肱骨近端肿瘤切除术后不同类型假体置换的肩关节功能评价

毕竟优 廖松 李健雄 韩雨辰 毕文志

肩关节周围包括肱骨近端、肩胛骨和锁骨，是骨肿瘤发生的常见部位，约占所有骨肿瘤的 10%。肱骨近端是骨原发肿瘤的好发部位，也是骨转移瘤的常见部位之一[1-3]。发生于肱骨的原发性恶性肿瘤包括骨肉瘤、软骨肉瘤和尤文肉瘤等。肩关节周围的解剖复杂，上肢神经血管毗邻紧密，肱骨近端肿瘤容易侵犯重要的神经血管，既往肱骨近端恶性骨肿瘤的常规治疗方法为截肢。自 20 世纪 70 年代，新辅助化疗治疗恶性骨肿瘤得以广泛开展，Marcove等学者相继报道了保肢手术与截肢手术远期生存率无明显差异[4-5]，新辅助化疗结合保肢手术逐渐成为治疗肱骨近端恶性肿瘤的主要方式。

获得安全的外科边界是保肢手术的先决条件，而肿瘤扩大切除后软组织缺损较大，重建关节功能尤为重要[3]。肩关节的重建方式包括悬吊固定、异体骨重建、异体骨 - 假体复合体重建、假体重建、自体骨重建等[6-8]。其中人工假体重建的应用最为广泛，其原因包括容易获得、恢复外观、个体化匹配及不存在异体骨传播疾病的风险等[9]。肩关节置换早期为定制肱骨近端假体，后逐渐发展为组配式假体，随着材料工程学的进步，人工韧带加强缝合进行软组织重建以及反式肩关节置换等逐渐展开。

不同假体置换术后关节活动度，关节功能存在差异，本研究旨在比较肱骨肿瘤假体置换、人工韧带加强系统 ( ligament advanced reinforcement system，LARS ) 人工韧带重建肩袖以及反式肩关节置换术后的肢体功能及并发症发生情况，为肱骨近端肿瘤切除后的重建方式选择提供依据。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 2005 年 1 月至 2017 年12 月，我院骨科肿瘤病区治疗的采用人工假体置换的肱骨肿瘤患者；( 2 ) 肱骨肿瘤未累及肩胛骨及肘关节者；( 3 ) 高度恶性肿瘤如骨肉瘤、尤文肉瘤等均按期完成术前新辅助化疗和术后辅助化疗者；( 4 )肿瘤未侵犯上肢主要神经血管者；( 5 ) 随访时间 >2 年者；( 6 ) 随访资料完整者。

2. 排除标准：( 1 ) 肿瘤累及肩胛骨需行关节外切除者；( 2 ) 上肢主要神经损伤者；( 3 ) 围术期死亡者；( 4 ) 随访时间 < 2 年者；( 5 ) 随访资料不全者。

二、一般资料

本组共纳入 84 例，其中男 51 例，女 33 例，年龄 8～78 岁，平均 ( 34±18 ) 岁。骨肉瘤 36 例，软骨肉瘤 13 例，骨转移瘤 10 例，尤文肉瘤 2 例，滑膜肉瘤 1 例，侵袭性和复发性骨巨细胞瘤 14 例，纤维肉瘤 2 例，恶性纤维组织细胞瘤 1 例，动脉瘤样骨囊肿 2 例，骨髓瘤 3 例。36 例骨肉瘤患者中，除2 例高分化骨肉瘤外，其余患者均接受了规范的新辅助化疗，其中 21 例采用肿瘤假体置换术，7 例采用肿瘤假体置换 + LARS 人工韧带肩袖重建术，8 例采用反式人工全肩关节置换术。13 例转移瘤和骨髓瘤患者均合并肱骨病理性骨折，11 例采用肿瘤假体置换术，2 例采用肿瘤假体置换 + LARS 人工韧带肩袖重建术。14 例骨巨细胞瘤和 2 例动脉瘤样骨囊肿患者中 6 例合并病理性骨折，4 例为初次行刮除术后复发，6 例经评估为 Campanacci 分期 Ⅲ 期且未应用地诺单抗等辅助治疗；其中 11 例采用肿瘤假体置换术，3 例采用肿瘤假体置换 + LARS 人工韧带肩袖重建术，2 例采用反式人工全肩关节置换术。所有患者的 Malawer 分型均为 I 型。

