骨折相關(guān)性感染是創(chuàng)傷骨科的一種常見且嚴(yán)重并發(fā)癥，明確診斷是治療成功的前提，專家共識中提出根據(jù)某些臨床表現(xiàn)(瘺、竇道或傷口裂開等)即可診斷，但是在臨床實(shí)踐中感染表現(xiàn)較為復(fù)雜，僅根據(jù)臨床表現(xiàn)明確診斷具有挑戰(zhàn)性。近年隨著技術(shù)發(fā)展，核醫(yī)學(xué)顯像在骨折相關(guān)性感染的研究逐漸增多。除較常應(yīng)用的三時(shí)相骨顯像外，標(biāo)記白細(xì)胞顯像、18F-FDG PET或PET/CT顯像也有很高的臨床價(jià)值，在檢出和定位感染灶、評價(jià)骨折愈合和內(nèi)固定及手術(shù)計(jì)劃制訂方面具有重要作用。本文就核醫(yī)學(xué)顯像對骨折相關(guān)性感染的診斷價(jià)值及其在骨折相關(guān)性感染中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
骨折相關(guān)性感染(fracture related infection，F(xiàn)RI)是創(chuàng)傷骨科的一種常見且嚴(yán)重并發(fā)癥，近年來其發(fā)生率逐漸增高[1]，使臨床工作面臨巨大挑戰(zhàn)。雖然目前FRI已有相對成熟的治療方法[2-4]，但治療成功的前提是明確診斷[5]，若因診斷不明而忽視治療，極易導(dǎo)致感染遷延不愈、復(fù)發(fā)，甚至致殘、死亡，給患者、家庭和社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)。FRI國際及國內(nèi)的專家共識將診斷標(biāo)準(zhǔn)分為確定性診斷標(biāo)準(zhǔn)和提示性診斷標(biāo)準(zhǔn)[2,6]，其中影像學(xué)檢查作為提示性診斷標(biāo)準(zhǔn)納入。雖然共識提出根據(jù)某些臨床表現(xiàn)(瘺、竇道或傷口裂開等)即可診斷FRI[2,6]，但臨床實(shí)踐中由于感染表現(xiàn)較為復(fù)雜[3]、出現(xiàn)時(shí)間不固定、侵襲性程度不一，僅根據(jù)臨床表現(xiàn)進(jìn)行明確診斷具有挑戰(zhàn)性[7]。影像學(xué)檢查能夠?qū)⒏腥究梢暬瑱z出并定位感染灶，可評價(jià)骨折愈合及內(nèi)固定的情況，明確解剖特征，便于制訂手術(shù)計(jì)劃[8-9]，具有一定的必要性。
核醫(yī)學(xué)顯像作為影像學(xué)檢查的一部分，近年來其成像技術(shù)取得了很大進(jìn)展。隨著對FRI認(rèn)識的不斷加深，核醫(yī)學(xué)顯像在FRI的應(yīng)用研究不斷增多。本文探討核醫(yī)學(xué)顯像在FRI的臨床價(jià)值、面臨的挑戰(zhàn)及未來發(fā)展方向。
1 SPECT顯像
1.1 三時(shí)相骨顯像
三時(shí)相骨顯像診斷FRI的敏感度高，但特異度差[10-12]，作為明確診斷的價(jià)值有限，特別是對近期發(fā)生的骨折及內(nèi)固定術(shù)后是否存在感染的判斷價(jià)值有限[2]。在骨折或手術(shù)后1~2年內(nèi)，骨折愈合、假體松動、術(shù)后改變等非感染性原因均可導(dǎo)致假陽性結(jié)果[7]。但三時(shí)相骨顯像成本較低、普及度較廣、操作簡單[7]，可作為低感染概率患者排除FRI的首選篩查方法[7-8,11]，若患者血流相、血池相為陰性，可基本排除感染[13]。此外，三時(shí)相骨顯像能夠在不額外增加患者輻射劑量的基礎(chǔ)上行全身骨顯像，明確全身骨骼是否存在多發(fā)感染病灶及是否存在其他病變。另外，三時(shí)相骨顯像可在延遲相時(shí)應(yīng)用SPECT/CT斷層顯像[11]，精確定位顯像劑攝取增高的部位及范圍，提高診斷特異度[14-15]。
1.2 67Ga-枸櫞酸顯像
67Ga-枸櫞酸顯像是最早用于肌肉骨骼感染的成像方式之一，注射顯像劑后需進(jìn)行多次顯像，且同期必須進(jìn)行99Tcm-MDP骨顯像，成像結(jié)果的判斷需將兩者相結(jié)合，其診斷特異度較差，目前很少應(yīng)用。
1.3 標(biāo)記白細(xì)胞顯像
