Диагностика перипротезной инфекции тазобедренного сустава
Парапротезная инфекция – это инфекционный процесс в области сустава, возникающий после эндопротезирования и патогенетически связанный с наличием имплантата. Проявляется локальными признаками воспаления: отеком, болезненностью, местной гиперемией и гипертермией, нарушением функции конечности в сочетании с симптомами общей интоксикации. Нередко протекает со стертой клинической симптоматикой. Диагностируется с учетом анамнеза, лабораторных анализов, рентгенологических методик, МРТ, УЗИ. В зависимости от вида параэндопротезной инфекции выполняются ревизии с сохранением эндопротеза либо удаление имплантата с реэндопротезированием, артродезом, костно-мышечной пластикой.
Общие сведения
Парапротезная инфекция – актуальная проблема современной травматологии и ортопедии. Последние десятилетия ознаменовались широким распространением эндопротезирования. Увеличилось не только общее количество операций, но и количество протезируемых суставов. Если раньше замене, в основном, подвергали тазобедренный сустав, то в наши дни рутинной практикой стало протезирование коленного, плечевого, других средних и мелких суставов конечностей. Соответственно, возросло число случаев развития инфекционного процесса в области оперативного вмешательства. Распространенность патологии при первичном эндопротезировании составляет 0,3-1%. Частота осложнения при повторной установке искусственного сустава, по различным данным, колеблется от 9 до 40%. В большинстве случаев осложнение возникает в первые два года после операции.
Парапротезная инфекция
Причины
Непосредственной причиной парапротезной инфекции становятся болезнетворные бактерии, при этом существует определенная связь между типом возбудителя и видом протеза, обусловленная склонностью микробов к адгезии к тем или иным инородным материалам, находящимся в организме пациента. Так, в области металлических частей имплантата инфекция чаще вызывается золотистым стафилококком, в зоне полимерных – эпидермальным стафилококком. Наряду со стафилококковой флорой воспаление могут провоцировать стрептококки, кишечная палочка и некоторые другие микроорганизмы. Обстоятельствами, способствующими возникновению воспалительного процесса, считаются:
- Особенности вмешательства. Установлено, что при длительности операции более 3 часов вероятность осложнения увеличивается, что связано с продолжительным контактом тканей с внешней средой, нарушениями кровообращения, локальными обменными расстройствами и общей реакцией организма на стресс. Большое значение имеют интраоперационные осложнения, технические трудности и значительная кровопотеря, усугубляющие действие перечисленных факторов.
- Особенности установки эндопротеза. Риск развития инфекции в зоне искусственного сустава повышается при применении дополнительных биологических и синтетических материалов, нестабильности имплантата. В первом случае имеет значение реакция организма на наличие чужеродных элементов, во втором появляется постоянный источник травматизации окружающих тканей, создаются благоприятные условия для внедрения инфекционных агентов.
К числу особенностей организма пациента, способствующих появлению данного осложнения, относят пожилой возраст, наличие тяжелой соматической патологии и иммунные нарушения различного генеза. Негативную роль играет многократное или длительное применение антибиотиков перед операцией, обуславливающее устойчивость микроорганизмов к антибактериальной терапии, нарушение рекомендаций врача относительно режима активности и реабилитационных мероприятий в послеоперационном периоде.
Патогенез
Парапротезная инфекция – разновидность имплантат-ассоциированной инфекции, которая возникает после эндопротезирования вследствие способности патогенных микробов к колонизации имплантатов. Бактерии, вызывающие это осложнение, обладают свойством формировать биофильмы (биологические пленки) на поверхностях чужеродных материалов в организме больного. Выделяют два механизма возникновения биопленок. Первый – неспецифическое взаимодействие непосредственно между поверхностью протеза и микроорганизмами за счет сил поверхностного натяжения, водородных связей, гидрофобности, электростатического поля и т. д.
Второй – контакт бактерий с белками, располагающимися на поверхности искусственной конструкции. После установки части эндопротеза очень быстро покрываются слоем белков, среди которых преобладают альбумины. При адгезии микробов к этим белкам формируются микроколонии. Вначале имплантат колонизируется аэробными микроорганизмами, в последующем в глубоких слоях биофильма создается благоприятная среда для развития анаэробной микрофлоры. При увеличении биопленки или под влиянием внешних воздействий ее части отрываются от поверхности имплантата, происходит диссеминация процесса. Исследование перечисленных механизмов позволило объяснить устойчивость инфекции и неэффективность консервативной терапии этого осложнения.
