¹⁸F—FDG PET/CT引導下心臟術后慢性胸骨切口感染并發肋軟骨炎的診療

張汝凡　馮自豪　陸南杭　譚輝　王劍　亓發芝

[摘要]目的：評價¹⁸F-脫氧葡萄糖（¹⁸F-fluorodeoxyglucosc，¹⁸F-FDG）正電子發射斷層掃描/計算機體層攝影（PET/CT）對心臟術后慢性胸骨切口感染所致的感染性肋軟骨炎的診斷價值，以及對清創手術的引導作用。方法：連續收集33例心臟術后慢性胸骨切口感染患者，清創重建術前1周接受PET/CT檢查。PET/CT檢查距原心臟外科手術1.5個月～8年（平均9.2個月）。分別根據PET/CT及CT影像診斷并定位感染肋軟骨，與金標準對照。計算感染肋軟骨和未感染肋軟骨的平均SUVmax。根據PET/CT影像設計清創范圍，術后隨訪18～24個月，評價PET/cT引導下慢性胸骨切口感染并發肋軟骨炎的手術效果。結果：33例患者中16例有肋軟骨炎，PET/CT對肋軟骨炎的定性診斷準確性為100%，CT準確性為72.73%。共發現46處病變，PET/CT和CT對肋軟骨炎定位診斷的敏感性、特異性和準確性分別為86.96%、99.67%、98.79%和39.13%、99.67%、95.45%。感染肋軟骨和未感染肋軟骨的SUVmax分別為6.68±2.95、0.96±0.32。經PET/CT引導，肋軟骨炎患者一次清創重建術后治愈率為93.7%。結論：PET/CT診斷心臟手術后肋軟骨炎準確性高，定位診斷較CT有明顯優勢，引導手術清創效果可靠。

[關鍵詞]肋軟骨炎；外科傷口感染；診斷顯像；正電子發射斷層顯像術；清創術；修復

[中圖分類號]R63 [文獻標志碼]A [文章編號]1008-6455（2018）02-0025-04

心臟外科術后遷延不愈的胸骨切口感染是一項復雜、難治的并發癥。徹底清創和胸壁重建是基本的手術治療方式。發生于術后中晚期的感染常表現為胸骨切口慢性竇道，肋軟骨炎多見。未直接向胸壁形成明顯竇道的肋軟骨炎易被誤診和漏診，難以徹底清創，導致切口感染反復復發或遷延不愈。準確判斷慢性胸骨切口感染者是否存在肋軟骨炎，并對感染肋軟骨準確定位，對手術成功十分關鍵。本研究利用¹⁸F-脫氧葡萄糖正電子發射斷層掃描/計算機體層攝影（¹⁸F-fluorodeoxyglucose positron emissiontomography/computed tomography，¹⁸F-FDG PET/CT）（以下簡稱PET/CT）對肋軟骨炎進行定性及定位診斷，并根據PET/CT結果引導手術清創，現報道如下。

1資料和方法

1.1臨床資料：2014年12月至2015年8月，連續收集擬行手術治療的慢性胸骨切口感染患者。未行手術治療及心臟手術后不滿1月者不納入研究。本組共收集33例患者，其中男性19例，女性14例，平均年齡（61.7±11.8）歲；既往行冠脈手術者17例，瓣膜置換15例（1例同時接受冠脈及瓣膜手術），主動脈全弓置換2例；腎功能不全者1例，肥胖者（身體質量指數>28）1例，糖尿病者9例。

1.2PET/CT檢查：所有患者于術前1周行PET/CT檢查。PET/CT檢查距原心臟手術1.5個月～8年（平均9.2個月）。由GE公司生產的Discovery VCT 64（GE Medical Systems，Wisconsin-Milwaukee，美國）PET/CT儀器進行檢查。放射性示蹤劑采用¹⁸F-FDG（上海原子科興藥業有限公司），放化純>95%。檢查前患者禁食并停止含糖補液至少6h，血糖控制在7mmol/L以下。靜脈注射18F-FDG試劑，劑量為4.4MBq（0.12mCi）/kg。注射后囑患者安靜休息，1h后進行PET/CT掃描。

