腰椎经椎弓根动态固定术后感染的临床特征及治疗策略
来源：中华骨科杂志2021年9月第41卷第17期
作者：刘列华1罗磊1李培1赵晨1高永建1王羿阳1邹略滔1周强1,2
1 重庆医科大学附属第三医院脊柱外科
2 陆军军医大学第一附属医院骨科
摘要
目的：探讨腰椎经椎弓根动态固定术后感染的临床特征及治疗策略。
方法：回顾性分析2010年1月至2020年6月腰椎经椎弓根动态固定手术1623例，男854例、女769例，年龄（47.56±12.76）岁；Dynesys固定1150例、K-Rod固定235例、Isobar固定181例、富乐动态固定52例、Waveflex固定5例；原发疾病包括腰椎间盘突出症984例（60.63%）、腰椎管狭窄症280例（17.25%）、腰椎滑脱症174例（10.72%）、腰椎退行性侧凸98例（6.04%）、椎间盘源性腰痛87例（5.36%）。
记录总体感染率，感染患者的年龄、性别、吸烟、饮酒、诊断、既往手术史、合并疾病、椎板开窗数量、椎间盘髓核切除节段数量、固定节段数量、手术时间、术中出血量、术中输血量、硬脊膜破裂数量、术后感染距初次手术时间、发生感染时的炎症指标（白细胞计数、中性粒细胞比例、C反应蛋白、红细胞沉降率和降钙素原）。按感染发生的时间分为早期感染组（术后3个月内）和晚期感染组（术后3个月以上），比较两组临床指标及治疗策略的异同。
结果：经椎弓根动态固定术后总体感染率为1.66%（27/1623），其中Dynesys固定感染率为2.17%（25/1150）、富乐动态固定为1.92%（1/52）、Isobar固定为0.55%（1/181）。随访时间（51.89±32.55）个月。椎板开窗数量1（1，2）个，椎间盘髓核摘除数量1（1，2）个，固定节段数量2（1，3）个；手术时间（186.30±81.33）min，术中出血量200（200，500）ml，术中输血量0（0，345）ml。
早期感染组合并脑脊液漏1例。细菌培养阳性13例，病原菌包括表皮葡萄球菌5例、金黄色葡萄球菌2例及沙门氏菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、产气肠杆菌、鲍曼不动杆菌、乳链球菌各1例。21例接受了二次手术，包括清创缝合10例、内固定更换2例、内固定取出9例；4例行穿刺冲洗；2例仅采用抗生素治疗。1623例中，发生早期感染16例（0.99%）、晚期感染11例（0.68%）。
早期感染组与晚期感染组椎板开窗数量、椎间盘髓核摘除节段数量、手术时间、术中出血量、术中输血量的差异均无统计学意义（P>0.05）；早期感染组的炎症指标除降钙素原外均高于晚期感染组（P<0.05）；两组病原菌检出率分别为62.5%（10/16）、27.3%（3/11）；早期感染组主要感染部位为切口（50.0%，8/16）和内固定周围（18.8%，3/16），晚期感染组主要为内固定周围（90.9%，10/11）；早期感染组采用清创缝合9例、穿刺2例、内固定更换2例，晚期感染组采用内固定取出8例、穿刺2例。
结论：腰椎经椎弓根动态固定术后感染的总体发生率为1.66%，早期感染率为0.99%、晚期感染率为0.68%，Dynesys固定的感染率为2.17%。早期感染可通过清创和更换内固定等治疗而保留内固定，晚期感染大多需取出内固定才能控制。
关键词：腰椎；外科伤口感染；内固定器
随着腰椎外科疾病诊治水平的提高及脊柱内固定器械的进步，需要辅以内固定的腰椎手术开展得越来越普及[1-2]。手术部位感染是腰椎术后的严重并发症，其治疗难度大、住院时间长、医疗费用高，且容易造成治疗失败及导致再次手术[3-4]。文献中脊柱术后感染的发生率报道不一。Gerometta等[5]和Kasliwal 等[6]报告脊柱内固定术后的感染率为0.7%~11.9%和20%；王林峰等[7]和Yuan等[8]报告胸腰椎后路内固定术后的感染率分别为6%和2.8%；Pica?da等[9]报告腰椎融合内固定术后的感染率为3.2%。