Классификация
Существует много вариантов классификации параэндопротезной инфекции, однако общепризнанная международная систематизация этого осложнения пока отсутствует. Обычно травматологи-ортопеды используют классификацию Ковентри-Фитцджеральда, в основе которой лежит временной период между операцией и манифестацией инфекционного процесса. Различают четыре типа парапротезной инфекции:
- Острая послеоперационная. Признаки инфицирования определяются в течение месяца после вмешательства.
- Поздняя хроническая. Осложнение диагностируется во временном промежутке от 1 месяца до 1 года с момента операции.
- Острая гематогенная. Симптомы патологии возникают через 1 и более год после установки искусственного сустава.
- Положительная интраоперационная культура. Характеризуется бессимптомным течением при выявлении бактерий в 2-х и более интраоперационных образцах ткани.
В российской клинической практике также применяют систематизацию инфекций в области хирургических вмешательств, разработанную сотрудниками Новосибирского НИИТО. Согласно этой классификации различают три вида послеоперационных инфекционных процессов: ранний острый (возникший в первые 3 месяца), поздний острый (развившийся в течение 3-12 месяцев), хронический (диагностированный спустя 1 год и более после операции). При постановке диагноза отмечают наличие или отсутствие нестабильности эндопротеза.
С учетом формы выделяют флегмоноподобную, свищевую, латентную и атипичную инфекции, с учетом глубины – поверхностную и глубокую. Несмотря на то, что поверхностная инфекция протекает без вовлечения эндопротеза (то есть, имеет другой патогенез), поражает только кожные покровы и подкожную клетчатку, поддается консервативной терапии, специалисты рассматривают ее в рамках параэндопротезной инфекции, поскольку такой подход позволяет учесть все возможные варианты инфекционных осложнений эндопротезирования.
Симптомы парапротезной инфекции
Проявления патологии зависят от времени возникновения и глубины процесса. Поверхностная инфекция развивается в период восстановления после операции, сопровождается воспалением мягких тканей при интактности оперированного сустава. Характеризуется гиперемией, локальной припухлостью, повышением местной температуры, незначительными или умеренными болями, нарушением заживления раны, расхождением ее краев, наличием гнойного отделяемого. Возможно образование участков поверхностного некроза, формирование лигатурных свищей. Выраженность общей интоксикации определяется распространенностью поражения кожи и жировой клетчатки.
Глубокая парапротезная инфекция может манифестировать как в раннем послеоперационном периоде, так и спустя продолжительное время после вмешательства. Поражает мышцы и фасции. Проявляется отечностью мягких тканей, болью в проекции сустава, ограничением функции конечности, общими интоксикационными симптомами: повышением температуры тела до 38 °С и выше, ознобами, слабостью, разбитостью, тахикардией, тахипноэ. Возможно сочетание глубокого и поверхностного процесса, рассматриваемое специалистами как разновидность глубокой инфекции. Из-за распространенности иммунологических нарушений в популяции патология часто протекает со сглаженной симптоматикой. Снижение иммунитета усугубляют переливания крови, лекарственная терапия и другие лечебные мероприятия, проводимые на пред- и послеоперационном этапе.
Осложнения
Наиболее частые осложнения параэндопротезной инфекции обусловлены распространением гнойного процесса. Наблюдается образование абсцессов и флегмон. Особенно опасны глубокие затеки в полость таза, иногда формирующиеся при поражении оперированного тазобедренного сустава. В тяжелых случаях возможно развитие сепсиса. При часто рецидивирующей патологии снижается или утрачивается трудоспособность, ухудшается качество жизни больных, персистирующий очаг инфекции оказывает негативное влияние на деятельность внутренних органов.
Диагностика
Диагноз обычно выставляют специалисты в области ортопедии, наблюдающие пациентов, перенесших эндопротезирование сустава. Из-за часто встречающихся стертых форм и неспецифичности результатов дополнительных методик распознавание парапротезной инфекции может представлять определенные затруднения. Программа обследования обычно включает следующие методы:
- Опрос, осмотр. Признаком, указывающим на вероятность возникновения данной патологии, является замена сустава в анамнезе. Ортопед уточняет жалобы, время появления и динамику развития симптомов, оценивает внешний вид и функцию сустава, выявляет признаки воспаления, участки некроза, свищевые ходы и пр.
