髋关节翻修术中冰冻病理切片与99Tcm三相同位素骨扫描共用诊断髋关节假体周围感染

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.31.001

中国组织工程研究 ›› 2014, Vol. 18 ›› Issue (31): 4921-4928.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2014.31.001

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髋关节翻修术中冰冻病理切片与99Tcm三相同位素骨扫描共用诊断髋关节假体周围感染

张炅，王毅，冯建民，宋艳艳，刘志宏，何川

上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科，上海市伤骨科研究所，上海市中西医结合防治骨与关节病损重点实验室，上海交通大学基础医学院生物统计学教研室，上海市 200025

收稿日期:2014-06-24 出版日期:2014-07-23 发布日期:2014-07-23
通讯作者: 王毅，主任医师，上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科，上海市 200025
作者简介:张炅，男，1973年生，上海市人，汉族，1998年上海交通大学医学院毕业，主治医师，主要从事关节外科研究。
基金资助:
上海交通大学医学院科技基金项目(13XJ1003)

Intraoperative frozen section analysis and 99Tcm triplephase bone scanning for diagnosing periprosthetic infection in hip

Zhang Jiong, Wang Yi, Feng Jian-min, Song Yan-yan, Liu Zhi-hong, He Chuan

Department of Orthopedics, Ruijin Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai Institute of Traumatology and Orthopedics, Shanghai Key Laboratory of Prevention and Treatment of Bone and Joint Diseases Combined Traditional Chinese and Western Medicine, Biostatistics Teaching and Research Section, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200025, China

Received:2014-06-24 Online:2014-07-23 Published:2014-07-23
Contact: Wang Yi, Chief physician, Department of Orthopedics, Ruijin Hospital, School of Medicine ,Shanghai Jiao Tong University, Shanghai Institute of Traumatology and Orthopedics, Shanghai Key Laboratory of Prevention and Treatment of Bone and Joint Diseases Combined Traditional Chinese and Western Medicine, Biostatistics Teaching and Research Section, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200025, China
About author:Zhang Jiong, Attending physician, Department of Orthopedics, Ruijin Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai Institute of Traumatology and Orthopedics, Shanghai Key Laboratory of Prevention and Treatment of Bone and Joint Diseases Combined Traditional Chinese and Western Medicine, Biostatistics Teaching and Research Section, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200025, China
Supported by:
the Science and Technology Project of School of Medicine of Shanghai Jiao Tong University, No. 13XJ1003

摘要/Abstract

摘要：

背景：常规血清学、影像学和实验室诊断方法诊断假体周围感染难以达到理想的灵敏度、特异度和准确性。尤其对于假体置换后晚期假体低毒性感染性松动和无菌性松动之间的鉴别诊断还缺乏普遍接受的诊断标准。术前、术中和术后多种诊断方法的联合运用对于明确感染诊断和制定手术翻修策略有重要的临床意义。
目的：通过初次髋关节置换后翻修术前和术中联合运用99Tcm三相同位素骨扫描和冰冻病理切片多形核白细胞计数方法诊断髋关节假体周围感染，并与常规诊断手段相比较。
方法：2008年4月至2013年5月共收治44例髋关节置换后翻修病例，结合临床症状和血清学检查指标，18例患者血沉和C-反应蛋白增高诊断为临床怀疑感染病例组；26例血清学指标正常诊断为临床怀疑无菌性松动病例组。所有患者翻修前进行99Tcm三相同位素骨扫描检查，同时结合翻修手术过程中组织冰冻病理切片结果。如两项结果均为阴性，诊断为假体无菌性松动，行一期翻修手术；反之则诊断为假体周围感染，行二期手术翻修。通过术后临床随访血清学指标及手术疗效，采用受试者工作曲线的统计学方法评估联合运用99Tcm三相同位素骨扫描和组织冰冻病理切片的诊断价值。
结果与结论：18例临床感染病例组中16例患者术前99Tcm三相同位素骨扫描结果和术中冰冻病理结果均为阳性，诊断为感染，二期翻修；2例结果均阴性，排除感染，一期翻修。26例松动病例组中，25例术前99Tcm三相同位素骨扫描结果和术中冰冻病理结果阴性，诊断为无菌性松动，一期翻修；1例患者术后病原菌微生物学培养送检3个标本中1个标本培养出金黄色葡萄球菌，诊断为假体周围感染，仍采取一期翻修。增加99Tcm三相同位素骨扫描和冰冻病理切片多形核白细胞计数的方法后，工作特征曲线面积由0.906上升至0.972，感染诊断灵敏度由89%上升至94%，特异度由92%上升至100%。但诊断方法前后比较差异无显著性意义。提示血清学和影像学检查等常规诊断基础上增加99Tcm三相同位素骨扫描和术中冰冻病理切片技术能够鉴别感染性和无菌性髋关节假体松动。99Tcm三相同位素骨扫描阴性结果同假体无菌性松动的确诊有很高的相关性，具有很好的排除感染的诊断价值，结合术中冰冻病理切片多形核白细胞计数的方法对于翻修手术方式的选择具有积极的临床价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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关键词: 植入物, 人工假体, 翻修, 骨扫描, 冰冻切片, 诊断, 关节成形, 感染, 松动

