骨肉瘤髓腔内侵袭范围MRI测量与确定合理截骨平面的相关研究
作者：李建民 杨强 杨志平 丰荣杰 迟增德 李昕
【关键词】 骨肉瘤
摘要：［目的］探讨磁共振成像(MRI)确定肢体骨肉瘤在髓腔内侵袭范围的准确性及据此决定保肢术中合理截骨平面的可靠性。［方法］25例骨肉瘤患者，股骨远端15例，胫骨近端10例，均行瘤段切除定制人工假体置换术，截骨平面为MRI所示肿瘤骨干侧边界外30 mm处。术后对所有患者进行随访，对患者下肢的功能进行评估。通过术前MRI、X线和术后标本的肉眼及病理测量确定肿瘤在髓腔内的侵袭范围。对所得数据进行统计学分析。［结果］25例患者随访5~36个月，平均155个月，膝关节活动度0～120°，股骨假体的活动度优于胫骨假体活动度。按Enneking肌肉骨骼肿瘤术后下肢功能评分标准，平均功能恢复率为80％。所测得肿瘤在髓腔内的侵袭范围分别为（1074±345）、（786±256）、（926±205）、（1043±328）mm。统计学分析表明磁共振图像所确定的肿瘤髓内侵袭范围与实际范围2组数据之间无显著性差异。［结论］应用MRI确定骨肉瘤髓内侵袭范围有较高准确性，以此作为判断骨肉瘤手术时切除边界的是可靠的。经短期随访证实，在MRI确定的肿瘤髓内边界外30 mm处作为保肢术中的截骨平面是安全和有利于肢体功能重建的。
关键词：骨肉瘤；保肢术；MRI；广泛切除
Study of measuring intramedullary osteosarcoma extension on MRI and determining reasonable osteotomy plane
Abstract：［Objective］To investigate the accuracy of osteosarcema extension in medullary cavity and the reliability of osteotomy plane defining on MRI［Method］Twentyfive patients with osteosarcona,15 cases in distal femur and 10 cases in proximal tibia were operated with segmental resection and custommade prostheses replacementThe osteotomy plane were defined as the margins on T1 weighted images plus 30 mmThe extension scope in medullary cavity was measured on MRI,plain radiographs and through naked eyes and pathologic examinationThe data were analysed statistically［Result］Among the 25 cases,followed up ranged from 5 months to 36 months (mean 155 months)The spheres of the knee activity were 0～ 120°,the average rate of functional recovery was 80% according to Ennektng functional evaluation system for musculoskeletal tumorThe extention scope in medullary cavity measured on MR images was(1074±345）mm,（786±256）mm on plain radiographs and(926±205）mm measured in naked eyesThe actual extension scope in medullary cavity was(1043±328）mmThere was not significant difference between the extensional scope measured on MRI images and the actual scope through statistical analysis,and the former was slightly bigger than the later［Conclusion］The aggressive extension could be measured correctly on MRI,according to which,it is reliable to estimate the surgical marginsIt is safe and good for cuting off the bone 30 mm out of the edge confirmed by MRI according to the result of short term followup