掃描范圍自肺尖至肺底。在同一范圍用三維模式采集PET圖像，采集6～7個床位，每個床位2min。CT掃描在范圍和層厚上與PET相匹配，掃描參數如下：光管電流，200mA：光管電壓，140kV：層厚3.75mm。PET圖像采集完成后，基于CT數據對PET圖像進行衰減校正，使用迭代法重建，通過用GE公司Xeleris：I：作站進行圖像融合。

所有圖像分為PET/CT和未與PET融合的CT圖像兩組，分別由2名核醫學科醫師和2名放射科醫師閱片，根據組織是否存在FDG異常攝取或CT信號改變判斷患者是否存在肋軟骨炎，并定位感染肋軟骨，在組內得出一致性結論。核醫學科醫師及影像科醫師互盲，均不知曉對方診斷結果。

研究者在PET圖像上對每位患者雙側第1～第10肋軟骨勾畫出可疑區（Region of interest，ROI），測定并記錄其最大標準攝取值（Maximum standard uptake value，SUVmax）。

1.3手術治療：術前對已經形成的竇道或皮下膿腫開放引流，每日換藥。術前30min開始使用抗生素。手術沿原切口及慢性竇道進入，切除所有不健康的皮膚及皮下組織，去除線頭、起搏器導線等異物。術者在術中根據PET/CT提示，結合患者臨床表現及術中所見對肋軟骨區進行探查清創，切除所有病變肋軟骨及其纖維包裹，直至顯露出健康軟骨或肋骨截面。清創后用雙氧水、稀釋的碘伏溶液以及新潔爾滅溶液反復沖洗傷口。多發肋軟骨炎合并胸骨不穩的患者需酌情使用鈦板或鈦網重塑胸廓結構及穩定性。創面及易形成死腔的缺損處使用胸大肌肌瓣覆蓋、填塞。術中切除的肋軟骨標記解剖位置后分別送病理檢查及病原微生物培養。

1.4診斷標準：術后由臨床醫生對肋軟骨炎進行確認診斷，滿足以下兩項者確診肋軟骨炎：（1）有感染全身表現者：發熱（體溫超過38℃）或白細胞計數>10000/μl。或有局部表現者：肋軟骨區疼痛、壓痛，肋軟骨區形成皮膚竇道或向胸骨正中切口形成竇道，伴有膿性分泌物。（2）滿足以下3項中至少1項者：①肋軟骨化膿，或呈蟲噬樣改變，伴發黃、質脆及膿性分泌物者；②肋軟骨分泌物或肋軟骨區膿液微生物培養陽性者；③術中取得的肋軟骨組織病理檢查提示存在急慢性炎癥者。上述條件作為診斷試驗的金標準。

1.5評價指標：術后患者進行隨訪，隨訪18～24個月。截止至末次隨訪患者手術切口愈合良好，無紅腫、滲液或竇道形成，無全身感染征象，胸壁無紅腫、疼痛或壓痛者，認為感染治愈。

將PET/CT及CT對肋軟骨炎定性及定位診斷的結果分別與金標準對照，計算診斷準確度。以每位患者雙側第1～第10肋軟骨作為檢查對象，分析兩種檢查手段定位感染肋軟骨的敏感性、特異性及準確性。分別統計感染肋軟骨和未感染肋軟骨的SUVmax并比較其均數。

1.6統計學分析：所有數據使用軟件SPSS 19.0進行統計分析。計量資料采用t檢驗，計數資料采用卡方檢驗。顯著性水平α為0.05。

2結果

2.1肋軟骨炎定性診斷結果：33例患者中16例有肋軟骨炎。PET/CTXE確診斷其中16例，準確度100%（見圖1）；cT正確診斷7例，準確度72.73%。

2.2肋軟骨炎定位診斷結果：16例肋軟骨炎患者中共發現46處肋軟骨病變，在肋軟骨炎的定位診斷中，PET/CT的靈敏度、特異度和準確度分別為86.96%（40/46）、99.67%（612/614）、98.79%（652/660）（見圖2）；cT的靈敏度、特異度和準確度分別為39.13%（18/46）、99.67%（612/614）、95.45%（630/660）。其中PET/cT的靈敏度顯著高于CT，差異有統計學意義（x²=5.23，P=0.02）。