Abstract:

BACKGROUND: Conventional serological, imaging and laboratory diagnosis methods for diagnosing periprosthetic infection are difficult to achieve ideal sensitivity, specificity and accuracy. In particular, the differential diagnosis of septic loosening and aseptic loosening in late stage after prosthetic replacement lacks of commonly accepted diagnostic criteria. The combination of preoperative, intraoperative and postoperative diagnostic methods is of great significance in the identifying infection diagnosis and formulating renovation strategy.
OBJECTIVE: To diagnose periprosthetic hip joint infection by combined use of preoperative 99Tcm triplephase bone scanning and intraoperative neutrophil count in frozen section analysis, and to compare with conventional diagnostic tools.
METHODS: Between April 2008 and May 2013, 44 hip revision cases were enrolled. Combined with clinical symptoms and serological examination, 18 cases whose erythrocyte sedimentation rate and C-reactive protein increased were considered as clinically suspected infection group; 26 cases with normal serological examination were considered as clinically suspected aseptic loosening group. 99Tcm triplephase bone scanning was performed in all patients, and combined with intraoperative frozen section analysis. If both results were negative, the diagnosis was aseptic loosening and did one-stage revision surgery; otherwise, periprosthetic infection was detected and two-stage revision surgery was conducted. By postoperative follow-up serological indexes and surgery outcomes, statistics of work curve of subjects was used to evaluate the diagnostic values of 99Tcm triplephase bone scanning and frozen section analysis.
RESULTS AND CONCLUSION: In 18 cases of clinically suspected infection group, 16 cases of preoperative 99Tcm triplephase bone scanning and intraoperative frozen section results were positive, so two-stage revision surgeries were performed; 2 cases with negative results received one-stage revision surgery after excluding infection. In 26 cases of clinically suspected aseptic loosening group, 25 cases of preoperative 99Tcm three-phase bone scanning and intraoperative frozen section results were negative, and diagnosed as aseptic loosening, so one-stage revision surgery was performed. One patient affected infection of staphylococcus aureus in one-sample of the three samples in postoperative microbiological pathogen detection, and diagnosed as periprosthetic infection, so one-stage revision surgery was carried out. After combined use of 99Tcm triplephase bone scanning and intraoperative frozen section analysis, performance curve area increased from 0.906 to 0.972, sensitivity of diagnosis of infection increased from 89% to 94%, specificity of diagnosis of infection increased from 92% to 100%. However, no significant difference was detected in diagnostic methods. These data indicated that adding the method of 99Tcm triplephase bone scanning and intraoperative frozen section analysis technique, on the basis of serological and other conventional diagnostic tools, can differentiate infections from aseptic loosening of hip prosthesis. Negative results of 99Tcm triplephase bone scan showed high correlation between the diagnosis of aseptic loosening of the prosthesis and good diagnostic value to exclude infection. Combining with intraoperative frozen section method has a very good clinical value for the revision surgery.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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Key words: prostheses and implants, arthroplasty, replacement, hip, prosthesis-related infections

中图分类号:

R318

张炅，王毅，冯建民，宋艳艳，刘志宏，何川. 髋关节翻修术中冰冻病理切片与99Tcm三相同位素骨扫描共用诊断髋关节假体周围感染[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(31): 4921-4928.

