一种选择性保留骨水泥的后路翻修手术方案用于椎体增强术后感染

摘要

本方案描述了针对椎体成形术后感染的后路翻修手术，包括患者选择、决定是否去除或保留骨水泥、靶向清创、病原体检测、结构重建以及系统化的随访评估。

摘要

椎体增强术后感染虽不常见，但临床后果严重，尤其多见于合并多种基础疾病且脊柱骨质脆弱的老年患者。翻修手术具有挑战性，因为外科医生必须清除感染灶，在需要时进行神经结构减压，恢复脊柱稳定性，并判断聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥是否可安全保留。本文介绍了一种仅通过后路途径诊断和治疗椎体增强术后感染的方案，并以2015年1月至2024年12月期间接受治疗的一组回顾性代表性队列为例说明其工作流程。在48例接受手术治疗的患者中，12例进行了骨水泥清除，36例在满足所有预设保留条件且无强制清除或术中转换指征的情况下选择了选择性保留骨水泥。该方案强调确诊诊断、以解剖腔室为核心的清创、分阶段的骨水泥处理决策逻辑、包括宏基因组下一代测序在内的微生物学采样、后路固定以及术后再评估。代表性队列的中位随访时间为14.0个月（四分位距为12.0–28.5个月）。在选定患者中，骨水泥保留策略与较低的未调整手术负担相关，而最终感染控制率、经计算机断层扫描证实的融合率、疼痛改善情况及并发症发生率在两组间描述性相似。本方案适用于在仅通过后路通路即可处理活动性感染腔室并实现稳定重建的情况下，脊柱外科医生对经皮椎体成形术后感染的管理。

引言

经皮椎体强化术（PVA），包括经皮椎体成形术（PVP）和经皮椎体后凸成形术（PKP），广泛用于治疗疼痛性骨质疏松性椎体压缩性骨折。强化术后感染虽罕见，但可导致椎间盘炎、椎体破坏、硬膜外或椎旁脓肿形成、神经功能恶化、内固定失败以及需要长期抗微生物治疗^1,2。对于生理储备有限的老年患者，感染常与骨水泥、坏死骨组织及感染的软组织共存于责任椎体周围，使得挽救性手术常在技术上具有较高难度^3,4,5。

许多已发表的挽救策略强调彻底清除骨水泥或采用前路-后路联合翻修术。本文所述的单纯后路策略旨在为感染节段提供一种可重复的替代方案，即在能够通过后方入路进行减压、清创、重建和内固定的条件下实施。该策略的主要优势在于手术步骤的集中化，避免了二次手术入路，在解剖条件允许的情况下有助于控制出血和减少软组织损伤，并在需要保障安全或控制感染时，提供一条明确的术中决策路径，以便从选择性保留骨水泥转为完全清除骨水泥。本方案并不声称具有普遍优越性，而是旨在为复杂翻修手术环境下的决策和手术操作提供标准化流程⁶。^7,8,9,10

本方案主要适用于熟悉感染手术中后路减压、清创、固定及椎体间重建的脊柱外科医生。该方案最适合用于有手术指征的经皮椎体成形术后感染，且感染活动腔室可通过后路到达、可通过后路内固定实现稳定的情况；骨水泥取出应保留用于存在机械性不稳定、移位、梗阻、脓液包埋或保守治疗失败等指征的病例。读者应结合所在医疗机构特定的抗微生物治疗路径、影像学条件及植入物资源，共同使用本方案。

方案

回顾性队列研究及方案报告已获福州第二医院伦理委员会批准（伦理编号：2025202-X1）。所有纳入患者均签署了参与本项回顾性研究的书面知情同意书。所有患者均签署了手术书面知情同意书。所有患者均签署了同意发表本文所展示的去标识化临床影像的书面知情同意书。 图1 和 图2 来自所代表的患者。

1. 确诊并确定治疗路径

1. 确定既往接受过经皮椎体成形术（PVA）的患者，包括经皮椎体后凸成形术（PVP）或经皮椎体成形术（PKP）。当患者出现持续性或复发性背痛、发热、伤口渗液、新发神经功能缺损、根性疼痛或术后影像学显示破坏性改变时，应怀疑PVA术后感染。
2. 通过临床评估、白细胞计数、C反应蛋白、红细胞沉降率、磁共振成像（MRI）、计算机断层扫描（CT）和普通X线检查确诊感染。在患者临床状况稳定时、使用新抗生素前，采集两套血培养标本。
3. 回顾初次增强手术记录。将活动性感染腔室定义为仍含有脓液、感染性肉芽组织、坏死椎间盘或骨组织，或与有症状的脓肿腔相通的解剖空间。记录受累椎体节段、骨水泥分布情况、从增强手术到症状出现的时间、既往抗生素使用情况、合并症及基线神经功能状态。
4. 当存在神经功能损害、脊柱不稳定、进行性椎体破坏、脓肿扩大、脓毒症或非手术治疗失败时，选择手术治疗。对所有非手术治疗候选患者应密切再评估，一旦出现上述风险因素，应及时转为手术治疗。

