脊柱转移瘤微创手术的研究进展

2023-01-05    点击量:755 我要说

来    源:《中华骨与关节外科杂志》2022年7月第15卷第7期

通信作者:刘耀升 解放军总医院骨科医学部

随着全身治疗水平的提高,恶性肿瘤患者的生存期逐渐延长,预计每年新增超100000例需要接受治疗的脊柱转移瘤患者[1]。脊柱转移瘤患者通常表现为腰背痛、脊柱不稳及脊髓或马尾受压导致的感觉和运动功能障碍、大小便失禁,甚至瘫痪,这些症状均会严重影响患者的生活质量[2]

近年来微创技术和内固定器械得到了广泛应用,脊柱转移瘤的手术方式也发生了很大变化。传统的开放手术虽然可以缓解疼痛和神经功能损害,但对脊柱转移瘤患者的筛选有严格的要求,通常要求预计生存期>3个月[3]

患者一般健康状况较差或存在合并症也会影响患者的手术耐受能力。同时此类手术术中失血量较多,手术时间较长,术后并发症发生率较高,因此术后恢复期较长,导致后续治疗被迫推迟。

鉴于脊柱转移瘤通常需要与放射治疗和全身治疗相结合,最大限度地减少术后治疗中断或延迟在提高患者生存率方面起着关键作用。新的影像学和微创技术改变了这一局面,微创手术以更高的性价比受到临床医师的重视。本文对脊柱转移瘤微创手术的研究进展进行综述。

1. 微创手术策略选择

目前常用的治疗决策框架是NOMS(neurologic,oncologic,mechanical,and systemic)框架[4]。该框架从四个角度对脊柱转移瘤患者进行评估,包括神经功能、肿瘤性质、稳定性和全身情况。

神经功能评估主要判断患者是否存在脊髓和神经根病变,以及硬膜外脊髓压迫的严重程度。肿瘤性质决定了肿瘤对放射治疗和化学药物治疗的敏感性。稳定性可通过脊柱不稳肿瘤评分来进行评估。全身情况是对患者的手术耐受能力和肿瘤负荷程度进行风险评估。

放射治疗不敏感肿瘤引起的高级别硬膜外压迫和脊柱不稳是手术的主要指征,可以选择微创手术进行治疗。鉴于当前微创手术呈现多元化趋势,治疗决策的制定显得异常困难,学者们尚未达成共识。

Barzilai等[5]基于NOMS框架提出微创手术策略的选择。对于症状性脊髓压迫的转移瘤患者,可通过后正中小切口入路或经肌肉入路的管状或可扩张牵开器进行减压;对于腰椎转移瘤导致机械性神经根病的患者,可通过管状或可扩张牵开器行经皮椎弓根螺钉内固定术和小关节切除术;在没有高级硬膜外压迫的情况下,累及后部附件的病理性骨折可行普通螺钉或有孔螺钉骨水泥增强;单纯的压缩性骨折可选择后凸成形术或椎体成形术治疗。

2. 脊柱稳定手术

全身治疗和放射治疗是脊柱转移瘤的主要治疗方式,但不能恢复脊柱的稳定性。为帮助临床医师判断脊柱的稳定性,脊柱肿瘤研究组织开发出脊柱不稳肿瘤评分系统(spinal instability neoplastic score,SINS)[6]。评分>7分提示潜在不稳定或不稳定,建议手术治疗。椎体骨水泥增强手术和内固定是脊柱稳定手术的主要方式。

对于存在机械不稳定但没有高级别硬膜外压迫和机械性神经根病的患者,可行单纯稳定手术,无需减压;对于没有明显硬膜外扩散、后部皮质广泛溶骨性破坏或后部附件受累的病理性骨折患者,可以选择球囊后凸成形术或椎体成形术;由放射敏感性肿瘤(如淋巴瘤、多发性骨髓瘤、乳腺癌和前列腺癌)引起的明显硬膜外扩散的机械不稳定骨折患者适合经皮内固定治疗,术后常规放射治疗即可;对于广泛后部皮质破坏和/或骨折扩展到后部附件的机械不稳定骨折患者,可采用经皮内固定联合球囊后凸成形术。

