Osteomyelitis (Suppurative osteomyelitis)

Japanese: 骨髄炎（化膿性骨髄炎） - こつずいえん（かのうせいこつずいえん）（英語表記）Osteomyelitis (Suppurative osteomyelitis)

What is the disease?

This is a disease in which bacteria invade bones and cause suppurative inflammation. Inside the bone is bone marrow, which has a rich blood flow, and the initial inflammation occurs there, so it is called osteomyelitis. There are two types of osteomyelitis: acute suppurative osteomyelitis, which shows up suddenly, and chronic suppurative osteomyelitis, which becomes chronic.

Chronic suppurative osteomyelitis may develop from acute to chronic, or may develop as a chronic condition from the beginning.

Currently, the treatment of acute suppurative osteomyelitis has become extremely effective thanks to the development of antibiotics, but if it becomes chronic, it will recur repeatedly and become difficult to treat. In addition, if the disease is caused by infection with MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus aureus), which is resistant to antibiotics, or if the patient's resistance is weakened, the inflammation may spread throughout the body ( Sepsis ( Dismissal ) In rare cases, it is still one of the important diseases today. In children, it can cause problems with aftereffects such as shortening of bones and overgrowth as they grow.

What is the cause?

There are three ways that bacteria can enter bone:

1) There is an infection in another part of the body (such as an infection of the tonsils or urinary tract) and the bacteria reach the bone marrow via the blood.

② There is a suppurating lesion nearby and the infection spreads from there.

③Bacteria enter the bone marrow directly through a fracture or surgery.

Acute suppurative osteomyelitis is common in children. Femur ( The basics ) or tibia ( Practice ) It occurs in areas such as the upper bone and humerus, and it is thought that this is because the bones have a rich blood flow as they grow and the ends of the bones have a structure that makes it easy for bacteria to remain.

When bacteria multiply in the bone marrow and pus accumulates ( abscess ( Use ) ), by spreading to the bone surface or by blocking blood flow to the bone. Bone necrosis ( Hand tools ) ( Seporm ( Fukotsu ) ) and bone can be absorbed and destroyed, making antibiotics less effective.

In chronic osteomyelitis, new bone is formed around the sequestrated bone, preventing the inflammation from spreading any further, but bacteria are more likely to remain there for a long period of time, causing chronic infection to persist.

Diabetes, Blood Dialysis ( Toseki ) People who are undergoing treatment for chronic medication (such as corticosteroids or immunosuppressants) have a lowered resistance to infection, making them more susceptible to suppurative osteomyelitis and causing the symptoms to become chronic.

Infections are caused by bacteria or fungi. The most common cause is Staphylococcus aureus, with the proportion of MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) increasing in recent years. Others include: Pseudomonas aeruginosa ( Power ) , Staphylococcus epidermidis, and Myxomycetes.

How symptoms manifest

Upper respiratory tract infection ( Public transport ) Although it may develop following infections in other areas such as urinary tract infections, the cause of most acute suppurative osteomyelitis is unclear, and it develops with systemic symptoms such as fever, irritability, loss of appetite, and general fatigue, as well as localized pain, swelling, heat, and redness. In children, an important symptom may be that they refuse to move because of the pain, and cry when moved. In addition, when it develops in the femur or humerus in children, the infection may spread to the joints, causing suppurative arthritis.

In chronic suppurative osteomyelitis, local symptoms are seen, but systemic symptoms such as fever are not seen. If the condition continues for a long time, holes will appear in the skin ( Fistula ( Wako ) If this condition continues for a long period of time, it may cause malignant changes in the skin ( Squamous epithelium ( Henpei Johhi ) Caution is required as it may cause cancer.

Testing and diagnosis

Blood tests and x-rays will be taken.

Blood tests show inflammatory changes such as an increase in white blood cell count, an increased erythrocyte sedimentation rate, and a positive C-reactive protein (CRP). However, when the symptoms of chronic suppurative osteomyelitis have subsided, obvious abnormalities may not be seen.

In the early stages of acute suppurative osteomyelitis, changes are difficult to detect on X-ray images, so in such cases imaging tests such as echo (ultrasound), CT, MRI, and bone scintigraphy are useful. In children, bone changes may be seen on X-ray images from about 1-2 weeks after the onset of the disease. In chronic suppurative osteomyelitis, bone changes are often seen, so X-ray examinations are useful. In addition to the above tests, fistula imaging (taking an image by injecting a contrast agent into the hole from which pus comes out) may be used to confirm the extent of the affected area.

