膝关节置换术后感染

摘要全膝关节置换(TKA )术后感染是难以处理的并发症。 首次TKA和修订TKA术后感染率分别在0.5%-2%和2%-4%之间。 一些人口研究结果表明，TKA术后易发生感染，感染是导致TKA失败的最常见原因之一。降低感染风险的关键因素仍然在于预防，但目前缺乏充分的循证研究文献，制定了最佳预防措施。 出现疼痛的TKA病例被怀疑是感染引起的可能性，在排除这种可能性之前需要进一步检查。 这些病例的处理方案应当包括通过标准的实验室筛查来检查感染的有无。关节滑液穿刺抽吸检查仍是诊断感染的最好方法。 关节滑液的白细胞数超过1，1700 /l的话，中性细胞的分类超过69%的话，被怀疑感染的可能性很高。现在在治疗假体周围的深部感染时，可以选择几个方案。 手术相关感染的发生和症状的出现时间是决定TKA感染处理成功与否的重要因素。保留假体的处理方案只适用于急性感染的病例，最近的文献结果显示该方案的成功率极低，开始怀疑其在处理感染TKA中的作用。 分期修改换假体的方案仍是处理TKA术后感染的金标准。Instr Course Lect 2013； 62:349-361。感染仍是TKA术后最难处理的并发症之一。 文献报道首次TKA和修订TKA术后感染的发生率分别在0.5%-2%和2%-4%之间。 2005年，所有修订TKA均有16.8%的病例在术后感染。到2030年估计有65%的修订TKA是为了感染而进行的，与此相对应的感染TKA的病例数约为52，000例。 处理这些感染TKA会带来很大的经济负担。 因住院时间长并发症发生率高等原因，处理感染TKA例约需60，000-100，000美元。 感染TKA的治疗是所有骨科手术中消耗最相关资源的手术方式之一。本文重点探讨TKA感染的诊断和治疗。TKA感染的诊断包括普通x线片、实验室检查、关节穿刺吸引、先进成像技术、术中检查等相关工具，可协助诊断TKA感染的疑似。 但是，现在怀疑是假体周围感染的病例，没有关于其诊断和围手术期处理的标准。最近，美国骨科医师学会(AAOS )工作组评估了现有诊断方案的证据，并在此基础上提出了诊断TKA感染的新方案。 (图1、2 )图2是诊断可能高于图1的髋、膝关节假体周围感染的流程图。 a，如感染可能性，第一次关节腔穿刺提取液培养结果有偏差，可再次进行穿刺提取液b，如手术时感染的诊断尚未确立，可进行冻结切片检查，术中可进行滑液WBC的分类计数c:(dellavallec，Parvizi J， 鲍尔t，et al : aaosclinicalpracticeguidelinesummary :诊断程序快捷键jointinfectionofthehipandknee.jaamacadorthopsurg 2 18(12):760-770.)图2是用于诊断具有低可能性的髋关节膝关节的假体周围感染的流程图。 a、感染的可能性，如果第一次关节腔穿刺提取液培养的结果有偏差，则可以再次进行穿刺提取液b、如果手术时感染的诊断还不能确立，则可以进行冻结切片检查，术中也可以进行滑液WBC的分类计数(Della Valle C，Parvizi J， 鲍尔t，et al : aaosclinicalpracticeguidelinesummary :诊断程序快捷键jointinfectionofthehipandknee.jaamacadorthopsurg 2 18(12):760-770.)诊断TKA感染最重要的工作是首先详细掌握病史，进行慎重的体格检查。 一般来说，TKA术后出现疼痛的病例在确认感染之前必须怀疑是感染。 疼痛需要注意的部位及其特点。 必须排除髋关节和腰椎引起的相关疼痛。 必须确定疼痛发生的确切时间。知道疼痛是手术后继续还是术后疼痛消失一段时间后再次出现的疼痛程度会根据活动程度而变化吗？ 膝关节周围有发热或发红现象吗？ 初次手术后伤口愈合困难还是有渗透液等问题，怀疑感染使用过抗生素吗？ TKA术后患者是否接受过牙科病变处理、结肠镜检查、尿路操作等可能引起菌血症的操作x线片可提供诊断感染的有用信息，有助于比较术后及最近复查时的x线片。 