全膝关节置换术后感染的诊断和手术技巧，必看！

本文为作者授权骨今中外整理。

全膝关节置换术（TKA）后的假体关节感染 （PJI）是卫生保健中的一项重大负担。近年来，PJI的几种诊断方案和定义已经建立。正确的PJI诊断对于成功和选择最佳治疗方案至关重要。诊断步骤的独特检查，多学科设置中结果的评估以及对感染的细致手术管理是成功治疗的关键因素。本文反映了TKA后遵循相同方案诊断和治疗PJI的两位修订外科医生的意见，突出了诊断和管理的关键步骤。

概述

全膝关节置换术（TKA）后，假关节感染（PJI）仍然是一种毁灭性的并发症，是膝关节置换术失败的翻修的最常见原因（16.8-25.2%）。事实上，诊断和治疗都是具有挑战性的。近年来引入了几种协议，为决策提供了广泛使用的算法。

与十年前相比，新颖的诊断工具和评分使诊断PJI变得更加容易。PJI后有几种明确定义的治疗选择，这取决于致病因子的毒力和症状发作的时间。治疗可能包括清创、抗生素治疗和种植体保留（DAIR），以及交换性关节置换术，将植入物移除作为两阶段手术，或在某些情况下作为单阶段翻修。

当TKA变得疼痛时，应始终考虑PJI的临床怀疑，因为疼痛仍然是一个重要因素。特别是在原发性关节置换术后0-24个月，当疼痛关节提示早期衰竭时，TKA的诊断性病情检查是强制性的。局部感染体征可能支持临床怀疑，但疼痛是>90% 病例的主要症状。在存在引流窦的情况下，TKA始终被视为感染，应安排分期翻修。

正确的PJI诊断对于成功和选择最佳治疗方案仍然至关重要。最近，国家和国际工作组召开会议，为疑似PJI建立标准化诊断方案。2010年，美国骨科医师学会《假体周围关节感染诊断临床实践指南》发表。不久之后，肌肉骨骼感染协会（MSIS）和美国传染病学会（IDSA）于2011年制定了标准化PJI定义的标准。2013年PJI国际共识会议（ICM）随后批准了MSIS的定义并稍作修改。这些定义现已在全球骨科医生中广泛建立，它们的使用通过允许研究之间的一致性和增强合作潜力，显着改善了临床决策和诊断研究。

最近，2018年发布了一项新的基于证据的PJI定义，该定义表明，通过正式的外部验证，诊断髋关节和膝关节PJI的性能有所改善。欧洲联合感染学会（EBJIS）于2020年底发布了基于三级方法的PJI的最新定义，并为临床医生提供了实用指南。

哪些循证诊断方案真正有用，应该进行？建议使用哪些术前诊断方案？在多学科机构中进行病情检查后可以强调哪些手术选择？

诊断

疑似PJI术前诊断的一线是X线平片、血液检查和关节疼痛抽吸。检查两个平面的X线片是否有实体植入物固定（射线可穿透线），是否存在股骨远端/胫骨近端的溶骨性变化，关节周围骨化。迄今为止，还没有单一的临床工具可以100%准确地预测PJI。因此，应使用一组不同的诊断方法来诊断PJI。血液检查应侧重于白细胞计数、分类计数、C反应蛋白（CRP）水平和红细胞沉降率 （ESR）。

CRP和ESR具有不同的敏感性和特异性，如文献报道。在最近的一项研究中，3909名患者的汇总数据显示，对ESR和CRP的敏感性分别为75%和88%。这意味着，20%的TKA确诊患者可能具有正常的CRP或ESR。除CRP外，D-二聚体的水平可以在血液测试中作为替代或补充进行分析。D-二聚体水平升高可预测PJI的可能性。

1、在急性血源性感染中：

• 患者可能有发热（>38°C），在这些情况下，可以在引入抗生素治疗之前获得血培养，以便在早期发现菌血症。

• 这些患者可能具有高水平CRP（>100 mg/L）、降钙素原（PCT）病理水平、关节抽吸物中可见的化脓和全身炎症反应综合征（SIRS）伴多器官衰竭（心率升高、收缩压低）的倾向。