2.1 椎体骨水泥增强手术

椎体骨水泥增强手术最早用于治疗骨质疏松和创伤性椎体压缩性骨折,目前也用于治疗脊柱转移瘤引起的病理性骨折。经皮后凸成形术和椎体成形术是椎体骨水泥增强手术的主要类型。该技术操作简便,可以在门诊开展,尤其适用于全身情况差而不能接受开放手术的患者。其作用机制包括:通过热杀伤效应损毁痛觉神经纤维,放热后骨水泥凝固来增加椎体强度和恢复椎体高度。

椎体成形术的主要优势在于:骨水泥在椎体内的弥散性分布更符合生物力学,理论上稳定椎体和止痛的效果更确切;并能降低局部应力集中,预防邻近椎体的再骨折;并可以向椎体内发生的陈旧性裂隙样骨折处定点注入骨水泥进行裂隙修复。球囊后凸成形术的主要优势在于:椎体高度通常可恢复2~4 mm;术中创造的空腔可以保证骨水泥在低阻力的环境下注入,降低了骨水泥渗漏的风险。在椎体压缩性骨折的畸形矫正方面,球囊后凸成形术优于椎体成形术,因为球囊后凸成形术可以撑开终板。在体位摆放合适的情况下,球囊扩张可以实现更大角度的畸形矫正,例如骶骨转移瘤导致的后凸畸形[7]。与球囊后凸成形术相比,椎体成形术被证明有发生较高的无症状或有症状的水泥渗漏的可能,在恢复椎体高度方面不如球囊后凸成形术有效。

脊柱转移瘤椎体骨水泥增强手术的适应证[8,9]包括:①脊柱转移瘤椎体破坏导致疼痛,对常规治疗无效;②椎体转移引起病理性骨折或即将发生病理性骨折;③有开放手术禁忌证或拒绝接受开放手术的椎体转移瘤患者;④作为椎体次全切除减压重建手术和开放或经皮椎弓根螺钉内固定手术的一部分。

脊柱转移瘤椎体骨水泥增强手术的禁忌证包括绝对禁忌证和相对禁忌证[8,9]。绝对禁忌证:①局部炎症;②严重的凝血功能障碍;③心脑肺功能严重障碍或多器官功能衰竭;④已知对骨水泥过敏;⑤术中不能遵医嘱安置和保持体位;⑥严重的全身感染。相对禁忌证:①硬膜囊受压,包括突出的骨折块和/或转移瘤向后进入椎管压迫硬膜囊;②椎体严重塌陷(高度丢失超过75%)和/或椎体严重不稳定;③伴发其他脏器的感染;④没有症状或通过化学药物治疗可以缓解疼痛的椎体转移瘤;⑤根性症状较轴性疼痛更为严重;⑥体质极度虚弱,不能俯卧30~90 min;⑦预期生存期<3个月;⑧椎体发生广泛溶骨性破坏,椎体周壁或者椎弓根周壁缺损,特别是椎体后壁发生缺损者;⑨成骨性脊柱转移瘤或经内科治疗后成骨化的脊柱转移瘤;⑩椎体纵裂形骨折,椎体后壁不稳定者。相对禁忌证应灵活掌握,已有椎体骨水泥增强手术应用于具有相对禁忌证的患者并取得良好疗效的报道。

