诊断骨髓炎的第一步是整理患者的完整病史,因为既往感染可能会潜伏数月才会复发。危险因素包括以下疾病病史:穿透伤、静脉毒品滥用、糖尿病、HIV 感染、手术污染或牙周炎。对患者的伤口和受累区域的感觉能力进行临床评估非常必要。骨髓炎最重要的证据来自 X 线平片和细菌培养。
骨髓炎的诊断是多因素的;临床检查和诊断评估时可能会有一些征象,而其他征象则缺乏。例如,对欧洲儿科医师的一项调查显示,要做出骨髓炎的疑似诊断,应当存在如下 4 种临床体征中至少 1 种:[21]Mitha A, Boulyana M, Hue V, et al; European French-speaking expert group. Consensus in diagnostic definitions for bone or joint infections in children by a Delphi method with European French-speaking experts. Acta Paediatr. 2012 Aug;101(8):e350-6.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22578155?tool=bestpractice.com
以及下列体征中的至少 1 种:
血培养结果呈阳性
化脓性关节液
骨或关节穿刺培养呈阳性
影像学检查结果与骨或关节感染相符。
将根据感染的临床体征、实验室检查、影像学检查异常以及血液、关节液、活组织检查样本或脓肿液的培养分离结果确诊。
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 患者男性,62 岁,胫骨开放性骨折,经内固定后感染。患者在接下来的 21 年内胫骨前方断断续续有脓液排出。影像学确诊存在慢性骨髓炎且中心区域为死骨。牛津骨感染单位 (Oxford Bone Infection Unit) 提供 [Citation ends].
临床评估
临床评价对于评估患者肌肉骨骼系统的完整性非常重要。[22]Mader JT, Calhoun JH, Lazzarini L. Adult long bone osteomyelitis. In: Mader JT, Calhoun JH, eds. Musculoskeletal infections. New York, NY: Marcel Dekker; 2003:149-82.
症状:
发热(通常为低热)
感染部位有非特异性疼痛
糖尿病足感觉能力减弱
不适感和疲劳
充血
肿胀
窦道或伤口部位引流。
体征:
局部炎症、红斑和肿胀
急性或陈旧愈合窦;既往手术、骨折固定或尝试控制感染遗留的瘢痕
存在既往手术的证据,包括瘢痕和以前的皮瓣设计;应注意用于局部皮瓣修复的其他方式
感染部位向上和向下的关节活动度下降
肢体的相关畸形,特别是童年骨髓炎可能导致骺板早闭,引起肢体缩短或成角畸形
慢性骨髓炎可能在受累骨的皮下缘有叩痛。
颈部软组织感染后继发斜颈的患者可能疑似患有颈椎骨髓炎。[23]Dimaala J, Chaljub G, Oto A, et al. Odontoid osteomyelitis masquerading as a C2 fracture in an 18-month-old male with torticollis: CT and MRI features. Emerg Radiol. 2006 Jul;12(5):234-6.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16673091?tool=bestpractice.com[24]McKnight P, Friedman J. Torticollis due to cervical epidural abscess and osteomyelitis. Neurology. 1992 Mar;42(3 Pt 1):696-7.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1549244?tool=bestpractice.com 腰椎骨髓炎表现为腰痛,且可能由于 Batson 静脉丛的解剖结构而导致近期出现尿源性脓毒症。[25]Ursprung WM, Kettner NW, Boesch R. Vertebral osteomyelitis: a case report of a patient presenting with acute low back pain. J Manipulative Physiol Ther. 2005 Nov-Dec;28(9):713-8.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16326242?tool=bestpractice.com[26]Buoncristiani AM, McCullen G, Shin AY, et al. An unusual cause of low back pain. Osteomyelitis of the spinous process. Spine (Phila Pa 1976). 1998 Apr 1;23(7):839-41.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9563117?tool=bestpractice.com
实验室评估
没有能够确诊骨感染的特异性血液检验。急性病例中,炎症标志物(例如白细胞计数、红细胞沉降率 [ESR] 和 C 反应蛋白 [CRP])水平通常升高,但在慢性感染中一般正常。诸如 ESR 和 CRP 等血液炎症标志物的变化趋势对于疑似骨髓炎的患者可能有用,尤其是在成功治疗后观察到炎症标志物有所改善。炎症标志物为非特异性的,在其他疾病中也可能升高,例如炎症性关节病和痛风。对治疗后 ESR 持续升高的患者应进行进一步的评估。[27]Schulak DJ, Rayhack JM, Lippert FG 3rd, et al. The erythrocyte sedimentation rate in orthopaedic patients. Clin Orthop Relat Res. 1982 Jul;(167):197-202.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7047036?tool=bestpractice.com[28]Carragee EJ, Kim D, van der Vlugt T, et al. The clinical use of erythrocyte sedimentation rate in pyogenic vertebral osteomyelitis. Spine (Phila Pa 1976). 1997 Sep 15;22(18):2089-93.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9322319?tool=bestpractice.com[29]Perry M. Erythrocyte sedimentation rate and C reactive protein in the assessment of suspected bone infection - are they reliable indexes? J R Coll Surg Edinb. 1996 Apr;41(2):116-8.