CT影像聯合血清C反應蛋白檢測對術后器械性脊柱感染的診斷價值

李昶榮，葉橋欽，文康彥（廣東省江門市新會區人民醫院醫學影像科，廣東江門 529100）

術后器械性脊柱感染（PISI）是一種少見并發癥，發生率為2%～3%[1]。PISI 的外科治療技術復雜，且有可能引發其他并發癥[2]，因此在手術前進行準確診斷非常必要。由于患者的臨床和生物學特征的不確定性，所以PISI 的診斷基本上依賴微生物學檢驗結果[3]；然而，深部活檢標本的培養很少能在手術前獲得，且血液培養與深部活檢標本培養的相關性很低[4]。在生物學指標評價方面，血清C 反應蛋白（CRP）水平是可靠的檢測方法，但CRP 在植入物感染的慢性階段缺乏靈敏度，診斷通常需要替代成像工具[5]。磁共振成像（MRI）被認為是診斷脊柱感染的金標準，但MRI在診斷PISI中有較大的局限性，且在手術后的幾個月內MRI 很難將感染與正在修復的組織區分開來[6]。此外，金屬植入物造成的許多偽影妨礙了分析的質量性能[6]。CT 影像則在脊柱感染的檢測方面顯示了良好的診斷效能[7?8]，本文對CT 影像聯合血清CRP評估PISI的診斷性能進行了觀察。

1 資料和方法

1.1 病例資料

2011 年1 月－2018 年11 月懷疑患有PISI 并接受CT 檢查的49 例患者，均符合以下納排標準，納入標準為年齡大于18歲，且脊柱手術后超過12周接受CT檢查者；排除標準為活動性癌癥者，孕婦或哺乳期婦女，除骨科器械外的其他植入物（鞘內或硬膜外導管、鞘內泵、植入式神經刺激器），發熱或其他處感染引起CRP 增高者。49 例中，男22 例（44.9%），中位年齡65.0歲。本研究經本院倫理委員會批準。

1.2 診斷標準

常規隨訪納入患者至少12 個月。如果滿足以下至少一項標準，則可以確診PISI[7?8]：（1）手術期間植入物周圍膿液的觀察和/或從骨組織、血液培養物中鑒定出微生物；（2）通過活檢或手術獲得感染組織學證據，骨活檢可以由深層手術樣本或經皮活檢提供。當懷疑存在凝固酶陰性葡萄球菌或痤瘡丙酸桿菌時，至少需要2 個陽性標本才能進行陽性診斷；（3）經驗性抗生素治療后3 個月的隨訪情況有所改善，抗生素治療后的改善定義為隨訪檢查中與脊柱感染相關的參數改善，諸如臨床癥狀（例如背痛或神經系統損害）、影像學參數（在脊柱影像學研究中炎癥跡象明顯減少）或細菌存在的指標（例如血液培養物）改善。抗生素治療后僅降低非特異度炎性過程指標，例如發燒、CRP 水平或白細胞計數（WBC）均不被認為是脊柱感染的證據，因這些指標也可能與其他炎性疾病有關。

1.3 影像學檢查

所有患者均行CT 和MRI 檢查。使用64 排MDCT 掃描儀（Brilliance 64，德國Philips 公司）采集多探測器計算機斷層掃描（MDCT）圖像。MDCT 包括矢狀、冠狀以及骨窗和軟組織窗中脊柱的軸向序列。采集參數如下：120 kV，300～350 mAs，0.5 或0.4 s 旋轉時間；探測器準直8 mm×2.5 mm 或64 mm×0.625 mm，視場350 mm×350 mm，矩陣512×512。由2 名具有豐富經驗且對患者臨床特征和術后病理不知情的放射線醫師對CT 掃描結果進行評估，感染的提示性征象包括[8]：（1）整體印象（有典型的炎癥：關節間隙狹窄或增寬、關節面侵蝕、關節面骨質硬化、關節面下骨質囊變、關節相鄰軟組織腫脹）；（2）椎體部位（椎間盤高度降低，椎體破壞，有/無終板受累、骨受累和/或周圍軟組織膿腫、關節融合術材料受累）。

常規MRI 使用Achieva 3.0T TX 系統和1 個SENSE?Spine?15 脊柱線圈（德國Philips 公司）。該方案包括矢狀面短時間反轉恢復t序列、矢狀面T2加權和T1 加權序列，軸向脂肪飽和T1 加權序列。MRIs的分析參照檢查時的放射科醫生報告進行。研究只考慮了MRI 的結論，并按二元得分區分了患者是否有感染表現。

1.4 CRP數據

從醫療記錄的血液檢驗結果中收集CRP數據。

1.5 統計學處理

以SPSS19.0 軟件進行統計學處理，以Kolmogo?rov?Smirnov 檢驗進行正態分布檢驗，正態分布的計量資料以表示，采用t檢驗；非正態分布計量資料采用Mann?WhitneyU檢驗。計數資料采用（校正）χ2檢驗。通過對受試者工作特性（ROC）的分析計算不同評價方法的診斷效能。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者的臨床特征

49 例中有22 例患有PISI，其余27 例排除種植體感染。與非PISI 組相比，PISI 組中性粒細胞、CRP 水平均顯著升高（P<0.01 或0.05）。兩組患者的臨床特征和手術特征見表1、2。

