下肢恶性骨肿瘤保肢术后假体生存分析及功能评估

保肢手术作为治疗恶性骨与软组织肿瘤出现于20世纪80年代,随着适应症的逐渐明确和假体设计的不断改近,保肢手术目前越来越广泛地应用于恶性骨与软组织肿瘤的保肢治疗中。在人工假体生产制造技术成熟之前重建的方法主要是异体半关节移植。从20世纪80年代中期以来,不同重建方法的优缺点成为一些

正文

保肢手术作为治疗恶性骨与软组织肿瘤出现于20世纪80年代,随着适应症的逐渐明确和假体设计的不断改近,保肢手术目前越来越广泛地应用于恶性骨与软组织肿瘤的保肢治疗中。在人工假体生产制造技术成熟之前重建的方法主要是异体半关节移植。从20世纪80年代中期以来,不同重建方法的优缺点成为一些论文或骨与软组织肿瘤会议讨论的焦点。1,2本文回顾了应用人工假体进行重建的151例下肢原发骨与软组织恶性肿瘤病例。通过随访结果评价:1、肿瘤学预后,包括生存率,局部复发率,荷瘤生存率等;2、患肢功能;3、假体生存率与并发症,并分析相关影响因素。

1、材料与方法

1998年1月至2005年4月,共185例下肢原发骨与软组织恶性肿瘤患者接受了肿瘤切除,人工假体重建。对患者进行随访。最终共随访到151位患者,随访率为81.6%。复查主要内容为肿瘤有无复发、转移,术后患肢功能,并通过MSTS 93评分对患者进行功能评定。通过复习所有患者病历统计假体相关并发症。患者平均年龄为29.5岁(29.5±14.2),其中男性87例,女性64例。随访时间12-192个月,中位随访时间38.0个月。重建类型包括单纯人工假体127例,复合假体24例。假体部位:股骨上段28例,股骨下段83例,胫骨上段40例。股骨上段患者平均年龄为44.7(44.7±3.6)岁,股骨下段患者年龄为26.8(26.8±1.7)岁,胫骨上段患者年龄最小为23.2(23.2±2.2)岁,国产假体112例(74.1%),进口假体39例(25.8%)。其中国产假体为定制式假体,进口假体为德国LINK肿瘤型假体。病理诊断详见表1。骨肉瘤、尤文肉瘤、淋巴瘤患者接受术前化疗,其它部分患者进行术后化疗。所有存活患者均利用美国骨与软组织肿瘤学会改良30分功能评分系统(MSTS 93)进行功能评价。

统计处理应用SPSS 12.0软件处理。利用Kaplan-Meier生存分析法计算3年,5年生存率。同样计算假体3年和5年的生存率。对性别,年龄,肿瘤部位,截骨长度,伤口感染,病理骨折等危险因素进行Log-Rank单因素分析。所有检验中P值<0.05被认为差异有统计学意义。

2、结果

平均随访38个月(1年至16年)。无瘤存活100例(66.2%),荷瘤生存18例(11.9%),局部复发11例(7.3%),术后发生远处转移的有18例(11.9%)。各类恶性肿瘤3年生存率为78.1%,5年生存率为55.7%。总的截肢率为7.9%(12/151)。

利用MSTS 93评分对118位患者患肢功能进行评价,MSTS 93主要包括疼痛,对术后功能总体评价,对保肢手术接受度,行走时使用支具情况,行走功能和步态共6个方面,每项0-5分,总分30分,本研究中功能优、良、中、差分别指总的得分为80-100%,60-80%,40-60%,<40%。随访结果为患者肢体功能总的优良率为82.97%。72.8%的患者术后没有疼痛症状,62.7%的患者行走时不需要任何支具等辅助器械。其余4项多数为3-4分,详见表2。股骨上段功能评分最高为79.3±16.3%,其次为股骨下段75.9±18.4%,功能得分最低为胫骨骨上段68.5±21.1%。对三个部位患者进行F检验p<0.05(p=0.043)。