• 必须进行膝关节冲洗和引流的早期手术，以使患者免于败血症。

2、在抗菌条件下（在手术室或类似的清洁环境中，但不在门诊）：

• 穿刺疼痛的膝关节是PJI病情检查的关键诊断步骤。

• 尽可能给予抗生素假日（>14日），以避免假阴性结果。

• 准备疼痛的膝盖，并使用无菌工具（包括无菌手术手套和防护服）抽吸关节液。

• 这些措施对于避免污染非常重要。

• 通常不需要皮肤切口。

• 可以进行一组调查，这就是为什么至少2mL液体是最佳的，并且应避免血液混合。

3、在抽吸部位可以进行床旁检查：

• 白细胞酯酶dipstick 试验（LET）是一种廉价的工具，可在术前和术中诊断中快速做出决策。

• 如果测试呈阳性（深紫色， ），则最有可能考虑PJI，但应排除其他炎症疾病（痛风，假性痛风，类风湿性疾病等）（图1）。

• 如果测试是阴性的（白色或浅粉红色），PJI是非常不可能的。

• 一项纳入循证研究的meta分析显示，共有1.011例患者合并敏感性为90%（95%CI，76-96%），特异性为97%（95%CI，95-98%）

图1白细胞酯酶试验阳性（LET）：请注意右侧的第一个试纸;它在2分钟后变成紫色，根据条纹上方框上的刻度等于LET 。

• 作为床旁测试的另一种良好但更昂贵的选择是具有相当高灵敏度和特异性的AlphaDefensin侧流测试，提供有关可能感染的额外信息。

• 一旦测试为阴性，PJI可以高确定性地排除。

• 阳性测试可能包括其他条件，如聚乙烯磨损或金属碎屑。

• 然而，它是PJI诊断面板中的可靠工具。

• 如果可用，可以使用基于实验室的ELISA版本的测试来提高准确性。

4、应将滑液送到实验室：

• 在那里可以通过离心消除血液的混合物。

• 对细胞计数（WBC）和粒细胞百分比（PMN%）进行分析。

• 这是一个非常有价值的工具，应该在每个骨科中心都可以使用。

• 这些参数的临界水平尚有争议，但细胞计数升高（高于3000）和高PMN%（>80%）可提供超过90%的敏感性和特异性。

• 最近的一项研究显示，TKA后PJI诊断的临界水平为1630个白细胞/μL（SE83.6%，SP82.2%）和PMN%为60.5%（SE80.3%，SP77.1%）。

PJI诊断的黄金标准仍然是细菌培养，在微生物实验室进行至少14天。同一微生物的两种阳性培养足以进行诊断，但在大多数情况下，抽吸只有一种阳性培养，第二种阳性样本来自术中活检。

执行日期，没有一个单一的测试提供PJI的明确证据，因此我们使用上述一系列调查。在多学科团队（MDT）设置中评估这些检测结果，并定义PJI的诊断以及治疗方案。基于2018年费城对髋关节和膝关节感染定义的评分系统是诊断TKA后PJI的有用工具（图2）。使用此评分，总分大于或等于6的患者被认为具有PJI，而评分2至5的患者需要进一步病情检查和术中样本评估。0分或1分意味着没有明显的感染。

图2 基于2018年ICM费城（由Journalof Arthroplasty提供）对PJI定义的新评分系统。在一些情况下需要谨慎，如局部组织不良反应、晶体沉积病、生长缓慢的生物体等。

治疗

注意事项：

在感染性TKA的管理中有不同的选择，但无论选择哪种治疗方法，局部设置的关键一般考虑因素必须包括：

• 感染的早期正确诊断（如上所述）;

• 已建立的多学科团队（MDT）工作，包括经验丰富的外科医生，微生物学家和/或感染性疾病医生等;

• 定期召开MDT会议，讨论和记录每个病例的治疗计划;

• 仔细记录手术结果并定期召开发病率和死亡率会议，以呈现结果;