標(biāo)記白細(xì)胞顯像診斷FRI的敏感度和特異度均較高[7-8]，可用于判斷近期骨折及內(nèi)固定術(shù)后是否存在感染[2]，與前次手術(shù)時(shí)間間隔、使用抗生素或非甾體藥物均不影響其診斷準(zhǔn)確度[8]。Zhang等[7]研究顯示，99Tcm-MDP骨顯像聯(lián)合標(biāo)記白細(xì)胞顯像診斷FRI的特異度較高，與單獨(dú)99Tcm-MDP骨顯像相比附加價(jià)值顯著。但Bosch等[16]通過分析153個(gè)病例，發(fā)現(xiàn)約20%僅憑視覺判斷不能得到明確診斷，且大多數(shù)標(biāo)記白細(xì)胞顯像呈假陰性的患者存在低毒力感染[8]，由于FRI和非感染性骨折不愈合在后續(xù)治療方式上存在很大差異，標(biāo)記白細(xì)胞顯像的診斷價(jià)值受限。
目前國內(nèi)缺乏標(biāo)記白細(xì)胞顯像的研究，主要原因是其價(jià)格昂貴、實(shí)施程序復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。體外白細(xì)胞的標(biāo)記中99Tcm-HMPAO應(yīng)用較多，但其性質(zhì)不穩(wěn)定，必須新制備;分離及標(biāo)記白細(xì)胞的全過程要求無菌操作，并在標(biāo)記后1 h內(nèi)回注患者體內(nèi)[17];需要2 d進(jìn)行多時(shí)間點(diǎn)(至少2個(gè))顯像;平面顯像的分辨率欠佳;目前成像結(jié)果缺乏統(tǒng)一的解釋標(biāo)準(zhǔn)[7]，肝臟、脾臟和骨髓的攝取使成像結(jié)果難以解釋(尤其是位于中軸骨的病變)[7,18]，雖然進(jìn)行99Tcm-硫膠體骨髓顯像作為對照能夠減少干擾，但2個(gè)顯像必須間隔2~3 d，使所需時(shí)間進(jìn)一步增加。
1.4 標(biāo)記抗人粒細(xì)胞單克隆抗體顯像
標(biāo)記抗人粒細(xì)胞單克隆抗體顯像是一種較新的成像方法，相較于標(biāo)記白細(xì)胞顯像程序簡化，標(biāo)記相對容易，顯像劑的分布類似于放射性核素標(biāo)記的粒細(xì)胞，主要濃聚在肝、骨髓和炎癥病灶，可以用于外周骨FRI檢測，但在中軸骨的應(yīng)用受限。目前相關(guān)研究較少，未常規(guī)應(yīng)用于臨床[7]。
目前，SPECT顯像中較多應(yīng)用于FRI領(lǐng)域的是三時(shí)相骨顯像及標(biāo)記白細(xì)胞顯像。三時(shí)相骨顯像敏感度高、成本較低、普及度較廣，可作為低感染概率患者排除FRI的首選篩查方法，在延遲相時(shí)加做SPECT/CT斷層顯像可以提高診斷特異度。標(biāo)記白細(xì)胞顯像診斷FRI的敏感度和特異度均較高，但價(jià)格昂貴、實(shí)施程序復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，國內(nèi)未應(yīng)用于臨床。SPECT顯像以平面顯像為主，分辨率欠佳，多種SPECT顯像方式聯(lián)用，可提高診斷準(zhǔn)確度，但所需時(shí)間成本及患者接受的輻射劑量也將相應(yīng)增加。
2 18F-FDG PET或PET/CT顯像
與其他核醫(yī)學(xué)顯像相比，此方法診斷FRI的可行性好、分辨率高、敏感度高[19-20]，完整顯像過程可在1~2 h內(nèi)完成，且進(jìn)行量化分析的可行性高[9]，是一種很具前景的診斷方法;且其陰性預(yù)測值較高[20]，有助于減少抗生素或清創(chuàng)手術(shù)的不當(dāng)應(yīng)用，對于慢性感染和低毒力感染較其他方法更具優(yōu)勢[19]。
Lemans等[19]報(bào)道，手術(shù)和18F-FDG PET顯像的時(shí)間間隔<1個(gè)月與假陽性結(jié)果的顯著增加相關(guān)，因此，顯像最好在手術(shù)1個(gè)月后進(jìn)行。18F-FDG PET顯像可應(yīng)用于有金屬內(nèi)固定的患者，但Zhang等[7]認(rèn)為，金屬內(nèi)固定存在時(shí)其診斷效能有待證實(shí)，這可能是由于機(jī)體對內(nèi)固定的無菌性排斥反應(yīng)會導(dǎo)致18F-FDG攝取增高，出現(xiàn)假陽性診斷。