2. 准备患者及感染控制方案

1. 术前结合评估 MRI 和 CT 影像。明确主要感染区域、神经受压情况、椎体破坏程度、骨水泥形态以及可最直接到达病灶的后方通路。
2. 当患者病情稳定且即将进行术中取样时，在切口前暂停追加抗生素。若术前治疗无法安全中断，应记录最后一次使用抗生素的剂量、给药途径及给药时间。
3. 分别准备无菌容器，用于需氧菌和厌氧菌培养、组织病理学检查以及宏基因组高通量测序（mNGS）。 
4. 根据骨质状况和神经风险，规划后路内固定方案、植骨选择、血液制品准备及神经电生理监测。

3. 确定是否需要去除骨水泥

1. 结合CT、MRI、X线片及图3中的算法，将翻修术分类为骨水泥清除或选择性保留骨水泥。应用补充表1中总结的保留、必须清除及术中转换规则。
2. 当存在任何必须清除的条件时，选择清除骨水泥，这些条件包括：骨水泥松动、移位、碎裂、造成机械性阻碍、直接压迫神经、在化脓性坏死组织中明显暴露，或无法重建的骨水泥。一旦出现任何必须清除的情况，应推翻任何初始的保留计划。
3. 仅在所有保留条件均满足时，方可选择性保留骨水泥。需确认骨水泥稳定、无直接由骨水泥引起的神经压迫、可通过后路进入活动性感染腔隙，且能够在不取出骨水泥的情况下完成充分清创和稳定重建。
4. 应将骨水泥保留视为有条件的操作，而非确定性方案。若术中发现骨水泥变得松动、脓液沿保留的骨水泥持续扩散、无法达到可行的清创边界，或在不取出骨水泥的情况下固定或重建变得不安全，则应术中转为骨水泥清除。
5. 在手术记录中记录最终采用的处理路径，以及选择清除、保留或术中转换的具体原因。使用补充表1作为实际操作的规则依据。

4. 定位、曝光、采样与稳定

1. 全身麻醉后，将患者置于透视可穿透的框架上，采取俯卧位。保护受压部位，保持腹部悬空，并通过正位和侧位透视确认手术节段。
2. 做后正中切口，逐层分离至骨膜下，暴露计划固定的节段。尽量减少对未受累软组织的过度剥离。
3. 根据术前制定的固定方案植入椎弓根螺钉；当结构稳定性可能受损时，在进行主要减压或清创前应先放置临时固定棒11。 
4. 在最终冲洗前，应尽可能采集深部组织标本。

5. 执行骨水泥清除步骤

1. 采用椎板切除术、关节突切除术、经椎弓根入路或经椎间孔入路到达骨水泥-感染界面。在操作过程中始终保护硬脊膜、神经根及节段性血管。
2. 清除松动或阻塞的骨水泥、脓液、坏死组织、感染的椎间盘、脓肿壁以及失活的骨组织，直至所有手术可及的感染腔隙均被彻底清创。避免直接以神经结构为支点撬动骨水泥。
3. 根据需要重建前柱或中柱，并完成最终的后路固定与融合。关闭切口前确认减压充分且结构稳定。

6. 执行水泥保存途径

1. 仅当活动性感染灶可在不取出骨水泥的情况下进行处理时，才使用此手术路径。只有在确认残留的骨水泥并非持续化脓的难以触及的感染灶后，方可保留稳定的骨水泥。
2. 根据术前影像学结果，在相对安全的一侧建立后方椎间或经椎间孔通道。清除感染的椎间盘间隙、终板肉芽组织、椎旁脓肿腔以及骨水泥周围的坏死组织。
3. 充分清创的定义为：从所有手术可及的感染腔隙中清除可见脓液和失活组织，解除受压神经结构，并确认残留骨水泥周围无持续性脓性渗出通路。通过第6.4节中的标准确认手术终点。
4. 只有在确认手术可及腔隙内无残留脓液、失活组织已完全清除，且残留骨水泥仍保持机械稳定后，方可停止清创。若无法安全达到上述终点，应立即转为骨水泥取出术。
5. 清创完毕并完成后方固定后，植入自体骨移植物或其他机构批准的融合材料。在最终稳定性检查完成后，避免反复操作残留的骨水泥。

