分期關(guān)節(jié)置換術(shù)治療感染性膝關(guān)節(jié)炎的療效觀察

鄧濤 倪明 李想 徐馳 柴偉 牛二龍 周勇剛 郝立波 張國強 陳繼營

感染性膝關(guān)節(jié)炎是一個發(fā)生率相對較低但致殘及致死風險很高的疾病[1]。目前尚沒有一致認可的理想治療策略，其治療仍面臨巨大挑戰(zhàn)[2]。傳統(tǒng)治療方法是在系統(tǒng)性抗生素治療基礎(chǔ)上行膝關(guān)節(jié)切開或關(guān)節(jié)鏡下清理、沖洗、引流[3]。即使感染性關(guān)節(jié)炎的抗感染治療足夠及時且恰當，永久性關(guān)節(jié)破壞及持續(xù)感染的發(fā)生并不少見[4]。而對于感染控制失敗的感染性關(guān)節(jié)炎，往往采取融合及截肢等挽救性治療手段[5-6]。近年來，偶有報道把類似于二期翻修的方法用于治療感染性膝關(guān)節(jié)炎，包括通過一期清創(chuàng)植入靜態(tài)或關(guān)節(jié)型占位器控制感染，感染控制后二期行初次全膝關(guān)節(jié)置換 ( total knee arthroplasty，TKA ) 恢復膝關(guān)節(jié)功能的分期治療方法[2,5,7-12]。

既往相關(guān)文獻報道僅限于個案報道及小樣本研究，且缺乏對占位器類型的比較。本研究通過相同的分期關(guān)節(jié)置換手術(shù)策略但采用不同于既往相關(guān)研究所用的占位器進行觀察研究，以此進一步論證分期關(guān)節(jié)置換手術(shù)對感染性膝關(guān)節(jié)炎治療的有效性，并探究分析不同類型占位器的療效差異。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

1. 納入標準：( 1 ) 診斷感染性膝關(guān)節(jié)炎；( 2 ) 予抗感染或其它手術(shù)方式治療效果不佳；( 3 ) 膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀明顯，關(guān)節(jié)活動受限，術(shù)前膝關(guān)節(jié) X 線片提示膝關(guān)節(jié)存在退行性改變；( 4 ) 術(shù)前評估可耐受手術(shù)且無精神疾病的患者；( 5 ) 充分理解二期手術(shù)的意義及相關(guān)風險并簽署相關(guān)醫(yī)療文書。

2. 排除標準：( 1 ) 膝關(guān)節(jié)功能尚好，癥狀較輕；( 2 ) 合并其它部位感染 ( 肺部、泌尿系統(tǒng)、股骨、脛骨等 )；( 3 ) 未完成二期置換的病例。

二、一般資料

回顧性收集 2014 年 12 月至 2018 年 8 月在我院關(guān)節(jié)外科收治的感染性膝關(guān)節(jié)炎患者 26 例 ( 27 關(guān) 節(jié) )。排除了 3 例未完成二期置換的患者，余 23 例 ( 24 關(guān)節(jié) ) 中男 6 例 ( 7 關(guān)節(jié) )，女 17 例 ( 17 關(guān)節(jié) )，平均年齡為 61.6 歲 ( 45～75 歲 )。9 例 ( 9 關(guān)節(jié) ) 采用含抗生素的脛骨平臺占位器 ( A 組 )；14 例 ( 15 關(guān)節(jié) ) 僅采用抗生素骨水泥珠鏈進行治療 ( B 組 )。A 組中膝關(guān)節(jié)開放手術(shù)史 1 例，膝關(guān)節(jié)注射史 5 例，關(guān)節(jié)鏡史 1 例，感染原因未知 2 例，培養(yǎng)陽性者 8 例 ( 3 例為真菌感染 )；B 組中外傷病史 3 例，膝關(guān)節(jié)注射史 5 例，關(guān)節(jié)鏡史 3 例，感染原因未知 3 例，培養(yǎng)陽性者 6 例 ( 1 例為真菌感染，1 例為混合感染 )。所有患者平均隨訪時間為 27 個月。

