このプロトコルでは、患者の選択、セメント除去か温存かの決定、標的デブリードマン、病原体検査、再建、および構造化されたフォローアップ評価を含む、椎体形成術後の感染に対する後方のみの再手術について解説します。
方法論記事
* These authors contributed equally
このプロトコルでは、患者の選択、セメント除去か温存かの決定、標的デブリードマン、病原体検査、再建、および構造化されたフォローアップ評価を含む、椎体形成術後の感染に対する後方のみの再手術について解説します。
椎体形成術後の感染はまれですが、特に複数の併存疾患を持ち、脊椎骨の脆弱性が高い高齢患者において臨床的に深刻な問題となります。再手術は、感染の根絶、必要に応じた神経構造の除圧、安定性の回復、そしてポリメチルメタクリレート(PMMA)セメントを安全に保存できるかどうかの判断が必要となるため、困難を極めます。本記事では、椎体形成術後感染の診断および治療のための後方アプローチのみによるプロトコルを記述し、2015年1月から2024年12月の間に治療を受けた代表的なレトロスペクティブコホートを用いてそのワークフローを例示します。外科的に治療された48例のうち、12例にセメント除去を行い、定義されたすべての保存条件を満たし、かつ必須の除去基準や術中転換基準に該当しなかった36例に選択的なセメント保存を行いました。本プロトコルでは、診断の確定、コンパートメントに焦点を当てたデブリドマン、段階的なセメント保存の意思決定ロジック、メタゲノム次世代シーケンシングを含む微生物学的サンプリング、後方固定、および術後の再評価を重視しています。代表的なコホートにおける追跡期間の中央値は14.0か月(四分位範囲:12.0–28.5か月)でした。選択された患者において、セメント保存経路は非調整の手術負荷の軽減に関連していましたが、最終的な感染制御、コンピューター断層撮影(CT)で確認された融合、疼痛の改善、および合併症発生率は、両群間で記述的に同等でした。本プロトコルは、後方アプローチのみで活動性感染コンパートメントへの到達が可能であり、安定した再建が提供できる場合に、PVA後感染を管理する脊椎外科医を対象としています。
経皮的椎体形成術(PVP)および経皮的バルーン椎体形成術(PKP)を含む経皮的椎体増強術(PVA)は、疼痛を伴う骨粗鬆症性椎体圧迫骨折の治療に広く用いられている。増強術後の感染は稀であるが、椎間板炎、椎体破壊、硬膜外または椎体周囲膿瘍の形成、神経学的悪化、固定術の失敗、および長期的な抗菌薬治療につながる可能性がある1,2。生理的予備能が低下した高齢患者において、原因椎体周囲にセメント、壊死骨、および感染した軟部組織が混在している場合が多く、救済手術はしばしば技術的に困難となる3,4,5。
発表されている救済戦略の多くは、徹底的なセメント除去または前方・後方の併用再置換術を強調しています。本稿で述べる後方のみの戦略は、感染部位の減圧、デブリードマン、再建、およびインストルメンテーションを後方アプローチのみで実施可能な場合に、再現性のある代替案を提供するために開発されました6。この戦略の主な利点は、手技の集約化、二次的な手術アプローチの回避、解剖学的に可能な場合の出血量と軟部組織損傷の抑制、そして安全性や感染制御のために選択的セメント温存からセメント除去への切り替えが必要となった際の、明確な術中判断経路が得られることです。本プロトコルは普遍的な優位性を主張するものではなく、困難な再置換術の設定において、意思決定と手術の執行を標準化することを目的としています7,8,9,10。
本プロトコルは、主に感染手術における後方除圧術、デブリードマン、固定術、および椎間再建術に精通した脊椎外科医を対象としています。本手法は、活動性の感染部位に後方から到達可能であり、後方インストゥルメンテーションによる安定化が可能で、かつセメント除去を機械的不安定性、移行、閉塞、膿瘍への埋没、または保存基準の不適合がある症例に限定できる、外科的適応のあるPVA後の感染症に最も適しています。読者は、本プロトコルを施設固有の抗菌薬投与経路、利用可能な画像診断、およびインプラントのリソースと併せて使用してください。
本レトロスペクティブコホートおよびプロトコルの報告は、福州市第二総合病院の倫理委員会(倫理番号:2025202-X1)によって承認されました。本レトロスペクティブ研究への参加に関する書面によるインフォームドコンセントは、すべての対象患者から得られました。また、全患者から手術に関する書面によるインフォームドコンセントを得ました。図1および図2に提示された匿名化済みの臨床画像の公開に関する書面によるインフォームドコンセントは、該当する患者から得られました。
1. 診断の確定と治療経路の定義
2. 患者の準備および感染管理計画の策定
3. セメント除去が必要か判断する