本组 84 例按手术方式分为 A 组 56 例，B 组16 例，C 组 12 例。年龄、截骨长度、手术时间、末次随访 MSTS 评分、末次随访肩关节活动度见表 1。受限于材料及器械的普及，手术时间在 2013 年以前的病例均单纯应用肱骨肿瘤假体置换；自 2013 年9 月起，主治医师建议所有患者在行肱骨近端肿瘤假体置换术时接受 LARS 人工韧带进行软组织重建。同时也告知患者，无法确定应用 LARS 人工韧带进行重建后肩关节功能及稳定性是否能得到提升，并且可能会延长手术时间、增加出血量、导致不可预知的并发症，最终是否应用 LARS 人工韧带进行重建由患者及其主治医师共同商讨决定；2016年引入了反式肩关节后，根据肩袖是否受累、患者年龄以及肿瘤类型等多种因素综合决定采用何种手术方式。

三、手术适应证及方法

适应证：( 1 ) 肱骨近端恶性肿瘤或转移瘤；( 2 ) 肿瘤未累及肩胛骨及肘关节；( 3 ) 肿瘤未侵犯上肢主要神经血管。

1. 肱骨近端肿瘤切除 + 肿瘤假体置换术 ( A 组 )

方法：患者全身麻醉后，呈沙滩椅位，经胸大肌三角肌间沟入路暴露肱骨近端，保留周围正常肌肉覆盖向远端显露，以大结节顶端为起点测量截骨长度，根据术前 MRI T1WI 确定的肿瘤髓内边界以远2～3 cm 截骨，穿刺活检通道一并切除。根据截骨长度组配肱骨近端假体 ( 肩关节假体，春立正达医疗器械有限公司，中国 )，肱骨头呈 30°～40 ° 后倾角，骨水泥固定髓内杆，用不可吸收缝线将肩袖残端缝合固定在假体预留孔 ( 图 1 )。

图1 A 组病例：男，24 岁，右肱骨近端骨肉瘤，行 3 个周期新辅助化疗后接受肱骨近端肿瘤切除 + 肿瘤假体置换术 a、b：术前上臂正侧位 X 线片；c、d：术前上臂 MRI；e：行肿瘤假体置换术后上臂 X 线片，可见假体位置良好；f、g：术后 18 个月出现假体脱位；h、i：术后 9 年出现肩部窦道，可见金属假体外露，行假体取出 + 骨水泥占位器植入翻修术；j：翻修术后 3 个月取出骨水泥占位器，再次行肿瘤假体置换术，肩关节功能外相Fig.1 Group A: A 24-year-old man, osteosarcoma of the proximal humerus. He underwent tumor resection and tumor prosthesis replacement of the proximal humerus after 3 cycles of neoadjuvant chemotherapy a - b: X-ray of the upper arm before operation; c - d: Preoperative MRI of the upper arm; e: X-ray of the upper arm after tumor prosthesis replacement showed that the prosthesis was in good position; f - g: Prosthesis dislocation occurred 18 months after operation; h - i: Sinus appeared on the shoulder 9 years after operation, and metal prosthesis was exposed. Prosthesis removal and bone cement spacer implantation were performed; j: Shoulder joint 3 months after revision. The bone cement spacer was taken out, and the tumor prosthesis was replaced again

2. 肱骨近端肿瘤切除 + 肿瘤假体置换 + LARS人工韧带肩袖重建术 ( B 组 )

方法：肿瘤切除步骤同上。组配假体后将筒状LARS 人工韧带 ( 韧带加强和重建系统，拉思科学研究与应用实验室公司，法国 ) 套置于假体外周，远端于假体髓外段起始点用不可吸收缝线进行套扎缝合，而后向近端牵拉固定牢固，修剪人工韧带近端使假体肱骨头完全显露。骨水泥固定假体髓内杆，用不可吸收缝线将肩袖、三角肌、胸大肌、背阔肌残端重建于人工韧带上 ( 图 2 )。

3. 肱骨近端肿瘤切除 + 反式人工全肩关节置换术 ( C 组 )

方法：肿瘤切除步骤同上。根据关节盂大小选择合适假体型号 ( 反置式肩关节假体，春立正达医疗器械有限公司，中国 )，定位假体中心后磨除关节软骨至骨面渗血，安装关节孟假体底座，沿肩胛冈和肩胛骨腋缘植入 2 枚螺钉牢固固定，安装肩盂关节球头。组配肱骨近端假体试模，根据关节松紧程度选择合适垫片，按试模型号组配假体并安装衬垫，骨水泥固定髓内杆，用不可吸收缝线将肩袖残端重建于假体预留孔 ( 图 3 )。