腰椎退行性疾病主要包括腰椎间盘突出症、腰椎滑脱症、腰椎管狭窄症等，在特定的适应证下手术干预可以达到椎管减压和椎间稳定的目的。其中腰椎融合手术是治疗腰椎退行性疾病的经典术式，但手术可导致腰椎固定节段活动度的丧失。因此，既能保持腰椎稳定、又能保留固定节段活动度的腰椎非融合手术在近20年来得到了迅速的发展[10-11]。其中以Dynesys为代表的腰椎后路经椎弓根动态稳定系统应用最为广泛[12-14]。Welch等[15]和Grob等[16]报告Dynesys内固定术后的感染率为0.9%和3.2%。目前经椎弓根动态稳定系统的研究以单中心、小样本的病例对照研究为主，主要探讨临床疗效、影像学变化和并发症情况，尚无术后感染管理方面的文献报道。
本研究回顾性分析近10年腰椎经椎弓根动态固定手术病例，观察感染发生率，分析早期及晚期感染的临床特征、手术情况及治疗方法。研究目的：①探讨腰椎经椎弓根动态固定术后感染的发生率；②探讨不同内固定器械术后感染率的差异；③探讨早期感染及晚期感染患者临床特征的差异；④探讨腰椎经椎弓根动态固定术后感染的治疗策略。
资料与方法
一、纳入与排除标准
纳入标准：①诊断为腰椎退行性疾病；②采用腰椎经椎弓根动态固定手术；③按术后感染的时间分为早期感染组和晚期感染组；④观察病例的临床特征及手术情况。
排除标准：①腰椎融合的翻修手术；②临床资料不完整者；③随访时间小于6个月者。
二、一般资料
本研究经陆军军医大学第一附属医院伦理委员会审批（2012年伦理审科研第14号）。共纳入2010年1月至2020年6月由作者团队开展的腰椎经椎弓根动态固定手术患者1 623例，男854例、女769例，年龄（47.56±12.76）岁（范围15~83岁）。诊断包括腰椎间盘突出症984例（60.63%）、腰椎管狭窄症280例（17.25%）、腰椎滑脱症174例（10.72%，包括Ⅰ度腰椎退行性滑脱172例、峡部裂滑脱2例）、腰椎退行性侧凸98例（6.04%）、椎间盘源性腰痛87例（5.36%）。
腰椎动态固定节段：L2，3 5例，L3，4 45例，L4，5 578例，L5S1 424例，L1~L5 13例，L1~S1 10例，L2~L5 19例，L2~S1 13例，L3~L5 83例，L3~S1 123例，L4~S1 273例，L2~L4 10例，动态和融合杂交固定者27例。
内固定包括Dynesys（瑞士Zimmer GmbH, 美国）固定1150例、K?Rod（国扬医疗器械有限公司，中国）固定235例、Isobar[通用（上海）医疗器械有限公司，中国]固定181例、富乐动态固定系统（北京市富乐科技开发有限公司，中国）52例、Waveflex（Medys?sey，韩国）固定5例。
三、治疗方法
（一）抗生素治疗
早期经验性选用万古霉素联合亚胺培南西司他丁钠，待病原菌及药敏试验结果再选用敏感抗生素。总疗程8~12周，静脉用药4~8周、再口服抗生素4周。
（二）外科干预
①对切口愈合好、切口局部无感染、MRI仅提示内固定周围少许局限性积液（非脓性分泌物）、炎症指标不高或轻度增高者，采用穿刺抽液留取标本或反复多次抽液、冲洗治疗。②对感染仅局限在皮肤及皮下组织、未累及深筋膜以下的内固定周围者，行清创缝合术。③对感染主要发生在深筋膜以下、间隔器（或动态棒）周围，术前影像学未见螺钉周围骨质吸收“Halo”征，术中也未发现椎弓根螺钉松动者，宜取出间隔器和连接器（或动态棒），彻底清创，再安装新的间隔器和连接器（或动态棒）。④对感染主要发生在深筋膜以下、间隔器（或动态棒）周围，内固定周围被脓液浸泡，术前影像学见螺钉周围骨质吸收“Halo”征或术中发现椎弓根螺钉松动，或感染累及钉道、椎体和（或）椎旁组织形成腰大肌脓肿者，行内固定取出术。