Zhang Jiong, Wang Yi, Feng Jian-min, Song Yan-yan, Liu Zhi-hong, He Chuan. Intraoperative frozen section analysis and 99Tcm triplephase bone scanning for diagnosing periprosthetic infection in hip[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(31): 4921-4928.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析按意向性分析原则，纳入髋关节置换后假体松动患者44例，分为两组，临床怀疑感染组18例，临床怀疑松动组26例。全部进入结果分析，无脱落病例。

2.2 基线资料比较所有入组病例的基线资料以及分组病例基线资料详见表1，2。

2.3 分组治疗结果术前临床诊断无菌性假体松动病例组26例患者中25例术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果和术中冰冻病理切片多形核白细胞计数均为阴性(96%，25/26)，排除感染诊断，一期行髋关节假体翻修。术后微生物培养未见细菌生长。1例女性患者术前和术中诊断均排除感染可能，术后组织学培养3个标本，2个标本未见细菌生长，1个标本培养出金黄色葡萄球菌，诊断为假体周围感染。患者一期行假体翻修，术后敏感抗生素静脉抗感染治疗2周。

术前临床诊断为假体周围感染病例组，18例患者中16例术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果为阳性(89%，16/18)，术中冰冻病理切片多形核白细胞计数大于10个，诊断为假体周围感染。13例患者行假体取出，抗生素骨水泥间隔置入，二期行髋关节翻修。1例(女性)肿瘤定制假体感染患者行截肢术；1例男性患者因感染窦道持续流脓行假体取出旷置术；1例女性类风湿性关节炎患者伴长期激素治疗致免疫功能降低全身多处出现皮下脓肿行假体取出旷置术。2例女性患者术前诊断为感染，⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果为阴性，术中冰冻病理切片多形核白细胞计数小于5个，排除感染诊断，一期行假体翻修。所有二期翻修感染病例中仅有4例术后病原微生物学培养阳性(25%，4/16)，3例金黄色葡萄球菌；1例大肠埃希菌。二期翻修病例抗生素骨水泥间隔植入后万古霉素静脉治疗2周后改用口服抗生素治疗直至血沉和C-反应蛋白结果正常，并且连续观察3个月血清学指标没有升高，进行二期假体翻修，平均间隔时间4.3个月(3-6个月)。

2.4 术后随访结果所有44例患者都得到临床随访，随访时间8-54个月。随访指标包括临床症状、影像学表现、血清学指标。临床缓解包括：髋关节疼痛症状明显缓解；血沉和C-反应蛋白达到正常水平。一期翻修病例组中27例患者随访期内临床症状缓解；1例男性患者翻修术后症状缓解，但是1年以后再次出现手术侧髋关节酸痛，血沉及C-反应蛋白指标升高(血沉21 mm/h；C-反应蛋白24 mg/L)。影像学表现未见明显假体松动征象。临床诊断为翻修术后感染。该患者未进行再次翻修手术，采用去甲万古霉素静脉抗菌保守治疗2周，疼痛症状缓解，血清学指标下降(血沉14 mm/h；C-反应蛋白8 mg/L)。13例二期翻修患者随访期内临床症状均得到缓解；1例截肢患者和2例旷置手术患者随访期内感染症状控制，但术后Harris评分无明显提高。所有随访病例术后C-反应蛋白平均恢复时间为27.5 d(12-41 d)；血沉平均恢复时间44.3 d(26-73 d)，术后Harris评分64-81分(平均73.3分)。

2.5 统计分析结果通过临床资料，血清学和影像学检查等常规检查手段取得的临床诊断结果与术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果和术中冰冻病理切片多形核白细胞计数诊断结果相比较，增加了⁹⁹Tc^m三相同位素和冰冻病理切片技术，工作特征曲线面积由0.906(95%CI：0.815，0.997)上升至0.972(95%CI：0.918，1.000)(图1)。对前后两种方法组间工作特征面积比较Clarke-Pearson的卡方统计量为2.96，P=0.085 3，提示两种方法组之间工作特征曲线下面积差异无显著性意义。

