杜开利，彭 焰，张良明，张新亮，梁安靖，黄东生

临床研究

脊柱原发性恶性肿瘤切除术后的稳定性重建

杜开利，彭 焰，张良明，张新亮，梁安靖，黄东生

随着脊柱外科经验水平的提高及对脊柱原发性肿瘤认识的深入，手术切除成为治疗脊柱原发性肿瘤的主要手段。切除方式包括整块切除、分块切除，切除范围包括病灶切除、椎体切除、矢状切除、后弓切除及全椎切除等[1]。手术切除脊柱肿瘤疗效确切，预后尚令人满意[2-3]，但脊柱恶性肿瘤切除后脊柱稳定性破坏严重，重建困难，其效果直接关系到患者的生存质量及后续治疗方案，进而影响生存时间。我科于1999年1月至2009年1月采用手术治疗脊柱原发性恶性肿瘤患者38例，根据不同肿瘤切除范围，采取椎体重建、前方椎体内固定、后路植骨内固定或联合运用等方式，完成脊柱原发性恶性肿瘤手术切除后的稳定性重建。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本组患者38例，男25例，女13例，年龄15～71岁，平均31.5岁。病变部位（有重叠）：颈椎8例，胸椎7例，腰椎17例，骶椎10例。其中骨巨细胞瘤17例，脊索瘤11例，Ewing肉瘤5例，浆细胞瘤1例，多发性骨髓瘤1例，恶性纤维组织细胞瘤2例，非何杰金氏淋巴瘤1例。

1.2 手术方法

1.2.1 肿瘤切除方法

结合Enneking分期系统[4]和WBB分期系统[1]的指导，行椎体切除13例16个节段（骨巨细胞瘤8例，脊索瘤2例，Ewing肉瘤2例，多发性骨髓瘤1例）；后弓切除7例8个节段（脊索瘤4例，非何杰金氏淋巴瘤1例，恶性纤维组织细胞瘤1例，Ewing肉瘤1例）；全脊椎切除11例12个节段（骨巨细胞瘤6例，脊索瘤2例，Ewing肉瘤2例，浆细胞瘤1例）；其它类型7例，包括椎体部分切除3例（骨巨细胞瘤2例，恶性纤维组织细胞瘤1例）以及骶椎部分切除4例（骨巨细胞瘤1例，脊索瘤3例）。8例采用整块切除，其余无条件者行分块切除。椎体切除均刮除软骨终板。稳定性重建方式的选择主要取决于脊柱破坏失稳程度、手术入路及肿瘤恶性程度，同时考虑患者年龄、经济情况等因素。

1.2.2 重建方法

（1）对于椎体切除者，行前路重建椎体[大块骨支撑3例、钛网碎骨填充6例或纳米骨人工椎体（四川国纳科技有限公司）植入3例以及骨水泥人工椎体（自制）1例]+椎体间内固定（TSRH、Ventrofix或钢板），其中7例联合后路椎弓根钉内固定（特别是多节段切除者）；（2）对于后弓切除者，均予椎弓根钉内固定并后外侧植骨融合；（3）对于全脊椎切除者，行前路重建椎体（钛网碎骨填充10例、纳米骨人工椎体1例）+椎体间内固定+后路椎弓根钉或侧块螺钉内固定；（4）对于椎体部分切除者，予钛网植骨并椎体间内固定；（5）对于骶椎部分切除者，2例S1部分切除后行腰椎椎弓根螺钉—髂骨螺钉内固定并碎骨植骨融合，2例下骶椎部分切除后未予内固定。除早期1例骨巨细胞瘤行椎体切除后予骨水泥人工椎体固定外，其余病例切除后缺损结构均予植骨融合。椎体间大植骨块2例取自腓骨中上段，其余均取自髂骨；钛网内部填充碎骨来自髂骨、肋骨。所有后路椎弓根钉内固定的病例均行后外侧植骨融合。

1.3 疗效评估内容

采用视觉模拟评分（visual analogue scales，VAS）、神经功能Frankel评分、SF-36评分[5]对术前及末次随访时的椎体功能情况进行评价（复发、转移或死亡者为术后无瘤生存状态下的末次随访，中途失访者为失访前末次随访）。观察术后及随访期间植骨融合、骨折、上下节段终板间距离及内固定断裂等情况。

1.4 统计学处理

所有数据应用SPSS 12.0统计软件进行处理，手术前后的VAS和SF-36评分比较采用配对t检验，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

