Ergebnisse der mikrobiologischen und histopathologischen Revisionsdiagnostik bei unklarem Endoprothesenversagen
Riemann, Johannes
Die Endoprothetik ist eine der erfolgreichsten operativen Behandlungs-methoden der modernen Medizin und bietet Patienten mit fortgeschrittener Arthrose eine etablierte Therapiemöglichkeit. In Deutschland gehört der künst-liche Gelenkersatz im Bereich des Hüft- und Kniegelenkes zu den häufigsten durchgeführten Operationen. Bei hohen Implantationszahlen und steigender Lebenserwartung kam es in den letzten Jahren auch zu einem Anstieg der Revisionseingriffe und damit ebenso zu einem erheblichen Kostenanstieg im Gesundheitswesen. Patienten mit einem unklaren Endoprothesenversagen stellen für den behandelnden Arzt eine diagnostische Herausforderung dar, da sich die Therapie je nach Versagensursache stark unterscheiden kann. Ein Versagen der Therapie hat für den Patienten weitreichende Folgen und endet oft in multiplen Folgeoperationen und einer langer Leidenszeit.
In der durchgeführten retrospektiven, monozentrischen Studie am Auguste-Viktoria-Klinikum Berlin (AVK) wurden 205 Patienten eingeschlossen, die sich im Zeitraum zwischen 2010 und 2014 mit unklarem Endoprothesenversagen vorstellten. Zur Abklärung der Versagensursache wurden laborchemische, histopathologische und mikrobiologische Befunde erhoben und ausgewertet. Zielsetzung der Arbeit war es, die erhobenen Daten statistisch auszuwerten und mit aktuellen Literaturveröffentlichungen zu vergleichen. Es sollte so der Ablauf der Revisionsdiagnostik am AVK evaluiert und gegebenenfalls angepasst bzw. verbessert werden. Darüber hinaus sollten anhand der vergleichsweise großen Datenmenge auch wesentliche Schlüsse auf die Problematik der Diagnostik gezogen werden und in grundlegende Empfehlungen münden.
Die 205 eingeschlossenen Patienten waren im Durchschnitt 68,9 Jahre alt. An ihnen wurden 308 Untersuchungen hauptsächlich im Bereich der Knie- (53,7 %) und Hüft- (43,3 %), weniger im Bereich der Schultergelenke (2,9 %) durchge-führt. Periprothetische Membranen vom Typ I (25,7 %) und Typ II (22,4 %) konnten in der histopathologischen Probenuntersuchung am häufigsten nach-gewiesen werden. Die Mikrobiologie lieferte in nur 19,5 % der Untersuchungen einen Erregernachweis, den Großteil machten dabei die Koagulase-negativen Staphylokokken aus (46,0 %). Deutlich seltener wurden Streptokokken (13,0 %) oder Staph. aureus (12,0 %) nachgewiesen. Insgesamt lag in unserem Patientengut bei 29,2 % der Untersuchungen eine periprothetische Infektion (PPI) vor. Die höchste Sensitivität (88,9 %) und Spezifität (99,5 %) bei der Detektion von PPIs erreichte dabei die histopathologische Probenuntersuchung. Die Entnahme der Proben über einen perkutanen Zugang lieferte gleiche Ergebnisse wie bei offener Entnahme und sollte zur Revisionsdiagnostik vor offener Operation stets in Betracht gezogen werden. Die Mikrobiologie erreichte vor allem bei der Sensitivität (54,4 %) schlechtere Werte (Spezifität 95,0 %). Insgesamt entsprachen die Ergebnisse der histopathologischen und mikro-biologischen Probenuntersuchung den in der Literatur veröffentlichten. Es konnte ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer PPI und den Ergebnissen der Mikrobiologie und Histopathologie nach-gewiesen werden (p [ 0,001). Auffallend war jedoch die relativ hohe Rate an falsch-negativen Ergebnissen in der Mikrobiologie (45,6 %). Unter Anwendung einer ROC-Kurve konnte die AUC für den CRP-Wert (0,79) und den Blut-Leukozytenwert (0,57) zur Detektion einer PPI bestimmt werden. Es wurde bestätigt, dass der Leukozytenwert zur Detektion einer PPI ungeeignet ist. Der optimale Grenzwert für den CRP-Wert wurde mit 13 mg/l errechnet (Sensitivität 64,0 %; Spezifität 83,0 %) und bestätigt somit andere Studien, die den CRP-Grenzwert zur PPI-Detektion eher höher als 5 oder 10 mg/l ansetzen.
Die hohe Wertigkeit der histopathologischen Probenuntersuchung bei der Ab-klärung von unklaren Endoprothesenversagen konnte in unserer Studie be-stätigt werden. Die Ergebnisse der mikrobiologischen Probenuntersuchung waren schlechter als in anderen Veröffentlichungen, jedoch fehlten in unserem diagnostischen Algorithmus bisher die standardmäßige Durchführung einer Gelenkpunktion unter Nutzung spezieller Abnahmekits (enthalten beispiels-weise pädiatrische Blutkulturfläschchen) sowie die Sonikation. Der dia-gnostische Algorithmus wurde daher bereits erweitert, um in zukünftigen Studien eine höhere Rate an Erregernachweisen zu ermöglichen.