有研究对72例脊柱转移瘤导致椎体压缩性骨折的病例进行回顾性分析,所有患者均行球囊后凸成形术,术后随访12个月。与术前相比,术后视觉模拟评分(visual analogue scale, VAS)、Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index, ODI)、局部后凸角和椎体高度比均明显改善。骨水泥渗漏6例,相邻节段骨折11例[10]。曹叙勇等[2]回顾性分析了110例脊柱转移瘤患者,证实椎体成形术联合术后放射治疗脊柱转移瘤比单纯放射治疗能够更好地缓解患者的疼痛,维持椎体的稳定性,改善患者的生活质量。

需要注意的是,椎体骨水泥增强手术可能导致骨折碎片和肿瘤进入椎管内,从而加剧硬膜外肿瘤的扩散,因此对于高级别硬膜外肿瘤患者应避免进行后凸成形术[11]。椎体骨水泥增强手术的主要不良反应有骨水泥泄露和相邻椎体的骨折风险增加,仍需进一步研究明确最佳的骨水泥材料。

2.2 经皮/小切口椎弓根螺钉内固定

骨水泥增强仅能恢复椎体的稳定性,而延伸到椎弓根和小关节的病理性骨折通常需要内固定治疗,以便为脊柱后部结构提供支撑。与开放性内固定相比,经皮/小切口椎弓根螺钉内固定采用后路小切口,最大程度减少手术导致的组织损伤,术中失血量少,手术相关并发症发生率低,术后恢复快[12-14]。Versteeg等[15]对接受经皮内固定治疗的101例脊柱转移瘤患者进行回顾性分析,中位手术时间为122min,中位失血量为100ml。88例患者术后3d内可以走动。观察到总体中位生存期为11.0个月,治疗后3个月79%的患者存活。18例患者共发生30种并发症,其中2例患者因螺钉脱落需要再手术,1例患者因椎弓根螺钉断

裂需要再手术。Silva等[16]对多家医院开展经皮内固定的脊柱转移瘤患者进行回顾性分析,纳入患者的年龄>18岁,并至少随访了3个月。3例患者内固定失败(2例螺钉松动,1例螺钉断裂),但不需要翻修。

Colangeli等[17]对52例脊柱转移患者行经皮椎弓根螺钉内固定和微创减压,术后10例患者Frankel评分改善,40例患者保持稳定,2例患者恶化。29例接受经皮椎弓根螺钉内固定并进行脊柱减压的患者术前平均VAS评分为7分,而术后为5分。23例仅接受经皮椎弓根螺钉内固定但未进行脊柱减压的患者的术前平均VAS评分为5分,术后为3分。

Zhou等[18]回顾性分析行经椎弓根椎体切除术和经皮椎弓根螺钉内固定的209例胸腰椎转移瘤患者,其中113例患者行传统开放手术,96例患者行微创手术。研究结果显示,手术可以有效减轻疼痛,改善神经功能,提高生活质量。微创手术组术中失血量、输血、住院时间、并发症和疼痛评分均优于开放手术组。虽然微创手术组手术时间相对较长,但两组在Frankel分级和Karnofsky功能评分方面的改善相似。开放手术组30d死亡率为5.3%,高于微创手术组的2.1%。两组24个月生存率相似,分别为26.5%和26.0%。

3. 脊柱减压手术

依据脊柱肿瘤研究组织开发的六点分级系统,可以对硬膜外脊髓压迫的程度进行分级。对于高级别硬膜外脊髓压迫(2级或3级)的患者,手术减压联合放射治疗是最佳治疗方案。机械性神经根病也是手术减压的指征。微创减压和肿瘤切除的范围从椎板切除术到整块椎体切除术,也可以根据手术目标进行适当调整。

3.1 微创减压

微创减压手术主要分为两种类型:后正中小切口入路减压和经肌肉入路的管状和可扩张牵开器减压。传统开放手术需要较长的中线切口和大范围肌肉剥离,这会导致术中失血量增加,术后并发症增多,继而影响手术的临床效果和患者的生存期。后正中小切口入路可以与脊柱内固定相结合,术中通过部分肿瘤切除以实现脊髓环形减压。

