Bacterial spondylitis of the thoracic spine

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

INTRODUCTION: Spinal osteomyelitis, also known as spondylitis, is characterized by inflammation of the vertebral column structures caused by various factors, such as injuries, autoimmune diseases, and infectious diseases. Bacterial spondylitis, the most severe form of spondylitis, is frequently caused by hematogenous infection spread and can lead to major complications such as neurological disorders, spinal deformities, sepsis, and death. Bacterial spondylitis is more prevalent in patients over the age of 50 with risk factors such as systemic diseases and immunosuppression. The paper discusses the routes of infection transmission, modern diagnosis tools (CT, MRI, bacteriological and genetic methods), and therapeutic approaches with a focus on surgical treatment.

CLINICAL CASE DESCRIPTION: The paper presents a clinical case of bacterial osteomyelitis of the upper thoracic spine in a 65-year-old female patient with a history of infectious nonspecific polyarthritis. The medical history, clinical presentation, and MRI findings are provided. The transmanubrial approach for optimal corpectomy followed by stabilization with a titanium plate is described.

CONCLUSION: Spinal osteomyelitis remains a major concern, necessitating high-quality surgical intervention. Modern diagnosis tools and individualized therapy are expected to decrease the incidence of complications in patients with infectious spinal lesions.

About the authors

Anton G. Nazarenko

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: NazarenkoAG@cito.priorov.ru
ORCID iD: 0000-0003-1314-2887
SPIN-code: 1402-5186

MD, Dr. Sci. (Medicine), рrofessor

Russian Federation, Moscow

Sergey V. Yundin

MEDSI

Author for correspondence.
Email: yundin74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6382-5622
SPIN-code: 5728-7100

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Vladimir А. Rybakov

MEDSI

Email: ns.dr.rybakov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2936-7095