四、术后处理及功能锻炼

引流量 24 h 少于 50 ml 时拔除负压引流，并复查肩关节正侧位 X 线片。肩关节外展支具固定，鼓励患者主动进行肌肉等长收缩，积极活动肘、腕关节。术后 6 周拆除外固定架后积极行肩关节功能锻炼。

五、随访

治疗结束后 2 年内，每 3 个月门诊复查随访，完成上臂正侧位 X 线、胸部 CT、必要时行骨扫描检查，监测肿瘤复发和转移情况。体外测量患者肩关节活动度，评估肩关节功能，进行 MSTS 评分。

六、统计学处理

统计患者年龄、性别、截骨长度、手术时间、关节活动度、末次随访 MSTS 评分，并记录并发症发生情况。应用 SPSS 22.0 ( SPSS Inc，Chicago，IL，USA ) 进行统计学分析，所有计数资料及计量资料均进行统计学描述，采用单因素方差分析比较组间差异，P< 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

共 84 例获 24～140 个月的随访，中位时间 42 个月。36 例骨肉瘤患者的 3 年总生存率( overall survival，OS ) 为 83.3%，3 年无进展生存率( progression-free survival，PFS ) 为 50.0%；MSTS 分期为 ⅡB 期的共 34 例，Ⅲ 期共 2 例。局部复发 6 例，A 组 5 例，B 组 1 例，均接受二次手术；3 例行肩关节离断、3 例行局部肿瘤扩大切除，均未再复发。脱位 6 例，其中 A 组 4 例，B 组 1 例，C 组 1 例。A 组中 2 例出现无菌性松动；深部感染 2 例，A、B 组各1 例。所有患者的手部精细动作功能得以保留，疼痛症状均获得明显缓解 ( 表 1 )。

表1 肿瘤假体置换 ( A 组 )、肿瘤假体置换 LARS 重建 ( B 组 )、反肩置换 ( C 组 ) 的对比Tab.1 Comparison of tumor prosthesis replacement ( group A ), tumor prosthesis replacement with LARS reconstruction ( group B ) and reverse shoulder arthroplasty ( group C )

典型病例：

例 1，男，24 岁，因右肩部疼痛、活动受限3 个月。右肱骨近端骨肉瘤，Enneking 分期 ⅡB期，3 个周期新辅助化疗后行肿瘤扩大切除 + 肿瘤假体置换术。术后 18 个月出现肩关节活动受限，复查 X 线片显示假体脱位，予以三角巾悬吊 6 周，未行切开复位；术后 9 年肩部出现窦道，可见金属假体外露，结合实验室检查诊断为假体周围感染，行假体取出 + 骨水泥占位器植入翻修术；翻修术后3 个月取出骨水泥占位器，再次行肿瘤假体置换术，术后行肩关节正侧位 X 线检查；再次植入假体后肩关节功能外相示外展功能可 ( 图 1 )。

例 2，女，10 岁，因右肩部疼痛半年入院，右肱骨近端骨肉瘤合并病理性骨折，行 3 个周期新辅助化疗后接受肱骨近端肿瘤切除 + 肿瘤假体置换 +LARS 人工韧带肩袖重建术。化疗后上臂 MRI 可见肿瘤边界相对清晰，T1像可见肿瘤外形成脂肪边界，T2像可见软组织包块和水肿范围明显缩小，根据 MRI 所见确定术中肿瘤切除范围；术中切除肿瘤标本及假体外相，假体外包裹筒状 LARS 韧带；术中将肩袖、三角肌、胸大肌、背阔肌残端用不可吸收缝线重建于人工韧带；术后半年复查 X 线片见假体位置良好；术后 2 年复查，展示肩关节外展、前屈功能良好 ( 图 2 )。

例 3，女，14 岁，因右肩部疼痛伴活动受限2 月入院，诊断为右肱骨近端骨肉瘤，行 3 个周期新辅助化疗后接受肱骨近端肿瘤切除 + 反式人工全肩关节置换术 ( 图 3 )。

化疗前上臂 X 线片和 MRI 检查，可见肿瘤呈长 T1长 T2信号，边界不清，软组织包块明显，水肿范围广 ( 图 3a )；3 个周期新辅助化疗后复查上臂 X线片和 MRI，X 线片可见肿瘤侵蚀部位形成钙化骨化，MRI 示肿瘤信号变得均一，边界相对清晰，T1像可见肿瘤外形成脂肪边界，软组织包块和水肿范围明显缩小 ( 图 3d )；综合评估化疗反应良好，个性化定制反式肩关节后行手术 ( 图 3f )；术后半年复查上臂正侧位见假体位置良好 ( 图 3h )；术后 2 年复查可见肩关节外展、前屈功能良好 ( 图 3i、j )。

