脊柱后路内固定术后深部感染的研究进展

庄泽民(综述)，丁真奇(审校)

(解放军第一七五医院骨科医院，福建漳州363000)

随着脊柱手术的数量逐年增加，术后感染的问题逐渐受到关注，其发病率高且呈逐年上升趋势。由于脊柱后路内固定术后感染特别是低毒感染，早期诊断较困难，因此对于感染的治疗也相对棘手，尤其是深部感染。恰当的处理脊柱后路内固定融合术后深部感染，对于减少临床并发症、促进患者早日康复是十分必要的。该文搜索并总结了近几年国内外关于脊柱内固定术后深部感染的相关文献，从流行病学、诊断标准、治疗、预后以及预防5个方面分别论述。

1 流行病学

由于手术原因、部位及方式的不同，文献关于脊柱后路内固定术后深部感染率报道不一。最新的一项大宗临床病例研究显示，在成人退行性脊柱病变的感染率为1.4%，而脊柱畸形的患者为4.2%，脊椎退变的手术中颈椎的感染率为0.8%，而胸椎部位达到2.1%［1］，2009年美国疾病预防控制中心报道脊柱融合术的术后感染率为4.2%，而椎板切除术的患者其感染率为2.3%［2］，目前关于脊柱后路内固定术后深部感染率为1.16%～8.5%［3-4］。

导致深部感染的致病菌主要是金黄色葡萄球菌，其他的还有如表皮葡萄球菌、链球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、痤疮丙酸杆菌等。随着抗生素的广泛使用，耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌、革兰阴性菌及低毒力细菌的感染逐渐增多。Koutsoumbelis等［5］报道84例腰椎后路内固定术后感染致病菌中耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌占所有致病菌的34.5%，Petilon等［6］对 30 例早期感染的患者进行病原学检查发现33%的致病菌为革兰阴性菌，而表皮葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌等低毒力细菌在深部感染特别是延期感染中占相当的比例［4，7-9］。

脊柱内固定术后深部感染导致脊柱内固定术后感染的危险因素有很多，如高龄、肥胖、糖尿病、营养不良、骨质疏松症、冠心病、吸烟、营养不良、美国麻醉医师协会病情分级、既往有术后感染的病史、手术部位、术中失血量、硬脊膜破裂、输血、手术时间的延长、多节段的脊柱融合术、引流管放置的时间等［3，5，10-12］，为了更好地控制脊柱术后感染的危险因素，许多学者试图通过大样本的临床病例分析得出独立的危险因素，肥胖、糖尿病、血糖的升高(术前血糖＞125 mg或＞6.9 mmol/L、术后血糖＞2000 mg/L或＞11.1 mmol/L)、美国麻醉医师协会病情分级≥3等是目前多数文献认可的危险因素。由于对脊柱感染的定义、所纳入的因素及研究对象的不同，对于其他如性别、吸烟、既往有无术后感染的病史、手术时间及融合的节段等是否为独立危险因素未能达成一致。

2 诊断标准

目前尚无脊柱内固定术后深部感染的明确定义，可参考美国疾病预防控制中心关于深部感染的定义［2］:有内置物术后1年内发生的与手术有关并涉及切口深部软组织(深筋膜和肌肉层)的感染，并具有下述至少一项即可作出临床诊断:①从深部切口引流出或穿刺抽到脓液，而不是从手术切口的器官或腔隙部位的感染;②自然裂开或由外科医师打开的切口，有脓性分泌物或有发热≥38℃，局部有疼痛或压痛;③再次手术探查、经组织病理学或影像学检查发现涉及深部切口脓肿或其他感染证据;④临床医师诊断的深部切口感染。脊柱术后深部感染依据术后时间的长短分为早期感染及迟发感染。文献关于判别早期或迟发感染的具体时间没有统一的标准，有学者将术后20周作为诊断早期感染抑或迟发感染的分界线［13］;另一些学者［8，14-15］倾向于将术后 6 个月诊断为迟发感染;还有学者认为应将术后12个月作为迟发感染的诊断标准［7］;但更多的学者还是倾向于将术后3个月作为判别早期感染还是迟发感染的分界线［6，16-17］。

