O-Arm 导航引导下保留骶1 神经根的高位骶骨肿瘤切除术

孙梦熊 左冬青 马小军 沈嘉康 汪红胜 王崇任 昝鹏飞 华莹奇 蔡郑东 孙伟

原发恶性骶骨肿瘤临床发病率低，主要的病理类型是：脊索瘤、软骨肉瘤及骨肉瘤，良好的外科边界手术切除是治愈的关键。对于累及高位的骶骨肿瘤，整块切除后，面临着神经功能的缺失，极大影响患者术后生活质量。在保证肿瘤切除的外科边界同时更多的保留神经功能，对骶骨肿瘤外科提出了精准切除的要求。O-Arm 导航 (Medtronic，USA) 为外科手术提供高分辨率的三维 (3D) 和多平面图像，通过患者手术体位下的实时 O-Arm 扫描影像，自动注册配准，不需要与术前 CT 数据进行点对点匹配，从而节约手术时间并可以避免由于手术位置引起的误差。自我院引入 O-Arm 导航系统以来，在颅脑外科及脊柱外科广泛应用，基于高位骶骨肿瘤外科手术切除与神经功能保留的精准要求，创新性地将这套先进的导航系统应用于骶骨肿瘤整块切除手术，以期在良好外科边界的前提下，最大可能的保留骶神经功能。自 2020 年 4 月至 2020 年12 月，共有 4 例患者接受高位骶骨肿瘤切除，病例类型均为脊索瘤；其中男 2 例，女 2 例，平均年龄为 53.5 岁。患者在排除外科手术禁忌及充分知情同意后，实施了 O-Arm 导航引导下的高位骶骨肿瘤切除，根据术前影像检查，在合理的外科边界要求下，均保留双侧 S神经根，手术顺利实施，并观察围术期的随访情况，从而分析：(1) O-Arm 导航能否保证手术计划的精准实施；(2) 手术中的操作要点；(3) 与传统手术比较手术时间、出血量以及围术期并发症的情况。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1) 2020 年 4 月至 2020 年 12月，在我院接受高位骶骨肿瘤切除者；(2) 初次手术治疗的高位骶骨肿瘤 (累及 S或以上) 者；(3) 切除肿瘤后，可保留 S神经根者；(4) 未累及盆腔内血管、神经者；(5) 可单纯后路切除者；(6) 身体可耐受手术者；(7) 签署知情同意者。

2.排除标准：(1) 肿瘤复发患者；(2) 肿瘤转移者。

二、一般资料

本组共纳入 4 例，男 2 例，女 2 例；平均年龄为 53.5 岁。病理类型均为脊索瘤。观察围术期随访情况、术后病理骨切缘情况、术中与术后早期并发症。本研究经本院伦理委员会的审核批准。

所有患者术前均摄 X 线片，行 CT 扫描及 MRI 检查。术前影像学检查符合临床脊索瘤诊断。术前所有患者均行穿刺活检，活检病理类型均为脊索瘤。

三、手术方法

1.准备及手术方案：所有患者术前经影像学及病理学明确诊断后，术前 24～48 h 内行血管造影及肿瘤供血栓塞。根据术前影像资料，确定术中骶骨截骨高度及重建方式。麻醉后，在手术室植入低位腹主动脉球囊。

