骨盆恶性或高度侵袭性骨肿瘤微波高温灭活保肢术

　　作者：范清宇,马保安,周勇,张明华,郑联合　　作者单位：第四军医大学唐都医院全军骨肿瘤研究所，西安
　　【摘要】 [目的]有相当比例的原发或继发恶性骨肿瘤发生在骨盆部位，目前常用的外科治疗方法是荷瘤盆骨的切除及恢复骨盆连续性的重建。该手术创伤大，局部复发率高，术后功能差，是骨科医生的极具挑战性的难题。[方法]本文介绍一种全新的外科术式：将荷瘤盆骨从正常组织中分离，将微波天线均匀地插入瘤块内，输入电磁能量，通过热凝固达到杀灭瘤细胞的目的，勿需特殊的重建措施(不包括植骨等加固措施)。[结果]从1994年5月到2005年12月，152例骨盆恶性肿瘤患者接受了上述疗法，IB期病人中48例得到良好的局部和全身控制，61例IIB期患者，19例死于肿瘤播散，42例经过术后3～11年的观察，未发生远隔转移或局部复发，24例骨盆转移癌患者，11例于术后6个月～3年内死亡，13例病人在观察期1～7年内尚存活，无肿瘤存在迹象。在存活病人中，多数获得美容学和功能学上均可接受的肢体。[结论]该方法被证明为一种行之有效的途径，极大地简化了手术，改进了肿瘤学预后，明显改善了患肢的功能。
　　【关键词】 骨盆; 恶性骨肿瘤; 微波; 高温; 保肢术
　　Treatment of malignant or highly aggressive bone tumors of pelvis by microwave-induced hyperthermia∥FAN Qing-yu,MA Bao-an,ZHOU Yong,et al.Department of Orthopedic Surgery, Tangdu Hospital, Fourth Military Medical University, Xi’an,710038, China

　　Abstract: [ob[x]jective]To analyze the treatment of malignant of highly aggressive bone tumors of pelvis by microwave-induced hyperthermia. [Methods]A novel surgical model was devised: after careful dissection of the tumor-bearing bone from surrounding normal tissues, the microwave antennae array was inserted into the tumor mass for emitting electromagnetic microwave which produced tumor cellular death via thermo-coagulation. No special reconstruction procedure was necessary, excepting the strengthening measures.[Results]From May 1994 to December 2005, 152 patients with pelvic malignant or highly aggressive tumors received radical thermotherapy. Among 67 patients with stage IB tumors, 48 patients achieved local and systematic control. Among 61 patients with stage IIB tumors, 19 patients died from lesion, and the remaining 42 patents did not developed either me[x]tastasis or local recurrence after 3 to 11 years. Of 24 patients with pelvic me[x]tastatic lesions, 11 patients collapsed during six months to three years, and 13 patients still lived without evidence of disease within one to seven years. In the majority of the patients,functional and cosmetic acceptable limbs were reserved.[Conclusion]The results revealed that the novel and greatly simplified method is justified from both oncological and functional standpoints. Hyperthermia should deserve more attention than it has in this field.

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

　　骨盆带是原发性恶性骨肿瘤和转移癌的好发部位，髋臼周围区发病率高，其次为髂骨和耻骨。由于该区域解剖复杂，部位深在。当初次诊断确立时，瘤体往往比较巨大，因而造成切除的困难[1、2]。半骨盆切除，或下1/4切除(hemipelvectomy)，是一种将荷瘤盆骨及同侧的正常下肢一并切除的手术，曾被认为是治疗骨盆恶性肿瘤的选择。显然，这种传统术式会造成重大的病残及明显的精神创伤。随着影像学技术、化疗和手术技巧的进步，单纯切除瘤性盆骨而保留同侧正常的肢体成为可能，此种方式被称为内半骨盆切除(internal hemipelvectomy)，但是这种手术技术上有相当难度，不易(或不可能)达到合适的外科界限，而后者是达到良好愈后的基本条件。很高的并发症发生率(如感染和复发)使结果变得更不乐观，高发的并发症可能与手术的规模较大有关，骨盆恶性肿瘤的患者面临着治疗失败的巨大风险。
　　内半骨盆切除后，遗留有较大的骨缺损，必须采取措施恢复骨性解剖和主要肌群附丽的稳定性，否则会造成下肢与脊柱之间的不连续，或者短缩的肢体(模式图1，显示常用的重建方法[3～5])。图1常用的重建方法模式 图1a旷置 图1b髂股融合 图1c坐股融合 图1d鞍状假体置换 图1e假体置换 图1f异体半骨盆移植 不幸的是，上述重建措施对功能的效果均有较大的负面影响。鉴于不满意的愈后及较大的病废率，一些作者认为对较大的高恶性的骨盆肿瘤应考虑非手术措施。
　　高温治疗恶性肿瘤已有数百年的历史[6]，大量的基础研究显示，肿瘤细胞对高温较正常细胞更为敏感[7]。但是，在某一个特殊的外科领域内，如何实践上述理论需要克服许多具体的困难。下面是本院从1994年～2005年经高温原位灭活治疗的有较好随访资料可资应用的152例骨盆恶性肿瘤患者的高温治疗方法及结果。
　　1 方法