MD

Russian Federation, Moscow

References

  1. Bazarov AYu. Classification of nonspecific hematogenous osteomyelitis of the spine. Critical analysis and application suggestions. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2019;25(1):146–155. (In Russ.). doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-1-146-155
  2. Mushkin AYu, Vishnevsky AA, Peretsmanas EO, Bazarov AYu, Basankin IV. Infectious lesions of the spine: Draft national clinical guidelines. Hirurgiya pozvonochnika. 2019;16(4):63–76. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2019.4.63-76
  3. Ardashev IP, Noskov VP, Ardasheva EI, Gatin VR, Statsenko OA. Vertebral infection. Medicina v Kuzbasse. 2005;4(1):17–21. (In Russ.). EDN: KXDETP
  4. Berbari EF, Kanj SS, Kowalski TJ, et al. 2015 Infectious Diseases Society of America (IDSA) Clinical Practice Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Native Vertebral Osteomyelitis in Adults. Clinical Infectious Diseases. 2015;61(6):e26–e46. doi: 10.1093/cid/civ482
  5. Zarghooni K, Röllinghoff M, Sobottke R, Eysel P. Treatment of spondylodiscitis. Int Orthop. 2012;36(2):405–411. doi: 10.1007/s00264-011-1425-1
  6. Murillo O, Grau I, Gomez-Junyent J, et al. Endocarditis associated with vertebral osteomyelitis and septic arthritis of the axial skeleton. Infection. 2018;46(2):245–251. doi: 10.1007/s15010-018-1121-9
  7. Graeber A, Cecava ND. Vertebral Osteomyelitis [Internet]. Published online 2023. Available from: http://europepmc.org/abstract/MED/30335289
  8. Mushkin MA, Dulaev AK, Tsed AN. Features of the course of spondylitis in patients undergoing programmed hemodialysis (clinical observation). Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2020;26(1):173–180. (In Russ.). doi: 10.21823/2311-2905-2020-26-1-173-180
  9. Issa K, Diebo BG, Faloon M, et al. The Epidemiology of Vertebral Osteomyelitis in the United [Internet]. Published online 1998. Available from: www.clinicalspinesurgery.com
  10. Conan Y, Laurent E, Belin Y, et al. Large increase of vertebral osteomyelitis in France: A 2010-2019 cross-sectional study. Epidemiol Infect. 2021;149:e227. doi: 10.1017/S0950268821002181
  11. Herren C, Jung N, Pishnamaz M, Breuninger M, Siewe J, Sobottke R. Spondylodiscitis: Diagnosis and treatment options — A systematic review. Dtsch Arztebl Int. 2017;114(51–52):875–882. doi: 10.3238/arztebl.2017.0875
  12. Gushcha AO, Gerasimova EV, Vershinin AV. Methods of interventional treatment of pain syndrome in degenerative-dystrophic changes of the spine. Annals of Clinical and Experimental Neurology. 2020;14(1):78–88. (In Russ.). doi: 10.25692/ACEN.2020.1.9
  13. Dotsenko VV. Repeated operations in degenerative diseases of the spin. Hirurgiya pozvonochnika. 2004;(4):63–67. (In Russ.). EDN: HSOYQP
  14. Cascio A, Iaria C. Brucellar aortitis and brucellar spondylitis. Lancet Infect Dis. 2015;15(2):145–146. doi: 10.1016/S1473-3099(14)71027-8
  15. Schulze CJ, Mayer HM. Exogenous lumbar spondylodiscitis following a stabwound injury and vertebral fracture A case report and review of the literature. Eur Spine J. 1995;4(6):357–359. doi: 10.1007/BF00300297
  16. Nomura S, Toyama Y, Akatsuka J, et al. Prostatic abscess with infected aneurysms and spondylodiscitis after transrectal ultrasound-guided prostate biopsy: a case report and literature review. BMC Urol. 2021;21(1):11. doi: 10.1186/s12894-021-00780-0
  17. Amsilli M, Epaulard O. How is the microbial diagnosis of bacterial vertebral osteomyelitis performed? An 11-year retrospective study. European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. 2020;39(11):2065–2076. doi: 10.1007/s10096-020-03929-1
  18. Naumov DG, Vishnevsky AA, Solovyova NS, et al. Microbiological spectrum of IOHV pathogens in patients with chronic infectious spondylitis requiring revision interventions: results of continuous monocenter 5-year monitoring. Hirurgiya pozvonochnika. 2023;20(4):68–74. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2023.4.68-74
  19. Dulaev AK, Alikov ZYu, Dulaeva NM, et al. Emergency specialized medical care for patients with nonspecific infectious lesions of the spine. Hirurgiya pozvonochnika. 2015;12(4):70–79. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2015.4.70-79