随访12～89个月，平均随访时间29.7个月。3例于随访1年后失访，5例于随访2年后失访。6例患者于随访过程中死亡，其中1例脊索瘤于术后18个月死于肿瘤复发、颈髓压迫，3例Ewing肉瘤于术后2年内死于肿瘤转移、全身衰竭，2例骨巨细胞瘤分别于术后2年、3年死于非肿瘤相关疾病。5例因肿瘤复发再次手术，其中3例脊索瘤和2例骨巨细胞瘤分别于术后3年内局部复发再次手术。1例骨巨细胞瘤、1例Ewing肉瘤及1例恶性纤维组织细胞瘤术后2年内复发，患者拒绝再次手术。

2.1 测量指标

2.1.1 椎间高度差

测量24例椎体重建病例术后1周与末次随访时的椎间高度差，其中联合后方固定者（18例）平均为（0.3±0.1）cm，无后方固定者（6例）平均为（0.7±0.4）cm；椎间钛网植骨者（16例）平均为（0.9±0.4）cm，椎间大块骨植骨者（3例）平均为（0.5±0.2）cm，纳米骨人工椎体碎骨填充（4例）者（0.4±0.2）cm，骨水泥人工椎体者（1例）0.4 cm（均予前方椎体间内固定）。

2.1.2 VAS

术前VAS为（6.2±2.2）分，末次随访时VAS为（1.8±1.3）分，两者比较，差异有统计学意义（t=-17.080，P=0.000）。末次随访时疼痛改善情况：优20例，良13例，中3例，差2例，疼痛改善优良率86.8%。

2.1.3 神经功能Frankel评分

术前B级3例，C级12例，D级15例，其余均为E级；末次随访时C级3例，D级5例，其余均为E级。改善一级21例，改善二级8例，无明显改善1例（手术前后均为C级）。

2.1.4 SF-36评分

SF-36评分术前为（30.7±7.2）分（21～43分），末次随访为（58.3±16.5）分（34～85分），两者比较，差异有统计学意义（t=19.037，P=0.000）。

2.2 手术并发症

切口感染2例，经过清创、引流联合抗生素治疗后愈合。术后肺部感染1例，采取抗生素等综合治疗措施后治愈。肿瘤复发、转移导致死亡4例，肿瘤局部复发9例。髂骨取骨的患者术后均诉取骨部位疼痛，术后半年逐渐消失。椎体重建的病例中存在术后椎体下沉现象，无严重后凸畸形。除复发病例外，植骨全部融合，无植骨骨折，植骨吸收者5例，术中、术后无严重神经损伤并发症。典型病例见图1～3。 3讨论

图1 前后路联合C2全脊椎切除、椎间大块植骨钢板内固定、后路椎弓根钉棒内固定术治疗C2脊索瘤 患者，男性，70岁，WBB分期：4-10区，BCD层。随访18个月，稳定性良好，颈部活动度满意 1A术前CT侧位片 1B术后侧位X线片 1C术后CT冠状位片显示植骨块 图2后路L5全脊椎切除、椎间钛网植骨、椎弓根钉内固定术治疗L5骨巨细胞瘤 患者，女性，23岁。随访14个月，稳定性良好 2A术前MRI侧位片 2B术后X线侧位片可见钛网向椎体内嵌插 图3前路椎体切除，人工椎体、钢板内固定术治疗C5Ewing肉瘤 患者，男性，46岁。术后随访12个月，稳定性良好 3A术前MRI侧位片 3B术后CT侧位片显示人工椎体与上下椎体接触良好，无明显下沉

重建脊柱稳定性的目的在于防止或减轻肿瘤切除后失代偿性脊柱畸形和继发性脊髓损害，提高生存质量，延长生存时间。脊柱肿瘤切除后应按三柱稳定原理重建脊柱稳定性，保持矢状面、冠状面上的序列及防止过度旋转[6]。

3.1 脊柱恶性肿瘤切除后重建的特殊要求

根据Enneking分期系统的指导[4]，对于脊柱原发性恶性肿瘤，应尽量进行广泛切除以达到根治效果。由于整个椎节为同一间室，故常采用椎体切除及全脊椎切除。为了保证肿瘤切除彻底，脊柱稳定性的破坏常常是毁灭性的，脊椎部分或广泛切除后，相应的肌肉、韧带、关节等被破坏，术后放、化疗亦有可能对植骨融合产生影响，因此，此类手术对重建的要求明显高于退变、创伤和良性肿瘤。骨性结构缺损可采用自体或异体植骨、骨水泥填充等得到恢复。有学者认为[7]，脊柱恶性肿瘤切除后采用原位植骨会增加肿瘤复发概率，恶性肿瘤切除后宜采用骨水泥填充的方法获得即刻稳定，骨水泥的应用亦需慎重。骨水泥为非生物材料，不能达到生物融合效果，骨水泥假体及相邻椎骨的长期磨损可能导致松动乃至脊柱失稳。对于肿瘤恶性程度高、侵犯范围广、解剖复杂，预计手术彻底切除困难、生存期短的病例，宜采用骨水泥；而对于侵犯范围局限、切除彻底、复发机会小、预期生存期长的病例，则应采用植骨以达到融合。