7. 收集样本并鉴定病原体

1. 在最终冲洗前，尽可能从不同的感染部位采集三到五个深部组织标本。根据临床需要，采集椎间盘间隙、椎体病灶、脓肿腔以及邻近水泥-组织界面的组织。
2. 分别送检标本用于常规培养、组织病理学检查和宏基因组二代测序（mNGS）。mNGS和培养样本应保持未固定状态，并准确标注标本来源。
3. 根据执行检测的临床实验室所验证的报告标准解读mNGS结果。
   注意：未预先设定针对本研究的通用读段数阈值。
4. 结合实验室报告、标本来源、常规培养、组织病理学、影像学结果及整体临床表现，评估每种检出生物体的临床相关性。

8. 关闭切口并开始术后治疗

1. 取样后及彻底清创后，用无菌生理盐水冲洗术区。关闭切口前，重新检查神经结构、内固定器械、移植物位置及残留骨水泥。
2. 当存在死腔或持续渗血时，放置闭式负压引流，并记录引流管位置。当引流量逐渐减少、伤口保持干燥，且无持续积液或脑脊液漏迹象时，拔除引流管。
3. 取样后开始经验性静脉抗生素治疗，除非术前已存在脓毒症或神经系统恶化需更早干预。在获得培养结果或宏基因组二代测序（mNGS）结果并与感染病专家会诊后，调整为针对性治疗。
4. 当患者无发热、伤口稳定、炎症标志物下降，且存在生物利用度良好的口服抗菌药物时，可从静脉治疗过渡至针对病原体的口服治疗。

9. 促进动员、随访并解决无应答问题

1. 在手术团队确认固定稳定、神经功能状态良好、疼痛得到控制且伤口安全后，即可让患者下床活动。当内固定结构稳定性或骨质需要额外支持时，应使用外部支具。
2. 住院期间监测伤口情况、体温、引流液量、白细胞计数、C反应蛋白、红细胞沉降率及神经功能状态。记录任何导致引流时间延长或需延长抗菌治疗的异常情况。
3. 术后约6周时重新评估症状、伤口状况、炎性标志物及MRI结果。若持续发热、伤口渗液、疼痛复发、神经功能恶化或治疗反应不明确，则应提前进行MRI检查。 
4. 术后随访期间应进行CT检查，以评估结构稳定性和骨性融合情况。
   注：CT检查时间根据临床需要而定，而非预先设定；最终的影像学融合结果依据术后最后一次具有临床意义的CT检查进行判定。
5. 若出现持续发热、伤口渗液、炎性标志物升高、MRI异常进展、新发不稳定或神经功能下降，应视为治疗无反应的评估节点。 
6. 在延长治疗或计划再次手术前，应重新评估病原体、抗生素覆盖范围、残留骨水泥情况以及内固定装置的稳定性17。

结果

2015年1月至2024年12月期间，福州第二医院共开展了7,506例原发性经皮椎体成形术（PVA）。机构内开展PVA后发生7例术后感染，另有46例患者在其他机构接受PVA后转诊而来。总计53例患者被诊断为PVA术后感染，其中48例接受了外科治疗（图4）。

在48例接受手术治疗的患者中，平均年龄为73.0 ± 8.8岁，其中23例患者（47.9%）为女性。从经导管主动脉瓣植入术（PVA）到感染发生的时间中位数为3.0个月（四分位距[IQR]，1.0–10.5个月），随访时间中位数为14.0个月（IQR，12.0–28.5个月）（表1）。12例患者接受了移除骨水泥的治疗路径，而36例患者接受了保留骨水泥的治疗路径（表2）。

在48例患者中，通过mNGS或传统培养进行的患者个体水平病原学检测有35例呈阳性（72.9%），其中包括翻修组12例患者中的10例和保留骨水泥组36例患者中的25例（图5A）。在未经调整的组间比较中，保留骨水泥组的手术时间、失血量和输血频率较低，而两组在最终感染控制、CT证实的融合、再入院率、疼痛改善及并发症发生率方面描述性相似（图5B，补充表2）。

在最后一次可获得的随访中，清除了骨水泥组的12例患者均记录到感染得到控制，保留骨水泥组的36例患者中有33例记录到感染得到控制。CT确认的完全融合分别在清除骨水泥组的12例患者中的9例和保留骨水泥组的36例患者中的24例中得到记录（图5B；表2）。术后MRI通常在术后约6周获取，若临床需要则提前进行检查（图1 和 图2）。由于CT随访是基于临床需要而非在预设的固定时间点进行，因此最终的影像学融合评估依据最后一次可获得的、具有临床意义的术后CT检查结果。同样，最终的感染控制情况也在最后一次可获得的临床随访时进行评估。

