从而加强术后早期脊柱-骨盆的稳定性，进而为植骨愈合提供更为稳定的力学环境，达到术后早期及远期的稳定重建。Yu等[23]通过尸体标本对骶骨全切术后腰骶部不同重建方法进行比较发现，在恢复骨盆环结构的前提下，单侧双棒固定方法优于单侧单棒固定，可以明显降低螺钉-骨界面应力。腰髂之间距离大也可能是断裂的危险因素，如果腰椎螺钉固定于第2、3腰椎，下方与髂骨钉连接，这样跨度增加，腰椎活动度大，应力更明显地集中在金属连接棒，最终出现双侧金属棒的断裂。在腰髂重建中，应尽可能缩短腰椎螺钉与髂骨钉距离，一般腰椎螺钉应固定于第3、4、5椎体。对于增加螺钉数量，比如腰椎螺钉固定于L3-5三个节段，能否降低固定物失败尚没有系统的研究。

生物重建对于远期腰骶部稳定性至关重要，文献中报道过采用不同植骨材料进行结构植骨的，其中包括自体腓骨，大段异体骨等进行重建[10,11,14,19,24]。我们采用的方式是保留双侧髂后上棘的截骨块，置于L5椎体横突或骶骨与髂骨接骨面，即原骶髂关节处，并用内固定系统加压提高植骨愈合。虽然目前没有骶骨肿瘤切除后腰骶部融合率的报道，但由于缺损较大，重建复杂，仍需要坚强的金属内植物进行固定。本研究中6例患者植骨未愈合，其中3例术后接受过放射治疗，放射治疗影响了植骨愈合[25]。对于如何进行骨盆后环的重建没有成熟的方法，文献报告较多的为大段异体骨移植。即将大段异体骨横行置于两侧髂骨之间并于L5椎体间相贴附固定，但这样重建骨盆后环及前柱稳定性存在两个问题：一是骨盆后环的张开力量很大，往往单凭髂骨钉固定很难抵消骨盆后环的张开力，造成螺钉松动移位、后环张开。另一个问题是没有文献报告大段异体骨置于髂骨间的愈合率。如果依据以往文献报告大段异体骨植骨的并发症来讲，失败率是非常高的。对于骨盆后环的重建来讲，金属棒之间的横向连接也是非常重要的。

全骶骨切除后的腰髂部的稳定性重建一直是骨科领域的难题，由于解剖部位复杂，力学环境复杂，合理的重建方法需要进一步研究，术后短期的稳定性依靠金属内植物，然而术后远期的稳定性需要生物重建实现，即植骨愈合。这样早期内固定可以为植骨创造较稳定的环境保证骨愈合，后期由植骨实现应力传导而避免金属内植物的疲劳断裂。目前重建方法下，钉棒系统重建最常出现的是螺钉的松动、移位，金属连接棒的断裂。螺钉松动、金属棒断裂的原因可能与腰髂部扭力过大、应力集中、金属连接棒数量不够、固定节段不合理、植骨不愈合以及患者体重指数过大有关。