本文期望通过不同的诊断方法从松动的病例中明确感染诊断。因此感染病例的检出率为诊断试验的灵敏度、而无菌性松动病例检出率为诊断试验的特异度。术前根据临床症状、血清学指标和影像学检查方法诊断的灵敏度为89%，95%CI为(65.29%，98.62%)；特异度为92%，95%CI为(74.87%，99.05%)。增加了术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描和术中冰冻病理切片技术诊断的灵敏度为94%，95%CI为(72.71%，99.86%)；特异度100%，95%CI为(86.77%，100.00%)，见表3，4。

2.6 典型病例女性患者，61岁，左侧全髋关节置换后6年疼痛半年，临床怀疑假体周围感染，见图2。

2.7 不良事件研究过程中无不良事件发生。

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引言

髋关节置换后假体周围感染一直是困扰关节外科医师的难题。感染可能导致髋关节功能丧失，生活质量下降，极端条件下甚至面临截肢和死亡的风险^[1]，因此，假体周围感染仍然是关节置换后灾难性并发症。20世纪60年代，Charnley^[2]报道了全髋置换后感染的发生率为9%左右。随着手术操作技术的发展，预防性抗生素应用以及层流手术室等一系列措施的广泛实施，目前髋关节假体周围感染的发生率已显著下降至1%-2%^[3-5]。随着全球人口老龄化日益显著，对于人工关节手术的需求量逐年增加，文献预测2005至2030年美国人工髋关节置换的手术量将出现100%的增长趋势^[6-7]。从而导致术后假体周围感染的病例数也呈现上升趋势。

根据文献报道，髋关节置换后翻修的发生率接近8%，其中70%的病因为假体松动所致^[8]。感染是仅次于假体松动的第二大常见并发症^[9]。目前还没有一种可以被普遍接受的诊断方法在假体周围感染检测上具有可靠性^[10]，同时假体无菌性松动和晚期低毒性感染之间存在相似的症状，因此临床上很难准确鉴别这两种并发症^[11]。而假体松动和感染又面临完全截然不同的手术翻修方案，所以明确鉴别髋关节置换后疼痛的原因是治疗成功的先决条件。核医学成像技术是一种融合了静态解剖图像和动态生理代谢功能的临床诊断方法，对于体征不明显的感染病灶可以起到定位诊断作用^[12]。其中三相同位素骨扫描技术被认为是区分髋关节置换后疼痛原因的可行性诊断措施^[13]。冰冻病理切片能够在翻修手术过程中快速提供感染的参考诊断^[14]，假体周围组织标本中多形核白细胞的数量对于感染诊断具有预测作用。但是联合运用核医学成像技术和冰冻病理切片多形核白细胞计数方法的诊断价值还缺乏相关文献报道。

文章在初次髋关节置换后翻修术前血清学及影像学诊断基础上增加⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描技术，旨在提高术前对于假体周围感染的检出率，同时结合术中冰冻病理切片多形核白细胞计数的方法鉴别无菌性和感染性假体松动，为翻修手术提供诊断学依据，并通过统计学分析，计算⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描技术和术中冰冻病理切片技术的诊断价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
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材料方法

1 对象和方法 Subjects and methods

设计：对比观察试验。

时间及地点：于2008年4月至2013年5月在上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科完成。

对象：2008年4月至2013年5月上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科共收治46例髋关节置换后假体松动病例。术前均表现为患髋持续性疼痛，影像学显示假体周围透亮线，骨溶解，部分病例存在聚乙烯内衬严重磨损。1例患者(女性)因髋关节疼痛合并腰椎管狭窄，行走活动受限而先行腰椎管减压手术；1例患者(女性)因严重肝功能异常行保守治疗未入组本次研究。其余44例患者均接受手术治疗，其中男20例，女24例；假体类型：人工股骨头8例，全髋关节置换35例，肿瘤假体1例；左侧25例，右侧17例，双侧置换2例。

纳入标准：①初次髋关节置换后疼痛需要进行假体翻修的病例。②能够耐受翻修手术并且有明确手术指征者。③对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准者。