• 根据需要轻松获得其他重要服务，例如整形外科，血管手术，高依赖性单位。

清创抗生素治疗和植入物保留

定义

• 通过对感染组织进行根治性手术清创来根除假体关节感染。使用喷射灌洗用抗菌溶液对关节进行大规模灌洗。改变植入物的所有模块化可触及部分（聚乙烯嵌体）。并在术后给予高剂量的靶向抗生素治疗。

适应证

• 术后早期PJI，术后4周内，成熟生物膜形成前。

• 急性血源性PJI，其表现为短时间（最长4周）起病，植入物固定良好，软组织完整。

相对适应症

• 在存在巨型假体（例如全股骨植入物）的情况下，PJI建立较晚（>4周），其中原发性软组织闭合是可能的，植入物固定良好，患者不适合完全植入物修复，但可以轻松更换模块化部件。

禁忌症

• 晚期慢性PJI，植入物丢失。

• 感染软组织缺陷，使原发性皮肤闭合无法进行。

• 严重不适患者不耐受任何手术干预。

DAIR手术应被视为一种困难的“单阶段翻修”手术，其中植入物的某些部分被保留，并且通常是在完全修复之前保存植入物的最后机会。该过程应由经验丰富的关节成形外科医生（最好是翻修关节成形外科医生）进行，植入物的所有模块化部分应在手术过程中更换，并且应尽可能避免经验不足的工作人员参与。

手术技巧

• 积极的根治性软组织清创术，去除所有模块化组件以及任何坏死感染组织，包括难以进入的区域，例如膝关节的后囊。

• 应采集多个样本（推荐5个样本），每个样本均使用一套无菌器械，并从特定的标准位置（例如滑膜、胫骨聚乙烯下、后囊、股骨和胫骨植入膜）采集。所有样品都应明确标记其位置，并且还应以与微生物学相同的方式报告。

• 使用脉动低压喷射灌洗液（3-6L）和抗菌溶液（例如聚维酮碘）。灌溉的手术清创继续循环进行，直到达到令人满意的清洁手术场。

• 建议对保留的可见股骨和胫骨组件进行机械清洁（使用无菌手术塑料刷，不会损坏金属表面）。

• 此时，手术团队换上新的手套，重新覆盖手术区域，并使用一套新的无菌手术托盘进行第二部分。

• 插入新的无菌模块化植入物，使用可吸收的抗生素加载载体（如硫酸钙珠）可以增加局部抗生素的输送，并且以多层方式闭合伤口。防水封口至关重要。

• 如果使用手术引流管，通常在48小时后取出。

• DAIR之后始终进行抗生素治疗（静脉注射2周，口服4至10周，取决于致病微生物以及与MDT设置中的微生物学家/感染性疾病专家的讨论）。

两阶段脓毒性修复

定义

• 两种手术干预，它们之间的间隔较短（2-4周）或更长（8-12周）。在第一次手术中，植入物与所有水泥和异物一起完全移除，进行积极的，广泛的手术清创以去除所有感染的坏死软组织和骨骼部位，并使用静态或移动的抗生素加载垫片使组织愈合并使患者运功。一旦感染被根除，在第二次手术中，垫片被移除并重新植入新的假体。靶向抗生素治疗在第一阶段和第二阶段手术之间以及再植入后进行。

