감염은 인공관절 치환술 후 가장 심각한 합병증 중 하나로, 환자에게 여러 차례 수술적 타격을 줄 뿐만 아니라 막대한 의료 자원을 소모합니다. 지난 10년간 인공관절 치환술 후 감염률은 크게 감소했지만, 현재 인공관절 치환술을 받는 환자의 증가율은 감염률 감소율을 훨씬 웃돌고 있습니다. 따라서 수술 후 감염 문제는 결코 간과해서는 안 됩니다.
I. 발병 원인
인공관절 치환술 후 감염은 약제 내성 원인균에 의한 병원 내 감염으로 간주해야 합니다. 가장 흔한 감염균은 포도상구균으로 70~80%를 차지하며, 그람음성 간균, 혐기성 세균, 그리고 비A군 연쇄상구균도 흔합니다.
II 병인학
감염은 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 조기 감염이고 다른 하나는 후기 감염 또는 후기 발병 감염입니다. 조기 감염은 수술 중 관절 내로 세균이 직접 유입되어 발생하며, 흔히 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)입니다. 후기 발병 감염은 혈액 매개 감염으로 발생하며, 대부분 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)입니다. 수술을 받은 관절은 감염될 가능성이 더 높습니다. 예를 들어, 인공관절 치환술 후 재치환술을 받는 경우 감염률이 10%이며, 류마티스 관절염으로 인공관절 치환술을 받은 환자의 감염률도 더 높습니다.
대부분의 감염은 수술 후 몇 달 안에 발생하며, 가장 빠른 감염은 수술 후 2주 안에 나타날 수 있지만, 가장 늦은 감염은 수술 후 몇 년이 지나서야 급성 관절 부종, 통증, 발열 등의 주요 초기 증상이 나타납니다. 발열 증상은 수술 후 폐렴, 요로 감염 등 다른 합병증과 감별해야 합니다.
조기 감염의 경우, 체온이 회복되지 않고 수술 후 3일째에도 상승합니다. 관절 통증은 점차 완화되지 않고 악화되며, 안정 시에도 욱신거리는 통증이 있습니다. 절개 부위에서 비정상적인 진물이나 분비물이 나오는 경우, 이를 주의 깊게 검사해야 하며, 발열을 폐나 요로 등 신체 다른 부위의 수술 후 감염으로 쉽게 단정 지을 수 없습니다. 절개 부위의 진물을 지방 액화와 같은 일반적인 진물로 단순하게 치부해서는 안 됩니다. 감염이 보형물 주변 표층 조직에 있는지, 아니면 심부 조직에 있는지도 파악하는 것이 중요합니다.
대부분 퇴원한 진행된 감염 환자의 경우, 관절 부종, 통증, 발열이 심하지 않을 수 있습니다. 환자의 절반은 열이 없을 수도 있습니다. 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)은 환자의 10%에서만 백혈구 수치 증가와 함께 무통성 감염을 유발할 수 있습니다. 혈침 상승이 더 흔하지만, 이 역시 특이적이지는 않습니다. 통증은 때때로 인공관절 이완으로 오진되는데, 인공관절 이완은 움직임과 관련된 통증으로 휴식으로 완화되어야 하며, 염증성 통증은 휴식으로 완화되지 않기 때문입니다. 그러나 인공관절 이완의 주요 원인은 지연성 만성 감염이라는 주장이 제기되어 왔습니다.
III. 진단
1. 혈액학적 검사:
주로 백혈구 수 및 분류, 인터루킨 6(IL-6), C-반응성 단백질(CRP), 적혈구 침강 속도(ESR)를 포함합니다. 혈액학적 검사의 장점은 간단하고 시행하기 쉬우며 결과를 빠르게 얻을 수 있다는 것입니다. ESR과 CRP는 특이도가 낮지만, IL-6는 수술 후 초기에 인공관절 주변 감염을 진단하는 데 매우 유용합니다.
2. 영상 검사:
엑스선 필름: 감염 진단에 민감하지도 특이적이지도 않음.
무릎 교체 감염의 X선 필름
관절조영술: 감염 진단에 있어서 대표적인 검사는 활액의 유출과 농양입니다.
CT: 관절액, 동맥류, 연조직 농양, 뼈 침식, 인공관절 주변 뼈 흡수를 시각화합니다.
MRI: 관절액과 농양을 조기에 발견하는 데는 민감도가 높지만, 인공관절 주변 감염 진단에는 널리 사용되지 않습니다.