图1：典型的骨水泥清除翻修病例。 一名53岁男性因L1椎体骨折接受了L1经皮椎体成形术（PVP）。（A–B）这些图示为术前正位和侧位X线片，显示骨水泥增强情况。（C–E）这些图示为PVP术后6个月的矢状位和轴向位MRI结果，显示PVA术后感染及椎旁脓肿。（F–G）这些图示为术后X线片，显示仅通过后路清除骨水泥、钛网重建及椎弓根螺钉固定。（H）该图示为术后6周MRI显示炎症改善。（I–J）这些图示为术后1年CT证实融合。缩写：PVP = 经皮椎体成形术；PVA = 经皮椎体增强术；MRI = 磁共振成像；CT = 计算机断层扫描。 请点击此处查看此图的放大版本。

图2：典型骨水泥保留型翻修病例。 一名67岁男性因骨质疏松性椎体压缩性骨折接受了L1椎体成形术（PVP）。(A–C) 这些图示显示术前X线片和CT图像，可见骨水泥增强情况。(D, E) 显示经皮椎体增强术后感染及椎旁脓肿的矢状位和轴向位MRI表现。图F和G显示仅通过后路进行的椎间隙清创、骨水泥保留、融合及内固定手术。(H–I) 这些图示显示术后六周MRI显示炎症改善情况，(J) 该图示显示术后六个月CT证实骨融合。缩写：PVP = 经皮椎体成形术；PVA = 经皮椎体增强术；MRI = 磁共振成像；CT = 计算机断层扫描。 请点击此处查看该图的高清版本。

图3：经皮椎体成形术后感染的后路手术方案流程及骨水泥处理决策算法。 所有保留标准均需满足；若出现任何强制移除或术中转为开放手术的标准，则需进行骨水泥移除或术式转换。缩写：PVA = 经皮椎体成形术；MRI = 磁共振成像；CT = 计算机断层扫描；CRP = C-反应蛋白；ESR = 红细胞沉降率。 请点击此处查看该图的放大版本。

图4：年度机构内经皮椎体成形术（PVA）手术量、PVA术后感染工作负荷、患者来源及治疗路径。（A）总结了机构内每年PVA手术数量、所有收治的感染患者以及机构内发生的PVA术后感染病例。（B）总结了53例确诊的PVA术后感染患者，包括7例机构内病例和46例转诊病例，以及相应的治疗分配情况。缩写：PVA = percutaneous vertebral augmentation。请点击此处查看该图的放大版本。

图5：仅后路翻修术后病原谱及部分患者层面指标。(A) 本图显示病原体分离结果（共39株分离菌；其中水泥清除组11株，水泥保留组28株）。 (B) 本图显示患者层面的围手术期描述性指标及结局指标（水泥清除组12例患者，水泥保留组36例患者）；相应的统计检验结果及未调整P值见表2。缩写：CT = 计算机断层扫描；VAS = 视觉模拟评分；ODI = 奥斯威斯特功能障碍指数；MCID = 最小临床重要差异。请点击此处查看本图的放大版本。

表1：48例接受手术治疗患者的基线人口统计学和临床特征。 所有报告的变量在全部48例患者中均可分析，无缺失数据。其他疾病包括记录较少的合并症，统一归入汇总类别。缩写：BMI = 体重指数；CRP = C反应蛋白；WBC = 白细胞计数；ESR = 红细胞沉降率；VAS = 视觉模拟评分；ASIA = 美国脊髓损伤协会；mNGS = 宏基因组高通量测序。请点击此处下载该表格。

表2：骨水泥清除组与骨水泥保留组的比较。 效应估计值表示为B组减A组；正值表示骨水泥保留组的数值或比例更高，负值表示该组的数值或比例更低。组别定义：A组 = 骨水泥清除组；B组 = 骨水泥保留组。可分析样本量（analyzable n）以每变量分母形式报告，表示为A组 / B组。缺失值以A组 / B组的不可用数据例数报告。缩写：CT = 计算机断层扫描；VAS = 视觉模拟评分；ODI = 奥斯威斯特功能障碍指数；MCID = 最小临床重要差异；PVP = 经皮椎体成形术。请点击此处下载该表格。