总的假体3年保有率为73.1%,5年保有率为52.2%(图1)。假体相关并发症发生率为20.2%(23/114),其中感染9例(7.9%),松动2例(1.8%),假体折断6例(5.3%),脱位2例(1.8%),其它4例中1例为聚乙烯衬垫磨损,1例因疼痛由双动改为全髋,2例因肿瘤复发。假体失败定义为任何原因引起的需要手术取出或更换假体大部分部件。假体失败共19例(16.7%),该19例均行翻修手术,翻修手术平均位于初次手术后27.3个月。

翻修2次的共有7例,3例因假体折断,1例关节感染,1例感染翻修术后再次感染,2例因肿瘤复发。假体感染平均发生时间为术后28.4个月(28.4±8.0)。关节感染9例中5例行二期翻修术,均行假体取出旷置,二期假体植入,旷置时间最短半年,其中 1例因二次翻修术后感染仍无法控制,细菌培养为屎肠球菌,于第2次翻修术后10个月行截肢手术。其余患者感染均得到控制。发生伤口感染的9例中,其中5例直接导致人工假体感染并取出假体。2例清创等治疗后感染控制,1例因肿瘤复发截肢。2例保守治疗后感染控制,未取出假体。

分析性别,部位,截骨长度,病理骨折,伤口感染等因素对假体生存率的影响。性别对假体生存率影响无统计学意义(p=0.256)。通过分别计算不同部位假体生存率,股骨上段好于股骨下段,胫骨上段假体生存率最差,p值为0.05。截骨长度对人工假体的影响,截骨长度计算方式为股骨近端从股骨头起计算,股骨远端从股骨髁计算,胫骨上段从胫骨平台计算。复合假体截骨长度按切除肿瘤时整个瘤段计算。所有患者截骨长度为6-39cm,平均15.1cm±4.4m,中位截骨长度14cm。股骨下段截骨长度最长,15.9±4.0cm。胫骨上段最短13.6±3.2cm(表3)。将所有患者分为两组,截骨长度<14cm一组,截骨长度≥14cm一组。Log-Rank检验示截骨<14cm一组假体生存率明显好于截骨≥14cm一组(p=0.045,图4a)。合并病理骨折患者假体生存率低于不合并病理骨折患者的假体,p=0.012。伤口感染是影响假体预后的独立危险因素(p=0.001)。对于翻修假体随访,平均生存时间为39个月;3年完好率为75.2%。

3、讨论

目前,人工假体重建恶性骨肿瘤切除后大段骨缺损的方法已经被广泛接受,近年来,采用金属假体重建的病例数日益增多,较其它重建方法,金属假体重建的优点包括:内固定物耐用,术后即刻的稳定性,较好的短期及长期的功能预后,术后关节活动度好。3最重要的是感染等并发症的发生率较异体骨重建低。对于股骨远端,胫骨近端,肱骨近端,肩胛骨进行假体重建十分可靠。

(1)肿瘤学预后分析。下肢恶性骨肿瘤保肢手术的局部复发率为5-16%。3-5本研究中151例恶性肿瘤局部复发率为7.3%,中位复发时间为12个月。本研究中恶性肿瘤3年生存率为78.1%,5年生存率为55.7%。骨肉瘤患者3年生存率为82.3%,5年生存率为54.5%。截肢率文献报道为3-12%3,5-7,主要原因为局部复发,本组病例总的截肢率为7.7%,其中大部分(8例)因肿瘤复发,4例为术后假体无法控制的感染。本组研究中骨肉瘤患者的3年保肢率为93%。