例 4，女，40 岁，因右肱骨近端软骨肉瘤术后复发入院，行瘤段切除 + 反式肩关节置换术。肱骨近端软骨肉瘤刮除术后 1 年复发，接受反肩关节置换；术后 40 天局部可触及肱骨假体，外展及前屈功能受限，复查 X 线片可见假体脱位；切开复位后复查上臂 X 线片，见位置良好，随访 36 个月未再出现脱位 ( 图 4 )。

讨 论

肱骨近端恶性骨肿瘤的治疗以往以截肢为主，随着化疗和保肢技术的进步，人工假体重建肢体逐渐成为首选[8-9]。通过假体重建，患者肢体形态和肩关节的大部分功能得以保留，配合精细的手肘功能，能满足日常生活需要，显著提高了患者的生活质量。肩关节置换的目的是获得稳定的关节和最大的活动度，但二者通常是矛盾存在的，人工关节尚未发展之前，通过关节融合术能获得稳定的关节，意味着牺牲了关节活动。

一、肩关节置换方式的选择

肱骨近端肿瘤切除后重建方式包括：同种异体骨移植、骨水泥假体、锁骨翻转固定、肱骨近端假体置换和反式肩关节置换。早期目的是悬吊上肢获得良好的外形，对关节面的要求不高。同种异体骨移植能实现关节面的重建，以期获得较好的肩关节功能，但异体骨愈合较差，早期易出现骨吸收，而后出现内固定断裂或内固定向头端移位裸露等并发症[9]。人工假体相比异体骨减少了疾病传播的风险，不存在骨吸收、骨愈合等问题，且使用便捷，能根据不同截骨长度进行适当选择。

反式肩关节创造性地将肱骨关节头转换为肩盂球头，提供了肩关节活动的支点，使其不依赖冈上肌功能[10]。Flatow 等[11]认为，三角肌止点不能保留是反式肩关节的禁忌证，随着病例数的积累又有学者认为，三角肌止点不能保留是相对禁忌证，认为通过重建三角肌止点能恢复肩关节功能。Lädermann等[12]通过分析 49 例接受反肩置换的三角肌受损患者，认为反式肩关节的功能与三角肌止点能否保留无联系。本组病例中，9 例截骨在三角肌止点近端，3 例在三角肌止点远端，两组功能差异无明显统计学意义。因此认为，反式肩关节在治疗肱骨近端肿瘤中应用范围较广，Malawer Ⅰ 型切除患者均可行反式肩关节置换。

二、关节功能评价

肱骨近端假体置换后软组织的重建对于肩关节活动至关重要，冈上肌残端固定在假体是常规手术步骤，目的是获得肩关节的软组织稳定，为关节活动奠定基础。软组织和金属假体很难活动牢固固定，因此部分学者探索了采用合成网片技术或人工韧带缝合进行加固。汤小东等[13]报道了 14 例 LARS韧带重建肩周软组织，MSTS 评分为 ( 24±2 ) 分，15 例未使用 LARS 韧带为 ( 20±3 ) 分，认为应用LARS 韧带重建肩周软组织能够增加关节功能评分(P= 0.001 )，同时也增加了肩关节主动前屈、外展及外旋活动度。本研究中应用 LARS 韧带的肿瘤假体置换组患者术后 MSTS 评分高于单纯假体置换组，与既往研究结果相仿，人工韧带重建肩袖能够获得更好的关节活动。

反式肩关节将关节球头固定在关节盂，肱骨侧关节窝进行覆盖，肩关节活动的支点较普通关节向上移动，增加了三角肌的张力，有利于更好地发挥作用。反肩的活动度与关节球头大小和位置有关，直径较大球头和安放位置偏下均有利于增加关节活动度，而由于肩胛盂呈梨形外观，肩盂基座也需要偏下放置才能获得较大的直径，便于放置大号关节球头。较传统肱骨近端肿瘤假体相比，反式肩关节术后活动范围更佳，Boileau 等[14]报道了 25 例反式肩关节置换，关节外展平均 90° ( 30°～160° )。随着材料工程学进步，组配式反肩假体应运而生，Guven等[15]报道了 10 例组配式肿瘤型反式肩关节，相对于普通反肩 - 异体 / 自体骨复合物，组配式手术时间短、相对简单，治疗效果良好。潘伟波等[16]报道了7 例组配式肿瘤型反式肩关节，相比于团队之前报道 8 例复合反肩假体，功能相对较差，但认为随访时间较短，随着随访时间增加两者功能差异无统计学意义。