- Ультразвуковое сканирование. УЗИ сустава применяется в качестве скринингового метода, позволяет обнаружить абсцессы или гематомы, выполнить прицельную пункцию гнойного очага для последующего изучения содержимого в процессе бактериологического исследования.
- Рентгенологические методики. Результаты обычной рентгенографии часто неоднозначны. О наличии заболевания могут свидетельствовать остеолиз и периостальная реакция, без видимых причин возникшие после успешного вмешательства. Для оценки динамики процесса обязательно выполняют контрольные снимки. При свищах производят рентгенофистулографию для определения локализации свищевых ходов и затеков.
- Магнитно-резонансная томография. Является уточняющим методом, назначается на этапе предоперационного обследования для оценки размеров и расположения глубоких (в том числе – внутритазовых) абсцессов, уточнения объема хирургического вмешательства.
- Лабораторные анализы. При острой патологии в ОАК обнаруживаются признаки воспаления: лейкоцитоз, нейтрофилез, лимфоцитопения, сдвиг формулы влево, повышение СОЭ. При хронических формах изменения крови могут быть выражены незначительно. Более специфичны результаты исследования на С-реактивный белок, отражающие динамику воспалительного процесса, а также данные бакпосева раневого отделяемого. Микробиологический анализ синовиальной жидкости часто отрицательный из-за формирования биопленок.
Лечение парапротезной инфекции
В случаях поверхностного инфекционного процесса тактика такая же, как при других инфицированных ранах. Осуществляется санация поверхностного гнойного очага на фоне антибиотикотерапии, операции на суставе не требуются. При глубокой инфекции тактика определяется типом патологии с учетом времени ее возникновения, наличием либо отсутствием нестабильности сустава, расположением и размером гнойных затеков, состоянием костей и мягких тканей, устойчивостью флоры к антибактериальным препаратам и некоторыми другими факторами. Лечение только хирургическое. Существуют следующие варианты вмешательств:
- Ревизия с сохранением имплантата. Проводится при раннем инфицировании, сохранении стабильности сустава, незначительном поражении элементов эндопротеза. Сустав вскрывают, исследуют его поверхности. Инфицированные окружающие ткани иссекают, полиэтиленовый вкладыш заменяют (при необходимости – вместе с головкой протеза), рану ушивают, дренируют.
- Ревизионное эндопротезирование. Рекомендуется при поздней хронической и иногда – острой гематогенной парапротезной инфекции, предполагает одно- двух- или трехэтапную замену имплантата. Чаще всего используют двухэтапное реэндопротезирование, на первом этапе выполняют ревизию раны, затем после курса антибиотикотерапии устанавливают новый протез. При трехэтапном вмешательстве на втором этапе производят костную пластику.
- Артродез сустава. Показан при рецидивирующей инфекции, резистентности патогенной флоры к антибиотикам. Предусматривает удаление эндопротеза и наложение аппарата внешней фиксации для создания неподвижного соединения между концами костей.
- Ампутация или экзартикуляция. Осуществляется редко, в качестве показаний рассматривается наличие упорно рецидивирующего очага инфекции, представляющего угрозу для жизни больного, при одновременной утрате функции конечности.
Прогноз и профилактика
Прогноз при параэндопротезной инфекции обычно достаточно благоприятный. При ревизии сустава выздоровления удается достичь у 18-83%, при реэндопротезировании – у 73-94%, при проведении артродеза – у 85% пациентов. После первых двух типов вмешательств подвижность сустава сохраняется, в последнем случае – полностью утрачивается при обеспечении опорной функции конечности. Профилактика заключается в тщательном учете показаний и противопоказаний к первичному эндопротезированию, соблюдении правил асептики и антисептики во время операции и перевязок, подборе оптимальной схемы антибиотикотерапии. Пациенту необходимо учитывать рекомендации врача при определении режима активности, проведении реабилитационных мероприятий.
Источник
1. Atkins BL, Athanasou N, Deeks JJ, Crook DW, Simpson H, Peto TE et al. Prospective evaluation of criteria for microbiological diagnosis of prosthetic-joint infection at revision arthroplasty. The OSIRIS Collaborative Study Group. J Clin Microbiol. 1998; 36(10):2932-2939.
2. Berbari E, Mabry T, Tsaras G, Spangehl M, Erwin PJ, Murad MH, et al. Inflammatory blood laboratory levels as markers of prosthetic joint infection: a systematic review and metaanalysis. J Bone Joint Surg. Am. 2010; 92(11):2102-2109.