除手術(shù)和內(nèi)固定外，骨折愈合、骨不連、局部應(yīng)力增加等非感染性因素也會引起18F-FDG攝取增高，且程度多低于FRI。標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(SUV)可反映18F-FDG攝取增高程度，但在鑒別感染與非感染時(shí)缺乏特異性診斷[21]。依據(jù)PET或PET/CT影像表現(xiàn)進(jìn)行定性診斷、定性診斷聯(lián)合SUV綜合診斷的準(zhǔn)確度均較高[19-20]，而僅依據(jù)SUV進(jìn)行診斷的準(zhǔn)確度相對較低。因此，F(xiàn)RI的診斷并不能僅依據(jù)SUV，除18F-FDG攝取增高程度外，攝取增高部位、形態(tài)及分布也十分重要。Wang等[22]分析254例下肢骨折內(nèi)固定術(shù)后可疑FRI的18F-FDG PET/CT，發(fā)現(xiàn)同側(cè)腹股溝淋巴結(jié)SUVmax的診斷敏感度和特異度均較高，提示骨折部位淋巴引流區(qū)18F-FDG攝取增高淋巴結(jié)或可作為鑒別。
PET/CT顯像將PET圖像和CT圖像融合，提高了診斷特異度，同時(shí)能夠?yàn)榕R床醫(yī)師提供更多參考信息(包括功能學(xué)和解剖學(xué))，如顯示18F-FDG攝取增高的部位，明確是否存在瘺、竇道、膿腫并進(jìn)行定位，明確骨折位置、骨折愈合情況及內(nèi)固定情況等，便于制訂治療計(jì)劃 [7,23]，典型病例見圖1。另有研究表明，根據(jù)18F-FDG PET/CT顯像結(jié)果進(jìn)行手術(shù)清創(chuàng)的效果可靠[24-25]。另外，PET/CT不僅能在外周骨應(yīng)用，還可以在中軸骨應(yīng)用，Hartmann等[26]進(jìn)行18F-FDG PET/CT顯像在脊柱感染的研究，正確診斷7例脊柱感染患者，準(zhǔn)確排除2例未感染的患者。隨著成像技術(shù)的發(fā)展和革新，金屬偽影的影響正在逐漸弱化。但由于其價(jià)格昂貴，目前不作為首選[2,27]。
圖1 男，43歲，11年前車禍后右股骨干骨折，行切開復(fù)位逆行髓內(nèi)釘固定術(shù)，術(shù)后切口愈合良好。8年前發(fā)現(xiàn)右股骨干骨折不愈合，行逆行髓內(nèi)釘固定、取髂骨植骨術(shù)，術(shù)后復(fù)查骨折愈合。半年前患者無明顯誘因出現(xiàn)右膝腫痛，3個(gè)月前右大腿下段皮膚破潰流液，間斷發(fā)熱，應(yīng)用抗生素治療至20 d前。右股骨形態(tài)不規(guī)則、密度增高、髓腔狹窄伴右股骨干中段骨折，斷端(箭)、右股骨周圍及髓腔內(nèi)18F-FDG代謝活性增高，延伸至皮膚表面，竇道形成(箭)。患者20 d后行右股骨擴(kuò)創(chuàng)+感染性病灶清除+內(nèi)固定物取出術(shù)，術(shù)中細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果為糞腸球菌。A. PET MIP圖，B、E、G. CT圖像矢狀位及軸位，C、D、F、H. 18F-FDG PET/CT融合圖像矢狀位、冠狀位、軸位
3 展望
目前已有多項(xiàng)研究表明標(biāo)記白細(xì)胞顯像和18F-FDG PET或PET/CT顯像對FRI有很高的診斷準(zhǔn)確度。
18F-FDG PET或PET/CT顯像操作簡單、圖像易獲得、陰性預(yù)測值較高，其中18F-FDG PET/CT顯像可提供解剖定位信息，可能是更優(yōu)的選擇。鑒于PET或PET/CT顯像價(jià)格較高，低感染概率患者排除FRI可選用三時(shí)相骨顯像，必要時(shí)加做SPECT/CT斷層顯像以提高診斷特異度。
但由于核醫(yī)學(xué)顯像目前缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，需要更多研究進(jìn)一步證實(shí)、分析、總結(jié)歸納，以制訂適用于臨床的核醫(yī)學(xué)影像診斷標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)需要優(yōu)化現(xiàn)有的成像方法，并將其標(biāo)準(zhǔn)化，以獲得可靠的高質(zhì)量影像。還需要重視技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新，如特異性顯像劑的研發(fā)：檢測FRI內(nèi)固定表面生物膜形成、檢測特定的微生物、檢測抗生素的耐藥機(jī)制等[8]。未來這些新技術(shù)或許能夠?yàn)榕R床醫(yī)師提供更多診斷FRI直接且可靠的信息。