对肿瘤学预后影响最明显的因素是肿瘤部位,文献报道的肿瘤预后胫骨上段好于其它部位肿瘤,这与胫骨上段软组织覆盖薄,可以较早发现肿瘤有关,这使得该部为肿瘤学预后较好,本组病例对肿瘤部位对患者生存率的影响进行分析结果示:胫骨上段肿瘤学预后与其它部位肿瘤学预后差异有显著性p<0.05,股骨下段次之,股骨上段最差。这与大多数文献报道是一致的。3,6,7,8,10由于病理骨折多意味着疾病进展迅速或发病时间较长,肿瘤破坏范围较大,影响骨骼承重。故将患者按有无病理骨折分成2组,比较两者的生存率,结果示不合并病理骨折的患者3年生存率是80.4%,合并病理骨折的患者3年生存率为53.6%。所以病理骨折预示者肿瘤学预后较不合并病理骨折的患者差。Ward等人9回顾了1980年至1990年共242例进行新辅助化疗后患者局部复发危险因素,局部复发率是16%。危险因素包括病理性骨折,肿瘤浸润血管和肿瘤部位。本研究也支持该结论:肿瘤部位为股骨上段和病理骨折是影响生存率的危险因素。

(2)保肢术后功能讨论。保肢手术书后功能由肿瘤的大小,切除的范围,重建的外科技术,假体的设计,康复锻炼的效果,患者的主观能动性和配合程度等多方面决定。11-13本组病例总的得分为75±19%,其中股骨上段患者得分最高79.3±16.3%,得分最低的为胫骨上段68.5±21.1%,一般文献报告下肢患者MSTS评分从67-83%不等12-15。大多数研究中胫骨近端置换患者功能得分率最低,与本组患者观察结果相似。对于髋关节,外展功能的重建对于术后功能十分重要13,双动与全髋对于术后功能影响差异无显著性。对于股骨近端复合假体术后功能较单纯假体术后功能更好。2

(3)人工假体生存率讨论。本组病例总的假体3年生存率为66.9%,5年生存率为51.8%。对可能影响假体生存因素进行单因素分析,包括年龄、性别、部位、截骨长短、病理骨折、伤口感染等因素。

年龄、部位对假体生存影响没有统计学差异。

不同部位对假体生存率影响。股骨近端生存率最高,3年生存率为82.6%。Eckardt16报告的股骨近端假体5年生存率为68%,股骨上段假体5年生存率文献报道63-90%。2,7该部位复合假体重建的假体完好率明显好于单纯人工假体重建,复合假体10年完好率为77-84%2,而单纯假体10年生存率为65%。本研究中股骨远端假体3年、5年保有率分别为64.9%,44.9%。文献报告的该部位假体5年完好率为66-83%。10本研究中胫骨近端假体3年、5年假体生存率分别为63.9%,51.1%,为下肢三个部位中假体生存率最低的部位,这与该部位解剖结构有关,由于软组织覆盖较少,使得肿瘤切除后内固定覆盖较为困难,致使假体并发症发生率高,这也是导致该部位假体生存率低的一个原因。Grimer17报告151例胫骨上段假体随访结果5年完好率为60%。Horowitz7报告该部位假体5年生存率为54%,略高于本研究的51.1%。三个部位假体生存率生存曲线差异有统计学意义(图2,p=0.046),但总体趋势是股骨上段好于股骨下段,胫骨上段最差。该结果与其它肿瘤型假体随访结果一致。

截骨长度对于假体生存率影响有显著性差异,但是根据不同部位,截骨长短对假体生存率的影响时不同的6,Unwin将患者按截骨百分率分为<40%,40-60%,>60%分为三组,三组中股骨近端截骨越长假体生存率越高,而股骨远端和胫骨近端截骨越长,假体生存率越低。这是因为股骨近端截骨越短,假体柄远端距离下肢力线距离越长,力矩越大,使得假体受到更大的应力,致使存活率下降。Wunder3的类似研究指出胫骨近端截骨长度越长,假体生存率越低。本组随访对象分按截骨长度分为<14cm,≥14cm两组,Log-Rank检验p=0.045。

本研究中病理骨折做为影响假体生存的因素,p<0.05。说明病理骨折不仅对患者肿瘤学预后影响有显著性,对人工假体预后也是危险因素。伤口感染常会导致深部感染,并引起无法控制的假体感染,p<0.05。