Key words：Osteosarcoma；Limb salvage;MRI;Wide resection
20世纪70年代以来，保肢术已成为骨肉瘤的主要手术方法，随着磁共振成像(MRI)技术的广泛应用，应用常规MRI判断骨肉瘤的侵袭范围的准确性及如何据此确定保肢术中合理截骨平面已成为骨科医师关注的问题，为此作者对行保肢术的25例骨肉瘤患者分别进行MRI测量、X线测量、肉眼测量和术后病理检查及显微测量，确定肿瘤在髓内的相对侵袭范围，术后对所有患者进行定期随访，对测量结果综合分析，探讨应用MRI测量骨肉瘤髓腔内侵袭范围的准确性及据此确定骨肉瘤保肢术中合理截骨平面的安全性。
1 资料与方法
11 临床资料
在本院就诊的骨肉瘤患者，选取类型为传统髓内型骨肉瘤且病变在膝关节周围，行瘤段切除定制人工膝关节置换术的患者共25例，男13例，女12例；年龄12～25岁，平均155岁，成骨性骨肉瘤10例，溶骨性骨肉瘤6例和混合性骨肉瘤9例，病变部位：股骨下段15例，胫骨上段10例。按Enneking外科分期系统：ⅡA 9例，ⅡB 16例。
12 手术方法
所有患者入院后均行X线和MRI检查，部分行CT和ECT检查，根据影像学和活组织检查确诊为骨肉瘤的患者均行术前化疗，同时定制假体。化疗结束后行瘤段切除定制人工膝关节置换术，术中切除活检通道，肿瘤的切除要达到广泛的外科边界，于肿瘤外正常组织中分离整块切除，但对于胫骨上段肿瘤和肿瘤向膝后侵犯的部分患者，因为胫前软组织薄弱和与血管神经关系密切，仅可达到边缘切除。关节端行关节离断，如果关节或相邻骨骼受累则于关节外分离，行超关节切除，骨干端于距MRI确定的肿瘤边界外30 mm处截骨。假体用骨水泥固定，假体与骨结合处植入人工骨，对于胫骨型假体常规行腓肠肌内侧头肌瓣转移覆盖假体前方并与髌韧带缝合重建伸膝装置〔1〕。伤口内置引流管，依次严密缝合，术后行规范的功能康复锻炼，并按新辅助化疗的要求规范化疗。
13 测量方法
131 肿瘤髓内侵袭范围的MRI测量
两位磁共振医师通过MRI图像确定肿瘤在髓腔内的边界，在冠状位或矢状位T1W1上测量自股骨或胫骨关节面至此边界的最大距离，此为MRI确定的肿瘤在髓腔内的侵袭范围。
132 肿瘤髓内侵袭范围的X线测量
两位放射科医师确定肿瘤髓内边界，测量自胫骨或股骨关节面至该边界的最大距离，此为X线确定的肿瘤在髓腔内的侵袭范围。
133 肿瘤标本的病理检查和肉眼及镜下测量
所有术中标本纵剖为两半，观察肿瘤在髓腔内的侵袭及截骨面情况，3位经验丰富的病理科医师测量关节面至肉眼边界的最大距离。于肉眼边界向截骨端取骨髓，标记顺序做连续病理切片，作出病理诊断并确定切除边界的安全性。3位病理科医师显微镜下测量肿瘤侵袭的最大长度，定肿瘤髓内实际侵袭范围为肉眼下测量范围与镜下测量范围之和。肿瘤侵犯关节者，仍以关节面为界测量肿瘤在原发骨中的侵袭范围。
134 数据的统计处理
所得数据用t检验进行比较；显著性检验用SPSS 100统计软件分析。
2 结 果
21 随访结果
25例患者随访5～36个月，平均155个月，因术前化疗导致骨髓抑制而于术后死亡1例；术后6个月发现肺部转移1例，现带瘤存活；所有病例至随访结束时均未发现局部复发和无菌性松动。膝关节活动度0～120°，股骨假体的活动度优于胫骨假体活动度。采用Enneking骨骼肌肉肿瘤术后下肢功能评分标准进行评定〔2〕，其平均功能恢复率为80％。并发症：刀口不愈合1例，经清创换药后愈合；手术分离牵拉致腓总神经损伤2例，1例术后3个月完全恢复；1例部分恢复；迟发感染1例，及时应用抗生素后感染控制；假体脱位2例，1例行手术复位，1例手法复位成功。本组病例随访中发现骨与假体结合处有骨桥形成，未发现假体无菌性松动。表1 不同方法测量的骨肉瘤髓内侵袭范围检查方法（略）
22 MRI表现和病理表现
正常骨髓在T1加权像上表现为均匀高信号，肿瘤侵犯时，骨髓为偏低信号的肿瘤组织取代，形成明显的反差，分界清楚，X线片所显示的肿瘤边界不如MRI清楚，肉眼可见肿瘤骨致密坚硬，肿瘤组织内多有坏死囊变和出血，边缘多有出血充血带，肿瘤组织与黄色的骨髓间的分界部分清楚，部分分界不清。镜下可见肿瘤组织排列杂乱无章，并可见坏死表现，异型性明显，有肿瘤性骨样组织，肿瘤边缘可见水肿带，并有出血充血，多数肿瘤沿脂肪细胞间隙浸润生长。
23 4种方法测量的骨肉瘤髓内侵袭范围
24 数据的统计处理
将测得的数据用SPSS 100软件包进行t检验，表明MRI确定的肿瘤髓内侵袭范围与肿瘤实际侵袭范围之间没有显著性差异(t=144，P＞005)，且MRI所得值要略大于实际值，本组平均大36 mm。X线和肉眼所确定的肿瘤范围明显小于实际范围，分析表明此差异有统计学意义(tx=438，t肉眼=256，P＜005)。
3 讨论
