FDG-PET/CT在心臟外科術后慢性胸骨正中切口感染臨床診治中的首次應用

馮自豪， 張汝凡， 施越冬， 張　勇， 顧建英， 石洪成， 亓發芝*

1.復旦大學附屬中山醫院整形外科，上海　200032 2.復旦大學附屬中山醫院核醫學科，上海　200032

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·論著·

FDG-PET/CT在心臟外科術后慢性胸骨正中切口感染臨床診治中的首次應用

馮自豪1， 張汝凡1， 施越冬1， 張勇1， 顧建英1， 石洪成2， 亓發芝1*

1.復旦大學附屬中山醫院整形外科，上海200032 2.復旦大學附屬中山醫院核醫學科，上海200032

目的： 評價氟代脫氧葡萄糖(FDG)正電子發射計算機斷層顯像(PET/CT)對心臟術后慢性胸骨正中切口感染的定性、定位診斷價值，以及對手術清創的引導價值。方法： 選擇2015年2月—2015年12月在復旦大學附屬中山醫院整形外科診治的21例心臟外科手術后慢性胸骨正中切口感染的患者。21例患者均在術前1周行PET/CT檢查。根據PET/CT及CT影像對21例患者的胸骨感染范圍、是否存在肋軟骨炎及感染肋軟骨的位置進行判斷，并與術中診斷結果進行比較，評價PET/CT對慢性胸骨正中切口感染的定性及定位診斷價值。根據PET/CT結果，引導手術清創，術后隨訪6～16個月，評價慢性胸骨正中切口感染的清創重建手術效果。結果： 21例慢性胸骨正中切口感染患者中，20例為胸骨骨髓炎、18例為縱隔感染、9例為肋軟骨炎。PET/CT診斷胸骨正中切口感染的準確性均為100%。PET/CT對肋軟骨炎定位診斷的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確度分別為85.71%、99.74%、96.00%、98.99%、98.81%，其中敏感度、陰性預測值及準確度均優于CT(P值分別為0.002、0.008、0.01)。慢性胸骨正中切口感染患者PET/CT引導下1次清創重建術后的治愈率為85.7%。結論： PET/CT對心臟術后慢性胸骨正中切口感染的定位及定性診斷準確，效果顯著優于CT，可用于引導手術清創。

PET/CT；胸骨正中切口感染；肋軟骨炎；診斷

胸骨正中切口是心胸外科手術的常規入路之一。術后胸骨正中切口感染(sternal wound infection, SWI)的發病率為1%～5%[1-3]。切口慢性感染常經多次治療仍遷延不愈，復發率為6.5%～50%[4-6]。其中，發生于術后1個月以上的感染常表現為胸壁慢性竇道，有時伴有肋軟骨炎[7]。伴發肋軟骨炎的胸骨切口感染患者因感染范圍難以判定，常不能徹底清創，導致胸壁重建術后感染復發。因此，準確判斷慢性胸骨正中切口感染的范圍、是否存在胸骨骨髓炎及肋軟骨炎，并對感染肋軟骨準確定位，是此類疾病治療的難點之一。

目前，臨床上缺乏判斷感染范圍的有效手段，而氟代脫氧葡萄糖(FDG)正電子發射計算機斷層顯像(PET/CT)常用于腫瘤的診斷，國內尚未有用于胸骨正中切口感染的診斷。本研究在國內首次探討18F-FDG PET/CT在胸骨正中切口感染中的應用價值，并根據PET/CT結果引導手術清創，現將初步結果報告如下。

1　資料與方法

1.1一般資料選擇2015年2月—2015年12月在我院診治的21例慢性胸骨正中切口感染患者。21例患者均于心臟手術后1個月以上就診，表現為前胸壁正中慢性竇道、慢性創面、傷口哆開、胸骨直接暴露等，均伴有膿性滲出物。21例患者中，男性12例、女性9例，平均年齡(59.7±11.8)歲；既往行冠脈手術者7例、瓣膜置換11例、主動脈全弓置換3例，2型糖尿病4例，肥胖及腎功能不全1例；4例患者有吸煙史。所有患者均無慢性阻塞性肺疾病，術前心臟超聲檢查示左心室射血分數均大于60%，所有冠脈手術均未采用雙側胸廓內動脈移植。