纳米羟基磷灰石/聚酰胺 66（nanohydroxyapatite/polymide 66，n-HA/PA66）复合生物材料具有优良的生物相容性、骨传导生物活性、刚性、尺寸稳定性和韧性，其形态、结构和组成与人体骨中磷灰石纳米针晶相似，其抗压、抗弯强度和弹性模量与人体皮质骨相似，制成的人工椎体、椎板具有良好的强度且在体内不被吸收，在起到支撑作用的同时还可与人体骨质融合[8-9]。本组中，4例患者采用n-HA/PA66复合人工椎体进行椎体重建，平均随访17.3个月，内固定稳定，未出现重建失败而导致相关并发症的病例，除1例Ewing肉瘤于术后15个月死于肿瘤转移外，其余无局部复发。生物活性人工椎体的应用，减少了大量原位植骨可能导致的复发，而且还能获得人工椎体与上下椎体间的骨性融合，不失为脊柱肿瘤重建材料的又一选择。然而，运用该材料可否确实减少肿瘤复发，则有待于进一步深入研究。

3.2 WBB分期、三柱理论指导重建方式

依据WBB分期，肿瘤位于4-9区者行前路椎体切除的稳定性重建方式包括：（1）单纯椎体间大块骨支撑、钛网填充以及人工椎体植入。存在椎体替代物移位、下沉，矢状面冠状面轴向活动度增大、失稳等缺陷，目前基本不采用。（2）重建椎体+椎体间内固定（如钢板、Ventrofix或TSRH等）。（3）前方椎体替代物+椎体间内固定以及后方椎弓根钉内固定。Pflugmacher等[10]对32具尸体标本的胸腰段进行测试，单节段椎体切除后人工椎体+椎体钢板内固定的稳定性明显低于正常结构，而人工椎体+椎体钢板+椎弓根钉内固定稳定性高于正常结构，因此认为在胸腰段行椎体切除后单纯前方固定并不能达到稳定效果，必须联合后方固定。依据WBB分期，肿瘤位于10-3区者行后路切除的稳定性重建方式是采用椎弓根钉系统，其为三维固定，抗拔出、抗旋转能力强，适用节段广泛，是目前最常用的后方固定方法。而当肿瘤同时累及4-9区和10-3区时，前后路联合切除后需全面重建稳定性。

Disch等[11]对新鲜尸体标本进行生物力学测试后发现，全脊椎切除后后方短节段内固定不能达到足够的稳定性，而长节段固定可提供良好的稳定性。韦峰等[12]亦认为高强度的椎体间填充材料、足够长节段的后路内固定是全椎切除后重建稳定的关键。肖建如等[7]的临床研究结果显示，采用膨胀式人工椎体可使接触面更加贴合，减少椎体下沉，增加脊柱稳定性。但也有一些学者[10-11]通过尸体标本的生物力学测试研究提出，人工椎体是否为膨胀式对稳定性的影响不大。在经椎弓根椎体行脊柱肿瘤姑息性部分切除后，即使不行前方椎体重建，对其稳定性影响也较小，但必须进行后方钉棒固定[13]。

Oda等[14]建立了尸体标本单节段全脊椎切除的模型，采用5种方式重建稳定性：（1）前路内固定+后路长节段经椎弓根内固定；（2）前路内固定+后路短节段经椎弓根内固定；（3）单纯前路内固定；（4）单纯后路多节段经椎弓根内固定；（5）单纯后路短节段经椎弓根内固定。结果显示方法（1）和方法（2）效果最佳，其次为方法（4）、方法（3），效果最差的是方法（5）。

在本组中，全椎切除的病例重建采用前方椎体重建+椎体间内固定+后方椎弓根钉长节段固定，人工椎体下沉不明显，无术后失稳。椎体切除的病例中，由于经济条件等原因，6例仅行前方椎体重建+椎体间固定，而无后方固定，下沉明显，后凸加重，但也能够达到骨性融合，无严重并发症。最近有研究者提出，下腰段椎体切除后仅行前方椎体重建并内固定，无需后方固定亦可达到良好的稳定性，但随访时间有限[15]。我们则认为，对于椎体切除的病例，后方固定亦很重要，特别是对于应力强度及活动度大的节段。