随着骨肉瘤的Enneking外科分期和新辅助化疗的应用，保肢手术日益增多并已成为四肢骨肉瘤的主要手术方法，据报道国内外骨肉瘤的保肢率已达70％～90％〔3〕。接受保肢手术病人的预后与病变的切除范围密切相关，如何既达到肿瘤的广泛切除又能尽可能的保留正常的骨及软组织是骨肿瘤专家急需解决的问题，而决定切除范围的前提是术前对骨肉瘤局部侵袭范围的精确测量。长期以来，X线片结合医生的临床经验一直是判断手术范围的主要方法，随着CT、MRI越来越多的用于骨肿瘤的诊断和，对术前判断骨肉瘤侵袭范围又有了新的认识。CT仅能行横断面成像，在测量肿瘤的纵向侵袭范围上有明显不足，而MRI可以多平面成像，并具有极高的组织分辨率，可以准确的判断肿瘤的浸润范围。Gillespy等〔4〕研究报告在显示肿瘤的髓内浸润范围上，CT显示的范围与实际差别为（165±107）mm，而MRI为（49±43）mm。梅炯等〔5〕研究发现对于肿瘤最大横径，CT、MRI所显示的结果与肿瘤的实际大小均无显著差异，而X线片显示的结果则远远小于实际大小；对于肿瘤的纵向髓内侵犯范围，仅MRI的测量结果与肿瘤的实际范围无统计学差异。以上研究均是测量肿瘤的绝对范围，并进行比较，作者的研究中从确定截骨平面出发，测量自胫骨或股骨膝关节面至肿瘤髓内边界的距离并进行统计学分析，减少了在确定肿瘤边界时的误差，使结果更可靠。作者发现MRI确定的肿瘤髓内浸润范围与病理测量并无显著差异，且略大于实际结果，在评估肿瘤侵犯骨骺及关节方面MRI也明显优于X线片。而X线肿瘤侵犯范围不够准确，明显小于肿瘤实际范围，部分甚至相差超过5 cm。肉眼观察可以看到肿瘤的髓内浸润，确定肿瘤与骨髓间的边界，但不能发现肿瘤的显微浸润，因此所得结果要小于肿瘤的实际范围，本组测量发现肿瘤髓内侵袭肉眼边界外的显微范围均小于20 mm。作者认为MRI所得的结果略大于实际范围的原因可能为：（1)MRI测量层面与标本的测量平面较难一致，虽然测量时都取的是最大值，但也会造成差异。（2)肿瘤周围的水肿降低了肿瘤周围正常骨髓的高信号，把部分低信号的水肿区也划入肿瘤范围，常高估了肿瘤的实际大小。（3)MRI检查是在术前化疗前进行的，化疗结束后进行手术，有效的化疗也可以使肿瘤的侵润范围减少。
在通过影像学检查确定了肿瘤的浸润范围后，如何按照肿瘤侵袭范围确定手术切除范围是下一个需要解决的问题。临床上若严格按照Ennecking外科分期的手术原则进行手术，将严重损坏患肢功能，且大多数患者将不能进行保肢手术。对于胫骨上端和向窝内侵犯的骨肉瘤很难达到广泛的切除边界，作者术中在肿瘤外的正常组织中分离，只要不紧贴肿瘤包膜或反应区分离肿瘤，一般是不会造成肿瘤残留的。对于截骨平面的确定，在MRI广泛应用于骨肉瘤的诊治以前，一般根据X线片确定肿瘤在髓内的侵袭范围，并在此范围外至少5cm处作为截骨平面，术中通过对截骨端的肉眼观察和快速病理确定截骨的安全，但由于X线片所确定的肿瘤髓内侵袭范围明显小于肿瘤的实际范围，本组中有2例相差超过5 cm，因此既使超出5 cm也不能保证安全的截骨平面，术中肉眼观察如上所述不能发现肿瘤的显微浸润，快速病理会出现假阳性和假阴性，Meyer等〔6〕对骨肉瘤的截骨面的安全性行术中快速病理和术后常规病理检查，其中85例应用MRI判断肿瘤范围，术中和术后的检查均未有阳性发现；33例术前未行MRI检查，术中快速病理发现3例截骨端有肿瘤组织，术后常规病理发现3例中有1例是假阳性，并发现1例假阴性。MRI无论在横向还是在纵向上均可准确的确定肿瘤的浸润范围，并可较好的发现肿瘤对骨骺及关节的侵犯〔7〕。综上所述，作者建议在骨肉瘤保肢术中充分利用MRI所提供的信息确定截骨平面，而不必拘于5 cm的常规，作者在术中于MRI确定范围外3 cm处作为截骨平面，术后病理检查所有病例截骨平面处均无阳性发现，术后短期随访未见复发，所保留的肢体功能得到了良好的恢复，所以以此作为截骨平面可以认为是可靠安全的，并有利于保留肢体的功能恢复，进一步的试验研究和远期随访局部复发率可以提供更可靠的证据。
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〔1〕李建民，杨志平,等.腓肠肌移位在胫骨近端肿瘤保肢术中的应用价值［J］.修复重建外科杂志，2001，15(1)：911.
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〔3〕徐万鹏，郭卫，杨荣利，等.骨肿瘤的保肢术及其进展［J］.中华骨科杂志，2000，20(12)：4749.
〔4〕Gillespy T,Manfrini M,Ruggieri P,et al.Staging of intraosseous extent of osteosarcoma:correlation of preoperative CT and MR imaging with pathologic macroslides［J］.Radiology,1988,167(3):765767.
〔5〕梅炯，蔡宣松，杨振燕，等.肢体骨肉瘤髓内侵袭范围的术前判断［J］.癌症，2001,20(1)：7679.
〔6〕Meyer MS，Spanier SS，Moser M，et al.Evaluating marrow margins for resection of osteosarcoma.a modern approach［J］.Clin Orthop,1999,363:170175.
〔7〕于秀淳，刘晓平，周银，等，MRI在评价骨肉瘤侵袭骨骺中的价值［J］.中国矫形外科杂志，2003,11(13):874877.