초음파: 체액 축적.
3. 핵의학
테크네튬-99 골 스캔은 인공관절 수술 후 인공관절 주변 감염 진단에 민감도 33%, 특이도 86%를 보이며, 인듐-111 표지 백혈구 스캔은 민감도 77%, 특이도 86%로 인공관절 주변 감염 진단에 더욱 유용합니다. 인공관절 수술 후 인공관절 주변 감염 검사에 두 스캔을 함께 사용하면 민감도, 특이도, 정확도가 더욱 향상됩니다. 이 검사는 핵의학에서 인공관절 주변 감염 진단의 표준으로 여전히 사용되고 있습니다. 플루오르디옥시포도당-양전자방출단층촬영(FDG-PET)은 감염 부위에서 포도당 흡수가 증가된 염증 세포를 검출합니다.
4. 분자생물학 기술
PCR: 민감도가 높고, 가양성
유전자칩 기술: 연구 단계.
5. 관절천자술:
관절액의 세포학적 검사, 세균 배양 및 약물 감수성 검사.
이 방법은 간단하고 빠르며 정확합니다.
고관절 감염의 경우, 관절액 백혈구 수치가 3,000/ml 이상이고 ESR과 CRP가 증가하면 인공관절 주변 감염이 있다는 것을 판단하는 가장 좋은 기준입니다.
6. 수술 중 급속 동결 절편 조직병리학
보형물 주변 조직의 급속 수술 중 동결 절편은 조직병리학적 검사에 가장 흔히 사용되는 수술 중 방법입니다. 펠드만(Feldman)의 진단 기준, 즉 최소 5개의 개별 현미경 시야에서 고배율(400배)로 관찰했을 때 호중구 5개 이상이 관찰되는 것이 동결 절편 검사에 자주 적용됩니다. 이 방법의 민감도와 특이도는 각각 80%와 90%를 초과하는 것으로 나타났습니다. 이 방법은 현재 수술 중 진단의 표준으로 자리 잡고 있습니다.
7. 병리조직의 세균배양
인공관절 주변 조직의 세균 배양은 감염 진단에 특이성이 높아 인공관절 주변 감염 진단의 황금표준으로 여겨져 왔으며, 약물 감수성 검사에도 사용할 수 있습니다.
IV. 감별진단s
표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)에 의한 무통성 인공관절 감염은 인공관절 이완과 감별하기가 더 어렵습니다. 엑스레이 및 기타 검사를 통해 확인해야 합니다.
V. 치료
1. 간단한 항생제 보존적 치료
Tsakaysma와 se,gawa는 인공관절 수술 후 감염을 네 가지 유형으로 분류했습니다. I형은 무증상 유형으로, 재수술 조직 배양에서 세균 증식이 확인되었고 최소 두 개의 검체에서 동일한 세균이 배양된 경우입니다. II형은 수술 후 한 달 이내에 발생하는 초기 감염입니다. II형은 지연성 만성 감염입니다. IV형은 급성 혈행성 감염입니다. 항생제 치료의 원칙은 민감도, 적절한 양과 시간입니다. 수술 전 관절강 천자 및 수술 중 조직 배양은 적절한 항생제 선택에 매우 중요합니다. 세균 배양에서 I형 감염이 양성으로 나타나면 민감도 높은 항생제를 6주 동안 간단히 투여하여 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.
2. 보철물 유지, 변연절제 및 배액, 관 관개 수술
외상 유지 보철물 치료의 전제는 보철물이 안정적이고 급성 감염 상태라는 것입니다. 감염균이 명확하고, 세균 독성이 낮으며, 민감한 항생제를 사용할 수 있으며, 변연절제술 중에 라이너 또는 스페이서를 교체할 수 있습니다. 문헌에 보고된 바에 따르면 항생제 단독 치료 시 완치율은 6%에 불과하며, 항생제와 변연절제술 및 보철물 보존을 병행한 경우 완치율은 27%입니다.
초기 감염이나 급성 혈행성 감염에 적합하며, 보형물 고정이 양호합니다. 또한, 감염이 저독성 세균 감염으로 항균 치료에 민감하다는 것이 분명합니다. 이 접근법은 철저한 변연절제술, 항균 세척 및 배액(6주 소요), 그리고 수술 후 전신 정맥 항균제 투여(6주~6개월 소요)로 구성됩니다. 단점: 높은 실패율(최대 45%)과 긴 치료 기간.