1.218F-FDG PET/CT檢查方法經復旦大學附屬中山醫院倫理委員會批準，取得患者知情同意后，于術前1周行PET/CT檢查。采用美國GE公司生產的Discovery VCT 64 PET/CT，放射性示蹤劑采用18F-FDG。檢查前患者禁食，停止含糖補液至少6 h，血糖控制在7 mmol/L以下；排空尿液。靜脈注射18F-FDG試劑，劑量為4.4 MBq/kg(0.12 mCi/kg)，患者休息1 h后進行PET/CT掃描。掃描范圍自肺尖至肺底，用三維模式采集PET圖像，采集6～7個床位，每個床位采集2 min。CT掃描的范圍和層厚與PET相匹配，掃描參數如下：光管電流，200 mA；光管電壓140 kV；層厚3.75 mm。基于CT數據對PET圖像進行衰減校正，使用迭代法重建，并通過用GE公司Xeleris工作站進行圖像融合。

1.3圖像評價標準融合圖像中，FDG攝取程度量分為4級，Ⅰ級：FDG攝取程度與背景近似；Ⅱ級：低FDG攝取，與肌肉和脂肪相似；Ⅲ級：中等程度FDG攝取，明顯較肌肉和脂肪更高，但低于左心室；Ⅳ級：感染處強FDG攝取，密度與左心室相當。根據該視覺分級法，判斷FDG攝取量Ⅰ～Ⅱ級為未感染、攝取量Ⅲ～Ⅳ級為感染。PET/CT圖像由2名高年資核醫學科醫師審閱，判斷患者是否存在胸骨骨髓炎或肋軟骨炎，并定位感染肋軟骨。檢查所獲得的CT圖像由2名有經驗的影像科醫師審閱。核醫學科醫師及影像科醫師互盲，均不知曉對方診斷結果。

1.4診斷標準根據PET/CT提示，結合患者臨床表現進行手術探查，清除所見不健康組織及異物。胸骨不穩定者用鈦板內固定。徹底切除病變肋軟骨，至顯露健康軟骨或骨截面。術中切除的肋軟骨標記解剖位置后分別送病理檢查及病原微生物培養。臨床醫師綜合患者術前臨床表現、術中發現、術后微生物及病理檢查結果判斷患者是否存在肋軟骨炎及肋軟骨感染的位置(聯合診斷)，將其作為對照。

1.5隨訪術后對患者隨訪6～16個月。治療結果分為治愈和復發。隨訪過程中，患者出現下列情況時，認為術后感染復發：(1)術后1個月手術切口未愈合；(2)手術切口處有膿液流出；(3)血培養或切口分泌物培養陽性；(4)術后持續存在感染的全身癥狀(體溫大于38℃，白細胞升高)；(5)與感染復發相關的死亡。分別計算慢性胸骨正中切口感染患者以及伴有肋軟骨炎的患者1次手術治愈率。

1.6統計學處理采用SPSS 19.0軟件進行統計學分析。分類資料采用χ2檢驗。檢驗水準(α)為0.05。

2　結　果

2.1FDG-PET/CT診斷價值

2.1.1胸骨正中切口感染的診斷21例患者手術探查均發現深部胸骨正中切口感染，術前PET/CT檢查結果與之一致，準確度為100%。CT的準確度為66.67%。

2.1.2胸骨骨髓炎的診斷21例患者中，有20例聯合診斷為胸骨骨髓炎。PET/CT對胸骨骨髓炎的診斷結果與之一致，準確度為100%。CT的準確度為19.05%。

2.1.3縱隔感染的診斷21例患者中，18例術中發現感染蔓延至胸骨后，導致縱隔感染。PET/CT對縱隔感染的診斷結果與之一致，準確度為100%。CT的準確度為61.90%。