排除标准：①不能耐受翻修手术者。②无明确翻修手术指征者。

方法：

术前诊断：所有患者在接受血清学和微生物细菌培养检查前2周停用抗菌药物。入院常规术前准备包括血清学检查，X射线摄片检查。26例患者(男12例，女14例)手术侧髋关节持续疼痛，X射线显示假体周围透亮线，骨溶解或聚乙烯内衬磨损，血沉和C-反应蛋白值均在正常范围内(血沉<15 mm/h，C-反应蛋白<8 mg/L)。将这组病例诊断为临床怀疑无菌性假体松动病例组。18例患者(男8例，女10例)髋关节持续性疼痛伴影像学假体松动表现。2例患者(男性)手术侧肢体出现窦道。1例女性患者类风湿性关节炎长期激素治疗，背部出现1 cm×2 cm脓肿，未溃破。所有18例患者术前血沉和C-反应蛋白值均明显升高。将这组病例诊断为临床怀疑假体感染病例组。

⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描：所有44例患者术前均接受⁹⁹Tc^m-MDP三相同位素骨扫描。采用带平行孔通用准直器双探头SPECT(GE Infinia，US)进行放射性核素显像，采集矩阵128×128，受检者仰卧位，探头视野包括髋关节，在床边经肘关节静脉弹丸注射⁹⁹Tc^m-MDP(9.25×10⁸ Bq，体积小于1 mL)，采集3 s/帧，共120 s；5 min静态采集30 s/帧，共5 min；三至四小时后进行延迟相采集。

术中检测：翻修术中，暴露关节间隙，咽拭子提取关节液或假体周围组织液送微生物培养。取出假体后分别于髋臼侧和股骨侧假体周围刮取界膜组织，每一个部位各取5个标本，3个标本送病原微生物学培养，2个标本送病理科进行冰冻切片多形核白细胞计数检查。采用Feldmen诊断标准^[15]：10个高倍视野下(×400)，平均每个视野多形核白细胞计数小于5个可以排除感染；5-10个可疑感染；大于10个诊断为感染。

诊断策略：临床怀疑假体无菌性松动病例组，如果术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果为阴性，术中冰冻病理切片多形核白细胞计数小于5个，可排除感染诊断，一期行髋关节翻修术。

临床怀疑假体感染病例组，如果术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果为阳性，术中冰冻病理切片多形核白细胞计数大于10个，可诊断假体周围感染，假体取出，抗生素骨水泥间隔植入，二期行髋关节假体翻修术。如果术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果为阴性，术中冰冻病理切片多形核白细胞计数大于10个，仍然按照假体周围感染的原则治疗。如果术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描结果为阳性，术中冰冻病理切片多形核白细胞计数小于5个，一期行假体翻修，术后延长静脉抗生素治疗时间。

主要观察指标：通过术后临床随访血清学指标及手术疗效，采用受试者工作曲线的统计学方法评估联合运用⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描和组织冰冻病理切片的诊断价值。

统计学分析：计量资料在满足正态分布的情况下，采用x(_)±s进行描述，不满足正态分布的情况下采用中位数和四分位数范围进行描述，计数资料的比较采用频数和构成比进行描述。计量资料的组间比较在满足正态分布的情况下采用t 检验或t’检验，不满足正态分布的情况下，采用Wilcoxon秩和检验。临床随访以术后血清学指标和手术疗效作为诊断评价的标准，采用受试者工作特征曲线分析不同诊断方法的诊断价值，不同诊断方法组别之间工作特征曲线下面积的比较采用Clarke-Pearson方法。所有的假设检验采用双侧检验，α设定为0.05。以上分析采用Stata 12.0软件(Stata Corp LP，Texas，USA)进行。计算术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描和术中冰冻病理切片多形核白细胞计数的诊断方法诊断假体周围感染的灵敏度和特异度，采用Pearson方法进行Clopper 95%可信区间(CI)计算。曲线下面积数值为0.5提示诊断试验无诊断价值，曲线下面积越大(最大值为1)，诊断价值越大，曲线下面积大于0.9被认为是诊断价值较高的诊断试验。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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人工关节置换后感染是关节置换手术的严重并发症，临床上对于准确判断人工关节置换后晚期疼痛是由于低毒性感染还是无菌性松动所致，常规的诊断方法都缺乏可靠的敏感性及特异性。细菌性生物膜的形成是导致假体周围感染的重要病因^[16]。

