一期病灶清除植骨内固定治疗原发性椎间隙感染

【摘要】  评估一期病灶清除、植骨并内固定原发性胸腰椎间隙感染的外科疗效。［方法］回顾性分析1999年5月～2006年2月收治的18例原发性胸腰椎间隙感染的疗效，其中胸椎间隙3例、T12L1间隙2例、腰椎间隙10例、L5S1间隙3例。所有患者均无椎间盘手术病史及脊柱封闭或穿刺史，纳入诊断均靠术中术后病理确诊。全部病例均因保守治疗无效后行病灶清除、植骨并内固定术。术中病灶清除后局部应用抗生素，术后继续抗感染治疗。观察手术前后患者腰背部疼痛等症状缓解、神经功能恢复、脊柱矢状面平衡情况。［结果］所有患者术后症状明显缓解，体温正常。术前伴有脊髓神经损伤的6例患者术后神经功能均得到不同程度恢复。18例中仅有3例术后脓液细菌培养结果提示为金黄色葡萄球菌生长，其余均为无菌生长。所有病例术后标本病理结果均提示炎性改变，有中性粒细胞、浆细胞或巨噬细胞浸润，但未见结核性改变。随访13 ～ 45个月，平均26个月，感染均无复发，影像学检查提示：椎体序列良好，植骨节段均已骨性融合，无内固定物松动、断裂。术前误诊为“脊柱结核”8例。［结论］病灶彻底清除、植骨并坚强内固定有利于治疗原发性椎间隙感染，内植物的应用对感染无明显不良影响。

【关键词】  椎间隙 感染 外科治疗

    Abstract: ［Objective］To evaluate the outcome on patients with primary infection of intervertebral space of the thoracolumbar spine following combined one-stage debridement，strut grafting and internal fixation. ［Method］ From May 1999 to February 2006, 18 patients with spontaneous infection of intervertebral space were analyzed retrospectively. These infections occurred at thoracic spine in 3 cases (16.7%), thoracolumbar junction in 2 cases (11.1%), lumbar spine in 10 cases (55.5%), and lumbosacral junction in 3 cases (16.7%). Their clinical data and outcome were studied. None of all had previous spinal surgery or spinal injection, and their diagnosis were confirmed by histopathology after surgery. All patients were treated by one-stage debridement, strut grafting and internal fixation after failure of nonsurgical treatment. Antibiotics was used following debridement in the infection sites, and was continued to be administered after surgery. Patients were evaluated before and after surgery in terms of pain, neurologic level, sagittal spinal balance, and radiologic fusion.［Result］Postoperatively, all patients experienced significant relief of symptoms, and no fever.Six patients showed improved neurological status (at least one grade improvement on Frankel's functional classification).Only 3 of 18 cases had a positive culture result that pathogen identified Staphylococcus aureus. Histological examination of the specimen after surgery revealed that inflammation occurred in all patients, but no evidence of tuberculosis.The period of follow-up ranged 13 to 45 months with a mean of 26 months. No evidence of recurrence or residual infection was observed in any patient. Postoperative radiological evaluation revealed that implants were stable, there was no phenomena of prosthesis subsidence, hook dislodgment and failure restoration of spinal segments height. Solid bony fusion was obtained in all patients. Eight patients were misdiagnosed for spinal tuberculosis. ［Conclusion］ One-stage eradication of the infection，strut grafting and internal fixation are effective treatments for primary infection of intervertebral space.The presence of the instrumentations at the site of infection has no negative influence on the course of infection healing.

    Key  words：intervertebral space；  infection；  surgical procedures

    椎间隙感染是一种比较少见且病情严重的疾病，1951年由Gieseking首次报告，其发生率为0.1%～4%。椎间隙感染继发脊柱术后者多见，原发性或自发性椎间隙感染报道较少，其发病原因除无菌性炎症和自身免疫性反应外，主要考虑细菌感染。以往对于原发椎间隙感染，在应用大剂量广谱抗生素配合局部制动治疗无效后，常规单纯行病灶清除或加植骨融合术，但术中一般不应用内固定物。本科自1999年5月～2006年2月，对18例原发性胸、腰椎间隙感染因保守治疗无效后一期行病灶清除、植骨并内固定术，术后予以足量、有效抗生素治疗，疗效满意，现报告如下。