（三）全身支持治疗
补充白蛋白，纠正低蛋白血症及贫血，使白蛋白维持在35g/L以上、血红蛋白维持在90g/L以上。
四、观察指标
（一）术后感染
术后感染可发生于切口或深筋膜以下、椎管、椎间隙、椎旁以及内固定周围[17-19]。
诊断标准：①临床表现为发热、腰痛和（或）下肢放射痛，切口周围有红肿、渗出、窦道形成等；②实验室检查表现为白细胞计数、中性粒细胞比例、C反应蛋白、红细胞沉降率和降钙素原等炎症指标升高；③MRI提示手术部位深筋膜下T1WI呈低信号、T2WI呈高信号或混杂信号；④彩色多普勒超声提示手术部位存在脓肿；⑤分泌物、切口内组织细菌培养阳性。
其中①为主要判断标准，②~⑤为次要标准，满足①及②~⑤中任意一项即可诊断感染。
（二）早期感染及晚期感染
将初次手术后3个月之内发生的感染定义为早期感染，初次手术后3个月以后发生的感染定义为晚期感染[20]。
五、统计学处理
采用SPSS 19.0统计软件包（SPSS，美国）进行统计分析。计量资料中患者年龄、手术时间、白细胞计数、中性粒细胞比例、血小板计数经检验符合正态分布，以均数±标准差表示，早期感染组与晚期感染组的组间比较采用成组设计资料t检验；椎板间开窗数量、椎间盘髓核摘除节段数量、固定节段数量、术中出血量、输血量、红细胞沉降率、C反应蛋白、降钙素原不符合正态分布，以中位数和四分位数间距[M（Q25，Q75）]表示，组间比较采用Mann?Whitney检验。主要感染部位、主要治疗措施为计数资料，组间比较采用卡方检验或Fisher 精确检验。检验水准α值取双侧0.05。
结果
一、术后感染率
本组1 623例中，发生术后感染27例，感染率为1.66%。其中Dynesys 感染25 例，感染率2.17%（25/1 150）；富乐动态固定感染1例，感染率1.92%（1/52）；Isobar感染1例，感染率0.55%（1/181）。
二、术后感染的临床特征
27例感染者，男22例、女5例；年龄（50.70±18.09）岁（范围21~78岁）。
原发疾病：腰椎间盘突出症19例、腰椎管狭窄症5例、腰椎滑脱症2例、腰椎退行性侧凸1例。有饮酒史11例、吸烟史10例，合并高血压病10例、糖尿病4例，既往腰椎手术史4例。
随访时间（51.89±32.55）个月（范围7~131 个月）。椎板开窗数量1（1，2）个，椎间盘髓核摘除节段数量1（1，2）个，固定节段数量2（1，3）个。手术时间（186.30±81.33）min（范围80~380 min），术中出血量200（200，500）ml，输血量0（0，345）ml。术后发生脑脊液漏1例。
主要症状表现为腰痛12例次（其中伴下肢放射痛4例次）、切口渗出9例次、窦道5例次、红肿3例次、积液3例次。
X线表现为螺钉周围骨质吸收、内固定松动11例。MRI表现为椎弓根螺钉周围积液者23例、椎旁积脓及腰大肌脓肿者1例（图1）。
图1 女，40岁，腰痛伴左下肢疼痛4d。3年前行L4-5椎间盘髓核摘除及Dynesys动态内固定，有糖尿病病史。白细胞计数为18.88×109/L，中性粒细胞比例0.91，C反应蛋白170.00mg/L，降钙素原0.35ng/ml，红细胞沉降率120.00mm/1h。诊断为腰椎内固定术后晚期感染，予以内固定取出。A腰椎正位X线片示L4椎弓根螺钉周围骨质吸收、内固定松动（箭头所示）；B腰椎侧位X线片示L4椎弓根螺钉周围骨质吸收、内固定松动，L4，5椎体骨质硬化；C腰椎MRI矢状面脂肪抑制像示椎旁积脓（箭头所示）；D腰椎MRI横断面T2WI片示椎弓根螺钉及间隔器周围积脓伴双侧腰大肌脓肿（箭头所示）
三、术后感染的实验室指标