三、感染性膝關(guān)節(jié)炎的診斷標準

結(jié)合病史，具有臨床感染癥狀體征 ( 疼痛性積液、活動受限、皮溫升高或存在與關(guān)節(jié)相同的竇道 )；升高的血清炎癥標志物 [ C-反應(yīng)性蛋白 ( C-reactive protein，CRP )＞10 mg / dL，紅細胞沉降率 ( erythrocyte sedimentation rate，ESR )＞30 mm / h ]，多形核 ( polymorphonuclear leukocytes，PMN ) 細胞計數(shù)百分比＞90%；影像學提示關(guān)節(jié)間隙變窄、關(guān)節(jié)軟骨破壞；手術(shù)時見關(guān)節(jié)腔內(nèi)化膿性滑液、滑膜或組織；術(shù)中可疑感染組織冰凍切片 (＞5 個中性粒細胞 / 高倍鏡視野 ) 關(guān)節(jié)液或組織培養(yǎng)陽性[11]。

四、治療方法

1. 一期手術(shù)：采用常規(guī) TKA 的正中切口及髕骨旁內(nèi)側(cè)入路。術(shù)中取 3～5 塊不同部位的可疑感染組織行術(shù)中快速冰凍檢查；所有患者術(shù)中冰凍結(jié)果均提示膝關(guān)節(jié)存在感染。術(shù)野可及范圍內(nèi)進行徹底的清創(chuàng)及反復雙氧水、碘伏、生理鹽水沖洗。術(shù)中根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨破壞程度及感染擴散范圍來決定植入何種類型占位器，對于關(guān)節(jié)軟骨破壞比較嚴重且感染擴散至后方關(guān)節(jié)囊的患者，更傾向于選擇脛骨平臺占位器。對于使用抗生素骨水泥脛骨平臺占位器者，脛骨平臺截骨 9 mm，充分暴露及清理后關(guān)節(jié)囊；徹底清創(chuàng)后再將由磨具臨時制好的脛骨平臺占位器固定在脛骨平臺上 ( 圖 1a )；而抗生素骨水泥珠鏈被放置在膝關(guān)節(jié)囊前上方及兩側(cè) ( 圖 1b )。無論是脛骨占位器還是抗生素骨水泥珠鏈，抗生素使用的策略都是相同的。對于未明確感染病原菌的病例，40 g 骨水泥中放置 4 g 萬古霉素＋2 g 美羅培南；對于術(shù)前已知培養(yǎng)結(jié)果的患者，按照藥敏試驗結(jié)果加入合適劑量的抗生素或抗真菌藥。手術(shù)完成后放置負壓引流管。

術(shù)后患側(cè)膝關(guān)節(jié)保持伸直位，引流量＜50 ml / 天 且清亮時拔出引流管。拔出引流后允許在膝關(guān)節(jié)支具保護下部分負重活動。術(shù)后常規(guī)使用 6 周靜脈廣譜抗生素 ( 當培養(yǎng)結(jié)果為陰性時 ) 或相應(yīng)敏感抗生素；隨后口服抗生素至少 6 周或至臨床癥狀及體征消失且血沉及 CRP 恢復正常；當連續(xù)兩次指標正常后可將占位器取出行膝關(guān)節(jié)假體置換手術(shù)。

2. 二期手術(shù)：二期膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)仍采用原切口及原入徑。暴露好關(guān)節(jié)后取 3～5 塊不同部位軟組織行快速術(shù)中冰凍檢查，結(jié)果顯示排除感染時按原計劃行關(guān)節(jié)置換，取出占位器后充分沖洗清理關(guān)節(jié)腔，按初次置換膝關(guān)節(jié)手術(shù)的方式完成手術(shù)。由于放置脛骨平臺占位器的病例在一期手術(shù)時已完成脛骨平臺截骨，此步驟可在二期時省略。術(shù)后按 TKA 術(shù)后常規(guī)方式治療及功能鍛煉。

如果患者間隔期的臨床證據(jù)或二期術(shù)中冰凍表明持續(xù)性膝關(guān)節(jié)感染，此時需要更換與之前相同的骨水泥占位器再次結(jié)合系統(tǒng)抗生素使用繼續(xù)抗感染治療。兩組患者各有 1 例進行占位器更換。