表1 兩組患者的臨床指標

49例中，45例行MRI檢查，4例因禁忌證（裝有心臟起搏器2 例或患者拒絕2 例）而不能行MRI 檢查。中位隨訪時間為412 d（IQR為187～971 d），無一失隨訪。隨訪期間，25 例通過脊柱手術（18 例）、放射性活檢（4 例），血培養（7 例，其中4 例與手術結合）方式采集了組織標本進行細菌培養，22 例PISI 感染病例組織標本中發現細菌，其中金黃色葡萄球菌9 例，凝固酶陰性葡萄球菌3例，痤瘡表皮菌2例，銅綠假單胞菌1 例，奇異變形桿菌和大腸桿1 例，陰溝腸桿菌1 例，其余4 例術中均觀察到膿性分泌物，組織標本培養物中未發現細菌生長。

2.2 不同診斷方法的診斷值比較

兩位觀察者對CT 掃描的評估結果一致性為88.2%（kappa 系數為0.77）。CT 掃描診斷PISI的靈敏度、特異度、陽性預測值（PPV）和陰性預測值（NPV）分別為86.4%、81.5%、79.2%、88.0%。49 例CT 結果中，3例為假陰性，5例為假陽性。

在最初隨訪評估（術后12 周以上）期間，共進行了45 次磁共振成像、49 次CT 檢查和49 次血清CRP測量。CRP臨界值為60 mg/L最大化了診斷性能。不同診斷方法的靈敏度、特異度、PPV、NPV見表3。

表3 不同診斷方法的診斷效能

2.3 根據融合水平的數量確定CT診斷值

根據融合水平進行亞組分析，當植入材料固定少于3 個椎體水平時，CT 對PISI 的診斷價值更好，見表4。

表4 根據融合水平的數量確定CT診斷效能

3 討論

PISI的診斷較為困難，主要是其臨床癥狀模棱兩可，尤其是慢性或晚期脊柱感染[2]。本文發現CT 對PISI 有良好的診斷價值，并且優于MRI，結果與文獻報道的相似[9]。脊柱術后微生物學結果的陽性率范圍為32%～91%[10?11]。Baraliakos 等[10]報道了其微生物學陽性率為91%，然而他們研究對象中只包括通過開放或CT 引導活檢證實感染的患者。Heyer 等[11]通過病理、實驗室檢查結果或臨床結果證實的PISI患者的微生物學陽性率為32%。本文采用了組合參考標準以提高準確性，包括活檢結果和其他檢查（血培養、手術、隨訪檢查），最終診斷為PISI的微生物陽性結果為44.9%（22/49）。

以往關于術后脊柱感染患者預測值參數的文獻報道主要集中在臨床參數上，并且已將診斷時間延長、神經功能損害和合并癥的存在確定為危險因素[3?4,12]。由于各文獻對患者結局的定義不一，因此很難對這些結果進行直接比較。目前，MRI是診斷脊柱炎的首選方法。然而，本文發現，在PISI情況下CT成像在區分早期和晚期感染方面可能更有用，尤其是存在典型的晚期炎癥CT 影像學表現。這可能是合理的，因為骨破壞代表了PISI 的更晚期或更嚴重的階段，并且可以通過CT更好地檢測出來。此外，在我們的隊列中，椎間盤高度降低、超過2 個椎間盤受累或椎間盤旁受累也是診斷PISI 的重要CT 影像學參數，其中椎間盤高度降低代表退行性變或感染晚期。

表2 兩組患者的手術特征

為防止假陽性，分析CT 掃描結果對于正確識別與機械不穩定相關的退行性或炎癥狀態至關重要。材料不穩定可能是金屬碎片引起炎癥反應的原因。在出現鄰近節段綜合征的患者中以及在內固定材料附近可以觀察到典型的炎癥。這一現象在文獻中已有描述，它與機械應力有關[2]。本文中，我們在CT 掃描結果中沒有觀察到由于退行性重塑或椎體融合導致的假陽性，與Foreman 等[8]報道的結果一致，表明CT 可以有效區分感染和退行性病變。細菌類型是否會影響CT中的免疫應答和由此產生典型炎癥的問題尚未有明確結論。目前普遍認為，細菌對免疫系統的激活作用在人與人之間以及不同細菌中都是不同的[13]。本文5例假陽性者中有3例曾在脊柱感染過金黃色葡萄球菌，金黃色葡萄球菌可以獲得特定的毒力，對免疫系統有特別強的激活作用[14]。3 例假陰性病例中有2 個與慢生長有機體（痤瘡角化桿菌和表皮角化桿菌）感染有關，這就解釋了為何缺乏典型炎癥表現。我們根據融合水平進行亞組分析，發現結合CT 和CRP 的綜合評分可以使3 個或更多椎體水平固定亞組的靈敏度提高到86%，表明臨床醫生在這些非常復雜的病例中應同時考慮CT和CRP的結果。

由于文獻數據有限，我們選擇了在手術和CT 檢查之間的時間為最少間隔12 周。根據我們的經驗，在手術后的4～8 周存在誤報的風險。因此，最佳間隔時間還需在進一步的專門研究中加以明確。此外，12個月的隨訪時間是否足夠長，是否可能低估了潛在感染發生也是目前無法解釋的。盡管我們不能排除這可能導致潛在的分類偏差，但文獻中通常建議隨訪12 個月。最后，本文入選的患者中，由前路進行手術的患者數量明顯少于后路手術患者，可能對本文的結果造成較大偏差影響。上述不足有待更為深入的前瞻性多中心研究加以解決。