2.1.4肋軟骨炎的診斷與定位21例患者中，9例聯合診斷為肋軟骨炎。CT正確診斷其中4例，漏診5例。PET/CT對肋軟骨炎的定性診斷結果與之完全一致，準確度為100%；

9例肋軟骨炎患者經聯合診斷共發現28處肋軟骨感染。CT發現其中12處。PET/CT發現其中24處，與聯合診斷符合率為98.81%(表1)。1例典型肋軟骨炎患者的影像學檢查結果及術后結果見圖1。

2.2PET/CT與CT定位診斷感染肋軟骨的比較PET/CT定位感染肋軟骨的靈敏度超過85%，高于CT(P<0.01)。PET/CT定位感染肋軟骨的特異度、陽性預測值、陰性預測值及準確度均超過95%，其中陰性預測值及準確度顯著高于CT(P≤0.01，表1)。

2.3隨訪結果21例患者中，有3例復發，1次清創重建手術治愈率為85.71%。復發患者均為人工血管感染。如去除人工血管感染患者，其余患者的1次手術治愈率達100%。

圖1　典型病例的影像學及手術探查結果

患者女性，49歲，于我科就診前5個月行二尖瓣置換術，就診時有雙側胸壁疼痛，雙側第5、6肋軟骨胸壁壓痛. A、B、C分別為患者胸壁冠狀面的CT、PET、PET/CT影像，可見患者左側第4～6肋軟骨及右側第5～6肋軟骨有明顯FDG代謝增高，視覺評分Ⅲ級，診斷為肋軟骨感染. D：為探查肋軟骨區后切除感染肋軟骨后的胸壁圖像，與PET/CT影像高度吻合

表1　PET/CT及CT定位肋軟骨炎的各項診斷指標　%

3　討　論

胸骨正中切口感染是心臟手術后的一類難治性并發癥，復發率為6%～50%，致死率達8%～48%[3]。既往術前缺乏有效手段對感染的深度和范圍進行評估，使手術無法有效清創，是導致胸骨正中切口感染高復發率的重要原因。核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是目前評估軟組織受累情況的最佳選擇。有胸骨正中劈開手術史的患者體內均有拉攏固定胸骨所用的金屬絲或金屬板，導致患者不便接受MRI檢查。既往能提供最多胸骨正中切口感染信息的影像學檢查手段為CT。而本研究顯示，CT診斷胸骨正中切口感染準確度明顯低于PET/CT。

盡管PET/CT近年來在感染性疾病中的應用越來越受到重視，但目前較少用于胸骨正中切口感染，僅發現2015年末有個案報道[8]。本研究將PET/CT應用于21例胸骨正中切口感染，診斷準確度高，為手術提供了指導。PET/CT直觀的影像學表現形式降低了手術醫師對影像閱片者的依賴性，使手術醫師有時可獨立地根據PET/CT影像對感染情況做出判斷。

18F-FDG PET/CT目前廣泛應用于惡性腫瘤的診斷、分期和療效評估[9]。其示蹤劑18F-FDG是1種葡萄糖類似物。它作為葡萄糖被人體細胞攝取后，不能進一步代謝而積聚于細胞內。18F在衰變過程中由于湮滅輻射產生的兩個反方向511 keV電子能被PET探頭檢測到，從而顯示葡萄糖攝取旺盛的部位。感染組織分解代謝強，較正常組織的葡萄糖攝取明顯增加，為FDG PET/CT診斷感染性疾病提供了病理生理基礎[10]。本研究顯示，FDG PET/CT對心臟術后慢性胸骨正中切口感染的定位及定性診斷準確度顯著高于CT，可用于引導手術清創。清創后人工大血管移植物感染的治療十分棘手，大多非單純處理胸骨正中切口感染能痊愈[11]。本研究中，如果去除人工大血管置換的患者，1次清創重建手術治愈率達100%。

