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同种异体半髁或半平台重建邻近膝关节肿瘤切除后骨缺损的疗效分析
  • 来源:亚朋生物
  • 发布时间:2017-07-11
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股骨远端和胫骨近端是骨肿瘤的好发部位。对于肿瘤局限于股骨半髁或胫骨半侧平台的患者,手术切除范围和膝关节的重建方法尚存在争议[1]。常用的切除和重建方案包括:瘤段切除+肿瘤型人工关节置换、瘤段切除+同种异体全髁或全平台移植、半髁或半平台切除+同种异体半髁或半平台移植[2,3,4,5,6,7,8,9]。肿瘤型人工关节置换需要切除未受累的半髁或半平台和对侧关节面,损失较多骨量,并发症包括假体松动(6%~84%)、假体周围感染(7%~41%)、假体周围骨折(5%~15%)等[10,11];同种异体全髁或全平台移植可为膝关节周围韧带等软组织提供附丽点,利于生物重建[5,7],但该方法同样损失较多骨量,其并发症也较多,包括异体骨感染(10%~23%)、异体骨骨折(17%~31%)、骨不愈合(17%~20%)以及软骨退变(25%~31%)等[6,12,13]

半髁或半平台切除和同种异体半髁或半平台移植可以保留未被累及的半髁或半平台骨质和关节面,利于膝关节生物重建。既往我们首次报道了使用异体半髁复合人工单髁假体重建技术预防异体骨关节面塌陷、关节退变,短期随访结果满意[14]

本研究回顾性分析了22例在我科接受肿瘤切除异体半平台移植或异体半髁复合人工假体进行重建术治疗的患者资料,评价该重建方法的远期疗效和相关并发症。

 

资料与方法


一、一般资料

回顾性分析2007年1月至2015年12月于我院骨科接受治疗的22例病灶局限于股骨半髁或胫骨半侧平台的骨原发恶性肿瘤和良性侵袭性肿瘤患者资料,男性14例,女性8例,年龄8~65岁,平均35岁。肿瘤类型包括恶性肿瘤12例(骨肉瘤6例、尤因肉瘤4例、软骨肉瘤1例、恶性纤维组织细胞瘤1例)和良性侵袭性肿瘤10例(骨巨细胞瘤10例)。所有患者由于患肢肿胀、疼痛,不能负重,术前均需拄双拐或坐轮椅。患者经X线、CT、MRI、骨核素扫描等影像学检查,行活检以明确诊断。肿瘤累及部位包括股骨半髁14例、胫骨半侧平台8例。12例恶性肿瘤Enneking外科分期[15]均为ⅡA期,10例骨巨细胞瘤Campanacci分期[16]均为Ⅲ期(表1)。

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二、手术及重建方法

术前将MRI、薄层CT、骨核素扫描等影像学资料导入计算机导航系统进行图像融合,重建出肿瘤的三维模型并模拟进行手术切除和重建设计。由于患侧骨质破坏严重,常需要通过对侧正常肢体的镜像重建患肢的三维模型并将数据导入我科自行研发的数字骨库中,通过对比患肢与库内异体骨的三维数据选择解剖结构最为匹配的异体骨。术中显露病变后安放定位器,使用计算机导航系统进行注册、匹配、验证后按照术前设计在安全边界外进行半髁或半侧平台截骨。股骨半髁切除后缺损采用异体半髁复合半髁人工假体进行重建,交叉韧带和关节囊重新附丽;胫骨半侧平台切除后采用异体半平台重建,将保留的半月板与叉韧带使用铆钉重新附丽。

三、功能评价

采用美国骨肿瘤学会( Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)[17]功能评分系统对重建手术进行评分,采用国际保肢协会(International Society of Limb Salvage, ISOLS)影像学评分系统对患者术后影像学进行评价,从截骨面愈合情况、移植骨关节面变化、移植骨的骨质变化、内固定的稳定性、关节的稳定性、关节间隙狭窄情况、关节有无畸形等七方面进行评分,以各单项的积分总和除以满分得出百分比评价结果。

四、随访方法

随访截止至2016年5月,每3个月随访一次,内容包括体格检查、肢体功能评价、患肢X线片,必要时行MRI检查,行胸部CT扫描评价是否转移,2年后每半年随访一次。

 

结    果


一、随访结果

本组患者均获得随访,随访时间为5~116个月,中位随访时间60个月。12例恶性骨肿瘤中2例(17%)局部复发,行截肢手术,保肢率83%(10/12);3例(25%)发生肺转移,其中1例(8%)死亡,2例(16%)带瘤存活;9例(75%)无瘤生存,Kaplan-Meier生存分析显示5年无病生存率为73%;10例骨巨细胞瘤患者无局部复发和肺转移,生物重建全部成功(表1)。