4. 配置、露出、サンプリング、および固定
5. セメント除去工程を実施する
6. セメント保存経路の実施
7. 検体の採取および病原体の同定
8. 創傷の閉鎖と術後治療の開始
9. 動員、追跡、および無反応への対処
2015年1月から2024年12月までに、福州第二総合病院において7,506件の一次PVA処置が実施されました。当院でのPVA後に7例の感染症が発生し、さらに他院でPVAを受けた後、46名の患者が紹介されました。全体で53名の患者がPVA後感染症と診断され、そのうち48名が外科的治療を受けました(図4)。
外科的治療を受けた48人の患者において、平均年齢は73.0 ± 8.8歳であり、23人(47.9%)が女性であった。PVAから感染発症までの期間の中央値は3.0か月(四分位範囲 [IQR]、1.0–10.5か月)であり、追跡期間の中央値は14.0か月(IQR、12.0–28.5か月)であった(表1)。12人の患者がセメント除去経路による治療を受け、36人がセメント保存経路による治療を受けた(表2)。
mNGSまたは従来の培養による患者レベルの病因検出は、48例中35例(72.9%)で陽性であり、これにはセメント除去群の12例中10例と、セメント温存群の36例中25例が含まれていた(図5A)。調整前の群間比較では、手術時間、出血量、および輸血回数はセメント温存群で低かった一方、最終的な感染制御、CTで確認された癒合、再入院、疼痛の改善、および合併症発生率は、両群間で記述的に同等であった(図5B、補足表2)。
最終フォローアップにおいて、セメント除去群の全12例およびセメント温存群の36例中33例で感染制御が認められた。また、CTで確認された完全癒合は、それぞれ12例中9例および36例中24例で認められた(図5B; 表2)。術後MRIは通常、約6週後に撮影したが、臨床的に必要と判断された場合はより早期に検査を実施した(図1 および 図2CTによるフォローアップは、あらかじめ規定された時点ではなく臨床的な必要性に基づいて行われたため、最終的な放射線学的癒合は、利用可能な最後の臨床的に関連のある術後CT検査を用いて評価した。同様に、最終的な感染制御は、利用可能な最後の臨床フォローアップ時に評価した。

図1代表的なセメント除去再置換術の症例。 L1骨折に対し、L1椎体形成術(PVP)を施行した53歳男性。A–Bこれらのパネルは、セメント注入術を施行した術前の前後像および側面像のレントゲン写真を示しています。C–Eこれらのパネルは、PVPの6か月後に発生したPVA感染および椎傍膿瘍の矢状面および軸位面MRI所見を示している。F–G) これらのパネルは、術後放射線写真における後方のみのセメント除去、チタンメッシュ再建、および椎弓根スクリュー固定を示している。(Hこのパネルは、6週時点におけるMRIでの炎症改善を示しています。I–J) これらのパネルは、1年後のCTで確認された融合を示している。略語:PVP = 経皮的椎体形成術、PVA = 経皮的椎体増強術、MRI = 磁気共鳴画像法、CT = コンピュータ断層撮影法。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2: セメント保存再手術の代表的な症例。 骨粗鬆症性椎体圧縮骨折に対しL1 PVPを施行した67歳男性。(A–C) これらのパネルは、術前の放射線写真およびセメント注入後のCT画像である。(D, E) は、PVA後の感染および椎体傍膿瘍の矢状断および軸位断MRI所見を示す。パネルfおよびgは、後方のみからの椎間デブリードマン、セメント保存、固定術、および内部固定を示す。(H–I) これらのパネルは、6週後のMRIにおける炎症の改善を示し、(J) このパネルは、6ヶ月後のCTで確認された骨癒合を示している。略語:PVP = 経皮的椎体形成術、PVA = 経皮的椎体形成術、MRI = 磁気共鳴画像法、CT = コンピュータ断層撮影。ここをクリックして、この図の拡大版を表示してください。

図 3: PVA感染後の後方のみのプロトコルワークフローおよびセメント除去決定アルゴリズム。 すべての保存基準を満たす必要があります。必須の除去基準または術中変換基準のいずれかが認められた場合、セメントの除去または術式の変換が行われます。略語:PVA = 経皮的椎体形成術、MRI = 磁気共鳴画像法、CT = コンピュータ断層撮影、CRP = C反応性蛋白、ESR = 赤血球沈降速度。ここをクリックして、この図の拡大版を表示してください。