对脊柱后路内固定术后深部感染，特别是低毒力细菌感染要作出早期的诊断是较困难的。通常对脊柱术后深部感染的诊断主要还是结合临床症状、实验室指标、影像学等综合判断。由于感染的时间及致病菌不同，临床症状各异。常见的临床症状有发热、疼痛、局部红肿、切口皮温增高、压痛或叩击痛、脓性渗出等［18］。实验室检查主要的检测指标有C反应蛋白、红细胞沉降率及白细胞计数等炎症反应标志物。在脊柱术后感染的患者中，大部分的患者C反应蛋白是升高的，三者中C反应蛋白特异性最好［19］，红细胞沉降率及白细胞也是常用的判断指标，虽然其特异性不如C反应蛋白，但三者结合对于确诊脊柱感染及治疗效果能提供更准确的评估及监测指标。需要指出的是C反应蛋白及红细胞沉降率术后通常是升高的，C反应蛋白需要2～3周才能恢复到正常水平，有研究发现在术后2.6 d的浓度就会恢复到高峰时50%的浓度［20］，而红细胞沉降率在术后2周左右达到高峰，6周后才会逐步恢复到正常水平。白细胞在脊柱术后感染特别是迟发感染中可能是正常的［11］。影像学检查主要包括X线、CT、磁共振等，磁共振对于诊断脊柱感染特别是早期感染的敏感性、特异性及准确性均比X线及CT好。近几年随着18氟-脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography，PET)/CT技术的兴起，它也逐渐应用于脊柱术后感染的诊断，其特异性及敏感性比MRI更佳，其能对MRI不能诊断或诊断困难的病例提供帮助［19］，但其缺点是价格昂贵，限制了临床的使用。

脊柱后路内固定术后早期感染可能出现如背部疼痛、发热及伤口红肿等症状。实验室检查方面Aono等［21］对腰椎融合术后的患者观察，结果显示术后7 d血液C反应蛋白水平不会超过术后4 d时的水平，在术后4～14 d内如果C反应蛋白增高应考虑早期感染的可能，Takahashi等［22］发现在早期感染患者术后4 d淋巴细胞占白细胞总数常＜10%;近年有学者提出血清淀粉样蛋白A在脊柱术后监测早期感染的特异性比C反应蛋白高［23］，但具体实用性尚需临床检验。

迟发感染多为皮肤表面低毒细菌术中种植和血源性种植所致，由于致病菌有很大一部分为低毒细菌，炎性标志物的实验室检查结果常常是不可靠［9］，而且往往临床症状不明显，但不明原因的腰背部疼痛或疼痛持续性加强［9，17］应引起注意。其在过去很多学者认为迟发感染为机体对异物的排斥反应，但限于他们对细菌的培养时间常为72 h，而低毒细菌的培养往往在7～14 d才能得到阳性的结果［24-25］。例如痤疮丙酸杆菌在组织培养为阳性结果既往常被认为是培养时污染所致，而且对于培养液及培养时间往往较为模糊，但近几年文献报道其在深部感染中所占致病菌的比例并不低［7，9，25］。Collins等［9］对 74 例深部感染患者进行培养发现高达45%能培养出痤疮丙酸杆菌。Bemer等［25］建议对痤疮丙酸杆菌的培养时间应为10～15 d，而且至少进行4次深部组织样本培养。

3 治疗

目前关于内固定术后深部感染的处理，不管早期感染还是迟发感染都强调及时清创和灌洗。对早期感染患者内固定的处理，除非内固定物松动，否则大都不建议移除内固定物［8，16，26-27］。附着于内固定物表面的细菌因其分泌多糖蛋白复合物形成一层生物膜，抗生素的药效很难透达，这就造成了感染容易复发，有学者认为可以用稀释的次氯酸钠擦洗内固定物表面降低细菌的生物膜［16］，如果感染的症状依旧存在或者是有大量的组织坏死那么则需再次扩创。为了降低术后感染的复发率，许多学者使用闭式冲洗引流装置［8，16，28］，Rohmiller等［8］对 28 例脊柱术后深部感染的患者使用其对术后深部感染治疗的有效性，结果显示早期感染患者中7例复发，2例单纯使用抗生素感染得以控制，仅5例需要2次清创，所有早期感染的内固定均保留，疗效满意;若是多种微生物或耐甲氧西林葡萄球菌感染清创术后复发率高的患者，负压封闭引流术相对于闭式冲洗引流可能更适合，它能形成持续性的负压，使创面渗出物及时被清除、促进肉芽组织的生长，Canavese等［27］对14例脊柱侧弯早期感染的患者行负压封闭引流术，术后患者感染均无复发，随访24～72个月，切口愈合良好，内固定物无需移除，罗小波等［29］对11例脊柱术后早期感染的患者行负压封闭引流术治疗，随访6～36个月，患者均获得临床治愈，除1例内固定松动移除外，其余患者内固定均得以保留;对于某些术后复发率高的感染，可根据需要使用抗生素骨水泥珠链［6，28］，其能显著提高局部抗生素的浓度，降低不良反应，而且即使在放置闭式冲洗引流装置时也能维持抗生素的水平［28］;而对肿瘤或复杂性的退行性的脊柱术后感染切口裂开的处理，肌皮瓣技术的使用不失为一种有效的手段，使用肌皮瓣的优势在于它能消灭死腔并能覆盖住内固定物，促进切口的愈合，Dumanian等［30］对15例脊柱术后感染致软组织缺损的患者行一期肌皮瓣覆盖，所有患者的内固定得以保留。