二、功能评价结果

本组患者末次随访时MSTS评分为18~29分,平均26分。13例膝部无疼痛(5分),8例轻度疼痛(4分),1例中度疼痛(3分);8例无功能受限(5分),13例轻度功能受限(4分),1例中度受限(3分);8例患者对手术效果很满意(5分),13例比较满意(4分),1例中度满意(3分);11例行走无需支具帮助(5分),10例偶尔需要支具(4分),1例经常使用支具(3分);11例行走距离不受限制(5分),9例轻微受限(4分),2例中度受限(3分);9例步态正常(5分),11例步态受轻度影响(4分),2例步态受中度影响(3分)。ISOLS影像学评价为78%~94%,平均90%。

三、并发症发生情况

1例患者术后并发浅表感染经清创后愈合;1例内固定螺钉断裂但不影响稳定性未做特殊处理;14例股骨髁部病变切除后行异体半髁复合半髁假体重建患者未发现异体骨骨折、塌陷、关节间隙狭窄;8例胫骨半侧平台病变切除后行异体半平台移植患者中6例出现异体骨骨折、塌陷、关节间隙狭窄。

四、典型病例资料

病例1:男性,24岁,左股骨外侧髁病变。外院首次手术行刮除植骨,术后病理诊断为尤因肉瘤,转入我科治疗。患者入院后先行新辅助化疗,随后在手术导航系统辅助下行半髁切除、异体骨匹配、裁修、人工单髁复合异体半髁重建术。术后X线片显示异体骨匹配良好,术后80个月随访显示异体骨愈合良好,关节面无塌陷、骨折;关节屈伸功能良好(图1)。

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图1

左股骨外侧髁尤因肉瘤患者(男性,24岁)行人工半髁复合异体半髁重建术后影像学和外观图像:1A示术前左膝关节正位X线图像,显示病变累及左股骨外侧髁;1B示术前左膝轴位CT图像,显示左股骨外侧髁骨质破坏;1C示术前左膝关节轴位MRI(T2WI)图像,显示病变局限于股骨外侧髁;1D、1E分别示重建术后即刻X线正、侧位图像,显示异体半髁复合半髁假体固定位置满意;1F、1G分别示术后80个月X线正、侧位图像,显示断端愈合,关节面无塌陷;1H、1I分别示术后80个月膝关节屈曲功能外观图像

病例2:女性,19岁,影像学提示病变侵犯右侧胫骨平台外侧,突破骨质形成软组织包块,关节面塌陷。活检提示骨巨细胞瘤,影像学提示病变局限于胫骨外侧平台,突破骨皮质累及软组织,Campanacci分期为Ⅲ期。术中将外侧半月板、前交叉韧带和髌韧带自附丽点切断,在手术导航系统下定位安全边界,切除外侧平台。植入匹配的异体骨,重新附丽韧带和半月板。术后X线片显示异体骨匹配良好,术后45个月随访显示异体骨愈合良好,髌骨附丽点螺钉断裂,但不影响稳定,不需翻修;关节退变,异体骨骨折、塌陷(图2)。

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图2

右侧胫骨平台外侧骨巨细胞瘤患者(女性,19岁)行胫骨半平台肿瘤切除异体半胫骨平台重建术术前、术后影像学和术中图像:2A示术前右侧膝关节正位X线图像,显示病变累及右胫骨外侧平台;2B示术前右侧膝关节轴位MRI(T2WI)图像;2C示右侧膝关节冠状位CT图像,显示右胫骨外侧髁骨质破坏;2D示术中保留右外侧半月板;2E示在导航辅助下定位安全边界,切除外侧平台;2F示采用异体骨裁切出相匹配的外侧平台;2G示将异体半平台植入缺损部位,用钢板固定;2H、2I分别示术后即刻X线正、侧位图像,显示异体骨匹配、固定良好;2J、2K分别示术后45个月X线正、侧位图像,显示骨断端愈合,但关节面塌陷

病例3:男性,18岁,影像学提示病变侵犯右侧胫骨平台内侧,活检提示骨肉瘤。新辅助化疗后在手术导航系统辅助下切除内侧平台,植入匹配的异体骨并行钢板螺钉固定,重新附丽韧带和半月板。术后X线片显示异体骨匹配良好,术后36个月随访显示异体骨愈合良好,但关节退变,异体骨骨折、塌陷(图3)。

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图3

右侧胫骨平台内侧骨肉瘤患者(男性,18岁)行胫骨半平台肿瘤切除异体半胫骨平台重建术术前、术后影像学图像:3A、3B分别示术前右侧膝关节冠状位MRI(T1WI)和轴位CT图像,显示胫骨内侧平台破坏;3C、3D分别示术后即刻X线正、侧位图像,显示匹配的异体骨固定良好;3E、3F分别示术后3年X线正、侧位图像,显示断端愈合,但关节面塌陷