五、數(shù)據(jù)收集

( 1 ) 回顧患者住院病歷，獲取相關(guān)病史及相關(guān)檢驗檢查結(jié)果、記錄既往膝關(guān)節(jié)有創(chuàng)操作及時間、效果、結(jié)局等；( 2 ) 記錄在院病例中手術(shù)前后患者膝關(guān)節(jié)活動度 ( range of motion，ROM ) 及 HSS ( hospital for special surgery knee ) 評分；( 3 ) 關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者隨訪，復查膝關(guān)節(jié)正側(cè)位 X 線片，血常規(guī)、血沉、CRP，關(guān)節(jié) ROM 及 HSS 評分。六、統(tǒng)計學處理

采用 SPSS 20.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，為評價各占位器組內(nèi)的分期手術(shù)治療療效，使用單因素方差分析 ( ANOVA ) 比較術(shù)前、間隔期及置換術(shù)后 ROM 及 HSS 評分差異，再在各組中使用 LSDt檢驗比較任意兩個時期的功能及活動差異。為比較兩組間療效的差異，使用獨立樣本t檢驗對處于同時期的兩組患者的功能及 ROM 進行比較。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

一、一般情況

共有 26 例 ( 27 關(guān)節(jié) ) 完成占位器植入的一期手術(shù)，其中有 2 例植入抗生素骨水泥珠鏈的患者膝關(guān)節(jié)在感染控制后，對自身膝關(guān)節(jié)功能恢復滿意，取出珠鏈后拒絕行二期手術(shù) ( 圖 2 )；另有 1 例抗生素骨水泥珠鏈植入患者感染得到控制后，因經(jīng)濟無法負擔選擇放棄二期膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)；其余 23 例 ( 24 關(guān)節(jié) ) 術(shù)前相關(guān)信息見表 1。

表 1 術(shù)前患者基本信息Tab.1 Pre-surgery basic information of all patients

兩組各有 1 例因間隔期持續(xù)感染再次清創(chuàng)并更換占位器，感染控制后均完成二期膝關(guān)節(jié)置換手術(shù) ( 圖 3 )。到隨訪為止所有 23 例 ( 24 關(guān)節(jié) ) 都沒有出現(xiàn)感染復發(fā)。

二、術(shù)前的膝關(guān)節(jié) HHS 評分與關(guān)節(jié) ROM 比較

術(shù)前，A 組和 B 組患者平均 HSS 評分分別為 ( 36.9±12.9 ) 分 ( 14～61 分 ) 和 ( 30.5±11.0 ) 分 ( 8～46 分 )，差異無統(tǒng)計學意義 (P＝0.208，Levene’s 差齊性檢驗P＝0.994 ) ( 表 2 )；A 組與 B 組患者術(shù)前平均膝關(guān)節(jié) ROM 分別為 ( 66.2±27.9 ) ° ( 20°～ 100° ) 和 ( 47.7±26.2 ) ° ( 20°～95° )，差異無統(tǒng)計學意義 (P＝0.116，Levene’s 差齊性檢驗P＝0.567 )。

圖 1 a：脛骨平臺占位器植入術(shù)中；b：抗生素骨水泥珠鏈植入術(shù)中Fig.1 a: Tibial plateau spacer implantation; b: Antibiotic cement beads implantation

三、間隔期的膝關(guān)節(jié) HHS 評分與關(guān)節(jié) ROM 比較

占位器間隔期，A 組患者平均 HSS 評分改善至 ( 58.9±11.4 ) 分 ( 41～73 分 ) (P＜0.001 )，B 組患者平均 HSS 評分也改善至 ( 45.5±14.0 ) 分 ( 23～73 分 ) (P＜0.0 0 1 )，與術(shù)前相比差異均有統(tǒng)計學意義 ( 表 3 )；但 A 組膝關(guān)節(jié)功能評分明顯較 B 組高 (P＝0.025 )。

A 組患者平均 ROM 輕度下降為 ( 57.8±32.2 ) ° ( 20°～110° )，與術(shù)前比較下降幅度小，差異無統(tǒng)計學意義 (P＝0.509 )，B 組患者平均 ROM 改善至 ( 69.7±25.6 ) ° ( 10°～100° )，與術(shù)前比較差異有統(tǒng)計學意義 (P＜0.05 )；間隔期間 A 組與 B 組 ROM 差異無統(tǒng)計學意義 (P＝0.328 )。