3. 1단계 재수술
외상이 적고, 입원 기간이 짧으며, 의료비가 저렴하고, 상처 흉터와 관절 경직이 적어 수술 후 관절 기능 회복에 도움이 되는 장점이 있습니다. 이 방법은 주로 조기 감염 및 급성 혈행성 감염 치료에 적합합니다.
1단계 치환술, 즉 1단계 방법은 저독성 감염, 철저한 변연절제술, 항생제 골시멘트 사용, 그리고 민감한 항생제의 가용성에 국한됩니다. 수술 중 조직 동결 절편 검사 결과, 고배율 시야당 백혈구 수가 5개 미만인 경우 저독성 감염을 시사합니다. 철저한 변연절제술 후 1단계 인공관절 치환술을 시행했으며, 수술 후 감염 재발은 없었습니다.
철저한 변연절제술 후, 보철물은 개방적 시술 없이 즉시 교체됩니다. 외상이 작고 치료 기간이 짧으며 비용이 저렴하다는 장점이 있지만 수술 후 감염의 재발률이 통계에 따르면 약 23%~73%로 높습니다. 단일 단계 보철물 교체는 주로 고령 환자에게 적합하며 다음 중 어떤 것도 결합되지 않습니다. (1) 교체 관절에 대한 여러 번의 수술 병력; (2) 동굴 형성; (3) 심각한 감염(예: 패혈성), 허혈 및 주변 조직의 흉터; (4) 일부 시멘트가 남아 있는 외상의 불완전한 변연절제술; (5) 골수염을 시사하는 X선; (6) 골 이식이 필요한 골 결손; (7) 혼합 감염 또는 고독성 박테리아(예: 연쇄상구균 D, 그람 음성 박테리아); (8) 골 이식이 필요한 골 손실; (9) 골 이식이 필요한 골 손실; (10) 골 이식이 필요한 골 이식. 연쇄상구균 D, 그람음성균, 특히 녹농균 등), 또는 진균감염, 결핵균감염; (8) 세균배양 결과는 불분명하다.
4. 2단계 재수술
이 수술은 광범위한 적응증(충분한 뼈 질량, 풍부한 관절주위 연조직)과 높은 감염 근절율 덕분에 지난 20년 동안 외과 의사들에게 선호되어 왔습니다.
스페이서, 항생제 운반체, 항생제
스페이서 기법에 관계없이, 관절 내 항생제 농도를 높이고 감염 치료율을 높이기 위해 항생제를 이용한 시멘트 고정이 필요합니다. 일반적으로 사용되는 항생제는 토브라마이신, 겐타마이신, 반코마이신입니다.
국제 정형외과 학회는 인공관절 수술 후 심부 감염에 가장 효과적인 치료법을 인정하고 있습니다. 이 치료법은 철저한 변연절제술, 인공관절 및 이물질 제거, 관절 스페이서 삽입, 최소 6주 동안 민감한 정맥 내 항균제 지속 투여, 그리고 감염이 효과적으로 조절된 후 인공관절 재이식으로 구성됩니다.
장점:
수술 전 효과적으로 사용할 수 있는 박테리아 종과 민감한 항균제를 식별할 수 있는 충분한 시간이 있습니다.
다른 전신 감염 부위가 합쳐진 경우에도 적절한 시기에 치료할 수 있습니다.
괴사된 조직과 이물질을 보다 철저하게 제거하기 위한 두 가지 방법이 있는데, 이를 통해 수술 후 감염의 재발률을 크게 줄일 수 있습니다.
단점:
재마취와 수술은 위험을 증가시킨다.
치료 기간이 길어지고 의료비도 높아진다.
수술 후 기능 회복은 느리고 좋지 않습니다.
인공관절 수술: 치료에 반응하지 않는 만성 감염이나 큰 골 결손에 적합합니다. 환자의 상태에 따라 재수술 및 재건 수술 실패가 제한될 수 있습니다. 수술 후 통증이 지속되고, 운동 보조를 위해 장기간 보조기를 사용해야 하며, 관절 안정성이 떨어지고, 사지 단축이 발생하며, 기능적 영향이 있어 적용 범위가 제한적입니다.
인공관절 수술: 수술 후 감염에 대한 전통적인 치료법으로, 수술 후 안정성이 우수하고 통증 완화 효과가 뛰어납니다. 단점으로는 사지 단축, 보행 장애, 관절 운동성 감소 등이 있습니다.
