急性期感染多因高毒力致病菌所致,全身及局部症状比较典型,而延迟期及慢性期感染的致病菌毒力较弱,患者甚至可长期带菌,此时临床表现并不典型、甚至缺如,部分患者是仅仅出现局部窦道流脓后才确诊的骨感染[2]。
(二)影像学检查
影像学检查的辅助诊断价值在于:
①为判定是否存在内固定术后感染提供更多证据;
②为骨折术后感染提供可视化的细节信息,如感染范围、窦道与瘘管的分布等,为制定手术方案提供参考;
③明确骨折复位情况、愈合程度及内置物的稳定性等[1]。
近期影像学的研究热点主要集中在核医学领域,包括骨扫描、白细胞扫描、正电子发射计算机断层显像(positronemissiontomography,PET)以及融合成像(单光子发射计算机断层成像术-CT、PET-CT、PET-MRI)等。
尽管骨扫描诊断内固定术后感染的敏感性较高(89%~100%),但其特异性低(0%~10%),且易受近期创伤及手术的干扰。因此,有学者不推荐其作为骨感染的常规检查手段[1]。
白细胞扫描不受近期创伤及手术的影响,但检查费时费力,且在诊断中轴骨感染时准确性会降低[1]。
18F-FDGPET/CT诊断骨折术后感染的敏感性为65%~94%,特异性为76%~100%[1]。近期的一项研究结果表明:患者术后1个月内行FDGPET/CT检查用于辅助诊断骨感染,误诊率高达46%;而术后1~6个月其误诊率仅为7%[3]。
此外,有研究表明,在诊断慢性骨髓炎方面,PET/MRI能提供与PET/CT同样的诊断信息,但PET/MRI能更清晰地显示周围软组织的累及情况[5]。
总之,各种核医学检查手段既有优势也有弊端,目前尚无足够证据表明哪种检查方式诊断内固定术后感染的准确性最高。将核医学应用于细菌生物膜、骨存活状态及耐药菌的检测可能是未来发展的重要方向[6]。
(三)血清炎症因子水平的监测
白细胞、红细胞沉降率与C-反应蛋白是经典的血清炎症因子,受多种因素影响,加之半衰期不同,其在骨感染中的诊断价值也不同。
既往研究表明,白细胞通常在术后1~3d升至最高,4~6d基本降至正常[7];红细胞沉降率通常在术后7~11d升至最高,6周后才逐步降至正常[8];C-反应蛋白通常在术后第2天升至最高,2周后降至正常[9]。
最新的一项循证医学研究评估了3种炎症因子在慢性期骨折内固定术后感染中的诊断价值,合并后的结果表明:C-反应蛋白的敏感性最高(77%),而红细胞沉降率的特异性最高(79.3%)[10]。
动态监测血清炎症因子水平的变化对判定是否存在感染具有重要意义,但需排除其他潜在影响因素,如手术、应激、过敏等情况[11]。
有研究显示:C-反应蛋白最早能在术后第5天判定老年股骨转子间骨折内固定术后是否存在全身感染[12];类似地,股骨颈骨折患者术后前3d不建议常规进行血清C-反应蛋白水平监测[13]。
因此,如专家共识中所述,术后4~7dC-反应蛋白的持续升高要警惕感染的可能性,但前提是排除其他可能的干扰因素[2]。除上述因素外,细菌种类、毒力及耐药性均可影响局部及全身炎症因子水平,高毒力及耐药菌所致的炎症因子水平往往更高[14]。
除传统血清炎症因子外,近年来,陆续有文献报道了一些新型标志物在内置物感染中的诊断价值。
既往研究表明,血清D-二聚体水平为诊断假体周围感染及明确假体再次置入时机提供了重要参考价值[15]。而近期的一项队列研究同样证实了D-二聚体在感染性骨不连中的诊断价值,其敏感性为75%,特异性为91.2%[16]。
(四)致病微生物的培养
致病微生物培养是诊断骨折内固定术后感染的重要手段之一,但培养的准确性受多种因素影响,科学、规范取材与培养是提高培养结果可信度的关键。取自开放性骨折清创后的伤口、浅表皮肤组织及伤口、窦道分泌物的标本培养价值有限,应予以避免[1,20]。
此外,对内固定术后感染的患者不建议行骨针穿刺抽吸及活检,也不建议棉签采集标本,体温超过38.3℃时可考虑血培养[1]。
近期的一项研究提出了组织取材与培养的规范,核心要点包括:
1)取材前,抗生素应至少停止使用2周;
2)术中抗生素的使用应在标本取材完毕后进行;
3)术中应至少取5处疑似感染的深部组织或渗出液送检;
4)取材组织仅限于高度怀疑感染的骨折部位附近,尤其是内置物与骨的交界面;
5)为尽可能降低多组标本之间的交叉污染风险,每个标本均应有独立的取材器械与保存器皿;