2.3肋軟骨SUVmax檢測結果：未感染肋軟骨的SUVmax為0.96±0.32，感染肋軟骨的SUVmax為6.68±2.95，顯著高于未感染肋軟骨（t=13.12，P<0.0001）（見圖3）。受試者工作特征（Receiver operating characteristic，Roe）曲線分析顯示曲線下面積為0.997（P<0.0001，95%CI為0.995～1.000）。當SUVmax診斷界值為1.585，當SUVmax>1.585時診斷肋軟骨炎，靈敏度為100%，特異度為98.2%，約登指數最大（見圖4）。

2.4治療結果：經PET/CT引導清創后，33例感染患者中2例復發，一次清創重建手術治愈率為93.9%。復發患者中1例有肋軟骨炎，另1例診斷為血管移植物感染。16例肋軟骨炎患者經過一次清創重建手術治愈率為93.7%。

3討論

心臟術后胸骨切口感染是一類較為復雜的疾病。術后早期出現的傷口感染，部分病例可通過床旁清創換藥愈合。經過上述處理仍未愈合，或發病于術后中晚期（1個月及以上）的感染常可涉及多個解剖層次。肋軟骨炎較為多見，清創不完全易導致感染反復復發，胸前傷口持續流膿，散發異臭，使患者難以回歸正常生活。傷口遷延不愈可導致周圍皮膚纖維硬化，皺縮變形，若不能及時徹底處理，感染范圍可能繼續擴大，危及胸壁穩定性甚至縱隔內重要結構，使修復手術難度升級，難以兼顧滿意的形態效果。

肋軟骨由軟骨膜供血，內部無滋養血管，抗感染能力較差，易被感染累及。發生感染時，靜脈用抗生素亦難以到達感染灶。肋軟骨炎可能由切口感染直接蔓延播散，也可能因術中損傷軟骨膜，導致出現無菌性壞死。無菌性壞死的肋軟骨初期分泌物微生物培養可能呈陰性，但在此基礎上可繼發感染，形成壞死一感染一壞死的惡性循環。感染的胸骨切口本身愈合后，肋軟骨炎仍可能持續存在。感染肋軟骨不經徹底清創難以自愈，成為切口感染復發的源頭。

肋軟骨炎的治療包括術前創面準備和圍手術期敏感抗生素的使用，而治療重點仍是手術清創。雙側第1～第10肋軟骨均與胸骨直接連接或通過其上方肋軟骨與胸骨間接連接，潛在受累范圍廣泛，術中一一切開創傷過大。大范圍切除肋軟骨影響胸壁穩定性，可能造成胸壁軟化影響呼吸功能。既往對肋軟骨炎的清創范圍存在爭議。部分學者主張在感染肋軟骨基礎上擴大切除范圍，以避免復發。而另有學者為降低胸壁軟化的發生幾率，主張在超出健康肋軟骨1～2cm處切除病變肋軟骨即可。Talucci等為避免廣泛切除肋弓，曾提出“火巷”（Fire breaks）術式隔斷感染灶與健康肋軟骨，感染控制后再行二期手術將感染灶切除。Young等通過對食管切除術后肋軟骨炎的研究，提供了預防肋軟骨炎復發的手段：在咬除肋軟骨時，對肋軟骨膜加以保護，在臨近咬除斷端的內側開始剝離肋軟骨膜，咬除感染肋軟骨后用剝離好的肋軟骨膜包裹斷端，避免軟骨截面直接暴露。無論何種手術方式，肋軟骨受到感染累及的部分需完全切除是學界共識，如何在完整切除受累肋軟骨的基礎上減少對胸壁支持系統的破壞是治療難點。