3. Bozic KJ, Ries MD. The impact of infection after total hip arthroplasty on hospital and surgeon resource utilization. J Bone Joint Surg. Am. 2005; 87(8):1746-1751.
4. Bozic KJ, Lau E, Kurtz S, Ong K, Rubash H, Vail TP, et al. Patient-related risk factors for periprosthetic joint infection and postoperative mortality following total hip arthroplasty in Medicare patients. J Bone Joint Surg. Am. 2012; 94(9):794-800.
5. Corona P, Gil E, Guerra E, Soldado F, Amat C, Flores X, et al. Percutaneous interface biopsy in dry-aspiration cases of chronic periprosthetic joint infections: a technique for preoperative isolation of the infecting organism. Int Orthop. 2012; 36(6):1281-1286.
6. Corvec S, Portillo ME, Pasticci BM, Borens O, Trampuz A. Epidemiology and new developments in the diagnosis of prosthetic joint infection. Int J Artif Organs. 2012; 35(10):923-934.
7. Fink B, Gebhard A, Fuerst M, Berger I, Schafer P. High diagnostic value of synovial biopsy in periprosthetic joint infection of the hip. Clin Orthop Relat Res. 2013; 471(3):956-964.
8. Frommelt L. [Aspiration of joint fluid for detection of the pathogen in periprosthetic infection]. Orthopade. 2008; 37(10):1027-1034; quiz 35-36.
9. Furustrand Tafin U, Corvec S, Betrisey B, Zimmerli W, Trampuz A. Role of rifampin against Propionibacterium acnes biofilm in vitro and in an experimental foreign-body infection model. Antimicrob Agents Chemother. 2012; 56(4):1885-1891.
10. Hsieh PH, Shih CH, Chang YH, Lee MS, Shih HN, Yang WE. Two-stage revision hip arthroplasty for infection: comparison between the interim use of antibiotic-loaded cement beads and a spacer prosthesis. J Bone Joint Surg. Am. 2004; 86-A(9):1989-1997.
11. Hwang JS, Beebe KS, Patterson FR, Benevenia J. Infected total femoral replacements: evaluation of limb loss risk factors. Orthopedics. 2011; 34(11):e736-740.
12. Ivancevic V, Perka C, Hasart O, Sandrock D, Munz DL. Imaging of low-grade bone infection with a technetium- 99m labelled monoclonal anti-NCA-90 Fab’ fragment in patients with previous joint surgery. Eur J Nuclr Med Molec Imag. 2002; 29(4):547-551.
13. Janz V, Wassilew GI, Hasart O, Matziolis G, Tohtz S, Perka C. Evaluation of sonicate fluid cultures in comparison to histological analysis of the periprosthetic membrane for the detection of periprosthetic joint infection. Int Orthop. 2013; 37(5):931-936.
14. Janz V, Bartek B, Wassilew GI, Stuhlert M, Perka CF, Winkler T. Validation of synovial aspiration in girdlestone hips for detection of infection persistence in patients undergoing 2-stage revision total hip arthroplasty. J Arthroplasty. 2016; 31(3):684-687.
15. Jung J, Schmid NV, Kelm J, Schmitt E, Anagnostakos K. Complications after spacer implantation in the treatment of hip joint infections. Int J Med Sci. 2009; 6(5):265-273.
16. Krenn V, Morawietz L, Kienapfel H, Ascherl R, Matziolis G, Hassenpflug J, et al. [Revised consensus classification: Histopathological classification of diseases associated with joint endoprostheses]. Z Rheumatol. 2013; 72(4):383-392.
17. Kurtz SM, Lau E, Watson H, Schmier JK, Parvizi J. Economic burden of periprosthetic joint infection in the United States. J Arthroplasty. 2012; 27(8 Suppl):61-65 e1.
18. Lange J, Troelsen A, Thomsen RW, Soballe K. Chronic infections in hip arthroplasties: comparing risk of reinfection following one-stage and two-stage revision: a systematic review and meta-analysis. Clin Epidemiol. 2012; 4:57-73.
19. Langlais F, Kerboull M, Sedel L, Ling RS. The ‘French paradox. J Bone Joint Surg. Br. 2003; 85(1):17-20.
20. Langlais F. Can we improve the results of revision arthroplasty for infected total hip replacement? J Bone Joint Surg. Br. 2003; 85(5):637-640.
21. Love C, Marwin SE, Palestro CJ. Nuclear medicine and the infected joint replacement. Sem Nucl Med. 2009; 39(1):66-78.