6)采用"不接触式"的取材方式等[1]。
细菌生物膜是影响检出率的重要原因之一。因此,对于怀疑存在细菌生物膜的取材组织,可对其进行预处理破坏细菌生物膜,以提高培养阳性率,处理方式包括与无菌玻璃珠混匀后使用磨珠机产生的涡流或单独涡流的形式[22,23]。
而对于内置物及皮质骨等坚硬组织表面细菌生物膜的处理,超声降解是近年来报道较多的一种策略,但近期的一项系统评价在综合分析后认为,超声降解后的组织培养可能是传统组织培养之外的一种有效辅助形式,目前尚没有足够证据表明其能超越、甚至取代传统的培养方式[24]。
(五)分子生物学的鉴定
分子生物学主要是指通过聚合酶链反应(polymerasechainreaction,PCR)技术扩增细菌DNA,进而通过鉴定达到识别的目的。尽管有研究结果表明:PCR分子技术在利用组织、关节液及超声裂解液在辅助诊断假体周围感染方面具有重要价值,尤其是在鉴定低毒力细菌方面[25];但基于系统评价的证据表明:在诊断内固定术后感染方面,PCR技术与传统培养技术相比并未展现出显著优势[24],考虑到后者仅纳入2项研究,其结论存在一定偏倚。
未来,PCR技术应着眼于如何降低诊断的假阳性率,不断提升敏感性与精确性,以及提供更全面的药敏信息等方面。
(六)组织病理学检查
近期研究表明:以每个高倍镜视野下的5个中性粒细胞为临界值,诊断感染性骨不连的敏感性为80%,特异性为100%,诊断精确性为90%;以每高倍镜视野下未发现任何中性粒细胞为参考,诊断无菌性骨不连的敏感性为85%,特异性为98%,精确性为92%。基于此,他们认为当每高倍镜视野下中性粒细胞>5个时,诊断感染的阳性预测值为100%,而未发现任何中性粒细胞则提示为无菌性骨不连[26]。
此外,最近有学者根据不同骨髓炎所处的时期及状态,将其分为急性、急性+慢性、慢性、慢性活动性及慢性非活动性等5种不同类型,给出了涵盖15项内容的具体评分标准(Jupiter评分);并将该量表用于263例患者后分析认为,Jupiter≥6分可诊断骨感染,而≤4分基本排除感染,5分时需借助其他方式进行鉴别诊断[27]。该量表的出现为骨髓炎病理诊断提供了协同统一的量化标准,但效能如何尚需临床研究全面评估。
(一)彻底清创
彻底清创既是降低感染病灶细菌负载的最有效方式[31],也是降低感染复发率的关键。不同感染部位及Cierny-Mader解剖分型,清创形式略有不同:
1)如对于Ⅰ型髓内型感染,常采用扩髓-灌洗-引流的形式[32];
2)而对于Ⅲ型局限型跟骨感染,考虑到其结构与功能的特殊性,可采用保留完整皮质骨的"蛋壳式"清创方式[33]。
但不论采用何种形式,清创的基本原则都是彻底清除所有坏死及失活组织,包括骨组织及周围软组织等。要将感染病灶视作低度恶性肿瘤,采取扩大范围的激进式清创方式[2]。
关于清创的冲洗容量、加载方式(高压或低压)及添加剂方面,最新观点认为:最理想的清创冲洗容量仍没有定论;关于是选择高压还是低压冲洗仍存在争议;目前可以肯定的是:不推荐向冲洗液中添加任何抗生素及表面活性剂(如橄榄皂液、苯扎氯铵等),但可以考虑使用防腐剂,如洗必泰等[34]。
(二)内置物的处置
对于早期/急性期感染,清创后保留内固定物的成功率可达90%[35,36],但当出现专家共识中提及的7种情形时,应考虑及时去除内置物[2]。此外,当出现急性骨筋膜室综合征、尤其是合并软组织感染及坏死时,也应去除内置物。
近期,有研究报道急性期感染彻底清创后,将钢板采用含万古霉素与庆大霉素的骨水泥包裹后回植,效果良好,该方法不失为一种治疗策略,但该报道样本量偏小,其疗效与安全性尚待进一步评估[37]。
而对于延迟期与慢性期感染,保留内置物的决定要更加谨慎,原因在于:此时的细菌生物膜已完全成熟、稳定,无论采用多久的抗生素治疗,细菌生物膜都不能被有效彻底清除[21],保留内置物使得感染的复发风险显著增加。既往研究表明对于慢性期感染,采用清创保留内固定的治疗方式,治愈率下降51%~67%[35,38]。
(三)全身抗生素的使用
1)2大类包括清创后保留原内置物和清创后去除或更换内置物(含多期手术);
2)7种具体手术策略分别为:
当采取清创+二期更换固定装置策略,但存在抗生素使用间歇期时,建议在更换固定装置后继续静脉使用抗生素1~2周;
近期的一项随机对照试验研究结果表明:骨折内固定术后感染清创去除内置物后,4周与6周的抗生素治疗疗效相比并无显著差异[42]。