既往臨床上多通過患者胸壁疼痛、壓痛及肋軟骨表面竇道形成等臨床表現判斷是否存在肋軟骨炎。而胸壁疼痛、壓痛常在隨訪中與術后切口反應相混淆。老年患者的低位肋軟骨炎可能被誤診為消化道疾病。部分肋軟骨炎完全沒有定位性的臨床表現。

目前CT是胸骨切口感染術前的常用檢查，該檢查手段對肋軟骨炎的識別能力有限。心臟手術后患者體內多存在固定胸骨的金屬置入物，不能使用對軟組織成像較好的核磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）。18F-FDG PET的診斷原理是通過觀察組織對葡萄糖的攝取識別代謝異常的病灶，其適用范圍不限于惡性腫瘤，也包括感染和炎癥。慢性炎癥時組織的合成代謝向分解代謝轉移，葡萄糖攝取持續增高，在PET圖像上表現為FDG的異常攝取。本研究利用了PET的這一特點識別感染肋軟骨。研究對象的PET/CT檢查均距離心臟手術1.5個月以上，正常組織對手術創傷的反應已基本平復，可排除反應性代謝增高對組織代謝的影響。且心臟手術本身少有涉及肋軟骨，PET圖像上的FDG濃聚主要源于感染所致炎癥。

曾有研究者采用^99mTc-六甲基丙二胺肟（Hexamethylpropylene amine oxime，HMPAO）標記白細胞單光子發射計算機斷層掃描（single photon emissioncomputed tomography，SPECT）判斷有可疑臨床表現的患者是否存在深部胸骨切口感染，準確性高。但該檢查需完成采集白細胞一標記一回輸的一系列準備，注射示蹤劑到顯像需等待20h。長診斷時程、放射安全及血制品管理安全使這項檢查難以推廣。

評價肋軟骨炎定位診斷效率時，實際受檢對象為每位患者可能受到感染累及的雙側第1～第10肋軟骨。本研究將每一處肋軟骨視為獨立受檢對象進行統計，樣本量大。研究結果顯示PET/CT的敏感性和特異性均較高，CT的特異性較高而敏感性低。PET/CT影像中以標準化攝取值SUV來評價組織的糖代謝程度，目標區域的糖代謝程度多以SUVmax來表示。以單個肋軟骨為單位區域，感染肋軟骨的SUVmax顯著高于未感染的SUVmax。研究顯示在動物模型中炎癥組織的炎癥細胞密度與FDG攝取呈正相關。但臨床上尚無可靠方法評價感染的嚴重程度，難以判斷SUVmax是否與感染程度相關。此外，本研究中感染肋軟骨與未感染肋軟骨的SUVmax呈兩極化分布，ROC曲線約登指數最大點臨界值附近數據較少，受限于肋軟骨炎的發病率，需長期研究完善診斷指標。

為減少患者術前檢查接受的放射劑量，本研究直接選取了PET/CT中融合的cT圖像交予影像科醫師閱片，未另行增強CT。回顧文獻，對胸骨切口感染經驗豐富的影像科醫師通過增強CT診斷肋軟骨炎的敏感性為87.6%，特異性為56.9%，診斷效率不及PET/CT。PET/CT直觀的影像學表現形式降低了影像診斷的閱片者依賴性，便于術者術中參考。

PET/CT定位診斷肋軟骨炎的高敏感性和特異性給手術治療帶來了突破性的指導意義。以往隱藏在模糊臨床表現下的感染肋軟骨經PET/CT掃描，在核醫學影像上表現為明顯的FDG攝取增高，為手術計劃提供了可靠依據。在相對精準的定位引導下，手術易達徹底清創，降低因肋軟骨炎清創不全導致的高復發率，臨床意義顯著，有推廣價值。本研究僅對清創手術前的患者進行了PET/CT檢查。PET/CT是否可用于術后隨訪，評價預后，指導抗生素使用，有待進一步研究。

[收稿日期]2018-01-19 [修回日期]32018-01-30

編輯/朱婉蓉