诊断感染时白细胞计数为（10.01±3.05）×109/L、中性粒细胞比例为0.76±0.12、血小板计数为（261.00±83.17）×109/L、C反应蛋白为16.00（8.10，50.33）mg/L、红细胞沉降率为37.00（23.50，64.50）mm/1 h、降钙素原为0.08（0.02，0.62）ng/ml。
四、治疗方法及病原学检测结果
2例单纯应用抗生素治疗，25例采用外科干预，18例全身支持治疗。外科干预中4例行穿刺冲洗术、21例实施了二次手术。手术方式包括清创缝合10例、内固定更换2例、内固定取出9例。感染治疗后随访（40.59±24.73）个月（范围5~104个月），随访期均未再次出现感染。
26例行细菌培养，培养时间1周。标本为内固定周围的炎性组织21例、穿刺所得的脓液或内固定周围的积液5例。细菌培养结果为阳性13例，包括表皮葡萄球菌5例、金黄色葡萄球菌2例、沙门氏菌1例、大肠埃希菌1例、铜绿假单胞菌1例、产气肠杆菌1例、鲍曼不动杆菌1例、乳链球菌1例。
五、早期感染及晚期感染临床特征的比较
早期感染16例，感染率0.99%（16/1623）；晚期感染11例，感染率0.68%（11/1623）。早期感染组感染距手术时间为（11.75±7.87）d（范围3~30d），晚期感染组为（33.27±18.87）个月（范围3~62个月）。
早期感染组固定节段数量大于晚期感染组（P<0.05），白细胞计数、中性粒细胞比例、血小板计数、C反应蛋白和红细胞沉降率均高于晚期感染组（P<0.05），而椎板开窗数量、椎间盘髓核摘除节段数量、手术时间、术中出血量、输血量及降钙素原的组间差异均无统计学意义（P>0.05，表1）。
早期感染组10例、晚期感染组3例有病原菌检出，检出率分别为62.5%（10/16）和27.3%（3/11），差异无统计学意义（P>0.05）。早期感染组感染部位主要位于切口（8例）、内固定周围（3例）、皮下（2例）、椎管（2 例），晚期感染组主要位于内固定周围（10例），两组感染部位的差异有统计学意义（P<0.05）。早期感染组主要采用清创缝合、穿刺、内固定更换等治疗措施，晚期感染组主要采用内固定取出、穿刺等治疗措施，两组治疗措施的差异有统计学意义（P<0.05，表1）。
讨论
一、腰椎经椎弓根动态固定的术后感染率
本研究中Dynesys内固定术后感染25例，感染发生率为2.17%。Goldstein等[21]报告10例经椎弓根动态固定手术病例，其中3例出现深部伤口感染，感染率高达30%。Pham等[22]系统分析了Dynesys固定后的并发症，共纳入21项研究的1166例患者，平均随访时间为33.7个月（范围12.0~81.6个月），手术部位感染率为4.3%。Wiseman等[23]认为，钛和钛合金化合物内固定手术部位感染的可能性小于其他植入材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯、不锈钢及羟基磷灰石等。钛被认为是最好的可以与人体组织相容的植入材料之一，尤其是骨组织。钛和钛合金表面容易被成骨细胞和软组织定植，从而阻止细菌等病原微生物在内植物表面黏附和定植[24]。Dynesys系统的螺钉不由钛棒连接，而是由连接器和间隔器组合连接。连接器采用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料编织而成，间隔器采用聚碳酸酯聚氨酯材料制成，连接器的编织缝线与细菌附着力更高，连接器与间隔器之间的空隙也可能增加了Dynesys术后感染率[25]。同时，脊柱屈伸活动时间隔器和椎弓根螺钉之间的缝隙可能是细菌赖以生存的场所。
二、早期感染和晚期感染临床特征的差异
