FDG-PET/CT在心脏外科术后慢性胸骨正中切口感染临床诊治中的首次应用

冯自豪， 张汝凡， 施越冬， 张　勇， 顾建英， 石洪成， 亓发芝*

1.复旦大学附属中山医院整形外科，上海　200032 2.复旦大学附属中山医院核医学科，上海　200032



·论著·

FDG-PET/CT在心脏外科术后慢性胸骨正中切口感染临床诊治中的首次应用

冯自豪1， 张汝凡1， 施越冬1， 张勇1， 顾建英1， 石洪成2， 亓发芝1*

1.复旦大学附属中山医院整形外科，上海200032 2.复旦大学附属中山医院核医学科，上海200032

目的： 评价氟代脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射计算机断层显像(PET/CT)对心脏术后慢性胸骨正中切口感染的定性、定位诊断价值，以及对手术清创的引导价值。方法： 选择2015年2月—2015年12月在复旦大学附属中山医院整形外科诊治的21例心脏外科手术后慢性胸骨正中切口感染的患者。21例患者均在术前1周行PET/CT检查。根据PET/CT及CT影像对21例患者的胸骨感染范围、是否存在肋软骨炎及感染肋软骨的位置进行判断，并与术中诊断结果进行比较，评价PET/CT对慢性胸骨正中切口感染的定性及定位诊断价值。根据PET/CT结果，引导手术清创，术后随访6～16个月，评价慢性胸骨正中切口感染的清创重建手术效果。结果： 21例慢性胸骨正中切口感染患者中，20例为胸骨骨髓炎、18例为纵隔感染、9例为肋软骨炎。PET/CT诊断胸骨正中切口感染的准确性均为100%。PET/CT对肋软骨炎定位诊断的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、准确度分别为85.71%、99.74%、96.00%、98.99%、98.81%，其中敏感度、阴性预测值及准确度均优于CT(P值分别为0.002、0.008、0.01)。慢性胸骨正中切口感染患者PET/CT引导下1次清创重建术后的治愈率为85.7%。结论： PET/CT对心脏术后慢性胸骨正中切口感染的定位及定性诊断准确，效果显著优于CT，可用于引导手术清创。

PET/CT；胸骨正中切口感染；肋软骨炎；诊断

胸骨正中切口是心胸外科手术的常规入路之一。术后胸骨正中切口感染(sternal wound infection, SWI)的发病率为1%～5%[1-3]。切口慢性感染常经多次治疗仍迁延不愈，复发率为6.5%～50%[4-6]。其中，发生于术后1个月以上的感染常表现为胸壁慢性窦道，有时伴有肋软骨炎[7]。伴发肋软骨炎的胸骨切口感染患者因感染范围难以判定，常不能彻底清创，导致胸壁重建术后感染复发。因此，准确判断慢性胸骨正中切口感染的范围、是否存在胸骨骨髓炎及肋软骨炎，并对感染肋软骨准确定位，是此类疾病治疗的难点之一。

目前，临床上缺乏判断感染范围的有效手段，而氟代脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射计算机断层显像(PET/CT)常用于肿瘤的诊断，国内尚未有用于胸骨正中切口感染的诊断。本研究在国内首次探讨18F-FDG PET/CT在胸骨正中切口感染中的应用价值，并根据PET/CT结果引导手术清创，现将初步结果报告如下。

1　资料与方法

1.1一般资料选择2015年2月—2015年12月在我院诊治的21例慢性胸骨正中切口感染患者。21例患者均于心脏手术后1个月以上就诊，表现为前胸壁正中慢性窦道、慢性创面、伤口哆开、胸骨直接暴露等，均伴有脓性渗出物。21例患者中，男性12例、女性9例，平均年龄(59.7±11.8)岁；既往行冠脉手术者7例、瓣膜置换11例、主动脉全弓置换3例，2型糖尿病4例，肥胖及肾功能不全1例；4例患者有吸烟史。所有患者均无慢性阻塞性肺疾病，术前心脏超声检查示左心室射血分数均大于60%，所有冠脉手术均未采用双侧胸廓内动脉移植。

1.218F-FDG PET/CT检查方法经复旦大学附属中山医院伦理委员会批准，取得患者知情同意后，于术前1周行PET/CT检查。采用美国GE公司生产的Discovery VCT 64 PET/CT，放射性示踪剂采用18F-FDG。检查前患者禁食，停止含糖补液至少6 h，血糖控制在7 mmol/L以下；排空尿液。静脉注射18F-FDG试剂，剂量为4.4 MBq/kg(0.12 mCi/kg)，患者休息1 h后进行PET/CT扫描。扫描范围自肺尖至肺底，用三维模式采集PET图像，采集6～7个床位，每个床位采集2 min。CT扫描的范围和层厚与PET相匹配，扫描参数如下：光管电流，200 mA；光管电压140 kV；层厚3.75 mm。基于CT数据对PET图像进行衰减校正，使用迭代法重建，并通过用GE公司Xeleris工作站进行图像融合。

