初次人工全膝關節置換術后假體周圍感染的危險因素分析

孫 哲， 孫朝軍， 李 紅， 胡志富， 趙 昌， 許 靖， 李 月， 楊愛京

假體周圍感染（prosthetic joint infection）是人工關節置換術后嚴重的并發癥，膝關節置換術后假體周圍感染發生率為2%～2.4%[1]。隨著膝關節置換手術的普及，術后感染的例數也隨之增加[2]。一旦發生假體周圍感染，大多需要Ⅰ期或者Ⅱ期人工膝關節假體翻修手術治療，術后患者預后多不良。假體周圍感染嚴重影響患者的身心健康和生活質量，同時帶來沉重的經濟負擔[3]。有文獻報道，膝關節翻修手術平均費用為73 696美元，到2030年翻修膝關節手術的數量可能會增加66%，這些手術的預計住院費用可能超過20億美元，而假體周圍感染患者手術翻修的費用會更高[4]。盡管關節外科醫師在假體周圍感染診斷和治療上有了很大進步，但是相比感染發生后的治療，術前預防措施更重要。本研究通過回顧性研究初次全膝關節置換術后并發假體周圍感染的病例資料，分析感染的高危因素，為預防術后感染提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究對象

2012年1 月—2019年1月大理大學第一附屬醫院收治并行初次人工膝關節置換術的患者877例，其中診斷為初次膝關節置換術后假體周圍感染的患者21例，感染發生率為2.4%。21例患者作為感染組，按1∶4設置對照組，選自同期無感染單側人工全膝關節置換84例。

1.1.1 納入標準 假體周圍感染診斷[5-6]：（1）主要標準為①皮膚竇道直接通向假體；②人工膝關節假體周圍感染病灶組織或關節液培養連續2次及以上培養出相同致病菌。以上符合其中一條標準可診斷為假體周圍感染。（2）次要標準，術前檢驗為①急性期（≤90 d）CRP＞100 mg/L，慢性期（＞90 d）CRP＞10 mg/L，或急性期ESR無意義，無相對域值；慢性期ESR＞30 mm/1 h；②膝關節液白細胞計數為急性期＞10 000/μL，慢性期＞3 000/μL；③膝關節液中性粒細胞百分比為急性期＞90%，慢性期＞80%；④病理學診斷陽性，取5處不同點假體周圍軟組織冰凍病理檢查，每高倍鏡下中性粒細胞計數＞5個；⑤膝關節假體周圍軟組織或關節液單次培養陽性。符合3項及以上次要標準可診斷為假體周圍感染。

1.1.2 排除標準 ①骨腫瘤行人工全膝關節置換；②同期行雙側全膝關節置換術；③全膝關節置換術后有關節周圍軟組織封閉史或關節腔穿刺注射史；④人工膝關節翻修手術；⑤既往膝關節感染史。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 收集患者年齡、性別、體重指數（BMI）、術前血紅蛋白值、術前白蛋白值、居住環境、診斷、糖尿病、尿沉渣提示細菌尿、白細胞尿、關節腔穿刺注射史、術前3個月口服激素史、術前3個月使用免疫抑制劑、口腔感染（牙髓炎）、吸煙、飲酒、足癬，手術臺次、手術時間、術中出血量，術后引流量、是否輸血。

1.2.2 細菌培養及藥敏試驗 感染組21例患者，全部為初次置換術后90 d以內的急性感染期，行清創術后經關節液及術中病灶組織培養細菌陽性14例，占66.7%，其余7例患者細菌培養結果為陰性，但符合假體周圍感染診斷中的次要標準。14株病原菌中包括4株大腸埃希菌，3株金黃色葡萄球菌，表皮葡萄球菌和陰溝腸桿菌各2株，溶血鏈球菌、腸系膜明串珠菌和角膜念珠菌各1株。藥敏試驗顯示甲氧西林耐藥葡萄球菌及產ESBL的腸桿菌各1株。1株真菌未進行藥敏試驗。

感染組21例患者中6例術前尿沉渣細菌陽性，其中2例女性僅行1次中段尿培養陽性，均為大腸埃希菌，1例未培養出細菌，其余3例未行中段尿培養。無感染組84例患者中有6例術前尿沉渣細菌陽性，其中2例行中段尿培養未檢出細菌，4例未行中段尿培養。

1.2.3 統計學處理 采用 SPSS 25.0軟件進行統計學分析。患者的年齡、BMI、術前血紅蛋白值、術前白蛋白值、術中出血量、術后引流量為計量資料，以x±s表示，兩組數據間的比較采用成組設計資料的t檢驗；其余資料為計數資料，統計分析采用χ2檢驗。單因素分析差異有統計學意義的作為自變量納入二元logistic回歸分析檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較

兩組患者年齡、性別、術前診斷比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Clinical data of patients compared between two groups

2.2 感染單因素分析

兩組患者的BMI、術前血紅蛋白值、 術前白蛋白值、術中出血量、術后引流量比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 初次人工膝關節置換術后感染危險因素的單因素分析Table 2 Univariate analysis of risk factors for prosthetic joint infection after primary total knee arthroplasty

兩組患者的居住地、糖尿病、術前3個月使用免疫抑制劑、口腔感染、吸煙、飲酒、足癬、手術臺次、是否術中輸血比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。兩組患者手術時間、尿沉渣提示細菌尿、白細胞尿 、關節腔穿刺注射史、術前3個月口服激素比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 （續）Table 3（continued）

表3 初次人工膝關節置換術后感染危險因素的單因素分析Table 3 Univariate analysis of risk factors for prosthetic joint infection after primary total knee arthroplasty