図 4: 年間の施設内PVA施行件数、PVA後感染のワークロード、患者の由来、および治療経路。 (A) 年間の施設内PVA施行件数、管理された全感染患者数、および施設内でのPVA後感染数をまとめたものである。 (B) 診断されたPVA後感染患者53名(施設内症例7名、紹介症例46名を含む)と、その結果としての治療割り当てをまとめたものである。略語:PVA = 経皮的椎体形成術。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図 5: 後方のみの再手術後における病原体スペクトルおよび選択された患者レベルの指標。(A) この図は分離株レベルの病原体所見を示している(合計39分離株;セメント除去群から11分離株、セメント保存群から28分離株)。 (B) この図は、記述的な患者レベルの周術期およびアウトカム指標を示している(セメント除去患者12名およびセメント保存患者36名)。対応する統計検定および未調整の P 値は表 2に記載されている。略語:CT = コンピュータ断層撮影;VAS = 視覚的アナログ尺度;ODI = Oswestry機能障害指数;MCID = 最小臨床的に重要な差。ここをクリックして、この図の拡大版を表示してください。
表1:外科的治療を受けた48名の患者の人口統計学的およびベースラインの臨床的特徴。 報告されたすべての変数は、データ欠損なく48名すべての患者で解析可能であった。「Other diseases」には、記録頻度の低い併存疾患が含まれており、要約カテゴリーとして保持した。略語:BMI = body mass index、CRP = C-reactive protein、WBC = white blood cell count、ESR = erythrocyte sedimentation rate、VAS = Visual Analog Scale、ASIA = American Spinal Injury Association、mNGS = metagenomic next-generation sequencing。こちらをクリックして本表をダウンロードしてください。
表 2:セメント除去群とセメント保存群の比較。効果推定値は、グループBからグループAを引いた値として報告されています。正の値はセメント保存群で値または割合が高いことを示し、負の値は同群で値または割合が低いことを示します。グループの定義:グループ A = セメント除去群、グループ B = セメント保存群。解析可能な n 数は、変数ごとの分母としてグループ A / グループ B の形式で報告されています。欠損値は、データ利用不可数としてグループ A / グループ B の形式で報告されています。略語:CT = コンピュータ断層撮影、VAS = 視覚アナログ尺度、ODI = オズウェストリー機能障害指数、MCID = 最小臨床的意味のある差、PVP = 経皮的椎体形成術。こちらのリンクからこの表をダウンロードしてください。
補足表 1:選択的セメント保存における実用的保存基準、必須除去基準、および術中転換のトリガー。すべての保存基準を満たす必要があり、いずれかの必須除去基準または術中オーバーライドに該当した場合は、除去または転換を行う。 こちらをクリックしてファイルをダウンロードしてください。
補足表2:術後再入院を必要とした患者5名のレトロスペクティブレビュー こちらのリンクからファイルをダウンロードしてください。
本プロトコルでは、PVA後の感染に対する後方のみの再置換術を、固定的なセメント保持戦略ではなく、意思決定に基づいたワークフローとして構成しています。実用上の中心的な問いは、アクセス不能な感染巣として機能していない機械的に安定したセメントのみを残しつつ、後方アプローチを通じて、活動性の感染部位に到達し、デブリードマン、減圧、および再建を安全に行えるかということにあります。
本プロトコルの主な技術的利点は、解剖学的構造が許容する場合に、除圧術、デブリードマン、インストゥルメンテーション、および融合計画を1回の後方手術に統合できる点にあります。選択された患者においては、より広範な複合的アプローチと比較して手術侵襲を抑えられる可能性がありますが、本プロトコルを、選択的なセメント保存が絶対的に優れているという根拠として解釈すべきではありません。このレトロスペクティブ・コホートでは、保存経路はすでに良好な解剖学的条件を満たしていた患者に適用されており、そこには明らかな選択バイアスが存在します。
したがって、本プロトコルの適用性は特定の臨床シナリオに限定されます。セメントが緩んでいる場合、移動している場合、閉塞している場合、膿の中で露出している場合、あるいは完全なデブリドマンと安定した再建が他に達成できない場合は、セメントの除去が必須となります。本プロトコルは、後方アプローチルートを判断でき、移行のトリガーを特定でき、かつ、高齢者や医学的に脆弱な患者における積極的なセメント抽出のリスクと感染制御のバランスを評価できる脊椎外科医にとって最も有用です。