2.手术操作：(1) 麻醉与手术入路：全身麻醉后，患者取俯卧位于 Jackson 碳纤维手术床 (Mizuho OSI，USA)。手术入路采用倒“Y”形手术切口。注册导航下使用的探针、通用手术工具参考架及脊柱椎弓根螺钉植入工具 (图1)。(2) 在完整显露骶骨后方及 L椎体棘突后，于 L棘突固定导航参考架 (图2)，使用 O-Arm 扫描 L以下的腰椎及骶骨数据包括双侧的骶髂关节，从而获得手术体位下的术区影像 3D 数据，传输给导航系统。导航下置入腰椎椎弓根螺钉和髂骨螺钉，待肿瘤切除后髂腰稳定性重建使用。使用导航探针初步测试并寻找术前规划截骨位置 (图3)，标记后，暴露和分离骶骨和直肠间隙，使用蒸馏水纱布隔开；辨别坐骨神经和臀上血管，使用蒸馏水纱布隔离、保护。使用蒸馏水长条纱布钝性分离双侧骶髂关节前方，填塞、保护血管。使用导航探针，明确高位骶骨截骨阶段，在此处打开骶管，保护双侧 S神经根，结扎硬膜并切断。将低位腹主动脉球囊注水撑起，使用通用手术工具参考架，固定于磨钻或者超声骨刀等截骨工具，在实时影像引导下，执行术前截骨计划。肿瘤完整切除后，松开球囊止血，检查双侧 S神经根完整性及是否有硬膜漏，连接腰椎和髂骨螺钉，安装横连接。冲洗放置引流，缝合切口。

图1 导航下使用探针及脊柱椎弓根螺钉植入工具图2 L3 棘突放置导航参考架图3 导航探针初步测试并寻找术前规划截骨位置Fig.1 The probe and spinal pedicle screw implantation tools under O-Arm navigationFig.2 Navigation reference frame placed in the spinous process of L3Fig.3 Preliminary test of navigation probe and to find the planned osteotomy position before operation

3.术后处理：依据术后引流量拔除引流管，如术后 24 h 内引流量 ＜ 100 ml / 天，拔除引流管，原则上不超 7 天，以防引流管逆行感染。术后 1 周指导患者床边坐起、扶双拐行站立，并行渐进性下肢肌肉功能锻炼。

术后拔除引流管后行骶骨、腰椎 X 线、CT 检查，肿瘤标本骨切缘检查，采用肌肉骨骼肿瘤学会(Musculoskeletal Tumor Society，MSTS) 评分对双下肢肢功能进行评价。

结 果

一、一般情况

本组 4 例均顺利完成手术，无围术期死亡，手术时间 3～4 h，平均 3.2 h；术中出血 800～2000 ml，平均为 1500 ml。4 例患者的随访时间分别为 12 个月、15 个月、18 个月、20 个月。

二、围术期情况

4 例术后标本骨性切缘阴性，双侧 S神经根保留，1 例术后出现脑脊液漏，1 例出现伤口不愈合，清创后二期愈合，无深部感染。早期功能评估发现：4 例均无坐骨神经损害症状，围术期观察中均有括约肌功能损害。早期影像学评价：本组 4 例均按术前计划，在安全边界下的纵向骶骨阶段及横向的骶髂关节截骨。手术时间及术中出血与传统手术相仿。

三、术后功能情况

4 例术后半个月 MSTS-93 评分 18～26 分，平均22 分，其中优 2 例，良 2 例。

讨 论

一、O-Arm 导航能否保证手术计划的精准实施

由于骶骨复杂的三维结构，手术操作困难，尤其是在骶骨截骨纵向阶段及横向骶髂关节截骨时，往往为保证足够的外科切缘而增加截骨范围，从而增加了神经损伤的范围。因此，O-Arm 导航引导下进行高位骶骨肿瘤切除可以很好地满足手术的精准需求。既往的文献亦报道了导航在骨盆、骶骨肿瘤切除中的应用，展现了较传统切除方式的精准优势，Cho 等报道了 10 例骨盆、骶骨肿瘤切除中应用导航，保证了患者的阴性切缘降低了复发，有学者进行 12 例计算机导航下骨盆或骶骨肿瘤得到了类似结果。有学者对 31 例骨盆、骶骨肿瘤计算机导航下切除病例回顾中发现，导航科明显提高外科边界获得比例从而增加局控。

本组 4 例通过术后病理证实，骨性切缘均为阴性。术中，导航可精准的引导术者执行术前计划，在安全的外科边界前提下，尽量保留神经功能。在不影响肿瘤局部控制的情况下，减少了术后神经功能缺失的范围，尤其在高位骶骨肿瘤切除的手术中，保留了双侧 S神经对于患者的术后保留完整的行走功能及括约肌功能的部分恢复有着巨大意义。必须承认术中 O-Arm 在软组织切缘判断中的缺陷，因此仍需要术者根据术前 MRI 的影像，详细分析并结合术中扫描数据综合判断。