有研究对2009—2014年接受小切口和开放性椎体切除术的成年患者进行回顾性分析,其中32例行开放手术,21例行小切口手术。结果发现,与开放性椎体切除术相比,微创小切口手术术中失血量更少,住院时间更短[19]

Saadeh等[20]同样证实,微创小切口入路减压术中失血量减少,住院时间缩短,术后疼痛减轻。管状牵开器目前已经用于后路经椎弓根椎体切除术。Deutsch等[21]使用22mm管状牵开器行经椎弓根胸椎切除术。Massicotte等[22]报道了使用18mm管状牵开器行胸腰椎经皮椎弓根螺钉内固定和切除术的病例。

与固定管状牵开器相比,可扩展牵开器可以提供更宽、更灵活的工作通道,目前已用于脊柱肿瘤的后路、后外侧和外侧入路手术。Taghva等[23]使用双侧可扩张牵开器进行双侧T4和T5减压,一侧采用经椎弓根入路,对侧采用肋横突切除术。研究报道可扩张牵开器也用于胸椎和腰椎的经胸腔和腹膜后入路手术,以进行前路椎体切除术和钛笼重建[24]

与后正中小切口入路相比,经肌肉入路的管状和可扩张牵开器减压可以保留更多的肌肉组织。这种牵开器已被用于去除硬膜内和硬膜外肿瘤。固定管状牵开器具有多种直径和长度,术中根据解剖结构和手术规划选择合适的牵开器。可扩展牵开器能够提供更大的手术区域,并随着手术需要调整牵开器刀片。管状和可扩张牵开器可以通过经皮椎弓根螺钉固定的切口放置,也可以另选切口放置。牵开器的成功置入可以为肿瘤切除提供足够的视野暴露和安全保证。对于严重溶骨性破坏的椎板,必须谨慎操作,以避免骨碎片进入椎管。

Morgen等[25]开展的一项随机对照试验共纳入49例转移性脊髓压迫(metastatic spinal cord compression,MSCC)患者,旨在研究微创手术减压和开放手术减压在术中失血量、手术时间、再次手术和术后伤口愈合方面的差异。研究结果显示,与开放手术相比,微创手术术中失血量减少,但手术时间相对延长。两组中位术中失血量为0.175L和0.500L。两组中位手术时间为142min和103min。两组再手术或伤口愈合方面差异均无统计学意义。

Zhu等[26]对接受微创减压手术和传统开放手术减压的154例脊柱转移瘤患者进行回顾性分析,其中49例患者行微创手术,105例患者行传统开放手术。研究结果显示,微创手术组平均术中失血量为748.57ml,少于开放手术组的950.48ml(P=0.039)。两组平均手术时间分别为213.45min和221.03min(P=0.78)。微创手术组术后引流量为494.02ml,明显少于传统开放手术组的1099.10ml(P=0.0004)。微创手术组患者并发症发生率为6.12%,低于传统开放手术组的6.12%。微创手术组术后感染率比传统开放手术组低2倍。微创手术组平均住院时间为7.35d,显著短于传统开放手术组的9.94d(P=0.0007)。两组患者术后神经功能相当。

Kumar等[27]对200例胸腰椎脊柱转移瘤患者进行回顾性分析,其中61例接受微创手术,139例接受开放手术。接受微创减压手术的患者术中失血量为602ml,少于开放性减压内固定组的1008ml;住院时间为10d,短于开放性减压内固定组的10d(P=0.098)。

3.2 内镜技术

内镜技术在胸腰椎转移瘤的应用较为多见。胸腰椎节段的解剖结构复杂,手术操作涉及重要的神经血管,因此手术难度很大,术后并发症发生率也相对较高。传统开胸手术组织创伤大,手术时间长,术中失血量多,并容易导致肺炎、肺不张、气胸和肋间神经痛等并发症。胸腔镜微创手术采取胸部小切口,通过减少对胸壁的切开和牵拉、减少皮肤和肌肉损伤、减少术中失血量、降低术后疼痛程度、减少肺功能和肩关节功能障碍发生,从而显著降低术后并发症发生率和促进术后康复。