在具体的抗生素类型选择方面,上述专家共识给出了不同情形下的具体建议,包括经验性用药、针对不同菌属感染用药(葡萄球菌属、链球菌属、肠球菌属、肠杆菌、非发酵菌及厌氧菌)、混合感染时的用药及培养阴性时的用药策略等,具有较强的指导意义[41]。
此外,近期研究也明确了一些新型抗生素在治疗骨关节感染中的疗效,如达托霉素[43]、达巴万星[44]等。
(四)局部抗生素的使用及死腔的处理
彻底清创是降低感染复发率的关键,但清创后常会形成死腔,如未能有效处置,该局部环境易造成细菌的"死灰复燃"并最终可能导致感染复发,因此,如何有效消灭死腔也是影响疗效的重要因素,而局部含抗生素载体的填充是消灭死腔的一种有效方式。
建议中指出:目前常用的局部抗生素类型包括庆大霉素、妥布霉素、万古霉素和克林霉素;尽管多数研究认为局部抗生素应用具有足够的安全性,但是仍需警惕其可能带来的全身毒性;此外,该建议分析了不同类型局部抗菌策略,包括直接使用抗生素,基于抗生素载体及非抗生素的抗菌策略等。
建议中重点讨论了基于抗生素载体的局部治疗策略,载体的类型包括自体骨、异体骨、聚甲基丙烯酸甲酯、陶瓷制品(可降解陶瓷制品与生物活性玻璃)、聚乳酸、胶原海绵及水凝胶等。
除上述专家建议外,牛津大学骨感染中心基于不同Cierny-Mader解剖分型提出了骨感染治疗的"牛津方案",该方案中除了Ⅱ型浅表型的局部治疗建议采用软组织覆盖外,其他类型都推荐采用载抗生素的硫酸钙填充[46]。作为可降解的陶瓷制品代表,硫酸钙已广泛应用于临床,近期研究再次肯定了硫酸钙及硫酸钙复合物在治疗骨感染(包括儿童慢性骨髓炎)中的疗效[33,47,48]。
除硫酸钙外,近年来,陆续有研究报道了其他类型抗生素载体用于骨感染的治疗,如胶原海绵[49]、多孔氧化铝陶瓷[50]及生物活性玻璃[51],但目前研究数量仍较少,多数产品目前尚未在临床推广、普及。
(五)骨缺损的处理
骨感染区域彻底清创后可能会存在骨缺损,对于临界性或小范围的骨缺损,自体骨植骨仍然是治疗的"金标准"[52]。而对于长骨大段骨缺损,需结合医生的经验和患者的实际情况,包括骨缺损的部位、缺损长度、软组织条件、患者合并内科疾病及依从性等,目前主要的治疗方式有Ilizarov牵张成骨技术、Masquelet膜诱导技术及带血管的游离腓骨移植技术等。
需要指出的是,不论是双平面截骨还是急性短缩,目前文献报道的数量仍较少,总体样本量仍然偏少;另外,不同研究之间所报道的手术方式与策略也略有不同(如双平面截骨的方式和部位、急性短缩的最大值等)。因此,一方面需要更多研究、更大样本量来全面评估上述技术的有效性与安全性,另一方面需要根据各方的研究结果建立规范、统一的标准,包括手术适应证、禁忌证及手术方式等。
除Ilizarov技术和Masquelet技术外,带血管的游离腓骨移植也是修复大段骨缺损的有效策略。近期研究表明该技术效果良好,但仍需警惕压力性骨折等可能导致治疗失败的并发症[60]。同样有研究报道了采用该策略修复儿童大段骨缺损,效果良好[61]。
(六)软组织缺损的处理
软组织的及时有效修复不论对骨感染的预防还是治疗,都具有非常重要的意义。软组织缺损的修复策略需要综合医生的经验(尤其是显微外科经验)以及患者的具体情况(年龄、合并内科疾病、吸烟与否及软组织缺损部位、大小等)进行综合考虑;但在保证有效修复的前提下,应坚持"能植皮不皮瓣,能局部不游离,能简单不复杂"的基本原则。
近期的一项系统评价分析了骨折内固定术后感染文献所报道的不同软组织修复策略,包括植皮(21%)、游离皮瓣移植(39%)及局部转移皮瓣移植(11%)等[30]。
负压封闭引流技术为软组织缺损的二期修复提供了便利,而最新的2项发表在美国医学会杂志的随机对照研究结果表明[63,64]:不论是开放性骨折造成的难以缝合的伤口,还是下肢骨折术后可以缝合的切口,负压封闭引流组与传统换药组之间的主要指标(如深部组织感染率等)比较差异无统计学意义(P>0.05),提示负压封闭引流技术可能存在的局限性。但不能据此完全否定负压封闭引流技术的优势,需要更多随机对照研究来全面评估其在开放性骨折和骨感染领域中的应用效果。
参考文献:略
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