    1  临床资料

    1.1  一般资料所有患者纳入标准均靠术中术后病理诊断。本组18例，男11例，女7例；年龄31～73岁，平均51岁；发病时间1个月～3年，平均5个月。发病部位：胸椎间隙3例，其中T8、9节段1例，T9、10节段1例，T10、11节段1例，T12L1椎间隙2例；腰椎间隙10例，其中L1、2节段1例，L2、3节段2例，L3、4节段2例，L4、5节段5例，L5S1节段3例。伴发疾病：3例伴有糖尿病。本组患者均无腰背部穿刺、封闭及手术病史。所有患者均有腰背部反复、持续性疼痛，伴腰部活动受限，其中8例伴有低热、全身乏力等症状。查体：局部深压痛、叩击痛明显。5例有腰背部后凸畸形，Cobb’s角4.8°～15.4°，平均8.5°±3.2°。6例有不同程度的脊髓神经受损症状，神经功能按Frankel分级：C级2例，D级4例，E级12例。实验室检查：8例WBC升高（11.8×109/L ～13.4×109/L），10例ESR增快（22.0～108.5 mm/h），10例CRP升高（23.7～61.2 mg/L）。X线片早期无明显异常，后期显示椎间隙变窄、模糊，甚至椎体骨质破坏，可同时出现骨质增生硬化，椎体间形成骨桥（图1a、2a）。CT扫描可见病变椎间盘及其上下缘椎体骨质不规则破坏，5例伴有椎旁脓肿等。MRI显示：受累椎间盘和相邻椎体T1加权呈低信号，椎间盘和相邻椎体界限不清，T2加权呈高信号或高低混杂信号；椎间盘破碎，软骨终板边界模糊不清。5例椎间隙周边明显环状强化。增强扫描显示受累椎间盘、相邻椎体及椎旁软组织异常强化（图1b、2b）。

    1.2  术前准备  术前嘱患者卧床休息，常规静脉使用广谱抗生素治疗。

    1.3  手术方式  本组病例均一期行病灶清除（必要时行椎管减压），辅加植骨并内固定术，其中前路手术9例，后路7例，前后联合入路2例。术中在保护好硬脊膜与神经根后，暴露病变椎体及椎间隙，用髓核钳及刮匙彻底清除死骨、脓液及炎性肉芽等病变组织。清除椎间隙病灶时要求彻底清除病变侵犯的椎间盘组织，包括糜烂的纤维环、残余髓核、病变的软骨终板及软骨下骨，直至渗血的正常骨质。大量生理盐水冲洗，病灶清除后局部使用大剂量广谱抗生素。术中取标本行细菌培养加药敏试验、抗酸杆菌染色、结核杆菌培养、快速冰冻病理检查。

    1.3.1  前入路  本组3例胸椎及2例T12L1椎间隙感染均行前路手术。腰椎间隙破坏且伴有椎旁脓肿者，行前路病灶清除、脓肿引流术，对椎体严重骨质破坏伴后凸畸形、脊髓神经受压者，行前路病变椎体大部或完整切除（本组仅1例因病变累及3个椎体，骨质破坏较重，予以切除两个椎体），破坏较轻的椎体仅予以病灶彻底清除。注意彻底清除对侧病灶。术中需注意分离并结扎或电凝椎体节段血管。硬膜囊及神经根充分减压后，再行前路单纯植骨或钛网植骨或Modulics人工椎体植骨，辅加Z-plate钢板或Centaur椎体钉板系统或XIAⅡ椎体钉棒系统内固定（图1c）。

    手术常规从左侧入路，如遇有脓肿、骨质破坏者，则从病变侧进入，病变累及双侧者，则从脓肿较大、骨质破坏严重的一侧进入。胸椎手术：健侧卧位，常规沿肋骨走行作斜切口，切除1～2根肋骨显露侧前方。胸腰段手术：健侧卧位，常规沿第11、12肋骨走行作肾切口，切除相应肋骨，将膈肌脚距其止点2.5 cm处切断，并切断膈肌的弓状韧带，胸膜反折处须用“花生米”纱球钝性分离，避免损伤胸膜、腹膜，从胸膜外腹膜后行侧前方显露。腰椎手术：平卧位，常规作腹部倒八字斜切口，腹膜外前显露。

    1.3.2  后入路  腰椎单纯椎间隙破坏者行后路手术。病灶彻底清除后，椎间隙单纯植骨或置入两枚美国史赛克OIC椎间融合器（其内植骨），再行椎弓根钉系统内固定（图2c）。

    1.3.3  前后联合入路 1例，L4、5间隙感染同时病灶累及硬膜外腔并伴椎管狭窄者及1例L5S1间隙感染者，采用前后联合入路，先行后路椎弓根钉系统内固定，再行前路病灶清除术。