いくつかの限界を明確に述べる必要がある。代表的な比較は、回顧的かつ逐次的であり、非ランダム化である。サンプルサイズが限定的であること、MRIおよびCTによる追跡調査は、事前に規定された画像診断スケジュールではなく、回顧的な臨床慣行に基づいていたこと、また、ドレーン管理、静脈内投与から経口投与への移行、デバイスレベルのモデル記録などの一部の運用パラメータが、本研究においてプロトコル化されておらず、施設固有であったことが挙げられる。これらの制約により、因果関係の解釈および施設固有の術後詳細の再現性が制限される。
病原体の同定および術後の監視は引き続き極めて重要です。従来の培養法は、事前の抗菌薬投与や低菌量感染によって制限される可能性があるため、本プロトコルでは培養にmNGSおよび組織病理学的検査を組み合わせています。近年の術後脊椎感染症の報告シリーズにおいても、微生物学的な不均一性と、繰り返される手術または抗菌薬による管理が顕著であることが示されています18,19。術後に反応が見られない場合は、単に治療期間を自動的に延長するのではなく、菌の同定、抗菌薬のカバー範囲、残留セメントの状態、および固定装置の安定性について、構造的な再評価を行う必要があります。
特定の虚弱な患者において、正式なデブリードマンを行わずに後方固定を行うことを支持する根拠は限られており、制御不能な感染コンパートメントを維持することを正当化するものではありません20。したがって、本プロトコルでは、コンパートメントを標的としたデブリードマンを必須としており、適切なマージン(切除縁)の確保に失敗した場合は、セメントの除去または転換術を適応させるオーバーライドとして扱います。
著者らは、競合する利益がないことを宣言します。
言語編集および原稿の修正に生成AIが使用されました。すべての科学的内容、データの解釈、および最終的な表現は、著者によって確認および承認されました。
著者らは、診断、手術、フォローアップ、およびデータ収集に貢献した患者、臨床スタッフ、および研究チームのメンバーに感謝いたします。
本研究は、福建省整形外科外傷救急・リハビリテーション臨床医学研究センター(2020Y2014)の支援を受けて行われました。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 嫌気性輸送培地または容器 | BD | 221606 | BBL Port-A-Culチューブ |
| 細菌および真菌培養システム | bioMerieux | 410851; 410852 | BACT/ALERT VIRTUO; BACT/ALERT FA Plus; FN Plus |
| 骨移植器具 | DePuy Synthes | 01.211.003 | 骨採取セット |
| Cアーム透視システム | Siemens Healthineers | / | FD搭載Cios Select |
| C反応性蛋白測定 | Roche Diagnostics | 07876033190 | Tina-quant C反応性タンパク質 IV (CRP4) |
| 閉鎖式吸引ドレーン | Cardinal Health | SU130-1000 | Jackson-Pratt 400 cc リザーバー |
| コンピューター断層撮影装置 | Siemens Healthineers | / | SOMATOM go.Top |
| キュレットおよびロンジュール | B. Braun Aesculap | FK841R; OK711R | フォルクマン骨キュレット、ケリソン骨パンチ |
| 高速バーおよび超音波骨手術用スカルペル | Misonix BoneScalpel | BCM-SY | BoneScalpelシステム |
| 磁気共鳴画像法システム | Siemens Healthineers | / | MAGNETOM Skyra 3T |
| メタゲノム次世代シーケンシングサービス/プラットフォーム | Ajian (Fuzhou) Gene Medical Laboratory Co., Ltd. | / | PathoSeq mNGS 病原体検出プラットフォーム |
| マイコバクテリア検査プラットフォーム | BD | 445870 | BACTEC MGIT 960 |
| 椎弓根スクリュー・ロッド固定システム | Medtronic CD Horizon Solera | / | CD Horizon Solera;モデルおよび寸法はケースによって異なる |
| 滅菌生理食塩水による洗浄 | Baxter | NACLIRR | 灌流用塩化ナトリウム |
| 滅菌済み組織培養容器 | Thermo Fisher Scientific | 010001 | Samco ワイドマウス Bio-Tite 120 mL 検体容器 |
| チタンメッシュケージ | DePuy Synthes SYNMESH | / | SYNMESH |