  20. Kimiaki S, Yamada K, Yokosuka K, et al. Pyogenic Spondylitis: Clinical Features, Diagnosis and Treatment. Kurume Medical journal. 2018;65(3):83–89. doi: 10.2739/kurumemedj.MS653001
  21. Mushkin MA, Dulaev AK, Abukov DN, Mushkin AY. Is it possible to perform therapeutic algorithmization in case of an infectious lesion of the spine? Literature review. Hirurgiya pozvonochnika. 2020;17(2):64–72. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2020.2.64-72
  22. Petkova AS, Zhelyazkov CB, Kitov BD. Spontaneous Spondylodiscitis — Epidemiology, Clinical Features, Diagnosis and Treatment. Folia Med (Plovdiv). 2017;59(3):254–260. doi: 10.1515/folmed-2017-0024
  23. Vozgment OV. Osteomyelitis of the spine is a difficult diagnosis. Trudnyj pacient. 2016;(1):43–47. (In Russ.).
  24. Bazarov AY. Transpedicular fixation in hematogenous osteomyelitis of the spine. Hirurgiya pozvonochnika. 2020;17(2):73–78. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2020.2.73-78
  25. An HS, Seldomridge JA. Spinal infections: Diagnostic tests and imaging studies. In: Clinical Orthopaedics and Related Research. Vol. 444. Lippincott Williams and Wilkins; 2006. Р. 27–33. doi: 10.1097/01.blo.0000203452.36522.97
  26. Raghavan M, Lazzeri E, Palestro CJ. Imaging of Spondylodiscitis. Semin Nucl Med. 2018;48(2):131–147. doi: 10.1053/j.semnuclmed.2017.11.001
  27. Pijl JP, Kwee TC, Slart RHJA, Glaudemans AWJM. PET/CT imaging for personalized management of infectious diseases. J Pers Med. 2021;11(2):1–15. doi: 10.3390/jpm11020133
  28. Foreman SC, Schwaiger BJ, Gempt J, et al. MR and CT Imaging to Optimize CT-Guided Biopsies in Suspected Spondylodiscitis. World Neurosurg. 2017;99:726–734.e7. doi: 10.1016/j.wneu.2016.11.017
  29. Maamari J, Tande AJ, Diehn F, Tai DBG, Berbari EF. Diagnosis of vertebral osteomyelitis. J Bone Jt Infect. 2022;7(1):23–32. doi: 10.5194/jbji-7-23-2022
  30. Lefterova MI, Suarez CJ, Banaei N, Pinsky BA. Next-Generation Sequencing for Infectious Disease Diagnosis and Management: A Report of the Association for Molecular Pathology. Journal of Molecular Diagnostics. 2015;17(6):623–634. doi: 10.1016/j.jmoldx.2015.07.004
  31. Bazarov AYu, Sergeev KS, Sidoryak NP. Polysegmental and multilevel lesions in hematogenous osteomyelitis of the spine: assessment of immediate and long-term results. Hirurgiya pozvonochnika. 2023;20(1):75–84. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2023.1.75-84
  32. Park KH, Cho OH, Lee JH, et al. Optimal duration of antibiotic therapy in patients with hematogenous vertebral osteomyelitis at low risk and high risk of recurrence. Clinical Infectious Diseases. 2016;62(10):1262–1269. doi: 10.1093/cid/ciw098
  33. Gasbarrini Al, Bertoldi E, Mazzetti M, et al. Clinical features, diagnostic and therapeutic approaches to haematogenous vertebral osteomyelitis. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2005;9(1):53–56.
  34. Segreto FA, Beyer GA, Grieco P, et al. Vertebral osteomyelitis: A comparison of associated outcomes in early versus delayed surgical treatment. Int J Spine Surg. 2018;12(6):703–712. doi: 10.14444/5088
  35. Gorensek M, Kosak R, Travnik L, Vengust R. Posterior instrumentation, anterior column reconstruction with single posterior approach for treatment of pyogenic osteomyelitis of thoracic and lumbar spine. European Spine Journal. 2013;22(3):633–641. doi: 10.1007/s00586-012-2487-5
  36. Hodgson AR, Stock FE. Anterior spinal fusion a preliminary communication on the radical treatment of pott’s disease and pott’s paraplegia. British Journal of Surgery. 1956;44(185):266–275. doi: 10.1002/bjs.18004418508
  37. Dimar JR, Carreon LY, Glassman SD, Campbell MJ, Hartman MJ, Johnson JR. Treatment of Pyogenic Vertebral Osteomyelitis With Anterior Debridement and Fusion Followed by Delayed Posterior Spinal Fusion. Spine (Phila Pa 1976). 2004;29(3):326–332. doi: 10.1097/01.brs.0000109410.46538.74
  38. Dietze DD, Fessler RG, Jacob RP. Primary reconstruction for spinal infections. J Neurosurg. 1997;86(6):981–989. doi: 10.3171/jns.1997.86.6.0981
  39. Vishnevsky AA, Kazbanov VV, Batalov MS. Prospects for the use of titanium implants with specified osteogenic properties. Hirurgia Pozvonochnika. 2016;13(1):50–58. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2016.1.50-58