　　本组病例中，发病率依次为软骨肉瘤，成骨肉瘤，骨巨细胞瘤和转移癌等。27例为侵袭性肿瘤，101例为恶性肿瘤，24例为转移癌，共计152例。其中包括成骨肉瘤25例、恶性淋巴瘤10例、伊文氏肉瘤9例、恶性纤维组织细胞瘤6例、纤维肉瘤4例、滑膜肉瘤3例、未分化肉瘤3例、平滑肌肉瘤1例、原发性软骨肉瘤40例、骨巨细胞瘤18例、血管外皮瘤4例、软骨母细胞瘤4例、继发性软骨肉瘤1例。
　　术前应有周密的计划，以期确定暴露的途径和将要热灭活的体积，确定骨和软组织被肿瘤侵犯的范围，肿瘤与大血管、神经和盆腔脏器的关系等。良好的暴露，是获得手术成功的关键。前后方联合暴露，可用于处理体积较大的肿瘤，并方便保护重要的血管神经及小骨盆腔脏器。
　　1.1 切口选择 依据肿瘤侵犯的部位(髂骨翼、髋臼、耻骨、坐骨或各种组合)，如果肿瘤主要侵犯坐骨，单纯的后方暴露即可。其他情况下，均需进入腹膜后间隙。
　　1.2 手术步骤 首先暴露和分离荷瘤骨及骨轮廓外的包块，包括重要的结构，如股神经、坐骨神经、髂外血管等。如果肿瘤突入小骨盆腔内，尚需暴露输尿管、膀胱和直肠。一般来讲，这些结构与肿瘤的前沿存在有一定假包膜(pseudocapsule)，因而分离并无困难。当盆腔内(外)分离完成后(在分离过程中随时保持安全界限)，用2～3块浸有顺铂液的纱布穿过坐骨大孔，用以保护坐骨神经。根据肿瘤的大小和形状，在瘤块内均匀分布3～8根微波天线和测温探头，在微波辐射加温的过程中，手术医师的手指应放于各种重要结构之表面，用以粗略探测软组织的温度，并随时以冷盐水滴于正常组织表面，防止过温。如同肢体灭活一样，保证瘤骨的各个部位均达到70°～80°，并维持30 min，而后除去骨轮廓外的肿瘤焦痂或开窗刮除骨内的坏死组织。绝大多数情况下，粗壮的坐骨大孔上缘的连续性均可得以保持，有3例需植骨加固(图2、3)。
　　2 结果

　　2.1 肿瘤学结果 61例ⅡB期患者，19例死于疾病播散，42例未出现转移和复发，随访期为3～11年。67例IB期病人中，9例死亡，48例均得到良好的局部控制和全身控制。18例骨巨细胞瘤得到良好的局部控制和全身控制。
　　24例转移癌患者，11例于6个月～3年期间死于远隔播散。13例存活，随访至少3年，未见肿瘤存在的征像。所有病人术前不可忍受的疼痛，均得到极大的改善或全部消失。
　　2.2 并发症
　　17例患者(8例为IIB期，9例为IB期)，出现局部复发，3例患者行再次灭活，现处于密切随访中。其他14例死于肿瘤(均未施行半骨盆截除)。6例病人出现感染征象，除1例残留持续性窦道外，另5例经过清创、抗生素及滴注引流而控制，1例腰骶干损伤。2例病人出现坐骨大孔骨折，非解剖位愈合。4例病人出现髋关节退行性变，与股骨头软骨热损伤有关(均为髋臼软骨下肿瘤)。
　　2.3 功能学结果
　　此处援引Aboulafia等简单而实用的评价标准：局部控制即满足了肿瘤学的目的、能否无痛的行动、需否使用止痛药。39例死亡病例不作功能性分析，其余113例按上述标准，77例保留了无痛的几乎各项运动如常的髋关节。尽管其中有多达52例的病人有不同程度的Trendelenberg步态，与臀中肌、臀小肌牺牲有关，但依然属于功能的范围，15例病人为良，11例病人为差。
　　3 讨论