适应症

• 慢性晚期PJI，植入物松动，致病微生物未知（培养阴性PJI）。

• 具有难以治疗（DTT）的 PJI微生物。

• PJI伴有广泛的软组织和/或骨缺损，需要额外的广泛重建。

• 不健康的宿主（麦克弗森B型或C型）。

• 另一个地区的远程感染源。

相对适应症

• 晚期PJI可以执行单阶段修订程序，但本地团队对该程序没有专业知识。

• 之前的多个失败的感染修订。

禁忌症

• 术后早期感染（<4周），植入物固定良好。

• 患者不适合手术。

手术技巧

手术需要经验丰富的翻修手术团队和适当的设置。

• 手术步骤与DAIR中描述的相同，但在任何情况下都完全去除植入物和所有骨水泥，必要时使用截骨术。

• 一旦达到清晰的手术区域，手术团队换上新的礼服/手套，重新覆盖手术区域，并使用一套新的无菌手术托盘。

• 将抗生素负载的丙烯酸骨水泥（ALAC）的静态或移动垫片植入并闭合伤口，主要或在整形外科医生的帮助下进行，以解决该阶段的重大软组织缺陷。

• 广泛的骨骼或软组织损伤通过固定垫片而不是移动间隔条来解决，移动间隔条用于具有完整侧副韧带的更稳定的膝盖。

• ALAC中的抗生素含量可超过间隔物体积的10%（高达20%）。

• 在培养阴性中，给予PJI静脉注射广谱抗生素治疗，否则在手术后立即开始靶向治疗，一旦获得术中组织样本的微生物学结果，就对其进行审查。

• 继续抗生素治疗（更短的2-4周或更长的6-12周，取决于致病微生物和与感染专家的讨论）。

• 在大多数情况下，我们在第一阶段手术后等待6周。定期监测CRP，伤口，体温和整体临床情况。

• 在有大量皮肤缺陷的情况下，根据需要考虑软组织重建，例如皮瓣。如有指征，请咨询整形外科医生有关胃肋炎或其他肌肉皮瓣的时机。

• 我们建议在第一阶段程序中使用负压处理（VAC）来弥补缺陷。然后改变VAC2至3次，当感染得到控制时，可以进行肌肉皮瓣。

• 在重新植入时，移植的软组织必须是固体的，以实现初级伤口闭合.

• 一旦感染稳定（CRP正常范围内，伤口愈合，软组织正常，膝盖无痛，体温正常），进行第二阶段手术：重复手术步骤1至5，取下垫片。还有第二次机会对骨骼和软组织进行积极的清创。

• 此时重新植入新假体，以解决必要的骨或软组织缺陷（用金属套管，多孔金属锥或同种异体移植物进行骨重建），再次使用ALAC进行固定。

• 使用未植入的植入物时，应考虑局部抗生素输送的其他选择，例如硫酸钙珠。为了获得足够的水泥强度，抗生素体积不应超过10%（预制ALAC是优选的，而不是手工混合）。

• 根据感染专家的建议，靶向手术后抗生素治疗。

• 术后监测CRP，伤口愈合，一般临床状况。

• 如果怀疑再次感染，请考虑如上所述的检查。

垫片的作用

静态或移动间隔条有双重用途：

• 非常高剂量的局部抗生素递送。

• 在手术前计划抗生素骨水泥的适当使用：现成的抗生素骨水泥，或根据感染专科医生的建议，手动将目标抗生素与骨水泥混合。

• 对于间隔物，可以在水泥上使用比推荐的最大10%体积高得多的抗生素剂量，因为固定只是暂时的。

• 让病人能够活动起来。在第一阶段和第二阶段程序之间。

• 当移动间隔物不够稳定时，或者在广泛的软组织缺陷的情况下，在第一阶段手术期间或之后需要整形手术的情况下，通常建议使用较大的骨缺损。

• 应插入静态垫片，轻度分散膝关节的注意力，以使患者在手术后通过支具和部分负重进行足够的稳定性。

• 一对股骨和胫骨髓内金属棒可以增强静态垫片的稳定性，从而防止间隔物脱位并允许同时髓内抗生素递送（图3）。

图3 （a）手术病例的X线片（a-p和侧视图），术后2年低度感染凝固酶阴性葡萄球菌后右膝TKA，伴有灾难性植入物失败。

（b）植入物移除和第1阶段静态抗生素水泥垫片，配备IM股骨和胫骨杆。

（c)以及胫骨金属锥体和旋转铰链修复植入物的第2阶段翻修，术后3年。

• 移动间隔条可以是现成的，含有工业混合抗生素含量，也可以使用一次性模具和单独的混合ALAC进行定制。

• 它们比静态垫片更昂贵，但它们具有额外的好处，即患者可以在分期之间的膝关节中进行一定程度的运动。

• 这有助于术后可能更快地恢复，但比较移动和静态垫片使用的meta分析没有发现最终结局的显着差异。

单阶段修订

定义

• 单阶段翻修旨在完全移除植入物和所有骨水泥，进行积极的，广泛的手术清创，去除所有感染的坏死软组织和骨骼部位，并在同一手术期间重新植入新的假体。虽然这是一次手术，但它通常分为两部分，手术团队重新擦洗，重新覆盖并使用新的无菌器械进行手术的第二部分。因此，PJI的单阶段修订也称为“2合1”修订，需要在OR（图4）.
  