补充表1：选择性保留骨水泥的实用保存标准、必须移除的标准以及术中转换指征。所有保存标准均需满足，若出现任何必须移除的标准或术中触发转换情况，则需进行移除或转为其他术式。 请点击此处下载该文件。

补充表 2：对五名术后需要再次入院的患者进行的回顾性审查。 请点击此处下载该文件。

讨论

本方案将人工椎体置换术后感染的单纯后路翻修术视为一种基于决策引导的工作流程，而非固定的骨水泥保留策略。其核心实践问题是：是否能够通过后方入路安全地到达活动性感染区域，进行清创、减压和重建，同时仅保留机械稳定且不构成难以触及的感染病灶的骨水泥。

该方案的主要技术优势在于，当解剖结构允许时，可在一次后路手术中完成减压、清创、内固定及融合规划。对于部分患者，与更广泛的联合入路相比，这种方法可能减少手术创伤；但不应将该方案解读为选择性保留骨水泥具有绝对优势的证据。在本项回顾性队列研究中，保留骨水泥的手术策略仅应用于解剖条件已较为有利的患者，这明显引入了选择偏倚。

因此，该方案的适用性仅限于特定的临床情况。当骨水泥松动、移位、造成梗阻、在大量脓液中暴露，或无法通过其他方式实现彻底清创和稳定重建时，仍必须清除骨水泥。该方案对于脊柱外科医生最为实用，可帮助其判断后路手术入路、识别转为开放手术的指征，并在清除感染与对老年或医学状况脆弱患者实施激进骨水泥取出的风险之间取得平衡。

应明确指出几项局限性：该代表性比较为回顾性、序贯性且非随机化研究；样本量有限；MRI 和 CT 随访基于回顾性临床实践，而非预先设定的影像学检查计划；此外，部分操作参数（如引流管管理、静脉到口服过渡、器械级别模型记录）在本研究中为机构特有，而非按统一方案执行。这些限制影响了因果关系的推断，以及机构特有术后细节的可重复性。

病原体鉴定和术后监测仍然至关重要。传统培养方法可能受到先前使用抗生素或低载量感染的限制，因此本方案将培养与宏基因组下一代测序（mNGS）及组织病理学检查相结合。近期多项关于术后脊柱感染的研究也显示出显著的微生物学异质性，并常需反复手术或调整抗生素治疗^18,19。术后治疗无效时，应系统性地重新评估病原体鉴定结果、抗菌药物覆盖范围、残留骨水泥情况以及内固定结构的稳定性，而非自动延长治疗疗程。

对于部分体质虚弱的患者，支持在不进行正规清创的情况下实施后方稳定的证据有限，且不足以证明保留未控制的感染腔室是合理的²⁰。因此，本方案要求针对感染腔室进行定向清创，并将任何未能达到充分清创边界的情况视为必须干预的指征，触发骨水泥移除或手术转为其他方式。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
厌氧转运培养基或容器	BD	221606	BBL Port-A-Cul 培养管
细菌和真菌培养系统	bioMerieux	410851; 410852	BACT/ALERT VIRTUO；BACT/ALERT FA Plus；FN Plus
骨移植器械	DePuy Synthes	01.211.003	骨采集套装
C型臂X光透视系统	西门子医疗	/	Cios Select 配 FD
C反应蛋白检测	罗氏诊断	07876033190	Tina-quant C反应蛋白IV（CRP4）
闭式负压引流管	Cardinal Health	SU130-1000	杰克逊-普拉特 400 cc 储液器
计算机断层扫描仪	西门子医疗	/	SOMATOM go.Top
刮匙和咬骨钳	B. Braun Aesculap	FK841R; OK711R	VOLKMANN 骨刮匙；KERRISON 骨咬钳
高速磨钻与超声骨刀	Misonix BoneScalpel	BCM-SY	BoneScalpel 系统
磁共振成像系统	西门子医疗	/	MAGNETOM Skyra 3T
宏基因组下一代测序服务/平台	Ajian (Fuzhou) Gene Medical Laboratory Co., Ltd.	/	PathoSeq mNGS 病原体检测平台
分枝杆菌检测平台	BD	445870	BACTEC MGIT 960
椎弓根螺钉-棒固定系统	美敦力 CD Horizon Solera	/	CD Horizon Solera；型号和尺寸因病例而异
无菌生理盐水冲洗	Baxter	NACLIRR	用于冲洗的氯化钠
无菌组织培养容器	赛默飞世尔科技	010001	Samco Wide-Mouth Bio-Tite 120 mL 样本容器
钛网笼	DePuy Synthes SYNMESH	/	SYNMESH