内镜技术通常用于前路椎体切除,在后路手术中的应用较为少见。内镜系统可提供用于可视化和单端口解剖的亚厘米通道。随着内镜技术的成熟和临床经验的不断积累,后路内镜技术有望用于靶向肿瘤切除及脊髓和神经根减压。Gao等[28]使用经皮椎间孔镜对L3椎体结肠癌转移的女性患者进行姑息性减压,患者在术后6个月内实现了快速和永久的疼痛缓解,无并发症发生。研究报道了1例接受内镜减压的脊柱转移瘤患者,术后背痛迅速缓解[29]。Telfeian等[30]对4例因脊柱转移瘤引起的神经压迫继发神经根疼痛患者行经椎间孔镜手术,术后所有患者成功缓解症状,无任何围手术期并发症,术后恢复期较短。

3.3 经皮消融技术

目前常用的经皮消融技术有射频消融、冷冻消融、微波消融和激光间质热消融。

3.3.1 射频消融

射频消融是将电极经皮插入相关椎体,将高频交流电输送到病变部位,导致发热、蛋白质变性和凝固性坏死。射频消融能够快速缓解疼痛,可以与骨水泥增强联合治疗潜在的病理性骨折[31,32]

射频消融主要适用于以下椎体转移瘤:①溶骨性肿瘤;②椎体病变无或少有骨外转移;③椎体后部的肿瘤,特别是通过铰链电极导航可以进入后中央椎体部位。

射频消融的局限性包括:①CT隐匿性消融区;②由于皮肤热损伤和起搏器故障的风险,而在金属植入物和起搏器置入患者中禁止使用单极射频消融;③脑脊液和椎静脉丛流动引起的撞击-下沉效应;④消融术后常引起疼痛[33,34]

需要注意的是,射频消融仅限于应用于距脊髓和神经根安全距离的脊柱转移瘤。Senol等[35]对接受射频消融联合椎体成形术的41例脊柱转移瘤患者进行回顾性研究,使用VAS评分和ODI评估术前和术后的疼痛强度和生活质量。研究结果显示,围手术期无脂肪栓塞、内脏或神经损伤、急性低血压等严重并发症,无一例死亡。与术前相比,术后6个月平均VAS评分和ODI均显著降低。Pusceddu等[36]对35例脊柱转移瘤患者行射频消融联合椎体骨水泥增强手术,共治疗41个椎体后部转移灶。通过VAS评分评估术前和术后疼痛程度,平均VAS评分从术前的5.7分(95%CI:4.9~6.5)下降到术后的0.9分(95%CI:0.4~1.3)(P<0.001),射频消融后1周至1年的VAS评分随时间降低,表明疼痛缓解是即时且持久的。

3.3.2 冷冻消融

在冷冻消融中,肿瘤细胞的死亡是通过快速冷冻和逐渐解冻的循环来实现的。利用焦耳-汤姆逊节流制冷原理,液态氩通常用于快速降低冷冻探针尖端的温度,冷冻效果与周围组织交换,从而导致冷冻范围逐渐扩大。术中需达到-40℃或更低的温度以保证肿瘤细胞死亡[37]

冷冻消融适用于以下脊柱转移瘤:①具有较多软组织成分的椎体肿瘤;②累及椎体后部的肿瘤;③椎旁软组织病变;④成骨性肿瘤。

冷冻消融具有以下优势:①CT扫描可以显示低衰减冰球;②同时使用多个冷冻探针来实现重叠消融区域;③冷冻消融可以与MRI兼容;④术中和术后疼痛发生率更低。

冷冻消融的缺点包括:①缺乏对成骨性肿瘤内冰球的明显可视化;②消融较大肿瘤的手术时间较长;③同时使用多个冷冻探针的成本较高;④延迟骨水泥增强以尽量减少对水泥聚合的干扰[33]。