3.3 骨强度与重建方式

骨强度可影响稳定性重建的效果[12]。本研究中年龄＜45岁患者的融合效果普遍优于年龄≥45岁者，椎间高度丢失较少。而老年患者前路椎间植骨压缩较明显，可见骨质吸收，并随术后时间的延长而加重。对于骨质疏松的患者，在给予药物治疗的同时，应注意前路椎体间填充物强度和形状（接触面）的选择，增加后路内固定的节段。

3.4 并发症

3.4.1 复发

复发的根本原因在于肿瘤切除不彻底，是后期脊柱失稳的潜在因素。本组9例复发病例中，7例位于颈椎或骶椎，2例位于胸椎，肿瘤范围广泛累及多个区域及层次，使得肿瘤暴露困难，切除前难以充分游离，从而未能达到广泛的切除边界。1例骶椎巨大骨巨细胞瘤侵犯L5椎体下部，行前后路联合切除骶椎及部分L5椎体、L5椎—髂骨间植骨椎弓根髂骨通用脊柱系统（universal spine system，USS）内固定术，13个月后局部复发，再行肿瘤广泛切除术，随访26个月无复发，内固定无松动，无脊柱失稳。此例在初次手术未行L5椎全切除时即考虑到切除后重建较为困难，已估计到复发的可能性，但实为不得已的选择。

3.4.2 下沉

本组中椎间高度丢失的病例中，椎间高度差的测量结果为：钛网植骨＞大块自体骨植骨＞纳米骨人工椎体。刮除椎体软骨终板利于植骨融合，但降低了椎体的支撑力，植入钛网、植骨块或人工椎体后易发生下沉，致使后凸加重。钛网两端较尖锐，面积小，与椎体终板之间为点面接触，局部应力增加，容易损伤终板从而引起钛网下沉。单纯自体骨椎体间植骨接触面积小，局部应力大，不能提供持久的刚性支撑。而本组中采用的n-HA/PA66复合人工椎体呈中空圆柱形，中间可填充自体骨，体端呈微齿状，体壁内外皆为微观糙面，横截面呈齿状凹凸，其表面积大大增加。该人工椎体体壁具有相当厚度，两端断面面积较大，增加了与上下终板的接触面积，与椎体终板间呈面面接触，可有效防止术后下沉、塌陷，其中间的植骨可与上下骨性终板融合，提供长期的稳定。同时，患者的骨质量、端面角度及形状、终板接触面积等均可影响下沉的发生，应予考虑。

3.4.3 取骨部位疼痛

大部分自体骨取自髂骨，常留有局部疼痛，持续1个月甚至近1年，可逐渐消退。骨源是脊柱重建的一大问题，自体取骨必然伴有一定程度的损伤，人工生物活性骨的问世可能成为解决该问题的途径之一。

综上所述，脊柱原发性恶性肿瘤切除后，根据脊柱肿瘤WBB分期及三柱理论，结合切除范围的大小采用相应的重建方式，可恢复脊柱稳定性，植骨融合率高，中短期疗效满意。切除范围较大、稳定性破坏严重者，宜增加固定节段及范围，生物活性人工椎体是切除后椎体重建材料的又一选择。同时，重建方式还要综合考虑节段、预后以及骨强度等因素。

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（本文编辑 陈 娜）

骨科快讯

经寰枕关节螺钉的最佳钉道

为了解经寰枕关节螺钉的理想进钉点及钉道，本研究利用螺钉植入模拟软件对CT扫描图像进行放射学评估。CT扫描层厚1.0 mm，通过三维螺钉钉道模拟软件模拟4.0 mm螺钉的植入。共对126例患者的CT扫描图片进行研究，在每个进钉点（共4个进钉点）模拟植入螺钉252枚。结果发现，2个侧方入钉点的成功率及内倾角安全范围明显高于2个中部入钉点。两个侧入钉点的成功率相近[侧前（anteriolateral，AL）入钉点为98.0%，侧后入钉点（posteriolateral，PL）为97.6%]。尽管AL入钉点内倾角的安全范围明显（26.1°）高于PL入钉点（23.7°），但是PL入钉点的螺钉长度（32.6 mm）明显长于AL入钉点的螺钉长度（29.4 mm）。30°内倾角时螺钉的植入成功率最高，但也仅能达到79.4%和80.2%。