本研究中反式肩关节置换术后关节活动度、功能评分均为最佳 (P= 0.000 )。单纯肱骨假体置换术后肩关节功能较差，在此基础上进行人工韧带重建肩袖能改善肩关节功能。

三、关节稳定性

关节稳定是关节功能的基础，早期的悬吊重建在局部形成假关节，并不存在关节面的匹配，缺乏发挥关节功能的基本条件。正常肩关节因为肱骨头与肩胛盂大小差异较大，是人体最不稳定的关节，其稳定性依赖于盂唇加深肩胛盂形成球窝关节以及关节周围软组织形成的“肩袖”。肱骨近端假体置换后，假体肱骨头和肩胛盂并非绝对匹配，难以形成接触稳定。软组织与假体之间不能形成生物愈合，结构强度不如腱骨连接。

反式肩关节置换是一种全肩关节置换，球窝之间匹配度高，接触面积大，存在较好的接触稳定。但其同样存在软组织和假体之间生物长入的问题，难以获得软组织的稳定性[17]。有学者设计了限制性反式肩关节以期追求功能佳和关节稳定，但是在应用过程中面临关节活动度难以满足日常生活需要，而反式肩关节超出活动范围时处于半脱位状态增加活动度。再者，限制性假体脱位以后不能自行复位，需进行切开复位，增加了患者的二次创伤。Cundy 等[18]报道了 19 例限制性反式肩关节的应用，MSTS 评分为 ( 60.4±3.8 ) %，高于非限制性半关节置换的 ( 43.3±7.8 ) %，共 5 例出现机械性并发症，其中 4 例脱位，1 例聚乙烯衬垫脱落。

因此，肱骨近端肿瘤切除，软组织缺损大，无论采用何种假体置换，均存在关节稳定性较差，难以承受外力，限制了关节的功能，均需要避免负重减少并发症发生 ( 图 4 )。

四、并发症

肩关节置换术后主要并发症包括：假体脱位、假体松动和感染。其中早期最常见的为假体脱位，肩关节稳定性不足决定了假体脱位的发生率高于其它部位关节置换，为获得安全的外科边界切除软组织较多进一步增加了假体脱位的发生率。肱骨近端假体置换通过人工补片或 LARS 韧带重建能降低假体向头侧脱位的发生率。正常肩关节内旋角度0°～90°，外旋 0°～45°，反式肩关节在外旋时容易出现肱骨侧假体撞击肩胛骨，此时关节处于半脱位状态，在外力的作用下发生脱位。Guven 等[15]报道了 2 例接受反肩置换后出现早期脱位，予以切开复位，并用合成网片加强肩袖、关节囊和三角肌的缝合，外展支具固定 6 周，无进一步的脱位发生。

肱骨近端假体远期并发症主要为假体向头侧移动[19]，因为冈上肌的限制作用缺失，在三角肌和肱三头肌等作用下向头侧牵拉肱骨，可出现假体撞击肩峰，严重时假体向前突出于皮下。Nota 等[20]报道了 25 例反肩治疗患者中 3 例因为脱位进行翻修，通过加强缝合冈上肌限制了肱骨头侧移动。本组 6 例脱位，其中 A 组 4 例，B 组 1 例，C 组 1 例，平均随访 ( 48±36 ) 个月。

有文献报道，反肩置换的感染率至少是肱骨头置换术的 2 倍[21]。De Wilde 等[22]报道了 14 例接受反肩置换病例，2 例分别在术后第 1、27 天出现了早期脱位，其中 1 例术后 5 年出现假体无菌性松动；1 例术后第 40 天出现了深部感染并于 2 年后出现感染性松动。本组 84 例中 A 组中 2 例分别在术后 60、72 个月出现无菌性松动，并未立即行翻修手术。深部感染 2 例，A 组 1 例出现在术后9 年，B 组 1 例出现在术后 1 个月，均进行了二期翻修。

本研究的局限性是各组手术方式随访时间差异较大，跨度较长，其中反式肩关节病例数较少，随访时间短，远期并发症尚不确定，尚需大样本前瞻性研究验证。总之，反式肩关节置换治疗肱骨近端肿瘤早期能获得较好的关节功能。