图4 2合1单阶段翻修基本骨科托盘设置，由两个基本托盘组成：第一个基本骨科托盘用于植入物移除，第二个用于重新植入（根据需要加修复托盘）。请注意，前面的托盘是植入物移除托盘（5个标本罐，多个仪器用于术中样品）

适应症

• 慢性晚期PJI，植入物松散或实心，已知致病微生物。

• 好的宿主(McPhersontype A)。
  

禁忌症

• 术后早期感染（<4周），植入物固定良好。

• 慢性晚期PJI伴有广泛的软组织和/或骨缺损，需要广泛的重建和初级伤口闭合。

• 缺乏单阶段复习经验。

• 差的宿主（麦克弗森C型）。

• 不适合手术的患者（例如急性脓毒症伴多器官衰竭）。

手术技巧

• 手术需要有经验的外科团队进行此类手术和适当的局部设置。

• 1至6个手术步骤与两阶段手术中描述的相同。

• 重新植入新假体，此时解决必要的骨缺损;原发性伤口闭合至关重要。

• 将未固定固定与其他抗生素递送选项一起使用，或将固着固定与ALAC一起使用。为了获得足够的水泥强度，抗生素体积不应超过水泥体积的10%。

• 根据MDT治疗机构感染专科医生的建议，术后靶向抗生素治疗（例如，短期静脉输液，然后进行长期口服治疗，持续时间2-12周;

• 术后护理和监测与两阶段修订的步骤13中所述相似。

讨论

人们普遍认为，感染性TKA的成功治疗取决于早期正确的诊断和经验丰富的多学科团队的良好协调管理。目前的论文侧重于治疗感染TKA的最常见外科手术（DAIR，两阶段和单阶段翻修）的实际手术方面，但重要的是要了解和熟悉特定病例的其他治疗方案，这些治疗方案使用频率较低（例如长期抗生素抑制，膝关节融合，膝盖以上截肢）。

虽然不同的专业感染协会（MSIS，ICM，EBJIS）之间仍在就其评分和推荐的用于PJI分类的个体测试进行对话，但很明显，大多数这些协会都推荐并同意了核心测试组。因此，这些最广泛和推荐的检测方法在当地可用，并在早期诊断中常规使用，这一点非常重要。目前大多数感染学会推荐的这些检查包括血清CRP和ESR、滑液CC和PMN%、滑液扩展培养，当怀疑PJI时，应针对每个病例进行。对于一些难以诊断的模棱两可的病例，也可以进行一些额外的研究，例如组织病理学，滑膜α-防御素，下一代测序。

一旦确立了PJI的正确诊断，至关重要的是，根据个体病例，取决于宿主、骨缺损和病例的整体复杂性（另见膝关节复杂性分类系统修订），患者在适当的中心水平接受治疗，并有必要的专业知识和条件。这就是为什么区域修订网络非常重要：它们确保根据个体病例的复杂程度将患者转诊到网络内的适当中心。为了成功地发展修订网络，必须作出复杂的规划和筹资安排。所有病例的详细和精确的记录包括治疗，最终结果在不断发展和改善我们为患者提供的护理方面也起着重要作用。

感染的全膝关节置换术对外科医生和整个多学科团队来说是一个重大挑战，对患者来说是一个灾难性的，肢体或危及生命的并发症。通过早期正确诊断，对特定病例进行充分分类，并根据修订的复杂性适当地转诊到中心，这些患者中的大多数很有可能得到成功的治疗。

本文仅代表作者个人观点，不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断，有针对性地应用。