人工膝关节置换术后感染诊断的研究进展

摘　要：

关键词：关节置换；膝关节；感染；诊断
    人工膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty，TKA）已成为人们普遍接受的治疗方法，但术后不可避免的并发症仍然困扰着临床医生，其中以感染最为复杂严重。尽管随着TKA技术的逐步规范及术前预防性应用抗生素等，已使术后感染率降到2%以下，但及早明确诊断，不仅可以缩短治疗过程，减轻患者痛苦，还能减少昂贵的医疗费用^[1]。否则，患者将面临长期抗生素治疗、二期翻修甚至需要接受关节融合或截肢的风险^[2]。因此，早期判断TKA术后是否存在感染至关重要，文章将对临床常用辅助诊断技术研究的新进展作一综述。

1 易感因素及临床表现

    TKA术后感染诊断与是否存在易感因素密切相关，易感因素包括：①体内其他炎性反应病灶，如上呼吸道感染、泌尿系感染等；②术中污染，手术室细菌污染是主要来源，参观手术人数、手术器械遮盖等也是影响因素；③患者体质较差，如既往患糖尿病、类风湿性关节炎等病史；④手术时间长短及是否双膝置换、术中剥离程度等也是影响感染发生的因素^[3]。近年来，菌膜逐步被人们所认知，包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌以及铜绿假单胞菌在内的多种细菌均是菌膜形成菌，它们也成为TKA术后感染反复发作和难以控制的主要原因^[4]。

    TKA术后感染急性期表现多为患膝关节红、肿、热、痛，主被动活动受限，假体周围出现窦道，浮髌试验（+）。有些亚急性或隐匿性感染者临床表现并不明显，根据病史和症状无法确诊，且许多感染的症状体征与无菌性松动等疾病类似，因此结合其他诊断方法对于确诊TKA术后感染十分必要。

2 实验室检查

2.1  血清学检查：血沉（ESR）和C反应蛋白（CRP）对于TKA术后感染诊断有很大帮助。ESR一般于术后3～6个月降至正常，但感染患者血沉长期升高，它可作为诊断深部感染的一个重要指标。血常规仅用于诊断急性感染，对于隐性感染缺乏敏感性^[5]。CRP 单独使用的敏感性和特异性分别为96%和92%，它和血常规联合应用能够大大提高确诊率，目前临床多采用两种方法联合应用。最近有研究显示，IL-6在特定条件下与CRP的敏感度及特异度相似，对于置换术后的深部感染有一定筛选价值^[6]。但是其尚缺乏大范围的样本验证，因此临床并未广泛开展。

2.2  影像学检查

2.2.1 X线平片：X线平片在感染早期多无异常影像表现，通常在感染发生3～6个月后，X线影像才会出现改变，而且往往与无菌性松动的表现相近，不易鉴别。但术后感染还是有特异性征象，例如出现局部骨质破坏，随着感染进展可波及整个假体周围，并有骨膜反应。虽然X线平片阳性反应出现较晚，但其动态连续监测很有用，而且可以作为区分感染性松动和机械性松动的标志^[7]。

2.2.2 关节造影术：关节造影术可通过抽取滑膜液辅助感染诊断，并能较好地评估假体稳定性。滑膜积液的存在及脓肿的典型表现，对于明确感染诊断有所帮助。

2.2.3 CT及MRI检查：CT和MRI较X线在软组织肿胀、渗液、病变区骨质破坏以及软骨破坏范围等方面成像更敏感，但对于钛或钽以外的假体在成像上会出现干扰伪影，所以目前尚无法广泛应用。

2.3  关节穿刺检查：关节穿刺抽取关节液行细菌培养也是临床常用诊断方法之一，但由于使用抗生素等原因会给诊断感染带来困难，所以检查结果仅作为参考。患者在穿刺前往往需要采取停药2～3周、抽取关节液进行多个培养及将培养时间延长至5～10 d等措施，以降低假阴性率^[8]。也有研究认为，关节液穿刺操作污染也会影响结果的准确性，所以建议结合症状体征、血液学检测及放射检查等进行辅助诊断，必要时需重复检查或行组织活检^[9]。

2.4  分子生物学技术：近年来，聚合酶链反应（PCR）技术逐渐成为诊断假体周围感染的热门方法。传统培养方法由于培养时间过长、分离技术复杂及使用抗生素治疗等原因会导致细菌培养检测面临困难^[10]。而PCR技术具有快速、准确和敏感的优点，利于感染的快速诊断和及时治疗。Moojen等利用反向线杂交-PCR的方法与常规细菌培养方法相比较，显示该法较普通细菌培养在细菌种类的鉴别及检出方面具有更加敏感的特性^[11]。王蒙等通过以细菌16 S rRNA基因序列为基础建立的PCR方法提高其阳性检出率达到93.3%，体现了优于传统培养模式的趋势^[12]。然而PCR技术也存在假阳性的概率，因此，操作中应严格无菌技术，并设立阴性对照，以提高特异性和准确性。

2.5  核医学技术：核医学技术已逐渐被临床广泛应用，并被认为是TKA术后感染和假体松动鉴别诊断的金标准。目前主要采用^{99 m}Tc-WBC和^{99 m}Tc-MDP三项骨扫描联合显像诊断，但两者存在成本高、耗时多、特异性不强及医源性风险较高等缺陷，因此，尚有待进一步验证。¹⁸氟脱氧葡萄糖正电子断层成像（¹⁸FDG-PET）是临床鉴别诊断的最新研究进展。Zhuang等回顾总结¹⁸FDG-PET对于膝关节置换术后的鉴别断假体松动的准确率达83.1%，灵敏度为94.4%，特异性为79.2%，明显高于^{99 m}Tc-MDP三项骨扫描，效果非常理想^[13]。

2.6  病理组织冰冻切片检查：术中将滑膜、骨质等病变组织行冰冻切片检查是目前TKA术后感染诊断的首选方法，具有准确、快速、特异性强的特点。尽管由于某些低毒性微生物的存在会造成该检验结果的假阴性，但冰冻切片组织学检查仍然是临床上术中诊断较适用的金标准。细菌革兰染色法也是术中诊断TKA假体周围感染的主要方法之一，但其敏感率和阴性预测值极低，因此有逐渐被淘汰的趋势^[14]。

2.7  病理组织的细菌培养：病变组织的细菌培养因其具有较高的特异度（97%～100%）和阳性预测值（98%～100%），一直被视作诊断假体周围感染的金标准^[15]。但其灵敏度不高，而且由于细菌污染会导致培养结果的偏差，因此该法在临床上很难推广。邹国友等研究发现BACTEC Plus/F瓶增殖培养法在假体周围感染的检出率更高、污染率更低、操作更简单，但在临床推广方面尚需进一步研究^[16]。

    综上所述，TKA术后感染是较严重的并发症，而且由于生物被膜的存在及抗生素的滥用，大多数TKA术后感染仅凭症状或某项化验无法准确诊断。建议在目前尚未形成统一的TKA术后感染诊断标准的情况下，医生应结合患者症状有针对性地选择适合的方法，并不断将现有的诊断技术进一步发展，以便及早明确诊断，减轻患者痛苦。

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