盡管肋軟骨炎在慢性胸骨正中切口感染的患者中發病率較高，Pairolero的分級方案中也對其有描述，但目前相關系統研究較少，且多為專家經驗。胸骨正中切口感染的復發率較高，主要原因可能為肋軟骨感染難以定位及徹底清創[12]。因此，準確識別感染肋軟骨，完整切除感染灶，是此類疾病手術治療的關鍵。當感染的胸骨正中切口愈合后，其伴發或引起的肋軟骨感染可能持續存在。既往多通過臨床表現判斷患者是否存在肋軟骨炎，根據胸壁疼痛、壓痛及肋軟骨表面竇道形成等定位性癥狀和體征定位感染肋軟骨，但不能精準定位，因此沿竇道探查或根據壓痛點探查時可能遺漏感染灶。PET/CT對肋軟骨炎診斷和定位敏感性和特異性均較高，能為手術探查提供較為準確的信息(與聯合診斷結果不一致者，其也能定位在病灶相鄰兩側的肋軟骨上)，從而縮小手術探查范圍，避免過度清創對正常組織造成的不必要損傷。

綜上所述，本研究將PET/CT應用于胸骨正中切口感染，結果顯示PET/CT對肋軟骨炎的定性及定位診斷準確，且在PET/CT引導下，1次清創重建手術治愈率高，值得臨床推廣。

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[本文編輯]姬靜芳

Application of FDG-PET/CT in the diagnosis of chronic sternal median incision infection

FENG Zi-hao1, ZHANG Ru-fan1, SHI Yue-dong1, ZHANG Yong1, GU Jian-ying1, SHI Hong-cheng2, QI Fa-zhi1*

1. Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Zhongshan Hospital of Fudan University, Shanghai 200032, China 2. Department of Nuclear Medicine, Zhongshan Hospital of Fudan University, Shanghai 200032, China

Objective： To evaluate the qualitative and localization diagnostic value of PET/CT in chronic sternal median incision infection after heart surgery and the guiding function of PET/CT image in debridement. Methods： Twenty-one patients with chronic sternal median incision infection admitted to our hospital from February 2015 to December 2015 underwent PET/CT examinations within one week prior to surgery were selected. Detection of extent of sternal wound infection and localization diagnoses of costal chondritis were conducted by using PET/CT and CT, and the results were compared with the diagnosis results during surgery. The qualitative and localization diagnostic value of PET/CT in chronic sternal median incision infection were evaluated. Debridement was guided by the PET/CT images. Patients were followed up for 6-16 months after operation, and the debridement and reconstructive surgery effect on chronic sternal median incision infection was evaluated. Results： There were 20 cases of sternal osteomyelitis, 18 cases of mediastinitis, and 9 cases of costal chondritis. Accuracies of PET/CT in above diagnoses were all 100%. Sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and accuracy of PET/CT in localizing involved costal cartilages were 85.71%, 99.74%, 96.00%, 98.99%, and 98.81%, respectively. Sensitivity, negative predictive value, and accuracy of PET/CT in localizing involved costal cartilages were significantly higher than those of CT(Pvalues were 0.002, 0.008, and 0.01). Cure rate of patients with costal chondritis after first debridement operation was 85.7%. Conclusions： PET/CT is of high accuracy in qualitative diagnosis and localization compared with CT in chronic sternal median incision infection after heart surgery, which is promising in guidance of debridement operation.

PET/CT; sternal median incision infection; costal chondritis; diagnosis

2016-06-01[接受日期]2016-07-27

馮自豪, 博士, 主治醫師. Email: feng.zihao@zs-hospital.sh.cn

Corresponding author). Tel: 021-64041990, E-mail: qi.fazhi@zs-hospital.sh.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160652

R 604

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