二、O-Arm 导航下手术中的操作要点

O-Arm 导航是现代影像引导外科手术被临床最广泛应用的典范，在颅脑外科及脊柱外科手术中广泛应用。骶骨肿瘤切除相较于其它手术，有其特殊操作要点。首先，对于高位骶骨肿瘤切除，截骨范围包括骶骨截骨的高度和骶髂关节截骨的宽度，因此须将导航的参考架置于靠近 S脊柱棘突，根据需要髂腰固定的阶段决定。本组病例均保留了部分的骶髂关节，因此重建固定范围为 L至髂骨。由于手术操作在脊柱尾侧，将导航机器置于头端更方便操作。其次，在面对目前国内市场缺少导航下截骨工具的情况，合理运用现有的导航下的脊柱通用工具。在术中要反复使用导航探针，明确截骨范围和角度，将导航通用手术工具参考架安装于磨钻并配准，在明确骨性标志验证准确性后，在导航引导下行初始截骨，在确定截骨方向和充分的前方血管神经及脏器保护后，使用骨刀行最终截骨并完整切除肿瘤。最后，O-Arm 导航系统可在骨肿瘤切除术中提供安全、准确的截骨引导，但是，术者要切记该套系统存在术中误差，该误差距术前计划线约2 mm。术者须注意，在术中放置参考架时，尽量放在离术区较近，且放置的骨性结构不会随着患者体位的变化而变化，如若术中发现导航地图可能存在误差时，须尽早行再次扫描获取新的导航地图，这样可以有效规避术中误差。

图4 患者，女，75 岁，骶骨脊索瘤 a：术前 X 线提示骶骨肿瘤；b～f：术前 CT、MRI扫描提示骶骨肿瘤，累及 S2～5；g、h：术中导航提示纵向和横向截骨面；i：肿瘤切除后术野，S1 神经根保留；j、k：肿瘤标本，截面无肿瘤累及及残留；l：切缘病理切片 (b c g h中红线及绿线分别表示术前计划截骨线、术中截骨线)Fig.4 Patient, female, 75 years old, sacral chordoma a: Preoperative X-ray showed sacral tumor; b - f: Preoperative CT and MRIscans showed sacral tumors involvingS2-5; g- h:Intraoperative navigation promptedlongitudinal and transverse osteotomy surfaces; i:After tumor resection,the sacral 1 nerveroot was preserved;j -k: Tumorspecimen, no tumorinvolvement orresidue on the crosssection; l: Pathological section ofcuttinge d ge (the red line and green line in bcgh indicatedtheplannedosteotomy linebefore operationandtheosteotomyline during operationrespectively)

三、手术时间、出血量及围术期并发症的情况

4 例均导航扫描和验证截骨计划时间 12～5 min，平均 15 min，增加扫描时间与传统手术切除时反复 X 线透视验证截骨平面耗时相仿，并不增加手术时间，4 例手术未出现导航相关的并发症。术中出血量与围术期并发症发生率在既往文献报道范围内。但对于肿瘤学预后改善尤其是局部控制提高在文献中已多次提及。在肿瘤精准切除的同时，神经功能必将较传统手术方式保留更佳，但由于本组病例随访时间较短，肿瘤的复发和神经功能的恢复仍须更长时间随访以及更多病例来验证。

高位骶骨肿瘤切除是 O-Arm 导航系统在骨科手术中应用的良好适应证，可以很好地执行术前计划的外科切除边界，尤其是对于部分通过精准切除可以保留 S神经根的骶骨原发恶性肿瘤。与传统 X 线透视下手术相比，提高了局部控制，从而提高生存率。同时该套系统的扫描数据和 3D 建模导航并不增加手术时间和导航相关的并发症，但由于该套系统的昂贵价格，并不适用于所有医院的推广。