    1.4  术后处理经胸腔入路者须放置胸腔闭式引流。术后标本常规行病理检查。术后静脉滴注广谱或敏感抗生素，直至体温正常、局部症状缓解，查ESR及CRP正常，而后继续口服抗生素2～3周。患者术后严格卧床休息，两周后根据脊柱稳定性重建情况，戴胸围或腰围在床上起坐或床边下地活动。

    2治疗结果

    手术时间150～210 min，平均180 min。术中出血400～1 200 ml，平均800 ml。术前误诊为“脊柱结核”8例，抗酸杆菌染色及结核杆菌培养均为阴性。病理确诊后均停用抗结核药治疗。所有患者术后腰背部疼痛明显缓解，体温正常。切口均Ⅲ/甲愈合，无窦道形成。复查ESR、CRP术后一度较术前升高，后渐下降至正常。18例中仅有3例术后脓液细菌培养为金黄色葡萄球菌生长，其余均为无菌生长。所有病例术后病理结果均提示炎性改变，如局灶中性粒细胞、浆细胞或巨噬细胞浸润，炎性组织增生，肉芽肿形成，或局灶坏死，死骨形成，或慢性骨髓炎病理性改变等，但均未见结核性改变（图1d、2d）。术后脊髓神经均未加重损伤，6例术前伴有脊髓神经损伤的患者神经功能均得到不同程度恢复。Frankel分级：C级1例恢复至D级，另1例至E级；D级4例均恢复至E级；E级12例均未有神经症状加重。5例腰背部后凸成角畸形被纠正，术后成角0°～6.0°，平均3.1°±1.5°（后凸矫正6.5°±1.4°）。1例术后出现胸腔包裹性积液，经B超定位穿刺后吸收。术后3～5个月X线片示所有患者植骨节段均已骨性融合，无假关节形成。随访13～45个月，平均26个月。最后随访时感染均无复发，影像学检查提示椎体序列良好，椎间高度恢复，无内固定物松动、断裂，矫正角度无明显丢失。  图1a术前正侧位片示：L2、3椎体骨质破坏与增生并存  图1b术前MRI示：L2、3椎体及间隙破坏，椎间隙周边明显强化  图1c术后正侧位片示：病变椎体部分切除、人工椎体植骨及centaur钛板重建  图1d术后病理示：多量中性粒细胞、浆细胞或巨噬细胞浸润，考虑炎性肉芽组织  图2a术前腰椎正侧位片示：L4、5椎间隙变窄，相应椎体上下缘骨质破坏  图2b术前MRI：L4、5椎间隙破坏，L4椎体下缘、L5椎体上缘虫蚀样破坏。椎间隙周边明显环状强化  图2c术后腰椎正侧位片：L4、5椎间植人工骨，后路椎弓根钉系统内固定  图2d术后病理示：纤维软骨退行性改变，局部炎性细胞浸润3  讨论

    椎间隙感染一旦诊断明确，要求严格卧床休息，局部制动，这既有利于缓解疼痛，又有利于炎症的局限和吸收。早期需静脉滴注大剂量有效抗生素，合理使用可有效到达椎间隙并穿透软骨终板的抗生素，如头孢唑啉或大剂量广谱抗生素等［1］。若持续应用足量有效抗生素2～3周，连续复查血沉不降，症状无明显缓解者，应积极手术，以免引起硬膜外脓肿或椎管内感染、粘连，导致或加重脊髓神经损伤。Hadjipavlou［2］认为，对于化脓性椎间隙感染，保守治疗比手术治疗残余背痛更多见，发生率分别是64.0%和26.3%。及时行病灶清除术能迅速缓解症状，加快椎间骨性愈合，缩短病程。另外手术可以得到病理、致病菌及敏感药物结果，便于早期诊断，有效治疗，防止因盲目应用抗生素而导致的感染扩散。