(4)人工假体并发症讨论

保肢手术的主要并发症包括感染、假体松动、假体折断、衬垫磨损等。不同部位假体并发症的发生率不同,股骨上段肿瘤型假体最常见的并发症为脱位、松动和聚乙烯衬垫磨损(主要为髋臼侧),文献报告该部位假体脱位率为11-20%18,Unwin统计股骨上段假体10年无菌性松动率为6.2%6。而该部位的人工假体异体骨复合物重建并发症主要是异体骨感染和移植骨不愈合,感染率为10-20%。2复合假体重建的优点是可以重建肌腱附着,患者术后功能较单纯假体好,并且降低脱位复生率,文献报告复合假体脱位率为0-5%。19所以无论何种重建方式,重建髋关节稳定性和重建髋关节外展功能对于该部位的重建是十分重要的。膝关节周围假体最常见的并发症是感染和无菌性松动,感染发生率为5.4-18%20,无菌性松动发生率为4-26%6。水泥型和非水泥型人工假体的无菌性松动率不同文献结果不同,Plotz对64例膝关节周围肿瘤型假体随访发现,11%的非水泥型假体发生无菌性松动,而水泥型假体并没有发生无菌性松动,作者分析可能是水泥型假体随访时间不够长。5Wunder对骨长入式非水泥型肿瘤假体失败原因分析时认为该种非水泥型假体无菌性松动发生率低3。此外,股骨下段和胫骨上段假体折断率为3-10%。1,21

感染率文献报告7-18%不等20,本组病例感染率为7.6%,共9例。其中5例是由于伤口感染引起深部感染,继而导致假体失败。19例行翻修手术,术中可见周围软组织炎症水肿明显,呈黑色。5例行二期翻修,均使用抗生素骨水泥临时填充,平均旷置10.6个月,术后感染控制满意,其中2例分别于翻修术后66个月和42个月假体折断行二次翻修术,感染控制满意。在临床诊断感染之前的中位时间是26个月,提示血源性细菌播散和继发感染的主要原因可能时术后化疗,因化疗常引起粒细胞减少,菌血症和感染。有人认为在长期化疗或因此引起的粒细胞减少时期常规应用抗生素,这样可能会降低感染率1,但是该建议目前存在争议。在膝关节周围肿瘤切除后重建常采用腓肠肌内侧肌瓣改善局部软组织覆盖情况,降低感染发生率,特别是在胫骨上段部位。

本次随访结果显示人工假体折断率为5.9%,有7例患者出现了假体的折断。 2例进口假体,5例国产假体。2例折断部发生在假体柄与股骨髁部的连接处,属于假体设计方面的问题。另有2例假体的折断部发生在假体柄骨内固定部分与骨外假体段的交界处(假体柄根部)。 该类型折断与假体材料质量及假体柄的粗细有关。3例折断发生在关节的轴部,原因为股骨髁部件与套筒在过伸膝关节过程中应力集中引起,目前已改进该处设计(图3)。

除外感染假体的情况,翻修手术成功较高。在我们的病例中,无菌性松动的病例进行翻修后术后功能与初次置换手术术后功能基本一样。并且不会影响假体的生存率。为了填满髓腔并且避免假体折断,髓内柄的直径应当足够大。在1985年以前,大多数定制式假体柄的直径是9mm。现在使用的假体柄的直径至少是12mm的,多数是15mm的。扩髓至髓内假体柄最粗部分,减少填充髓腔骨水泥用量,应用第三代骨水泥技术等已经证实可以减少病人的无菌性松动复生率。

肿瘤型假体作为保肢手术中目前使用最为广泛的重建方法有着令人满意的术后肢体功能。人工假体重建仍存在一定比例的并发症,响假体生存率的危险因素包括:伤口感染,胫骨上段,截骨长度>14cm,病理骨折。

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