本研究发现，早期感染组患者的年龄、固定节段均大于晚期感染组，说明老年患者、手术创伤较大者更容易并发术后早期感染。早期感染组以切口渗出、腰（腿）痛、积液为主要表现，而晚期感染以腰（腿）痛、窦道、包块为主要表现。早期感染组多呈急性感染表现，炎症指标多增高，而晚期感染患者的炎症指标多正常。早期感染的主要感染部位位于切口、其次是内固定周围，而晚期感染的主要感染部位位于内固定周围。可疑晚期感染时应行腰椎MR检查，内固定周围的积液在MRI上有明显的改变，如T2WI像上螺钉周围的高信号。早期感染多为切口感染，涉及深部腔隙感染不多，主张彻底清除视野内的坏死、失活组织，用洗必泰、双氧水、生理盐水对术区进行反复冲洗，安放引流及封闭切口。更换内固定的2例均采用Dynesys内固定系统，仅更换了连接器和间隔器。晚期感染主要位于内固定周围，大部分需取出内固定，以免感染迁延不愈。
三、感染后内固定取出
传统的腰椎后路椎间融合手术对脊柱后柱结构如椎板、关节突关节等破坏严重，发生早期感染后如取出内固定会引起椎间不稳、假关节形成、神经功能障碍加重等后果。嵌压于椎间隙的椎间融合器取出困难，即使取出也有损伤硬脊膜及神经的巨大风险。
对腰椎动态固定手术，我们主张椎板间开窗，保留关节突关节的外侧1/2，通过潜行扩大侧隐窝达到神经根管的彻底减压；即使是同一节段的双侧减压，也能保留棘突及双侧椎板中上份结构。因此，采用腰椎动态固定手术的患者脊椎大部分后柱结构可以保留，对脊柱稳定性影响较小。因此，即使发生术后感染，取出内固定对脊柱的稳定性也没有太大影响。脊柱术后感染是否取出内固定，主要应根据感染部位、感染程度、钉道受累情况、全身情况、营养状态、病原菌药敏试验结果以及患者的经济承受能力、依从性等多种因素综合考虑。闫廷飞等[26]认为，腰椎内固定术后感染，对内植物是取出还是保留没有“金标准”，主要取决于患者的实际情况。
四、腰椎经椎弓根动态固定术后感染的治疗策略
预防腰椎经椎弓根动态固定术后感染，我们认为应注意以下几点：
①术前应重视脊柱术后手术部位感染的相关危险因素，如肥胖、高龄、体质指数大、合并糖尿病、手术时间长、手术开始时段为夜间[27]、输血、内固定置入[28]、美国麻醉医师协会（American Society of Anesthesiologists, ASA）评分高、翻修手术、使用非甾体类抗炎药[29]以及植骨等[30]。
②严格无菌操作，注重围术期预防性抗生素的使用以及贫血、低蛋白的纠正。
③术中注意减少与内植物的直接接触，如Dynesys螺钉在植入椎弓根前应做到无触摸将螺钉安装到持钉器上（手持螺钉的无菌塑料包装盒进行安装），螺钉尽量避免接触手套、布单、拉钩、肌肉组织；为了保证螺钉足够的外倾角度及减少螺钉对关节突关节的影响，我们一般选择Wiltse入路完成置钉及内固定器械安装[31]；在安装钛棒或间隔器时，避免肌肉组织卡压于钉棒之间，避免被卡压肌肉坏死而成为细菌良好的培养基。
④术后注意观察切口愈合情况以及监测血液炎症指标，及时发现术后感染。
一旦怀疑发生感染，应尽快通过切口渗出液、穿刺抽液、引流液等留取标本进行病原学检查；同时使用去甲万古霉素和（或）亚胺培南西司他丁钠进行经验性抗感染治疗；待药敏结果调整抗生素，内固定周围、椎管、椎间隙感染抗生素疗程为8~12周。Tsubouchi等[32]认为及时使用有效抗生素有助于保留内固定。Petilon等[33]主张静脉注射抗生素持续≥6周，再口服数周。Kowalski等[34]认为即使病原学检测结果为阴性，长疗程的抗生素使用仍比短期使用能更有效地控制和根治感染（80%∶33%）。当然，抗生素绝不能替代清创及内固定更换或内固定取出等手术治疗，术中彻底清创及术区充分引流对治愈感染非常重要。
参考文献
↑向上滑动阅读全文↑
声明：此文内容及图片由供稿单位提供，仅供学习交流，不代表骨科在线观点。
欢迎投稿,请将稿件发送至：
orth@orthonline.com.cn 来函必复!
↓↓↓点击【阅读原文】查看更多内容