Furthermore, tests are required to identify the causative bacteria in order to select the appropriate drug (antibiotic). We culture the pus coming out of the fistula, or a portion of the pus or bone collected with a syringe or through surgery, to determine the type of bacteria and which antibiotics are effective. In addition to pus, bacterial cultures may also be performed from blood.

If the bacteria is identified, the diagnosis is almost certain, but there are cases where it is unclear, and in those cases the diagnosis is made based on blood tests and imaging tests. Bone tumors ( Master's degree ) In some cases, it may be difficult to distinguish between these two conditions, in which case a sample of the bone may be taken and examined under a microscope (pathological examination).

Treatment methods

In acute suppurative osteomyelitis, it is important to start treatment as soon as possible after a diagnosis in order to prevent the lesion from expanding or becoming chronic. In general, the patient is hospitalized, rested, and given an effective antibiotic by infusion, but if the bacterial culture test is inconclusive, the most promising antibiotic is used.

If this treatment does not improve the condition, surgery will be necessary. In particular, in cases of chronic suppurative osteomyelitis, surgery is often required because antibiotics cannot reach the bone sufficiently due to sequestration and blood circulation disorders.

During surgery, a rectangular window is opened in the bone and all the accumulated pus and necrotic bone is removed. In order to prevent the remaining bacteria from re-growing in this area, bone cement containing antibiotics and muscle with a rich blood flow are inserted into the bone, or a continuous Perfusion ( Handling ) (Continuously flushing saline through a tube inserted into the bone.) After these procedures have subsided the infection, if the defect is large, additional surgery may be performed to transplant bone from another area.

Hyperbaric oxygen therapy is also effective in treating chronic suppurative osteomyelitis and may be used in combination with surgery.

What to do if you notice an illness

The sooner treatment begins, the sooner the condition will heal, so if any of the localized symptoms described above appear, you should immediately visit an orthopedic surgeon. In particular, in the case of children, there is a possibility that residual disabilities such as bone deformation may remain, so prompt treatment is important.

どんな病気か

　骨に細菌が侵入して、化膿性の炎症を起こす病気です。骨の内部には骨髄がありますが、血流が豊富で、そこに最初の炎症が起こるため、骨髄炎と呼ばれています。急に症状が現れる急性化膿性骨髄炎と、慢性化した慢性化膿性骨髄炎とに分けられます。

　慢性化膿性骨髄炎は、急性のものが治らないまま慢性化する場合と、最初から慢性型で発症する場合があります。

　急性化膿性骨髄炎は、現在では、抗生物質の発達によって非常に治療効果が上がっていますが、慢性化すれば、再発を繰り返して治療が難しくなります。また、抗生物質が効きにくいMRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）などが感染して発病する場合や、抵抗力が落ちている場合は、炎症が全身に波及する（敗血症(はいけつしょう)）こともまれにあり、現在でもなお重要な疾患のひとつです。小児では、成長に伴って骨の短縮や過成長などの後遺障害が問題となることもあります。

原因は何か

　細菌が骨に侵入する経路には、以下の3つのパターンがあります。

　①体内の他の部位に感染巣があって（扁桃腺や尿路の感染など）、細菌が血液を介して骨髄に到達する。

　②化膿した病巣が近くにあって、そこから波及する。

　③骨折や手術などによって細菌が直接骨髄に侵入する。

　急性化膿性骨髄炎は、小児に多く、大腿骨(だいたいこつ)や脛骨(けいこつ)、上腕骨などの部位に起こりますが、その理由として、骨が成長するために血流が豊富であることや、その末端が細菌がとどまりやすい構造になっていることなどが考えられています。

　細菌が骨髄の中で繁殖し、うみがたまると（膿瘍(のうよう)）、骨の表面に波及したり、骨の血流を妨げることにより骨壊死(こつえし)（腐骨(ふこつ)）を引き起こしたり、骨が吸収され、破壊されることもあります。そのため、抗生物質がより効きにくい原因にもなります。