1.3图像评价标准融合图像中，FDG摄取程度量分为4级，Ⅰ级：FDG摄取程度与背景近似；Ⅱ级：低FDG摄取，与肌肉和脂肪相似；Ⅲ级：中等程度FDG摄取，明显较肌肉和脂肪更高，但低于左心室；Ⅳ级：感染处强FDG摄取，密度与左心室相当。根据该视觉分级法，判断FDG摄取量Ⅰ～Ⅱ级为未感染、摄取量Ⅲ～Ⅳ级为感染。PET/CT图像由2名高年资核医学科医师审阅，判断患者是否存在胸骨骨髓炎或肋软骨炎，并定位感染肋软骨。检查所获得的CT图像由2名有经验的影像科医师审阅。核医学科医师及影像科医师互盲，均不知晓对方诊断结果。

1.4诊断标准根据PET/CT提示，结合患者临床表现进行手术探查，清除所见不健康组织及异物。胸骨不稳定者用钛板内固定。彻底切除病变肋软骨，至显露健康软骨或骨截面。术中切除的肋软骨标记解剖位置后分别送病理检查及病原微生物培养。临床医师综合患者术前临床表现、术中发现、术后微生物及病理检查结果判断患者是否存在肋软骨炎及肋软骨感染的位置(联合诊断)，将其作为对照。

1.5随访术后对患者随访6～16个月。治疗结果分为治愈和复发。随访过程中，患者出现下列情况时，认为术后感染复发：(1)术后1个月手术切口未愈合；(2)手术切口处有脓液流出；(3)血培养或切口分泌物培养阳性；(4)术后持续存在感染的全身症状(体温大于38℃，白细胞升高)；(5)与感染复发相关的死亡。分别计算慢性胸骨正中切口感染患者以及伴有肋软骨炎的患者1次手术治愈率。

1.6统计学处理采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。分类资料采用χ2检验。检验水准(α)为0.05。

2　结　果

2.1FDG-PET/CT诊断价值

2.1.1胸骨正中切口感染的诊断21例患者手术探查均发现深部胸骨正中切口感染，术前PET/CT检查结果与之一致，准确度为100%。CT的准确度为66.67%。

2.1.2胸骨骨髓炎的诊断21例患者中，有20例联合诊断为胸骨骨髓炎。PET/CT对胸骨骨髓炎的诊断结果与之一致，准确度为100%。CT的准确度为19.05%。

2.1.3纵隔感染的诊断21例患者中，18例术中发现感染蔓延至胸骨后，导致纵隔感染。PET/CT对纵隔感染的诊断结果与之一致，准确度为100%。CT的准确度为61.90%。

2.1.4肋软骨炎的诊断与定位21例患者中，9例联合诊断为肋软骨炎。CT正确诊断其中4例，漏诊5例。PET/CT对肋软骨炎的定性诊断结果与之完全一致，准确度为100%；

9例肋软骨炎患者经联合诊断共发现28处肋软骨感染。CT发现其中12处。PET/CT发现其中24处，与联合诊断符合率为98.81%(表1)。1例典型肋软骨炎患者的影像学检查结果及术后结果见图1。

2.2PET/CT与CT定位诊断感染肋软骨的比较PET/CT定位感染肋软骨的灵敏度超过85%，高于CT(P<0.01)。PET/CT定位感染肋软骨的特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度均超过95%，其中阴性预测值及准确度显著高于CT(P≤0.01，表1)。

2.3随访结果21例患者中，有3例复发，1次清创重建手术治愈率为85.71%。复发患者均为人工血管感染。如去除人工血管感染患者，其余患者的1次手术治愈率达100%。

图1　典型病例的影像学及手术探查结果

患者女性，49岁，于我科就诊前5个月行二尖瓣置换术，就诊时有双侧胸壁疼痛，双侧第5、6肋软骨胸壁压痛. A、B、C分别为患者胸壁冠状面的CT、PET、PET/CT影像，可见患者左侧第4～6肋软骨及右侧第5～6肋软骨有明显FDG代谢增高，视觉评分Ⅲ级，诊断为肋软骨感染. D：为探查肋软骨区后切除感染肋软骨后的胸壁图像，与PET/CT影像高度吻合

表1　PET/CT及CT定位肋软骨炎的各项诊断指标　%

3　讨　论

胸骨正中切口感染是心脏手术后的一类难治性并发症，复发率为6%～50%，致死率达8%～48%[3]。既往术前缺乏有效手段对感染的深度和范围进行评估，使手术无法有效清创，是导致胸骨正中切口感染高复发率的重要原因。核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是目前评估软组织受累情况的最佳选择。有胸骨正中劈开手术史的患者体内均有拉拢固定胸骨所用的金属丝或金属板，导致患者不便接受MRI检查。既往能提供最多胸骨正中切口感染信息的影像学检查手段为CT。而本研究显示，CT诊断胸骨正中切口感染准确度明显低于PET/CT。