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8632383?tool=bestpractice.com[30]Roine I, Faingezicht I, Arguedas A, et al. Serial serum C-reactive protein to monitor recovery from acute hematogenous osteomyelitis in children. Pediatr Infect Dis J. 1995 Jan;14(1):40-4.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7715988?tool=bestpractice.com[31]Unkila-Kallio L, Kallio MJ, Eskola J, et al. Serum C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate, and white blood cell count in acute hematogenous osteomyelitis of children. Pediatrics. 1994 Jan;93(1):59-62.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8265325?tool=bestpractice.comC 反应蛋白也是非特异性的炎症标志物,但却可能更有帮助,因其在成功治疗后恢复正常的速度更快。诊断特异性必须通过临床表现、影像学、手术发现、组织学和细菌培养来达到。
微生物学检查
若需要手术,慢性或设备相关性骨髓炎的诊断性微生物检测金标准需要在无菌条件下使用不同器械取多个深部样本。为最大化微生物取样的敏感性,建议在外科清创前至少停用 2 周抗生素。若在取样的 2 周内使用抗生素,则骨髓炎细菌培养的假阴性率可从 23% 升至 55%。[32]Trampuz A, Piper KE, Hanssen AD, et al. Sonication of explanted prosthetic components in bags for diagnosis of prosthetic joint infection is associated with risk of contamination. J Clin Microbiol. 2006 Feb;44(2):628-31.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1392705/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16455930?tool=bestpractice.com
已证明浅部拭子或窦道排出液体的培养与致病微生物的相关性不佳,故应避免此做法。[33]Mackowiak PA, Jones SR, Smith JW. Diagnostic value of sinus tract cultures in chronic osteomyelitis. JAMA. 1978 Jun 30;239(26):2772-5.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/349185?tool=bestpractice.com深部积液的穿刺抽吸、引导经皮骨活检、和血培养都可能有帮助。可早期诊断儿童、急性感染和糖尿病足感染,以使单独使用抗生素进行治疗成为可能。然而,在慢性骨髓炎和植入物相关感染中,经皮活检常为阴性。在所有清创术前均应取多个微生物样本,以提高培养结果的敏感度和特异度。[34]Calhoun JH, Manring MM. Adult osteomyelitis. Infect Dis Clin North Am. 2005 Dec;19(4):765-86.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16297731?tool=bestpractice.com[35]Ericsson HM, Sherris JC. Antibiotic sensitivity testing: Report of an international collaborative study. Acta Pathol Microbiol Scand B Microbiol Immunol. 1971;217:(suppl 217):1.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4325956?tool=bestpractice.com
对于慢性或设备相关性骨骼感染,需氧菌和厌氧菌的培养需延长 7 至 10 天。这对于生长缓慢的病原菌(例如,丙酸杆菌科)来说很重要。分枝杆菌可能需要更长时间。将任何异常特征告知实验室有助于使用特殊培养方式。例如,应对免疫功能不全患者进行诺卡氏菌、分枝杆菌、以及真菌培养。若疑似海鱼分枝杆菌感染(一种与接触热带鱼缸相关的四肢感染),则可能需要在 25°C (77°F) 进行分枝杆菌培养。
超声波振动匀化 (sonication) 将坚硬表面(例如盘、螺丝、植入物或手术移除的骨)在无菌盐水中进行超声波振荡,已用以增加微生物敏感度。这可将微生物从生物膜中释放出来从而提高阳性培养率。对于细菌数量少的低级别植入物感染尤其适用。[36]Trampuz A, Piper KE, Jacobson MJ, et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N Engl J Med. 2007 Aug 16;357(7):654-63.https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa061588http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17699815?tool=bestpractice.com
应尽可能在抗生素治疗之前取得培养结果。
组织学
在深部组织进行取样有助于对微生物培养结果进行解读。有些感染,例如结核病和放线菌病,可仅通过组织学进行直接诊断。
在急性感染中,显微镜下直接观察抽吸液体的革兰染色结果可对存在的微生物种类(如,革兰阳性球菌)给出一个快速提示,但后续治疗应基于完整的培养结果且应有抗生素敏感性。
在慢性骨髓炎中,革兰染色的敏感度很低,故没有实际应用价值。
组织学可通过显示急性和慢性炎细胞、以及死骨、活跃的骨再吸收和存在小死骨片来确诊培养阴性的骨髓炎。
影像学检查
应进行 X 线平片检查,以寻找骨髓炎或其他病变(例如骨折或骨肿瘤)的证据。在急性骨髓炎中,最初的 X 线检查可能相对正常。骨量减少是在 X 线平片上可见的第一个征象,在感染发作后 6 至 7 天出现。紧接着就会有骨破坏、皮质损伤和骨膜反应的证据。此期可能会开始出现骨包壳。有时死骨片可能早在 10 天后就出现。随着时间的推移,可出现由于受累肢体废用继发的进一步弥漫性骨量减少。
在存在时间更长的慢性感染中,还可见其他征象。髓内扇贝样改变、空腔和窦道均可见。当骨内膜死骨片脱落并落入髓腔内时可出现‘落叶征’。
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 左侧股骨 X 线平片,显示髓管内的骨溶解病灶连同‘落叶征’,并可见空腔内的髓内死骨片牛津骨感染单位 (Oxford Bone Infection Unit) 提供 [Citation ends].