Autrusseau等[38]回顾性分析冷冻消融治疗的41例脊柱转移瘤患者,93.8%的患者疼痛缓解60%的患者局部肿瘤控制,总体并发症发生率为8%。Cazzato等[39]对两个医疗中心中接受冷冻消融的脊柱转移瘤患者进行回顾性分析,同样证实冷冻消融可以快速、持续地缓解疼痛。术后随访2年局部肿瘤控制率为82.1%。

3.3.3 微波消融

微波消融利用微波天线作用于病灶组织,促使组织内的极性分子摩擦生热,导致组织坏死。由于其起效时间快,热沉降效应和碳化反应不敏感,且受阻抗的影响小,因此其较射频消融有着更为广泛的适用范围。

微波消融的优势包括:①微波消融不易受周围碳化组织阻抗增加的影响;②不需要接地垫以最大限度地降低皮肤热损伤的风险;③金属植入物和心脏起搏器患者同样适用;④微波消融允许同时布置多个探针以缩短治疗时间并增加消融区直径。

与冷冻消融类似,完整的皮质骨不会作为微波能量传播的屏障,高功率输出的快速沉积易引起潜在的神经热损伤。此外,与射频消融和冷冻消融相比,微波消融区在很大程度上是 CT 隐匿的,消融区边缘不明显,增加了椎体病变的治疗难度。Khan等[40]报道采用微波消融成功治疗了69例脊柱转移瘤患者,并实现了具有统计学意义的疼痛缓解和局部肿瘤控制,仅2例患者出现了轻微的并发症。

3.3.4 激光间质热消融

激光间质热消融最初用于颅内肿瘤消融,也可以作为分离手术的替代方案治疗高级别硬膜外脊髓压迫。激光间质热消融与立体定向放射治疗联合既减小了硬膜外肿瘤体积,也可以缓解患者疼痛、改善生活质量[41]。消融治疗均在MRI引导和监测下完成,在图像导航下将激光探头插入受累的硬膜外腔,通过热损伤达到肿瘤消融的目的。特定的MRI序列可以显示受累组织内的热量强度和扩散范围,对热损伤进行实时监测[42]

de Almeida Bastos等[43]对80例胸椎硬膜外脊髓压迫的脊柱转移瘤患者进行了统计分析,结果显示,激光间质热消融组术中失血量为117 ml,少于开放手术组的1331ml(P<0.001);住院时间为9d,短于开放手术组的3.4d(P<0.001);总的并发症发生率为5%,低于开放手术组的35%(P=0.003);术后接受传统外放射治疗或立体定向放射治疗的间隔平均时间、术后开始全身治疗的平均时间分别为7.8d和24.7d,均短于开放手术组的35.9d和59d(P<0.001,P=0.015)。尽管这种方法有很大的潜力,但由于技术要求很高,目前还没有得到广泛应用。此外,激光间质热消融并不能实现即刻减压,而是在术后数周内实现,因此不适用于急性神经功能损害的脊柱转移瘤患者。

4. 总结和展望

鉴于脊柱转移瘤患者通常术后需要进行放射治疗和全身治疗,因此要尽可能缩短手术与术后辅助治疗的间隔时间。微创手术组织损伤小、术中失血量少、住院时间短、术后并发症发生率低,可以在术后短时间内开展后续治疗,尤其适用于全身情况较差而无法耐受开放手术的脊柱转移瘤患者。

大部分情况下,学习和掌握微创手术技术并不会让患者承担额外的风险。事实上,许多微创手术的步骤就是开放手术的缩小版,术者可以将其与自身的手术经验相整合。随着微创手术技术的不断完善和临床经验的不断积累,微创手术的应用将越来越广泛。

参考文献:


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