　慢性骨髄炎では、腐骨の周囲を取り囲むように新しい骨が形成されることにより、炎症の病巣はそれ以上は広がりませんが、長期に細菌がとどまりやすくなり、慢性の感染が持続します。

　糖尿病、血液透析(とうせき)、薬物の常用（副腎皮質ステロイド、免疫抑制剤など）などで治療中の人は、感染に対する抵抗力が落ちているので、化膿性骨髄炎にかかりやすく、さらに症状が慢性化することがあります。

　感染は細菌または真菌類によって引き起こされます。原因となる菌は、黄色ブドウ球菌が最も多く、最近ではMRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）の比率が高まっています。その他、緑膿菌(りょくのうきん)、表皮ブドウ球菌、変形菌、などがあげられます。

症状の現れ方

　上気道炎(じょうきどうえん)や尿路感染などの他の部位の感染症に続いて発症することがありますが、急性化膿性骨髄炎の多くは原因が明らかでなく、発熱、不機嫌、食欲不振、全身倦怠などの全身症状や、局所の痛み、はれ、熱感、発赤などで発症します。小児の場合、痛みのため動かそうとせず、動かすと泣くことが重要な症状の現れ方となることがあります。また、小児で大腿骨や上腕骨などに発症した場合、感染が関節内まで及び、化膿性関節炎も引き起こすことがあります。

　慢性化膿性骨髄炎では局所症状はみられますが、発熱などの全身症状はあまりみられません。経過が長くなると、皮膚に孔（あな）があいて（瘻孔(ろうこう)）、うみが出てくることもあります。こういう状態が長期間続くと皮膚に悪性の変化（扁平上皮(へんぺいじょうひ)がん）を起こすこともあるため注意が必要です。

検査と診断

　血液検査とX線検査が行われます。

　血液検査では、白血球数の増加、赤血球沈降速度の亢進、C反応性蛋白（CRP）の陽性など、炎症性の変化がみられますが、慢性化膿性骨髄炎で症状が落ち着いている時は、明らかな異常所見がみられない場合もあります。

　急性化膿性骨髄炎の初期段階では、X線像では変化が現れにくく、その場合はエコー（超音波）、CT、MRI、骨シンチグラフィなどによる画像検査が有用です。小児では、発症後1～2週あたりからX線像で骨の変化がみられることもあります。慢性化膿性骨髄炎では、骨の変化がみられる場合が多く、X線検査が有用で、上記の検査に加え、瘻孔造影（うみが出ている孔から造影薬を注入して撮影）で病変部の範囲を確認することもあります。

　さらに、使用する薬剤（抗生物質）の選択のため、原因となる菌を特定する検査が必要です。瘻孔から出ているうみ、あるいは注射器や手術などによって採取したうみや骨の一部を培養して、菌の種類と効果のある抗生物質を調べます。また、うみだけでなく血液からの細菌培養を行うこともあります。

　菌が証明されれば、診断はほぼ確定できますが、わからない場合もあり、その時は血液検査や画像検査から判断します。ただ、慢性化膿性骨髄炎の一部で骨腫瘍(こつしゅよう)と区別がつかない場合もあり、その際には骨の一部を採取して顕微鏡による検査（病理学的検査）を行うこともあります。

治療の方法

　急性化膿性骨髄炎では、病巣の拡大や慢性化への移行を防止するためにも、診断されれば早急に治療を開始することが重要です。一般的には、入院、安静のうえ、有効な抗生物質を点滴しますが、細菌培養の検査が未確定の場合は、最も可能性のある抗生物質を使用します。

　この治療によっても改善がみられないようであれば、手術による治療が必要となります。とくに慢性化膿性骨髄炎では腐骨や血行障害により、抗生物質が十分行き届かないため、手術となる場合が多いようです。

　手術は、骨に短冊状の窓を開け、中にたまっているうみや壊死した骨をすべて取り除きます。この部位に再び残った菌が繁殖しないように、抗生物質を含んだ骨セメントや血流の豊富な筋肉を骨の中に入れたり、持続灌流(かんりゅう)（骨の中に入れたチューブで生理的食塩水を持続的に流す）を行ったりします。これらの操作によって感染がおさまったあと、もし欠損部が大きければ、骨を他の部位から移植するような手術を追加することもあります。

　高圧酸素療法も慢性化膿性骨髄炎に有効であり、手術と組み合わせて行われることがあります。