2.3 感染多因素分析

將單因素分析中有統計學差異的因素作為自變量，進行多因素logistic回歸分析，結果提示白細胞尿不是初次全膝關節置換術后假體周圍感染的獨立影響因素（OR2.722，95%CI0.809～9.162，P=0.106）。 手 術 時 間≥3 h（OR6.373，95%CI1.026～39.566，P=0.047）、尿沉渣細菌陽性（OR6.699，95%CI1.326～33.838，P=0.021）、關節腔穿刺注射史（OR3.673，95%CI1.062～12.696，P=0.040）、 術 前 3個 月 口 服 激 素（OR5.987，95%CI1.394～25.706，P=0.016）均為假體周圍感染的獨立影響因素（P＜0.05），見表4。

表4 初次膝關節置換術后假體周圍感染危險因素多因素分析Table 4 Multivariate analysis of risk factors for prosthetic joint infection after primary knee arthroplasty

3 討論

全膝人工關節置換術是治療終末期關節炎的有效方法，人工關節假體使用壽命直接關系患者的預后，其中假體周圍感染是人工全膝關節置換術后常見的翻修原因[7-8]。有研究表明，手術時間長是骨科手術后感染的危險因素[9-11]。葡萄球菌是常見的病原菌，它不但存在皮膚上，并且藏匿在毛囊、汗腺和皮脂腺內[12]。手術時間越長，附著在切口周圍的皮膚毛囊及汗腺內的細菌的排泌會增加感染風險。手術時間長導致患者身體暴露時間延長，喪失熱量，過多的冷液體的輸入等共同造成患者術中低體溫，而術中低溫也會增加手術感染的風險[13-14]。手術時間及止血帶時間延長，增加假體周圍感染的發生率[15]。Naranje等[16]研究發現手術時間增加15 min，術后因感染導致翻修的風險增加15.6%。本研究中，感染組有28.6%的患者手術時間超過3 h，無感染組為3.6%，兩組結果比較差異有統計學意義，經最終多因素回歸分析發現，手術時間超過3 h是膝關節置換術后感染的獨立危險因素。因此，應該盡量縮短手術時間，降低感染風險。

對泌尿系感染、無癥狀菌尿是否為人工關節置換術后假體周圍感染的危險因素進行了研究[17-19]。Gómez-Ochoa等[20]對 29 371例患者的 35 323個關節置換術進行研究，平均隨訪21.5個月，發現無癥狀菌尿患者術后感染比例較高，是術后感染的危險因素（OR2.89，95%CI1.36～6.17）。本研究中，感染組21例患者中有6例（28.6%）術前尿沉渣細菌陽性，其中2例中段尿培養陽性，均為大腸埃希菌，1例未培養出細菌，另3例未行中段尿培養。無感染組84例患者中有6例（7.1%）術前尿沉渣細菌陽性，2例行中段尿培養未檢出細菌，4例未行中段尿培養。兩組患者僅感染組中有2例女性患者術前中段尿培養出大腸埃希菌，12例術前尿沉渣細菌陽性，其中有7例患者未行中段尿培養。由于兩組患者中段尿培養病例數較少，因此使用尿沉渣細菌陽性作為假體周圍感染的危險因素進行多因素回歸分析。結果顯示，白細胞尿不是膝關節置換術后假體周圍感染的獨立影響因素，尿沉渣細菌陽性的患者是膝關節置換術后感染的危險因素。感染組21例患者中有2例術前中段尿培養檢出大腸埃希菌，并且與患者關節置換術后感染細菌一致，但因為病例數太少，不能完全說明膝關節置換術后假體周圍感染的病原菌直接來源于尿路感染。

關節腔穿刺藥物注射能緩解關節疼痛，但會增加今后進行膝關節置換術的感染風險[21]。Richardson等[22]研究發現全膝關節置換術前3個月內有膝關節腔注射皮質類固醇和透明質酸鈉的患者，分別增加1.21倍及1.55倍的感染風險，該文獻還指出全膝關節置換術前3個月以上有關節腔注射史沒有增加感染風險。本研究中有關節腔穿刺注射史的患者，感染組為61.9%，無感染組為26.2%，結果比較差異有統計學意義。多因素回歸分析顯示，術前有關節腔穿刺史是術后并發假體周圍感染的危險因素，有穿刺史的患者術后發生假體周圍感染的概率是無穿刺史患者的3.673倍。所以，在臨床工作中，要特別關注關節腔有穿刺史的患者，對3個月內有關節腔穿刺史的患者，應該推遲手術時間，降低關節置換術后感染的發生率。

使用類固醇藥物一直被認為是全膝關節置換術后感染的危險因素[23]。Widdifield等[24]進行了一項病例對照研究，目的是了解類風濕關節炎是否為嚴重感染的風險因素， 86 039例老年類風濕性關節炎患者共感染20 575例，發生率為23.9%。并指出，類風濕關節炎患者感染率與糖皮質激素使用劑量相關，使用小于10 mg/d劑量的潑尼松片感染風險增加4.0倍，而超過10 mg/d劑量時感染風險增加7.6倍。Salt等[25]發現使用潑尼松能增加1.59倍的假體周圍感染發生率。國內也有研究發現，長期服用激素明顯增加人工關節置換術后的感染率[26]。本研究表明術前3個月口服激素的患者術后感染是未使用激素患者的5.987倍，與上述文獻研究結果相似。

綜上所述，初次全膝關節置換術后發生假體周圍感染的危險因素有尿沉渣提示細菌尿、關節腔穿刺注射史、術前3個月口服激素、手術時間長（≥3 h）。因此，今后的臨床工作中，應該重視全膝關節置換術的感染危險因素，術前嚴格篩選患者，避免術后感染。