假体周围组织病原微生物学培养一度成为感染诊断的“金标准”。但是由于假体生物膜的存在，以及嵌合于生物膜中的细菌菌落通过改变其遗传表型抵御宿主炎症性免疫应答，从而避免被常规微生物技术检出^[17-18]，这些因素导致术前和术中学培养并不能完全确定病原微生物，存在培养阴性的假体周围感染病例^[19-20]。文献报道，病例培养阴性的发生率最高可达25%^[21-25]。Meermans等^[26]报道术前关节穿刺培养阴性发生率为17%，术前活组织切片检查的阴性发生率为21%以及术中培养的阴性率为8.3%。缺乏阳性的组织学培养结果不仅增加了对于感染诊断的不确定性，同时也为合理选择敏感抗生素治疗带来挑战。在本组病例研究中，仅有5例患者术后明确培养中感染病原菌。因此，本文采用翻修手术后随访期内临床疗效作为评价诊断试验的标准也是一种折中的方法。

美国骨骼肌肉系统感染学会根据假体周围感染的临床表现和实验室检查结果，于2011年提出了假体周围感染的标准^[27]。根据这一标准，血沉和C-反应蛋白浓度仍然是术前重要的筛选指标。而关节液组织学培养、白细胞计数、中性粒细胞百分比在诊断中占了很大的比重，提示术前关节腔穿刺的重要性。膝关节位置表浅，穿刺相对比较简单，但是髋关节的关节腔穿刺往往需要在CT定位下完成，穿刺操作的准确性和患者的依从性要求比较高，将髋关节穿刺作为术前筛选检查对于临床实践来说还是有诸多不确定性，因此这一诊断标准的临床实施尤其针对髋关节假体周围感染病例来说还存在争议。

美国骨骼肌肉系统感染学会制定假体周围感染诊断标准如下：满足以下3项者，诊断为假体周围感染：①假体周围窦道形成。②2个不同组织或关节液中分离出病原菌。③至少满足以下6项中的4项：a.血沉或C-反应蛋白浓度增高；b.关节液白细胞数量增多；c.关节液中性粒细胞百分比升高；d.关节周围有脓性渗液；e.假体周围组织或关节液中分离出病原菌；f.组织学检查中，5个以上高倍视野下(×400)发现白细胞计数多于5个/高倍视野。

三相同位素骨扫描多用于骨髓炎诊断^[28]。对于诊断假体周围感染的可能机制是感染区域周围软组织血供丰富，血流增快，血管壁渗透性增加，炎症细胞及炎性活化因子渗出增加，活化的炎症细胞对能量的需要量增加，导致对放射性示踪剂摄取增加，局部区域同位素放射性浓聚。三相分别为血流灌注相，血池相和延迟相。血流灌注相：放射性示踪剂注入后即刻反应血情况流灌注情况；血池相(平衡相)：注射后二至三分钟，血流平衡情况下，反应周围软组织代谢；延迟相(普通骨扫描相)：注射后三至四小时，反应骨组织内同位素代谢情况。通过双平面数字影像技术将不同时相下髋关节假体周围放射性同位素摄取的密度通过平面显影。定量分析采用时间-放射性核素摄取曲线表示，与对侧相同区域对照，正常情况下金属假体对放射性核素摄取率低，无菌性松动情况下延迟相假体周围放射性摄取增加，感染情况下三相放射性摄取均增加。非感染情况下，血流灌注相时假体侧核素吸收曲线低于对照侧；感染情况下，假体侧吸收曲线明显高于正常对照侧。

该项技术对于感染诊断的价值文献报道还存在争议。Nagoya等^[29]通过⁹⁹Tc^m标记的三相同位素骨扫描技术筛选46例人工关节置换后疼痛患者，统计发现感染诊断的阳性预测值83%，阴性预测值93%，灵敏度88%，特异度90%，准确性89%。Reinartz等^[30]报道三相同位素骨扫描对全髋关节置换后感染诊断敏感度为68%，特异度76%，准确性为74%。