四、二期術(shù)后的膝關(guān)節(jié) HHS 評分與關(guān)節(jié) ROM 比較

二期術(shù)后平均隨訪時間為 2 7.3 個月 ( 12～ 54 個月 )。末次隨訪時 A 組患者平均 HSS 評分顯著改善至 ( 90.5±5.5 ) 分 ( 83～95 分 ) ( 與間隔期比較P＜0.001，與術(shù)前比較P＜0.001 )，平均 ROM 提高至 ( 109.4±18.1 ) ° ( 85°～130° ) ( 與間隔期比較P＝0.002，與術(shù)前比較P＜0.001 )；B 組患者平均 HSS 評分顯著改善至 ( 80.9±13.5 ) 分 ( 63～95 分 ) ( 與間隔期比較P＜0.001，與術(shù)前比較P＜0.001 )，平均 ROM 提高至 ( 96±23.3 ) ° ( 65°～130° ) ( 與間隔期比較P＝0.006，與術(shù)前比較P＜0.001 )，所有二期術(shù)后數(shù)據(jù)較術(shù)前及間隔期均有提高且差異均有統(tǒng)計學意義。而二期關(guān)節(jié)置換術(shù)后，兩組患者間 ROM (P＝0.153 ) 及 HSS 評分 (P＝0.054 ) 的差異均無統(tǒng)計學意義。

表 2 兩組各期 ROM 及 HSS 評分比較Tab.2 Comparison of ROM and HSS scores at different stages between the two groups

圖 2 1 例抗生素骨水泥珠鏈患者植入手術(shù)前后及取出后膝關(guān)節(jié)正位 X 線片 a：右膝關(guān)節(jié)感染膝關(guān)節(jié)正位 X 線片；b：抗生素骨水泥珠鏈植入術(shù)后膝關(guān)節(jié)正位 X 線片；c：抗生素骨水泥珠鏈取出術(shù)后膝關(guān)節(jié)正位 X 線片圖 3 1 例脛骨平臺占位器患者植入手術(shù)前后及二期置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)正位 X 線片 a：左膝關(guān)節(jié)感染膝關(guān)節(jié)正位 X 線片；b：脛骨平臺占位器植入后膝關(guān)節(jié)正位 X 線片；c：二期置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)正位 X 線片F(xiàn)ig.2 AP X-ray fi lms of the right knee with antibiotic cement beads a: AP X-ray fi lm before operation; b: AP X-ray fi lm of antibiotic cement beads implantation; c: AP X-ray fi lm after beads removalFig.3 AP X-ray fi lms of the left knee with tibial plateau spacer a: AP X-ray fi lm before operation; b: AP X-ray fi lm of tibial plateau spacer implantation; c: AP X-ray fi lm after staged joint replacement

表 3 LSD - t 檢驗兩兩比較各組 ROM 及 HSS 評分不同時期的差異Tab.3 LSD - t results in the comparison of ROM and HSS scores at different stages between the two groups

討 論

感染性膝關(guān)節(jié)炎的治療與膝關(guān)節(jié)感染及膝關(guān)節(jié)假體周圍感染不同。對于急性膝關(guān)節(jié)感染，目前往往采取關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療[1]；對于慢性關(guān)節(jié)感染或骨髓炎，膝關(guān)節(jié)切開清創(chuàng)更適用[5]；對于關(guān)節(jié)假體周圍感染，普遍認可的治療手段為二期翻修手 術(shù)[13-14]。但對于感染性膝關(guān)節(jié)炎，目前尚缺乏統(tǒng)一的治療策略，且極具挑戰(zhàn)[15]。針對這一難題，少量研究提出了類似二期翻修的分期關(guān)節(jié)置換策略。本研究與二期翻修的治療理念相同，在一期通過徹底清創(chuàng)植入抗生素骨水泥占位器控制感染，感染控制后再通過二期 TKA 重建膝關(guān)節(jié)恢復膝關(guān)節(jié)功能。