　　在现阶段，对大多数患者而言，骨盆恶性肿瘤的外科治疗是达到局部控制，甚或治愈的途径。但是，它依然是骨肿瘤领域内极具挑战性的难题[4、5]。骨盆肿瘤(特别是髋臼周围者)的保肢手术，至今仍是一个棘手的问题。因为现有的重建措施，如髂-股融合、坐-股融合或旷置手术(即不做任何重建)，将导致严重的病废和连枷肢体，后来鞍状假体的出现，似乎在这一领域内得到了进展。遗憾的是，它依然存在很多缺陷，如假体脱位、断裂或髂骨骨折等。总之，高局部复发率、高局部并发症发生率是导致愈后不良的主要因素。病人必须面对着一次或多次的后续手术，甚或截肢。鉴于不可接受的高复发率，美国弗罗里达大学甚至建议放弃外科治疗，尽管单独的放射治疗很难达到治愈目的，单独的化疗更加无效。
　　图2c手术切口，包括活检切口痕 图2d天线阵列和温度探头插入瘤块内 图2e微波发生器及天线 图2f显示高温灭活后瘤块 图2g去除灭活的焦痂骨及轮廓 图2h术后X线片 图2i术后3D照片外的瘤骨 图3骨盆成骨肉瘤的治疗过程 图3a术前X线显示 图3bCT三维重建显示局部骨质缺损 图3cCT三维重建显示局部软组织包块 图3d术前CT 图3e术中暴露，通过坐骨大孔引入湿纱布 图3f 术后X线片 电磁波可用来加热瘤体，因为它可激励肿瘤中的极性水分子产生超高速振动，水分子的振动、发热使细胞出现凝固性坏死。实体肿瘤的血管构型，是杂乱无章的，进而导致该区域内的缺氧与pH值增高。肿瘤局部微环境的变化，导致了肿瘤细胞较正常细胞对高温敏感。微波天线阵列的使用，可以对大体积的肿瘤快速加温。高温的热灭活效应取决于温度的高低和持续时间。作者的研究资料显示70°～80°持续30 min为佳的加热能量，如此的热能量，既可保证杀灭瘤细胞，又可保留残留骨的一定的骨诱导能力(新骨再生)和骨传导能力(支持体重)。热治疗成功的关键，是对肿瘤侵犯范围的充分理解，根据一种影像学资料未必能达到目的。即使是参考了各种影像学检测手段，仍然会低估骨盆肿瘤的侵犯范围，这也许是用锯或凿切除后高复发率的原因之一。为了得到局部的肿瘤控制，必须做到分离或切除的安全界限，由于微波天线加热范围大，更方便于得到安全界限。如同热兵器的威力大于冷兵器一样，高温灭活法较之用凿、锯之类工具得到的界限为好。
　　在本研究的早期阶段，作者认为骶髂关节处的恶性肿瘤的治疗应为扩大半骨盆切除，即半骨盆切除加同侧半骶骨切除。因为髂血管和腰骶干正在骶髂关节前方，可被肿瘤推向前方，不易分离。随着经验的积累和温度的精确控制，以前认为的保肢禁区对选择的病例已可安全地施行热灭活手术(图4)。
　　对于骨盆转移癌的治疗应更加积极，简单而有效的热灭活技术可以改善病人的生活质量，部分孤立转移灶病人甚或治愈(图5)。 图41例侵犯骶髂关节的恶性肿瘤 图4a术前X线片 图4b术前MRl 图4c微波热灭活后 图4d术后X线片显示骨水泥及骨屑 图4e术后CT 图4f术后功能 图51例肝癌转移至骨盆 图5a术前CT显示转移灶 图5b术中分离完成 图5c术中热灭活后

　　图5d自体骨转移 图5e以骨水泥及骨屑混合物加强骨盆 图5f术后功能，患者已正常生活7年 本文报告的局部热灭活方法，具有如下的优点：
　　1、极大的简化了手术规模，缩短了手术时间，也降低了早期和晚期的并发症发生率。
　　2、增加了局部和全身的控制率。
　　3、该方法保持了肢体长度和骨盆带的稳定性，因而明显地提高了功能学效果。理论上讲，灭活后的骨架是自体骨，更易爬行替代，因而克服了金属假体的远期松动等隐患。
　　尽管还有一些令人不满意的病例，但已经取得了充分数量的成功。对骨盆肿瘤的治疗本方法的优越性更为明显，值得继续使用和改进。
　　【参考文献】
　　[1] Aydinli U, Ozturk C, Yalcinkaya U,et al.Limb-sparing surgery for primary malignant tumours of the pelvis[J]. Acta Orthop Belg，2004，5:417-422.

　　[2] 陈建常，史振满，季明华，等.骨盆肿瘤的手术治疗[J].中国矫形外科杂志，2005，13：1027-1028.

　　[3] Kitagawa Y, Ek ET, Choong PF. Pelvic reconstruction using saddle prosthesis following limb salvage operation for periacetabular tumour[J].J Orthop Surg (Hong Kong)，2006，2:155-162.

　　[4] Tunn PU, Fehlberg S, Andreou D,et al.Endoprosthesis in the operative treatment of bone tumours of the pelvis[J].Z Orthop Unfall，2007，6:753-759.

　　[5] Jeys LM, Kulkarni A, Grimer RJ,et al.Endoprosthetic reconstruction for the treatment of musculoskeletal tumors of the appendicular skeleton and pelvis[J].J Bone Joint Surg Am，2008，6:1265-1271.

　　[6] van der Zee J.Heating the patient:a promising approach[J].Ann Oncol，2002，8:1173-1184.

　　[7] Vaupel PW, Kelleher DK. me[x]tabolic status and reaction to heat of nomal and tumor tissue. In seegenschmiedt MH,Fessenden P,Vernon CC(eds):thermoradiotherapy and thermochemotherapy[M]. Berlin: Springer Verlag，1995，157-176.