对于迟发感染内固定的处理目前仍存在争议，多数学者认为应移除内固定物［4，7，11，17，24，26，31］。如果保留内固定物因潜在于内固定物周围腔隙的坏死组织不能充分的清除，有学者［11，24］报道其感染的复发率接近50%，这大大增加了患者的痛苦及医疗费用，但移除内固定物可能会导致内固定融合术的失败形成假关节，使患者出现进行性的畸形及疼痛，内固定移除导致畸形的患者可待感染控制后行二期重新内固定物固定。Muschik等［32］通过对脊柱术后延迟感染患者导致内固定物移除而致脊柱畸形的患者再次行固定物融合术，术后患者取得令人满意的结果。但对于某些特殊的病例如严重的成人侧弯畸形的患者，移除内固定可能会导致严重的畸形且难以进行二期内固定，则可用抗生素治疗直到融合后取出［25］，术后放置闭式引流装置，可根据病情需要行负压闭式引流或肌皮瓣覆盖技术。清创术后应根据细菌培养的结果选择抗生素，如需多次清创，注意应每次根据细菌培养的结果更换抗生素。抗生素的使用时间许多学者之间的观点不一［11，24］，但大都认为应静脉注射抗生素4～6周，而后改为口服使用4～12周［26］，但这只是笼统的时间范围，至于从静脉滴注抗生素转为口服具体指征无明确定义，Hedequist等［17］认为对于后期感染患者行内固定物移除术，使用静脉抗生素的时间是根据感染的指标如C反应蛋白、白细胞计数等，如果恢复正常可转为口服抗生素。

4 预后

文献关于脊柱后路内固定术后深部感染的预后研究相对较少，而且由于所采取的评估指标不同，关于脊柱术后深部感染的预后临床研究存在争议［6，16］。一项美国最新的2年随访病例对照研究结果显示腰椎后路融合术后深部急性感染患者组术后临床症状虽较术前虽得到很大的改善，但和非感染者组对比腰背疼痛评分及Oswestry功能障碍指数均增加，临床结果较对照组差［6］;Collins等［9］发现74例脊柱内固定术后感染的患者只有46%的患者临床结果较令人满意。而Mok等［16］对脊柱后路内固定术后深部感染的32例患者进行了平均62个月的随访，研究结果显示与非感染组对照相比临床结果差异无统计学意义，准确地评估脊柱后路内固定术后深部感染尚需统一的评估指标及大规模的临床样本分析。

5 预防

脊柱内固定术后深部感染的结果常常是灾难性的，大大增加了患者的痛苦，因此感染的预防显得尤其重要。术前应将已知可控的危险因素降到最低，如术前血糖＞6.9 mmol/L会使感染率增加3.2倍，所以应在血糖控制在合理范围;抗生素的使用时间应在术前1 h内，超过1 h其感染率会增加3.4倍;对于肥胖的患者应适当调整抗生素的使用量，会降低其感染率［1］。

即使术前准备充分及采取严格的无菌操作，术中也有可能因手术时间的延长等危险因素，增加感染率。Watanabe等［33］认为在长时间的手术时每小时至少2000 mL的NaCl注射液冲洗能降低感染率。多位学者发现在关闭切口前先用0.35%聚乙烯吡咯烷酮碘浸泡而后用生理盐水冲洗与单纯的生理盐水冲洗相比能显著降低术后感染率［34-35］。抗生素的广泛使用使耐甲氧西林的细菌感染逐渐增加，这就造成了术前常规使用的头孢一代抗生素预防感染效果不佳，而单纯的静脉注射万古霉素与头孢类一代预防耐甲氧西林预防感染差异无统计学意义，有研究指出在关闭伤口前使用万古霉素粉会显著降低术后耐甲氧西林葡萄球菌所致的深部感染率［36-37］。

在术后切口敷料覆盖问题上，Epstei［38］研究认为载银敷料的使用能降低脊柱术后深部的感染率。脊柱手术放置引流管理论上能降低血肿的形成及感染率，因此脊柱手术术后常规放置成为标准的措施，但有文献报道有无放置引流管对于脊柱术后血肿的形成及感染率差异无统计学意义［39］，一些学者［3，10］认为延长引流管的使用时间会增加其感染率，因此他们建议应减少引流管的放置及限制引流管的持续引流［10］。

6 小结

脊柱术后深部感染是目前骨科较为棘手的问题，而这其中后路内固定术后深部感染占了相当大的比例，不仅大大增加了医疗费用，而且给患者的身心健康造成了巨大的负担，由于抗生素的滥用及早期处理不当等原因，越来越多的耐药菌产生及多微生物感染等增加了治疗难度，因此，如何最大程度地预防术后感染、提高早期诊断率及制订科学合理的治疗措施是当前我们需思考及解决的。

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