膝關節置換術后感染的研究進展

梁衛中

河南大學附屬南石醫院創傷骨科 南陽 473065

隨著生物材料和生物力學的不斷發展，全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)已成為一種治療多種膝關節疾病的有效方法，可以徹底緩解患者疼痛，最大限度恢復關節功能。術后感染是TKA 最嚴重的并發癥，術后感染使膝關節內解剖結構改變、骨缺損、軟組織攣縮等，增大了膝關節翻修手術的難度，治療十分棘手。TKA 術后感染率在1%～3%［1］，往往要經歷長期的抗生素治療、二期翻修等，甚至需要關節融合或截肢［2］。因此對于TKA 術后感染應該早診斷、早治療，最大限度恢復患者膝關節功能。

1 TKA 術后感染的分類和危險因素

2005年Trampuz 提出按照癥狀出現的時間TKA 術后感染分為三型:早期感染(3個月以內)，多來源于術中污染或術后早期局部污染，并多由高毒力細菌引起。延遲感染(術后3～24個月)，來源于術中污染，多由低毒力細菌引起。晚期感染(術后2年以上)，多由遠處感染灶的血行播散引起［3］。2004年陳鑫等［4］研究發現年齡、全身麻醉、糖尿病、手術時間等與TKA 術后感染相關。多因素分析顯示年齡≥70 歲、糖尿病、手術時間≥150 min、肝臟疾病是TKA 術后感染的獨立危險因素。2008年Pulido等［5］經過多變量分析后得出以下幾項是TKA 術后感染的獨立危險因素:體質指數＞40 kg/m2、美國麻醉醫師協會評分＞2、雙側膝關節同時手術、異體輸血、術后房顫、術后心肌梗死、術后尿路感染、長期住院等。同時術中皮膚剝離程度、術后是否充分引流也是影響感染的因素。2012年朱玲［6］研究認為感染的細菌主要來源于手術器械、空氣、人及敷料。指出應嚴格控制探視人員并及時進行敷料的更換及消毒，降低感染發生率。Radoicic 等［7］研究認為，術前過早備皮可能導致皮膚黏膜損傷繼而引起患者術后感染。2014年賀占坤等［8］多因素logistic 分析結果顯示備皮的時間、術后引流、年齡、異體輸血、住院時間、白蛋白含量、尿管滯留時間是導致術后感染的獨立危險因素。

2 TKA 術后感染的診斷

TKA 后感染的診斷標準［9］:有與關節相通的開放的傷口或竇道。全身感染合并關節疼痛，關節液呈膿性。以下5 項輔助檢查中至少有3 項符合:(1)血沉(ESR)＞30mm/h。(2)C -反應蛋白(CPR)＞10mg/L。(3)關節腔穿刺液細菌培養至少一次陽性。(4)術中冰凍結果＞5個多核白細胞/高倍視野。(5)術中培養＞1/3 的培養結果陽性。

目前尚無普遍認可的一種診斷試驗或方法可以做到確診TKA 術后感染［10］，尤其是對于低毒性或亞急性的感染。因此對于TKA 術后感染的診斷要充分結合、病史、臨床表現和輔助檢查，其特征性臨床表現為膝關節持續性疼痛、腫脹、患肢皮溫升高、傷口滲液等。但很多感染患者病變進展緩慢、炎癥反應輕微，表現很不典型，給早期診斷帶來困難，早期的輔助檢查有助于確定診斷。常用的輔助檢查包括血液學檢查、關節腔穿刺檢測、術中組織培養、冰凍組織切片、分子生物學檢測等。

血沉、C-反應蛋白都是診斷術后感染的敏感指標。ESR ＞30 mm/h，診斷的敏感性為82%，特異性為85%。CRP ＞10 g/L，診斷的敏感性為96%，特異性為92%。當ESR ＞30 mm/h 并且CPR ＞10mg/L 時，感染的可能性為83%，高度提示存在感染［11］。Greidanus 等［12］在一項前瞻性研究中發現，當ESR 陽性標準為30mm/h，CPR 陽性標準為13.5mg/L，它們的敏感性、特異性和準確性均＞85%。X 線片在感染早期無特異性表現，但在感染晚期X 線片可見骨-骨水泥界面破壞，假體與骨水泥之間有一透光圈，表明假性松動。感染性骨破壞開始為局限性，此后逐漸播散到整個假體周圍，并有骨膜反應。放射性核素(111In)掃描可較普通的X 線片提早兩三周發現骨感染病灶，111In 白細胞標記掃描能夠準確發現低度感染。膝關節穿刺檢查是診斷TKA 術后感染和指導選擇抗生素的有效方法。術中組織細菌培養是診斷TKA 術后假體周圍感染的“金標準”。Fink 等［13］將術中組織活檢、關節穿刺檢查、血沉、C 反應蛋白進行比較研究后發現，術中組織活檢的敏感度和特異度最高。FDG -PET 也可用于發現感染及炎性病灶，因為炎性細胞糖代謝的增加，其敏感性較高，Parvizi 等［14］以假體柄與骨界面之間攝取量增高作為感染的診斷標準，發現其陽性預測值為80%，陰性預測值為98.5%。