超声扫描有助于在急性骨髓炎中寻找这些相关的征象、骨膜下脓肿、以及可能意味着化脓性关节炎的邻近关节积液。对于引导用于微生物诊断的穿刺抽吸或活检也很有帮助。
磁共振成像 (MRI) 是骨髓炎最有用的影像检查方式,因其能够提供骨和周围软组织良好的横断面信息。[37]Jevtic V. Vertebral infection. Eur Radiol. 2004 Mar;14(suppl 3):E43-52.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14749956?tool=bestpractice.com[38]Theodorou DJ, Theodorou SJ, Kakitsubata Y, et al. Imaging characteristics and epidemiologic features of atypical mycobacterial infections involving the musculoskeletal system. AJR Am J Roentgenol. 2001 Feb;176(2):341-9.http://www.ajronline.org/doi/full/10.2214/ajr.176.2.1760341http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11159070?tool=bestpractice.com[39]Flemming D, Murphey M, McCarthy K. Imaging of the foot and ankle: summary and update. Curr Opin Orthop. 2005;16:54-9.[40]Pineda C, Vargas A, Rodriguez AV. Imaging of osteomyelitis: current concepts. Infect Dis Clin North Am. 2006 Dec;20(4):789-825.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17118291?tool=bestpractice.com可能有 T2 相高信号或脂肪抑制序列,提示在髓管或周围软组织有感染。遗憾的是,死骨片在所有 MRI 序列中均显示为黑色,与正常皮质骨相同。所以,MRI 并不擅长于发现皮质死骨片。解读骨髓炎的 MRI 扫描图像可能较难,可能需要特别关注骨骼肌肉系统图像的影像学专家。虽然 MRI 是一个很敏感的检查,但其倾向于高估急性期感染的程度,此期的骨水肿在髓管内显示为高信号。此外,术后的 MRI 解读起来可能很困难,因为术后改变可能持续数月至数年,这些改变可能被误认为是持续性感染。金属制品的存在使成像严重受影响,这通常发生有连续病灶的骨髓炎中。
CT 更擅长于捕捉骨破坏程度,且能更可靠地发现小死骨片。[41]Butt WP. The radiology of infection. Clin Orthop Relat Res. 1973 Oct;(96):20-30.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4584241?tool=bestpractice.com[42]Jones AG, Francis MD, Davis MA. Bone scanning: radionuclidic reaction mechanisms. Semin Nucl Med. 1976 Jan;6(1):3-18.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/174228?tool=bestpractice.com[43]Kuhn JP, Berger PE. Computed tomographic diagnosis of osteomyelitis. Radiology. 1979 Feb;130(2):503-6.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/760169?tool=bestpractice.com有时可有助于辅助手术规划,但在对骨髓炎初始诊断中的作用有限。[40]Pineda C, Vargas A, Rodriguez AV. Imaging of osteomyelitis: current concepts. Infect Dis Clin North Am. 2006 Dec;20(4):789-825.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17118291?tool=bestpractice.com
在某些情况下,可考虑氟代脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像 (18F-FDG PET) 或单光子发射计算机体层成像 (SPECT)。[44]Wang GL, Zhao K, Liu ZF, et al. A meta-analysis of fluorodeoxyglucose-positron emission tomography versus scintigraphy in the evaluation of suspected osteomyelitis. Nucl Med Commun. 2011 Dec;32(12):1134-42.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21934545?tool=bestpractice.com特别是在骨 MRI 上观察到异常却不能确定究竟是活动性感染亦或仅仅是骨的结构性紊乱时,尤其有用。然而当地条件以及医生的偏好和经验最终决定了选用何种检查方式。