절단술: 수술 후 심부 감염 치료에 있어 최후의 수단입니다. 적합한 경우: (1) 회복 불가능한 심각한 골 손실, 연조직 결손; (2) 강한 세균 독성, 혼합 감염, 항균 치료가 효과적이지 않아 전신 독성을 유발하고 생명을 위협하는 경우; (3) 만성 감염 환자의 재수술에 여러 번 실패한 병력이 있는 경우.
VI. 예방
1. 수술 전 요인:
환자의 수술 전 상태를 최적화하고, 기존 감염은 수술 전에 모두 치료해야 합니다. 가장 흔한 혈액 매개 감염은 피부, 요로, 호흡기 감염입니다. 고관절 또는 슬관절 인공관절 수술 시, 하지 피부는 손상되지 않아야 합니다. 고령 환자에게 흔히 발생하는 무증상 세균뇨는 수술 전에 치료할 필요가 없으며, 증상이 나타나면 즉시 치료해야 합니다. 편도선염, 상기도 감염, 족부 백선 환자는 국소 감염 부위를 제거해야 합니다. 대규모 치과 수술은 혈류 감염의 잠재적인 원인이므로, 피하는 것이 좋지만 필요한 경우 인공관절 수술 전에 시행하는 것이 좋습니다. 빈혈, 저단백혈증, 복합 당뇨병, 만성 요로 감염과 같은 전신 상태가 좋지 않은 환자는 원발 질환의 전신 상태 호전을 위해 적극적으로 조기에 치료해야 합니다.
2. 수술 중 관리:
(1) 관절성형술의 일상적인 치료 접근 방식에서도 완전히 무균적인 기술과 도구를 사용해야 합니다.
(2) 수술 전 입원은 환자의 피부가 병원에서 얻은 세균 균주에 감염될 위험을 줄이기 위해 최소화되어야 하며, 수술 당일에 정기적인 치료를 받아야 합니다.
(3) 수술 전 피부준비를 위해 수술 부위를 적절히 준비해야 합니다.
(4) 수술 가운, 마스크, 모자, 층류 수술실은 수술실 내 공기 중 세균을 줄이는 데 효과적입니다. 이중 장갑을 착용하면 수술자와 환자 간의 손 접촉 위험을 줄일 수 있으므로 권장할 수 있습니다.
(5) 특히 힌지형 보철물의 경우, 식세포작용을 감소시키는 연마성 금속 파편으로 인해 비제한적 총슬관절성형술보다 감염 위험이 더 높다는 것이 임상적으로 입증되었으며, 따라서 보철물 선택 시 이를 피해야 합니다.
(6) 시술자의 수술 기법을 개선하고 수술 시간을 단축하십시오(가능하면 2.5시간 미만). 수술 시간을 단축하면 공기 노출 시간을 줄일 수 있으며, 이는 지혈대 사용 시간을 줄이는 데 도움이 됩니다. 수술 중 거친 조작을 피하고, 상처 부위를 반복적으로 세척할 수 있으며(펄스 세척 건이 가장 좋습니다), 오염이 의심되는 절개 부위에는 요오드 증기를 사용할 수 있습니다.
3. 수술 후 요인:
(1) 수술적 타격은 인슐린 저항성을 유발하여 고혈당으로 이어질 수 있습니다. 이러한 현상은 수술 후 수주 동안 지속될 수 있으며, 환자를 상처 관련 합병증의 위험에 노출시킬 수 있습니다. 특히 비당뇨병 환자에서도 이러한 현상이 나타납니다. 따라서 수술 후 임상적 혈당 모니터링 또한 매우 중요합니다.
(2) 심부정맥혈전증은 혈종 및 그에 따른 상처 관련 문제의 위험을 증가시킵니다. 한 사례대조군 연구에서 심부정맥혈전증 예방을 위해 수술 후 저분자량 헤파린을 투여하는 것이 감염 가능성을 줄이는 데 효과적임이 밝혀졌습니다.
(3) 폐쇄 배액은 감염의 잠재적 진입 통로이지만, 상처 감염률과의 연관성에 대한 구체적인 연구는 없습니다. 예비 결과에 따르면 수술 후 진통제 투여에 사용되는 관절내 카테터 역시 상처 감염에 취약할 수 있습니다.