文献研究显示术中冰冻病理切片多形核白细胞计数对于假体周围感染的诊断有很高的预测性。诊断的灵敏度大于80%，特异度大于90%^[31]。Lonner等^[32]回顾了175例假体翻修病例(髋/142，膝/33)，发现采用每个高倍镜视野下(×400)>5个多形核白细胞作为术中冰冻病理诊断标准，假体周围感染诊断的灵敏度84%；特异度96%；阳性预测值70%；阴性预测值98%。当诊断标准上升到每个高倍视野下(×400)>10个多形核白细胞时，假体周围感染诊断的灵敏度和阴性预测值不变，但是特异度和阳性预测值分别上升至99%和89%。

本组研究发现，术前血清学指标(血沉和C-反应蛋白)同时升高对于髋关节假体周围感染诊断的灵敏度和特异度分别为89%%和92%。这一统计结果与Spangehl等^[33]报道的诊断结果相一致，提示炎症性指标血沉和C-反应蛋白同时升高对于预测假体周围感染具有很高的可靠性。因此，临床上仍然将血清学检查结果作为翻修手术前的常规筛选指标。但值得注意的是对于炎症性关节病变、异位骨化活动期以及高龄患者合并呼吸及泌尿系统慢性感染患者，血沉和C-反应蛋白值也会升高。本组研究中临床怀疑感染病例组中，2例假阳性患者均为长期罹患类风湿性关节炎，通过进一步放射性核素检查和术中冰冻组织学病理检查排除感染诊断具有积极的临床意义，减少了因为两期翻修带来的手术风险，缩短了术后康复时间同时减轻了多次手术带来的额外经济负担。

本组研究发现，结合术前⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描和术中冰冻病理切片多形核白细胞计数方法后，工作特征曲线面积由0.906上升至0.972(曲线下面积>0.9)，提示上述两种诊断方法能够提高诊断强度。虽然对于假体周围感染诊断的统计分析发现特异度由92%上升至100%，但这一结果与病例样本数太少有关，100%的结果并不可信。同样受到样本数量限制的还有增加⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描和术中冰冻病理切片多形核白细胞计数方法与单纯依靠临床症状、血清学诊断方法之间的诊断价值显著性差异研究，P值为0.085 3，差异无显著性意义。随着病例数的不断积累，两者之间的统计学差异将会显著性增高。

本组病例研究发现，⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描和术中冰冻病理切片多形核白细胞计数阴性结果同假体无菌性松动的临床诊断之间有比较高的一致性。26例术前怀疑松动病例组中，25例得到确诊。显示⁹⁹Tc^m三相同位素骨扫描阴性结果具有排除感染诊断价值。1例假阴性患者术前血清学指标、三相同位素骨扫描和术中冰冻病理诊断均为阴性，最终培养结果发现金黄色葡萄球菌。根据Tsukayama等^[34]2003年髋关节假体周围感染的改良分型原则，该患者属于假体周围感染Ⅳ型：术中培养阳性。对于该类型假体周围感染，可以采取一期手术翻修结合术后延长敏感抗生素使用的治疗原则。随访过程中出现1例一期翻修手术后感染病例，因为缺乏进一步病原微生物学培养结果，尚不能判断感染是由于假阴性诊断结果导致复发还是由于翻修手术所致的新发感染病例。

本组研究的不足之处在于将临床疗效作为评价诊断试验的指标，并不能确定随访期内症状缓解是由于彻底了根治了感染病原菌还是病原微生物处于相对休眠状态，亦不能预测所谓临床症状缓解病例是否在将来还会出现假体周围再感染可能。提高培养的阳性率，建立假体周围感染诊断“金标准”，新的诊断试验如通过超声震荡提取生物膜或者分子诊断技术的研究有助于进一步明确感染病原微菌。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
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髋关节翻修术中冰冻病理切片与99Tcm三相同位素骨扫描共用诊断髋关节假体周围感染

Intraoperative frozen section analysis and 99Tcm triplephase bone scanning for diagnosing periprosthetic infection in hip

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