讨    论

对于股骨远端和胫骨近端的局限于半髁或半平台的恶性肿瘤和良性侵袭性肿瘤,进行半髁或半平台切除、重建不仅减少了骨质缺损,而且保留了部分正常的关节面和软组织结构(韧带及半月板),更有利于恢复膝关节的运动功能[8],适用于肿瘤切除后形成的累及半髁或半平台关节面的骨软骨缺损,年轻、运动量大且预期生存期较长的患者,以及膝关节周围软组织重建后可维持关节稳定性的患者。

Muscolo等[9]回顾性分析了40例(29例股骨远端,11例胫骨近端)半髁或半平台切除同种异体骨重建的患者资料,平均随访148个月,结果表明同种异体骨5年和10年留存率均为85%,MSTS评分平均为27分,影像学评价平均为89%。但大部分患者均出现异体骨进行性退变,尤其是年轻和运动量大的患者。Bianchi等[1]报道了11例半髁切除同种异体骨重建膝关节的研究结果,10例获得随访(4~16年,平均11年),功能评价:优2例,良5例,差3例;影像学检查结果提示10例患者均出现不同程度的退变,5例较严重。本研究纳入的22例半髁或半平台切除、重建患者异体骨的5年留存率为89%,MSTS评分平均26分,影像学评价平均90%,与Muscolo等[9]的报道结果一致。对比异体半髁复合半髁人工假体重建与异体半胫骨平台重建,异体半髁复合半髁人工假体重建的MSTS评分为27分,而后者为26分。

全部切除股骨髁部和胫骨平台行异体骨移植并发症较多。Toy等[6]回顾性分析26例瘤段切除行同种异体全髁移植的患者资料,平均随访156个月(15~283个月)后,5例局部复发,同种异体骨5年和10年留存率分别为69%和63%;关节退变严重,11例患者不需手术翻修,9例患者需行人工关节置换。Muscolo等[7]报道了76例累及股骨远端骨肿瘤接受瘤段切除异体全髁重建患者的随访结果,平均随访125个月,同种异体骨5年和10年存留率均为78%,71%的患者不需要翻修。并发症包括:6例感染、4例局部复发、1例大范围骨质吸收、3例异体骨骨折。本组患者仅2例发生并发症:1例浅表感染,1例内固定螺钉断,可能与纳入的病例数量较少有关。

然而,由于骨库内的异体骨关节面无存活的软骨细胞,植入后可出现不同程度的关节退变,表现为关节间隙狭窄、关节面硬化、软骨下骨骨折、塌陷等,发生率为31%~72%[1,5,6,7,9],影响关节功能。鉴于上述原因,我们设计了异体半髁复合半髁假体重建方案,可最大限度地保留未被累及的骨质,生物重建有利于关节远期功能,同时可减少异体骨骨折、塌陷的概率。计算机导航技术在术中发挥重要作用,术前根据薄层CT、MRI、骨核素扫描等影像学检查设计切除的安全边界,在术中导航下进行切除,同时对异体半髁复合单髁假体修整后植入,不仅提高了肿瘤切除的安全性,而且为异体骨复合半髁假体植入提供了准确定位。本组14例行股骨半髁切除缺损后采用异体半髁复合半髁人工假体进行重建的恶性肿瘤患者术后复发率为2/14(5年),略高于Muscolo等[9]的报道结果,可能与肿瘤类型、侵袭范围,辅助放、化疗敏感性,以及样本量较少有关,在平均75个月的随访中所有患者均未出现关节退变和软骨下骨塌陷。8例行胫骨半侧平台异体骨重建的患者中,在平均随访35个月(12~60个月)后,6例出现了异体骨塌陷、骨折,可见半月板和交叉韧带的重建并未能减缓胫骨侧骨关节面的退变。是否能放弃重新附丽半月板,而使用异体骨复合人工半平台假体进行重建有待进一步研究探讨。

为最大程度减小不同部位肿瘤切除与重建结果的差异性,本研究仅选择发生于膝关节周围局限于胫骨半侧平台或股骨半侧髁内的病变,避免在肿瘤切除时牺牲更多正常组织而影响功能,重建方法仅采用异体半平台或异体半髁复合半髁假体,易于比较重建后的关节功能。

本研究尚存在以下不足:(1)样本量相对较少,单中心较难获得足够大的样本量;(2)肿瘤的种类不一,治疗方案不能标准化;(3)存在不可控的变量如肿瘤侵犯部位(股骨或胫骨,内、外髁或平台),不同的部位骨和软组织切除范围也不同,导致一定偏倚。

总之,异体半髁复合人工半髁假体是股骨远端局限于半髁内肿瘤切除后重建的可行性方案,可防止异体骨骨折和关节退变。对于胫骨近端局限于半侧平台内的肿瘤,异体半平台可重建切除后缺损,但关节进行性退变严重,能否复合人工平台假体植入还有待进一步研究。

 
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