虽然AL入钉点与PL入钉点的成功率无明显差异，但作者推测PL为最佳入钉点。30°内倾角及5°上倾角时螺钉的植入成功率最高，但也仅有80%左右。由于个体差异较大，因此对于拟进行寰枕关节螺钉固定的患者，术前应进行三维CT扫描。

（摘自Lee KM,Yeom JS,Lee Jo,et al.Optimal trajectory for the atlantooccipital transarticular screw. Spine,2010,35(16):1562-1570.陈立业摘译，夏虹审校）

Stability reconstruction after resections of primary malignant spinal tumors

DU Kai-li,PENG Yan,ZHANG Liang-ming,ZHANG Xin-liang,LIANG An-jing,HUANG Dong-sheng.Department of Spine Surgery,Sun Yat-sen Memorial Hospital,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510120,China
Corresponding author:HUANG Dong-sheng,E-mail:huangdongshen18@hotmail.com

Objective To review the methods of the stability reconstruction after resections of primary malignant spinal tumors.Methods From January 1999 to January 2009,38 cases of primary malignant spinal tumors underwent tumor removal including vertebrectomies in 16 segments of 13 cases,posterior arch resections in 8 segments of 7 cases,total spondylectomies in 12 segments of 11 cases,and other types of resections in 7 cases. According to the different tumor excisions,various stability reconstructions were chosen such as vetebral body reconstruction,anterior vertebral body replacement with internal fixation,posterior pedicle screw fixation with bone grafting,or combination surgery.Bone graft for fusion,distance between upper to lower endplate,failure of internal fixation were observed.Preoperative visual analogue scale(VAS),Frankel neural function scores and SF-36 scores were compared between the last follow-up and preoperation.Results Patients were followed up from 12 to 89 months with average 29.7 months.Six cases died during the follow-up period and 5 cases relapsed and performed sugery again.At the last follow up,VAS improved from 6.2±2.2 to 1.8±1.3(t=-17.080,P= 0.000),with excellent-to-good rate of pain relief 86.8%;Frankel neural function scores improved by one level in 21 cases,two levels in 8 cases,and one case had no improvement;SF-36 scores improved from 30.7±7.2 to 58.3±16.5(t=19.037,P=0.000).All of grafts were fused without graft fractures.Bone absorption happened in 5 cases.The endplate subsidence varied in different reconstructions.There was no serious neural impairment

目的探讨脊柱原发性恶性肿瘤切除术后的稳定性重建方式。方法收集1999年1月至2009年1月手术治疗的脊柱原发性恶性肿瘤38例，其中椎体切除13例16个节段，后弓切除7例8个节段，全脊椎切除11 例12个节段，其余类型7例。根据不同肿瘤切除范围，采取椎体重建、前方椎体内固定、后路植骨内固定或联合运用等稳定性重建方式。观察植骨融合、上下节段终板间距离、内固定断裂等情况，比较末次随访与术前的视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）、神经功能Frankel评分和SF-36评分。结果随访12～89个月，平均29.7个月。6例于随访过程中死亡，5例因肿瘤复发而再次行手术治疗。术后末次随访时VAS评分明显优于术前[（6.2±2.2）分vs（1.8±1.3）分；t=-17.080，P=0.000]，疼痛改善优良率达86.8%；神经功能Frankel分级改善一级21例，改善二级8例，无明显改善1例；SF-36评分亦明显优于术前[（30.7±7.2）分vs（58.3±16.5）分；t=19.037，P=0.000]。除复发外，植骨全部融合，无植骨骨折，5例伴有植骨吸收，终板均有不同程度的下沉，术中、术后无严重神经损伤并发症。结论根据WBB分期及三柱理论，结合肿瘤切除范围的大小选择相应的重建方式，可恢复脊柱稳定性，促进植骨融合，中短期疗效满意。重建方式应综合考虑节段、预后和骨强度等情况。

脊椎肿瘤；脊柱融合术；骨移植；内固定；稳定性重建

Spinal neoplasms;Spinal fusion;Bone transplantation;Internal fixation;Stability reconstruction

R738

A

1674-666X(2010)03-0212-06after operation.Conclusions Reconstruction following excision of primary malignant spinal tumors based on WBB staging system and three-column theory,shows good fusion and stability,and then achieves satisfactory short-term and mid-term therapeutic effects.The location of tumors,prognosis and bone strength should be considered.

2010-08-08；

2010-09-05）

10.3969/j.issn.1674-666X.2010.03.012

国家科技支撑计划项目《活性纳米复合生物材料制品应用开发》（2007BAE131304）

510120广州，中山大学孙逸仙纪念医院脊柱外科

黄东生，E-mail：huangdongshen18@hotmail.com