  40. Vishnevsky AA, Kazbanov VV, Batalov MS. Titanium implants in vertebrology: promising directions. Hirurgia Pozvonochnika. 2015:12(4):49–55. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2015.4.49-55
  41. Fessler RG, Dietze DD, Mac Millan M, Peace D. Lateral Parascapular Extrapleural Approach to the Upper Thoracic Spine. J Neurosurg. 1991;75(3):349–55. doi: 10.3171/jns.1991.75.3.0349
  42. Comey CH, Mclaughlin MR, Moossy J. Anterior Thoracic Corpectomy without Sternotomy: A Strategy for Malignant Disease of the Upper Thoracic Spine. Vol. 139. Springer-Verlag; 1997.
  43. Lee J, Paeng SH, Lee WH, Kim ST, Lee KS. Cervicothoracic junction approach using modified anterior approach: J-type manubriotomy and low cervical incision. Korean J Neurotrauma. 2019;15(1):43–49. doi: 10.13004/kjnt.2019.15.e8
  44. Lazorthes G, Gouaze A, Zadeh JO, et al. Arterial Vascularization of the Spinal Cord Recent Studies of the Anastomotic Substitution Pathways. J Neurosurg. 1971;35(3):253–62. doi: 10.3171/jns.1971.35.3.0253
  45. Papanastassiou ID, Gerochristou M, Aghayev K, Vrionis FD. Defining the indications, types and biomaterials of corpectomy cages in the thoracolumbar spine. Expert Rev Med Devices. 2013;10(2):269–279. doi: 10.1586/erd.12.79
  46. Zimmerli W. Vertebral Osteomyelitis. New England Journal of Medicine. 2010;362(11):1022–1029.
  47. Fong IW. New Cephalosporins: Fifth and Sixth Generations. In: Fong IW, editor. New Antimicrobials: For the Present and the Future. Springer International Publishing; 2023. Р. 25–38. doi: 10.1007/978-3-031-26078-0_2
  48. Mückley T, Schütz T, Schmidt MH, et al. The Role of Thoracoscopic Spinal Surgery in the Management of Pyogenic Vertebral Osteomyelitis. Spine (Phila Pa 1976). 2004;29(11):E227–33. doi: 10.1097/00007632-200406010-00023
  49. Amini A, Beisse R, Schmidt MH. Thoracoscopic Debridement and Stabilization of Pyogenic Vertebral Osteomyelitis. Surg Laparosc Endosc Percutan Tech. 2007;17(4):354–7. doi: 10.1097/SLE.0b013e31811ea2b9
  50. Smoljanovic T, Aljinovic A, Bojanic I. Recommendation for use of rhBMP-2 in spinal interbody fusions. European Spine Journal. 2010;19(8):1385–1386. doi: 10.1007/s00586-010-1409-7
  51. Govender S, Csimma C, Genant HK, et al. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 for treatment of open tibial fractures: a prospective, controlled, randomized study of four hundred and fifty patients. J Bone Joint Surg Am. 2002;84(22):2123–2134. doi: 10.2106/00004623-200212000-00001

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. T-shaped approach to the upper thoracic region with scapula retraction followed by costotransversectomy.

Download (290KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Possible incisions for the transmanubrial approach: a — transverse neck incision combined with a median sternotomy, b — oblique neck incision along the medial border of the sternocleidomastoid muscle transitioning into a median sternotomy, c — T-shaped incision.

Download (196KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Magnetic resonance imaging results of of the thoracic spine.

Download (138KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Incision of the skin and soft tissues. Skeletonization of the manubrium and body of the sternum.

Download (290KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Performing a manubriotomy.

Download (251KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Isolation of the brachiocephalic trunk and brachiocephalic vein.

Download (378KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Anterior surface of the vertebral bodies Th1-Th4.

Download (182KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Sequential corpectomy (left) and spondylodesis with a “Mesh” cage implant and fixation with an “Atlantis” plate (right).

Download (298KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Performing bone grafting of the body and manubrium of the sternum.

Download (403KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Postoperative CT scans of the thoracic spine. The position of the implanted metal structures was adequate, kyphotic deformity and spinal cord compression were eliminated.

Download (143KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».