22. Maderazo EG, Judson S, Pasternak H. Late infections of total joint prostheses. A review and recommendations for prevention. Clin Orthop Rel Res. 1988; (229):131-42.
23. Miller TT. Imaging of hip arthroplasty. Eur J Radiol. 2012; 81(12):3802-3812.
24. Morawietz L, Classen RA, Schroder JH, Dynybil C, Perka C, Skwara A et al. Proposal for a histopathological consensus classification of the periprosthetic interface membrane. J Clin Pathol. 2006; 59(6):591-597.
25. Mulcahy H, Chew FS. Current concepts of hip arthroplasty for radiologists: part 2, revisions and complications. AJR Am J Roentgenol. 2012; 199(3):570-580.
26. Muller M, Morawietz L, Hasart O, Strube P, Perka C, Tohtz S. Diagnosis of periprosthetic infection following total hip arthroplasty—evaluation of the diagnostic values of preand intraoperative parameters and the associated strategy to preoperatively select patients with a high probability of joint infection. J Orthop Surg Res. 2008; 3:31.
27. Murdoch DR, Roberts SA, Fowler Jr VG, Jr., Shah MA, Taylor SL, Morris AJ, et al. Infection of orthopedic prostheses after Staphylococcus aureus bacteremia. Clinical infectious diseases: an official publication of the Infectious Diseases Society of America. 2001; 32(4):647-649.
28. Oliva A, Furustrand Tafin U, Maiolo EM, Jeddari S, Betrisey B, Trampuz A. Activities of fosfomycin and rifampin on planktonic and adherent Enterococcus faecalis strains in an experimental foreign-body infection model. Antimicrob Agents Chemother. 2014; 58(3):1284-1293.
29. Parvizi J, Adeli B, Zmistowski B, Restrepo C, Greenwald AS. Management of periprosthetic joint infection: the current knowledge: AAOS exhibit selection. J Bone Joint Surg. Am. 2012; 94(14):e104.
30. Perka C, Haas N. [Periprosthetic infection]. Der Chirurg; Zeitschrift fur alle Gebiete der operativen. Medizen. 2011; 82(3):218-226.
31. Portillo ME, Salvadó M, Alier A, Sorli L, Martínez S, Horcajada JP et al. Prosthesis failure within two years of implantation is highly predictive for infection. Clin Orthop Relat Res. 2013; 471(11):3672-3678.
32. Schinsky MF, Della Valle CJ, Sporer SM, Paprosky WG. Perioperative testing for joint infection in patients undergoing revision total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg. Am. 2008; 90(9):1869-1875.
33. Sculco TP. The economic impact of infected total joint arthroplasty. Instr. course Lect. 1993; 42: 349-51.
34. Senthi S, Munro JT, Pitto RP. Infection in total hip replacement: meta-analysis. Int Orthop. 2011; 35(2):253-260.
35. Spangehl MJ, Masri BA, O’Connell JX, Duncan CP. Prospective analysis of preoperative and intraoperative investigations for the diagnosis of infection at the sites
36. of two hundred and two revision total hip arthroplasties. J Bone Joint Surg. Am. 1999; 81(5):672-683.
37. Strobel K, Stumpe KD. PET/CT in musculoskeletal infection. Semin Musculoskelet Radiol. 2007; 11(4): 353-364.
38. Tohtz SW, Muller M, Morawietz L, Winkler T, Perka C. Validity of frozen sections for analysis of periprosthetic loosening membranes. Clin Orthop Relat Res. 2010; 468(3):762-768.
39. Trampuz A, Piper KE, Jacobson MJ, Hanssen AD, Unni KK, Osmon DR, et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N Engl J Med. 2007; 357(7):654-663.
40. Trampuz A, Zimmerli W. Diagnosis and treatment of implant-associated septic arthritis and osteomyelitis. Curr Infect Dise Rep. 2008; 10(5):394-403.
41. Trampuz A, Perka C, Borens O. [Prosthetic joint infection: new developments in diagnosis and treatment]. Dtsch Med Wochenschr. 2013; 138(31-32):1571-1573.
42. Winkler H. Bone grafting and one-stage revision of THR – biological reconstruction and effective antimicrobial treatment using antibiotic impregnated allograft bone. Hip Int. 2012; 22 Suppl 8:S62-68.
43. Zimmerli W, Trampuz A, Ochsner PE. Prosthetic-joint infections. N Engl J Med. 2004 ;351(16):1645-1654.
Источник