如有感染，x线片可出现骨膜层、软骨下骨吸收、进行性透光或局限性骨吸收等现象。 但要注意的是，只有骨量丢失达到30%-50%时，才可能观察到典型的骨吸收和骨溶解病灶。血液学分析包括白细胞(WBC )计数、血沉(ESR )、c反应蛋白(CRP )等，最近白细胞介素-6(IL-6 )的检测水平也有所增加。 但是，应该记住，对感染的诊断没有百分之百的敏感的检查。 上述检测项目对感染具有较高的敏感性，但同时由于特异性较低，因此不是正确的预测方法，而是感染的良好筛选。 AAOS工作组建议所有疑似感染的病例在首次就诊时测定ESR和CRP水平。全血WBC计数不是TKA感染的可靠指标。 研究结果表明，达到感染病例70%的WBC计数正常。 ESR通常在术后57天达到高峰，随后逐渐下降，约3个月后达到正常水平。 CRP水平在术后6小时内开始上升，通常在术后23天达到高峰，之后3周内正常下降。ESR和CRP感染的特异性仅为56%，单独或同时异常不足以诊断感染。 但两者并用判断，较准确排除感染的可能性，其敏感性为96%，阴性预测值为95%。最近，利用血清IL-6水平判断有无感染变得普遍起来。 通常在术后6 h内达到高峰，术后72内正常下降。 研究结果表明，IL-6预测感染的敏感性和特异性分别为100%和95%。 然而，目前并非所有医疗机构都能检测到IL-6。关节穿刺抽吸检查是诊断感染的最有效方法之一，但也出现假阴性的结果。 为尽量减少细菌培养的假阴性结果，在进行关节穿刺吸收之前未使用抗生素的患者，最近需要使用抗生素的患者时可以接受关节穿刺吸收进行细胞计数和分类检查，但细菌培养不可靠。Mason等人发现，WBC计数大于2，500个/L，中性分类比率大于60%时，感染的敏感性和特异性分别为98%和95%，阳性预测率为91%。Leon和Hanssen报告，关节液WBC的数量不足2，000个/L，中性分类不足50%时，排除感染的阴性预测率为98%。更新的文献提出了WBC计数值和中性分类比率的范围，诊断假体周围感染。 一般认为，关节滑液WBC的计数大于1，760个/L，中性分类比率大于69%时，感染的可能性很高。由于机体对手术刺激的反应，术后初期关节滑液细胞的计数与分类比可能会上升，可能无法正确反映感染的有无。 因此，需要特别注意的是，术后早期以传统细胞数量和分类比率为标准诊断感染可能导致这些指标异常不必要的手术。最近Bedair采用关节滑液诊断TKA术后早期感染的研究。 他们对146例患者在TKA术后6周内进行膝关节穿刺吸引，结果诊断为19例患者感染。 根据受试者的工作特性曲线(ROC )决定适当的切断点时，关节滑液WBC的数量为27，800个/L，对感染的阳性和阴性的预测率分别为94%和98%，中性分类比率的最佳切断水平为89%。扫描放射性核素可能是诊断感染的有用手段，尤其是在模糊的情况下，这些检查手段费用高，对患者来说麻烦，感染没有特异性。Tc-99m检测成骨细胞的活性，感染时可得到阳性结果，但创伤、关节退行性病变、肿瘤等也可能产生阳性结果。 更重要的是，术后12个月Tc-99m扫描结果仍可保持阳性，其敏感性和阳性预测率仅在30%至38%之间。In-111标记白细胞扫描在WBC存在的区域显示核素浓缩现象。 研究表明，该检测方法的敏感性和特异性分别为77%和86%。 综合两种核素扫描可以提高感染预测的特异性，因此一般建议同时进行两种扫描检查。最近，人们对分子遗传学技术诊断感染的兴趣日益增多，其中包括对假体超声波清洗样品的聚合酶链反应分析。 这些技术多数在46小时内可以得到结果，使用抗生素时也能有效检测。分子遗传学检测感染的缺点是不能提供细菌的药敏结果。 同时，这些技术操作复杂费用高，而且这些检测方法的高灵敏度会导致假阳性的结果。术中检查方法包括革兰氏染色和冰冻切片组织学检查。 一般来说，用革兰氏染色来判断感染是不可靠的，而且感受性极低，所以不应该只用革兰氏染色结果来排除感染。 AAOS工作组建议反对革兰氏染色检查排除假体周围感染。