盡管可供參考的研究有限，但已有研究均表明分期關(guān)節(jié)置換術(shù)能給感染性膝關(guān)節(jié)炎帶來較滿意的感染控制率及膝關(guān)節(jié)功能恢復，是感染性膝關(guān)節(jié)炎的可期待的治療策略。Nazarian 等[5]報道了采用非關(guān)節(jié)型占位器以分期關(guān)節(jié)置換治療慢性感染性膝關(guān)節(jié)炎的 14 個案例，成功率為 100%。Shaikh 等[10]報道了 15 例感染性膝關(guān)節(jié)炎均使用關(guān)節(jié)型占位器，其中 1 例失敗予更換同型占位器，另有 2 例感染治愈后因?qū)δ軡M意拒絕取出占位器行二期關(guān)節(jié)置換。Yi 等[12]報道了 17 例用關(guān)節(jié)型占位器治療嚴重膝關(guān)節(jié)感染的案例，僅 1 例失敗。不足的是，既往報道的分期手術(shù)均在一期手術(shù)時完成了大量的截骨工作，不利于骨量的保留；且占位器若長期留置體內(nèi)存在松動或碎裂繼而磨損骨量的風險。有研究表明間隔期過長會使得占位器表面生物膜形成而進一步導致持續(xù)感染或再感染[16]。因此，本研究提出用抗生素骨水泥珠鏈及脛骨平臺占位器進行優(yōu)化。

本研究中共納入了 23 例 ( 24 關(guān)節(jié) ) 行占位器植入，其中脛骨平臺占位器組有 9 例 ( 9 關(guān)節(jié) )，骨水泥珠鏈組 14 例 ( 15 關(guān)節(jié) )，兩組各有 1 例感染控制失敗于間隔期更換同種類型占位器，在結(jié)合全身抗生素應(yīng)用后，所有患者的感染均得到有效控制。相比于關(guān)節(jié)型占位器，脛骨平臺占位器在保留更多骨量的同時達到徹底的清創(chuàng)。結(jié)果表明無論是用抗生素骨水泥珠鏈還是脛骨平臺骨水泥墊片作為局部占位器，都能達到令人滿意的膝關(guān)節(jié)感染控制，二期膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)更是為那些存在關(guān)節(jié)破壞、關(guān)節(jié)功能嚴重受損的膝關(guān)節(jié)炎患者重獲膝關(guān)節(jié)功能。但是對于感染性膝關(guān)節(jié)炎患者而言，直接進行關(guān)節(jié)置換形成假體周圍感染的風險極高。分期膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)的前提也必須要將膝關(guān)節(jié)感染控制，否則膝關(guān)節(jié)置換失敗率會明顯增加。理論上，脛骨平臺占位器植入時，進行了脛骨平臺截骨，使關(guān)節(jié)腔暴露更加充分，能對后關(guān)節(jié)囊進行更徹底的清創(chuàng)，這一點在單純放置抗生素骨水泥珠鏈是無法達到的，限于樣本量的原因，此次研究未發(fā)現(xiàn)兩種清創(chuàng)方式在感染清除方面的差異。對于使用抗生素骨水泥珠鏈的患者，在感染控制后若膝關(guān)節(jié)功能恢復滿意可以暫時不行膝關(guān)節(jié)置換，這對于已經(jīng)截骨的脛骨平臺占位器組患者不適用。

研究中尚存在一些局限性。首先，此回顧性研究包含病例數(shù)較少且分組并非隨機，這受限于此類病發(fā)病率較低且尚無統(tǒng)一治療方式。但筆者已經(jīng)納入所有我院的近 4 年符合用二期手術(shù)治療的感染性膝關(guān)節(jié)患者，總病例量超過先前報道，且本次研究包含兩種類型的占位器組可作亞組對比。其次，本次研究隨訪的時間長短不一，且個別患者未達到 2 年以上時間隨訪，長期療效有待后續(xù)觀察，但所有患者在置換術(shù)前臨床表現(xiàn)、檢查指標及術(shù)中冰凍都確認感染控制，術(shù)后隨訪至少 1 年時未見任何復發(fā)感染的跡象。

綜上所述，采用分期關(guān)節(jié)置換方式治療感染性膝關(guān)節(jié)炎，無論是選擇抗生素骨水泥珠鏈還是脛骨平臺占位器，均有能夠有效地徹底控制感染；感染控制后行關(guān)節(jié)置換手術(shù)能夠滿意地恢復膝關(guān)節(jié)的功能。對于感染控制后不確定是否行關(guān)節(jié)置換的患者，更推薦使用抗生素骨水泥珠鏈。