3 TKA 術后感染的治療

TKA 術后感染治療的目的是徹底清除感染、最大限度恢復膝關節功能。治療方法有抗生素抑制感染、清創和沖洗、關節融合術、一期翻修術、二期翻修術等［15］。抗生素抑制感染、清創術、一期翻修術均難以徹底清除殘留的細菌，術后感染的復發率高。關節融合術治療徹底，手術成功率高，但是膝關節功能喪失，降低患者生存質量。二期翻修術可以穩定控制感染，有效防止關節再感染，恢復關節功能，文獻［16］報道其治愈率達90%以上，被公認為是目前治療TKA 術后感染的“金標準”。

單純應用抗生素治療TKA 術后感染的治愈率很低，已逐漸被臨床所放棄，僅對低毒性的致病菌、口服抗生素敏感的病原菌和假體無松動的患者中應用。因此手術是TKA 術后感染的主要治療方法。開放清創術僅在術后早期急性感染或急性血源性感染并且假體固定牢固、關節功能良好的情況下采用。保留假體的關節清創術的適應證是:患者一般狀況較好。術后早期出現的關節周圍感染，時間不超過6周。抗生素敏感細菌所致感染，最好是G+球菌感染。假體穩定，無松動，無骨髓炎跡象。無竇道形成。一期翻修術推薦用于免疫功能良好且致病菌對一線抗生素敏感的急性感染患者［17］。研究顯示使用抗生素骨水泥進行I 期翻修成功率為74%［18］。

二期翻修術包括:一期膝關節清理術，取出感染的假體和所有的骨水泥，徹底清創。在關節內植入含抗生素的骨水泥間隔器維持關節間隙。應用敏感抗生素抗感染治療4～6周。確認感染控制后行二期翻修手術，重新植入新的膝關節假體。二期翻修治療的關鍵是如何在間隔期保持關節活動度，避免假體再植入后關節功能不良。采用帶有抗生素骨水泥的可活動關節間隔物，在治療感染的同時可以有效保留膝關節的活動度［19］。二期翻修術的優點有:一期清創術后，可能有仍部分細菌殘留，如行一期翻修術這些殘留的細菌可能會大量增殖導致感染復發、翻修失敗。如果一期手術時置入抗生素骨水泥間隙墊，它既可以增加膝關節的機械穩定性，還可以消滅殘留的細菌，從而預防感染復發，增加手術成功率。袁宏等［20］采用二期翻修的方法治愈6例膝關節置換后深部感染患者，術后隨訪26個月，無感染復發，關節活動度滿意。

關節融合術過去曾被認為是治療全膝感染的金標準，其適應證是:患者活動功能要求高。單側膝關節病變。年輕患者。缺乏伸肌功能。局部缺少軟組織覆蓋，不能作重建覆蓋手術。機體免疫功能損害。高毒力致病菌所致感染。若對上述病例行關節置換術，術后膝關節功能改善較差，而行關節融合術則可成功消除感染、消除疼痛，但膝關節功能將喪失。關節融合術成功的關鍵是使有血運的松質骨充分對位。研究顯示［16］感染得到控制的融合率為62%，感染存在的融合率為19%。

4 結語

TKA 術后感染是多因素共同作用的結果，對于一些已經確定的危險因素，應該積極預防和控制，而對新的危險因素的發掘，有利于早期的干預和治療。目前尚沒有TKA 術后感染統一的診斷標準，尚無任何一種檢查方法可以確定診斷，其診斷仍基于患者的易感因素、臨床表現和幾種輔助檢查的聯合使用。隨著分子生物學診斷研究的不斷深入，它將克服傳統檢查手段的局限性，為感染的早期診斷探索新的途徑。早期診斷對治療及預后影響很大，目前術中組織培養仍是診斷的金標準，對明確診斷、決定手術方式具有指導意義。因此疑似感染者都應常規進行術中組織培養，盡量做到早期診斷。對于TKA 術后感染的治療，要根據患者的感染情況、全身和局部情況綜合考慮，選擇最合適方式進行治療。口服抗生素具有經濟、方便的特點，可能是未來治療TKA 術后感染的有效途徑。

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