尽管PET/CT近年来在感染性疾病中的应用越来越受到重视，但目前较少用于胸骨正中切口感染，仅发现2015年末有个案报道[8]。本研究将PET/CT应用于21例胸骨正中切口感染，诊断准确度高，为手术提供了指导。PET/CT直观的影像学表现形式降低了手术医师对影像阅片者的依赖性，使手术医师有时可独立地根据PET/CT影像对感染情况做出判断。

18F-FDG PET/CT目前广泛应用于恶性肿瘤的诊断、分期和疗效评估[9]。其示踪剂18F-FDG是1种葡萄糖类似物。它作为葡萄糖被人体细胞摄取后，不能进一步代谢而积聚于细胞内。18F在衰变过程中由于湮灭辐射产生的两个反方向511 keV电子能被PET探头检测到，从而显示葡萄糖摄取旺盛的部位。感染组织分解代谢强，较正常组织的葡萄糖摄取明显增加，为FDG PET/CT诊断感染性疾病提供了病理生理基础[10]。本研究显示，FDG PET/CT对心脏术后慢性胸骨正中切口感染的定位及定性诊断准确度显著高于CT，可用于引导手术清创。清创后人工大血管移植物感染的治疗十分棘手，大多非单纯处理胸骨正中切口感染能痊愈[11]。本研究中，如果去除人工大血管置换的患者，1次清创重建手术治愈率达100%。

尽管肋软骨炎在慢性胸骨正中切口感染的患者中发病率较高，Pairolero的分级方案中也对其有描述，但目前相关系统研究较少，且多为专家经验。胸骨正中切口感染的复发率较高，主要原因可能为肋软骨感染难以定位及彻底清创[12]。因此，准确识别感染肋软骨，完整切除感染灶，是此类疾病手术治疗的关键。当感染的胸骨正中切口愈合后，其伴发或引起的肋软骨感染可能持续存在。既往多通过临床表现判断患者是否存在肋软骨炎，根据胸壁疼痛、压痛及肋软骨表面窦道形成等定位性症状和体征定位感染肋软骨，但不能精准定位，因此沿窦道探查或根据压痛点探查时可能遗漏感染灶。PET/CT对肋软骨炎诊断和定位敏感性和特异性均较高，能为手术探查提供较为准确的信息(与联合诊断结果不一致者，其也能定位在病灶相邻两侧的肋软骨上)，从而缩小手术探查范围，避免过度清创对正常组织造成的不必要损伤。

综上所述，本研究将PET/CT应用于胸骨正中切口感染，结果显示PET/CT对肋软骨炎的定性及定位诊断准确，且在PET/CT引导下，1次清创重建手术治愈率高，值得临床推广。

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[本文编辑]姬静芳

Application of FDG-PET/CT in the diagnosis of chronic sternal median incision infection

FENG Zi-hao1, ZHANG Ru-fan1, SHI Yue-dong1, ZHANG Yong1, GU Jian-ying1, SHI Hong-cheng2, QI Fa-zhi1*

1. Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Zhongshan Hospital of Fudan University, Shanghai 200032, China 2. Department of Nuclear Medicine, Zhongshan Hospital of Fudan University, Shanghai 200032, China

Objective： To evaluate the qualitative and localization diagnostic value of PET/CT in chronic sternal median incision infection after heart surgery and the guiding function of PET/CT image in debridement. Methods： Twenty-one patients with chronic sternal median incision infection admitted to our hospital from February 2015 to December 2015 underwent PET/CT examinations within one week prior to surgery were selected. Detection of extent of sternal wound infection and localization diagnoses of costal chondritis were conducted by using PET/CT and CT, and the results were compared with the diagnosis results during surgery. The qualitative and localization diagnostic value of PET/CT in chronic sternal median incision infection were evaluated. Debridement was guided by the PET/CT images. Patients were followed up for 6-16 months after operation, and the debridement and reconstructive surgery effect on chronic sternal median incision infection was evaluated. Results： There were 20 cases of sternal osteomyelitis, 18 cases of mediastinitis, and 9 cases of costal chondritis. Accuracies of PET/CT in above diagnoses were all 100%. Sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and accuracy of PET/CT in localizing involved costal cartilages were 85.71%, 99.74%, 96.00%, 98.99%, and 98.81%, respectively. Sensitivity, negative predictive value, and accuracy of PET/CT in localizing involved costal cartilages were significantly higher than those of CT(Pvalues were 0.002, 0.008, and 0.01). Cure rate of patients with costal chondritis after first debridement operation was 85.7%. Conclusions： PET/CT is of high accuracy in qualitative diagnosis and localization compared with CT in chronic sternal median incision infection after heart surgery, which is promising in guidance of debridement operation.

PET/CT; sternal median incision infection; costal chondritis; diagnosis

2016-06-01[接受日期]2016-07-27

冯自豪, 博士, 主治医师. Email: feng.zihao@zs-hospital.sh.cn

Corresponding author). Tel: 021-64041990, E-mail: qi.fazhi@zs-hospital.sh.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160652

R 604

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