文献报道，冰冻切片组织学检查诊断感染的结果各不相同，诊断的准确性存在技术依赖性，往往通过观察病理医师的经验来判断急性感染的有无。 进行冰冻切片检查时，往往产生取样误差。 不同检测方法显示，每高倍镜视野存在5-10个WBC，具有足以诊断感染的敏感性和特异性。AAOS工作组是术前无法确认或排除感染的修复TKA术，强烈推荐采集假体周围组织进行冻结切片组织学检查。 但是，由于现有的文献资料可提供的资料有限，AAOS工作组无法确定WBC的最佳基准值(每高倍率镜视野可观察到5个或10个WBC )。诊断感染的新方法目前，疑似假体周围感染的诊断使用了很多方法，但尚无公认的有效诊断方案。 最近，骨肌系统感染协会的一个工作组分析了目前可用的证据资料，提出了新的假体周围感染的定义。 这些标准应允许临床医师广泛采用相关假体周围感染的定义。根据该工作组提出的标准，发生以下情况时，可以认为存在假体周围感染(1)通向关节腔的窦道(2)从病变关节采集的组织或液体标本独立培养2次，获得同样的病原菌(3)6个标准中符合4个。按照这6个标准，ESR和CRP水平的上升，关节滑液白细胞数的上升，关节滑液白细胞比例的上升，病变关节内出现脓液，从组织和关节液标本中分离出病原微生物，假体周围组织冻结镜检查时的5个高倍镜(400 )视野的中性细胞数均大于5个。手术处理感染TKA的处理方式有抗生素治疗和假体的保持、清洗和聚乙烯衬里的交换、假体的去除等。 去除假体的处理方式包括关节切除成形、关节融合、第一期修饰置换、第二期修饰置换、切断等。在选择处理方案时，需要考虑感染的深度和出现时间、关节周围软组织的状况、假体的固定状况、病原菌的种类、宿主抵抗感染的能力、医生获得的医疗资源、患者的期待等多个相关因素。Tsukayama等人将感染TKA分为4型。型感染的特点是手术时细菌培养结果阳性型指术后第1个月发生的早期感染型是发生于TKA术后末期的急性血源性感染，症状持续时间不足4周型感染是指术后末期发生的慢性感染，症状持续时间超过4周。表1详细显示了该分类法的内容和与各分类对应的推荐处理方案。表1假体周围感染的分类抗生素治疗不进行手术而只用抗生素治疗的方法，只适用于衰弱无法忍受手术的病例。 病原菌为低毒细菌，患者病情平稳，假体稳定，应满足获得合适的口服抗生素的条件。 据文献报道，感染TKA未行手术仅用抗生素治疗的成功率约为20%。清创清洗对于急性感染的TKA病例，一般认为应该进行手术开放清洗。 清洗清创、保持假体的治疗方案因慢性TKA感染(症状和体征持续时间超过4周)失败率较高，不宜考虑采用。关节镜下清洗关节镜下清洗和清创被认为是开放清洗清创的魅力替代方案。 该方法可在小关节镜入口操作，因此对软组织的侵入度小。 但目前相关文献较少，病例样本量也较少。Waldman等人在关节镜下冲洗出现症状时间不到7天的16例急性感染症，平均随访56个月时，38%的感染治疗成功。 Dixon等人2004年研究报告，15例患者经关节镜冲洗后，平均随访55个月治愈60%感染病例。除相关疗效数据有限外，关节镜下清洁创还存在一些忧虑。 关节镜只能检查有限的骨骨水泥界面和假体表面，因此关节内病变的检查比开放性手术要彻底。 不能更换聚乙烯衬里，膝关节后方的清扫也受到限制。 这样做也不能完全切除关节滑膜组织。同样，用狭窄的关节镜作业通路除去的碎片组织也很困难。 根据这些原因和文献报道，治疗效果不太好，在极少见的情况下只能进行关节镜下清洗和清创治疗。开放性清洁清洗文献报道开放性清创冲洗治疗假体周围感染结果各不相同(表2 )。 我们复习了20多篇有关公开发表的文献，结果表明，这种处理方式的成功率从19%到83%不同，但很多研究的成功率不到60%。表2冲洗清创治疗急性假体周围感染的文献资料总结Silva等人在2002年进行的荟萃分析中，对接受开放手术洗净的急性假体周围感染例530例进行了评价。 本研究将术后早期急性感染和晚期急性血源性感染的病例全部纳入。 结果总成功率为33.6%。研究表明，手术时机、患者自身风险因素、手术技术、病原菌等多个变量影响治疗效果(表3 )。表3清洗和更换聚乙烯衬里引起TK