    对于椎间隙感染的外科，以往常规行病灶清除或脓液引流术，必要时行神经减压术。刘洪报道［3］，一期病灶清除、植骨术是治疗脊柱化脓性骨髓炎安全有效的手术方法。但报道［4、5］，单纯病灶清除、植骨（如植入三面皮质的髂骨），未行内固定，术后易导致植骨块吸收、椎间隙蹋陷、植骨块移位、假关节形成等；还可造成脊柱稳定性差，矢状面平衡丢失，后凸畸形加大；由于感染复发或后凸角度增大，再手术发生率达10%～50%。随着外科技术的提高，材料的及高效抗生素的应用，内固定物在椎间隙感染，甚至化脓性感染病例中得到很大应用。Graziano［6］采用前路病灶清除、后路椎间植入自体腓骨辅加椎弓根钉内固定，成功治疗7例化脓性胸腰椎感染，术后腰背痛缓解，随访25个月，感染无复发，无假关节形成，椎间植骨融合。Lee［7］报道经后路病灶清除，椎间植入自体髂骨辅加椎弓根钉内固定治疗18例化脓性脊柱炎获得成功。Lehovsky［8］认为在病灶清除、脓液引流、神经减压后，应用金属内植物进行内固定能成功获得脊柱矫形与稳定，这对于化脓性脊椎炎或椎间隙感染的治愈是非常必要的。应用内植物有利于加快植骨融合，提高骨融合率。据报道［9、10］，应用内植物骨融合率可提高达93%～96%。另外，应用内植物有利于重建脊柱稳定性，对控制和治愈感染意义重大。绝对稳定，可以使炎症局限，防止炎症扩散而导致炎症迁延不愈。

    虽然在椎间隙感染患者后路应用椎弓根钉内固定报道较多，但在椎间隙感染灶清除后原位植入钛网争议较多。反对者主要担心在金属表面形成糖蛋白复合物导致慢性感染。但Sheehan［11］研究发现葡萄球菌对金属表面粘附能力低，只要一期病灶清除彻底，加上术中术后应用敏感、有效抗生素，钛网等内植物的应用是安全的。Fayazi［12］报道分期行前路病灶清除、钛网植骨重建，后路椎弓根钉内固定治疗11例活动性化脓性感染，术后平均随访17个月无感染复发，认为即使是活动性感染，钛网也能在病灶清除后应用重建前柱骨缺损。Dimar［13］报道，在化脓性脊柱炎静脉应用抗生素无法控制感染后，一期行病灶清除、钛网重建前柱，感染控制后二期行后路内固定治疗42例。应用一期前路病灶清除、植骨，二期行后路内固定，能有效地控制感染，防止感染复发，但创伤大，需二次手术，增加病人痛苦，费用高。

    近年来有较多作者开展了一期病灶清除、植骨加内固定术。Kuklo［14］报道一期前路病灶清除、钛网植骨重建，辅加后路椎弓根钉内固定治疗21例化脓性脊柱炎，术后随访2年余无慢性感染或排斥反应发生。Korovessis［15、16］报道一期前路钛网植入与后路内固定融合成功治疗14例胸腰椎化脓性脊柱炎，认为前路钛网的应用不但对感染的愈合无负面影响，而且可以增强受累节段的稳定性并有利于脊柱矢状面平衡，保持椎间隙高度。因急性型化脓性脊椎炎有很强的椎体间骨性融合的倾向，后遗症状少；而亚急性或慢性型不易发生骨性融合，易发生腰椎不稳与反复急性发作［17］。坚强脊柱固定有利于骨桥形成。本组所报道的病例均行病灶清除（有神经压迫症状者同时行椎管减压），辅加植骨并内固定术，对有椎体严重骨质破坏伴后凸畸形、脊髓神经受压、脊柱不稳者同时进行了病变椎体大部切除术，术中病灶区局部应用大剂量抗生素。结果所有患者术后腰背痛、发热等症状均明显缓解，术后体温及ESR、CRP均正常，切口一期愈合，随访一年以上均无窦道形成或感染复发，机体对内植物无排斥反应，这也可能与椎间隙感染大多为长期慢性发病、细菌培养大多阴性有关。本组患者病史均较长，平均5个月，最长达3年，18例中仅有3例术后脓液细菌培养结果为金黄色葡萄球菌生长，其余均为无菌生长。Gillard［18］在椎间隙感染的患者病原微生物检查常为阴性后，认为该病的发生与致病菌毒素长期在体内郁积、全身抵抗力低下有关。另外脊柱部位深在，血运丰富，术中病灶清除彻底，且内植物本身生物相容性好，致使内植物在化脓性感染体内能成功应用。

    一期病灶彻底清除后，有效、坚强的内固定可重建和维持脊柱术后即刻稳定性，还可防止矫正角度丢失；内固定的应用可减少术后绝对卧床时间，便于早期在床上起坐并下床活动，也能减少术后呼吸系、泌尿系感染等并发症发生；内固定的应用可加快植骨融合，为脊柱获得长期稳定创造条件，使炎症静止并最终愈合。本方法对控制感染、预防复发是安全、有效的。虽然本组未有复发病例，但急性化脓性感染灶清除术后，一期置入内固定物仍需慎重。

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