4. 항생제 예방:
현재, 수술 전후에 예방적 용량의 항생제를 전신 정맥 투여하는 일상적인 임상 적용은 수술 후 감염 위험을 감소시킵니다. 세팔로스포린은 임상적으로 주로 선택 항생제로 사용되며, 항생제 사용 시점과 수술 부위 감염률 사이에는 U자형 곡선 관계가 있습니다. 항생제 사용 최적 시점 전후 모두 감염 위험이 더 높습니다. 최근 대규모 연구에 따르면 절개 전 30분에서 60분 이내에 항생제를 투여했을 때 감염률이 가장 낮았습니다. 이와 대조적으로, 인공 고관절 전치환술에 대한 또 다른 주요 연구에서는 절개 후 30분 이내에 항생제를 투여했을 때 감염률이 가장 낮았습니다. 따라서 일반적으로 투여 시점은 수술 전 30분으로 간주되며, 마취 유도 중에 투여하는 것이 가장 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 또 다른 예방적 용량의 항생제는 수술 후에 투여됩니다. 유럽과 미국에서는 일반적으로 수술 후 3일까지 항생제를 사용하지만, 중국에서는 보통 1~2주 동안 지속적으로 사용하는 것으로 보고됩니다. 그러나 일반적으로 강력한 광범위 항생제의 장기간 사용은 특별한 상황이 아닌 한 피해야 하며, 항생제의 장기간 사용이 필요한 경우 진균 감염 예방을 위해 항진균제를 항생제와 병용하는 것이 좋습니다. 반코마이신은 메티실린 내성 황색포도상구균(MSA)을 보유한 고위험 환자에게 효과적인 것으로 나타났습니다. 양측 수술을 포함한 장기간 수술, 특히 항생제의 반감기가 짧은 경우에는 고용량의 항생제를 사용해야 합니다.
5. 뼈 시멘트와 함께 항생제 사용:
항생제 주입 시멘트는 노르웨이에서 인공관절 수술에 처음 사용되었는데, 노르웨이 인공관절 등록부(Norwegian Arthroplasty Registry) 연구에서 항생제 정맥주사와 시멘트(항생제 복합 보철물)를 병용 투여했을 때 두 가지 방법 중 하나만 사용했을 때보다 심부 감염률을 더 효과적으로 감소시키는 것으로 나타났습니다. 이 결과는 이후 16년에 걸친 일련의 대규모 연구에서 확인되었습니다. 핀란드 연구와 호주 정형외과학회(Australian Orthopaedic Association)의 2009년 연구에서도 초진 및 재치환술에서 항생제 주입 시멘트의 역할에 대해 유사한 결론을 도출했습니다. 또한, 골시멘트 40g당 2g을 초과하지 않는 용량으로 항생제 분말을 첨가할 경우 골시멘트의 생체역학적 특성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 그러나 모든 항생제를 골시멘트에 첨가할 수 있는 것은 아닙니다. 골시멘트에 첨가할 수 있는 항생제는 안전성, 열 안정성, 저자극성, 우수한 수용성, 광범위한 항균 스펙트럼, 그리고 분말 형태의 재질을 갖춰야 합니다. 현재 임상에서는 반코마이신과 겐타마이신이 더 흔하게 사용됩니다. 시멘트에 항생제를 주입하면 알레르기 반응, 내성 균주 출현, 그리고 보철물의 무균성 해리 위험이 증가할 것으로 예상되었으나, 현재까지 이러한 우려를 뒷받침하는 근거는 없습니다.
VII. 요약
관절 감염의 성공적인 치료를 위해서는 병력, 신체 검사, 그리고 보조 검사를 통한 신속하고 정확한 진단이 필수적입니다. 감염을 박멸하고 통증이 없고 기능이 좋은 인공관절을 회복하는 것이 관절 감염 치료의 기본 원칙입니다. 관절 감염에 대한 항생제 치료는 간단하고 저렴하지만, 관절 감염 박멸에는 대부분 여러 수술적 방법이 병행되어야 합니다. 수술적 치료법을 선택할 때 가장 중요한 것은 관절 감염 치료의 핵심인 인공관절 제거 문제를 고려하는 것입니다. 현재 항생제, 변연절제술, 그리고 인공관절치환술을 병행하는 것이 대부분의 복잡한 관절 감염에 대한 포괄적인 치료법으로 자리 잡았습니다. 하지만 아직 개선과 보완이 필요합니다.
게시 시간: 2024년 5월 6일