Die Abklärung des unklaren Endoprothesenversagens bleibt eine diagnostische Herausforderung und bedarf eines standardisierten und möglichst inter-disziplinären Vorgehens.
Philipps-Universität Marburg
Medical sciences Medicine
opus:6648
https://doi.org/10.17192/z2016.0326
urn:nbn:de:hebis:04-z2016-03264
Algorithmus
88
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Riemann, Johannes
Riemann
Johannes
Implantatlocke
Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg
Universitätsbibliothek Marburg
2016-05-03
monograph
opus:6648
Diagnostik
https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2016/0326/cover.png
Ergebnisse der mikrobiologischen und histopathologischen Revisionsdiagnostik bei unklarem Endoprothesenversagen
Results of the microbiological and histopathological revision diagnosis on unclear endoprosthesis failure
Orthopädie
https://doi.org/10.17192/z2016.0326
Unfallchirurgie
ths
Prof. Dr.
Kienapfel
Heino
Kienapfel, Heino (Prof. Dr.)
2016-05-03
Endoprothese
Histopathologie
Endoprothesenversagen
German
Prothesenlockerung
Die Endoprothetik ist eine der erfolgreichsten operativen Behandlungs-methoden der modernen Medizin und bietet Patienten mit fortgeschrittener Arthrose eine etablierte Therapiemöglichkeit. In Deutschland gehört der künst-liche Gelenkersatz im Bereich des Hüft- und Kniegelenkes zu den häufigsten durchgeführten Operationen. Bei hohen Implantationszahlen und steigender Lebenserwartung kam es in den letzten Jahren auch zu einem Anstieg der Revisionseingriffe und damit ebenso zu einem erheblichen Kostenanstieg im Gesundheitswesen. Patienten mit einem unklaren Endoprothesenversagen stellen für den behandelnden Arzt eine diagnostische Herausforderung dar, da sich die Therapie je nach Versagensursache stark unterscheiden kann. Ein Versagen der Therapie hat für den Patienten weitreichende Folgen und endet oft in multiplen Folgeoperationen und einer langer Leidenszeit.
In der durchgeführten retrospektiven, monozentrischen Studie am Auguste-Viktoria-Klinikum Berlin (AVK) wurden 205 Patienten eingeschlossen, die sich im Zeitraum zwischen 2010 und 2014 mit unklarem Endoprothesenversagen vorstellten. Zur Abklärung der Versagensursache wurden laborchemische, histopathologische und mikrobiologische Befunde erhoben und ausgewertet. Zielsetzung der Arbeit war es, die erhobenen Daten statistisch auszuwerten und mit aktuellen Literaturveröffentlichungen zu vergleichen. Es sollte so der Ablauf der Revisionsdiagnostik am AVK evaluiert und gegebenenfalls angepasst bzw. verbessert werden. Darüber hinaus sollten anhand der vergleichsweise großen Datenmenge auch wesentliche Schlüsse auf die Problematik der Diagnostik gezogen werden und in grundlegende Empfehlungen münden.
Die 205 eingeschlossenen Patienten waren im Durchschnitt 68,9 Jahre alt. An ihnen wurden 308 Untersuchungen hauptsächlich im Bereich der Knie- (53,7 %) und Hüft- (43,3 %), weniger im Bereich der Schultergelenke (2,9 %) durchge-führt. Periprothetische Membranen vom Typ I (25,7 %) und Typ II (22,4 %) konnten in der histopathologischen Probenuntersuchung am häufigsten nach-gewiesen werden. Die Mikrobiologie lieferte in nur 19,5 % der Untersuchungen einen Erregernachweis, den Großteil machten dabei die Koagulase-negativen Staphylokokken aus (46,0 %). Deutlich seltener wurden Streptokokken (13,0 %) oder Staph. aureus (12,0 %) nachgewiesen. Insgesamt lag in unserem Patientengut bei 29,2 % der Untersuchungen eine periprothetische Infektion (PPI) vor. Die höchste Sensitivität (88,9 %) und Spezifität (99,5 %) bei der Detektion von PPIs erreichte dabei die histopathologische Probenuntersuchung. Die Entnahme der Proben über einen perkutanen Zugang lieferte gleiche Ergebnisse wie bei offener Entnahme und sollte zur Revisionsdiagnostik vor offener Operation stets in Betracht gezogen werden. Die Mikrobiologie erreichte vor allem bei der Sensitivität (54,4 %) schlechtere Werte (Spezifität 95,0 %). Insgesamt entsprachen die Ergebnisse der histopathologischen und mikro-biologischen Probenuntersuchung den in der Literatur veröffentlichten. Es konnte ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer PPI und den Ergebnissen der Mikrobiologie und Histopathologie nach-gewiesen werden (p [ 0,001). Auffallend war jedoch die relativ hohe Rate an falsch-negativen Ergebnissen in der Mikrobiologie (45,6 %). Unter Anwendung einer ROC-Kurve konnte die AUC für den CRP-Wert (0,79) und den Blut-Leukozytenwert (0,57) zur Detektion einer PPI bestimmt werden. Es wurde bestätigt, dass der Leukozytenwert zur Detektion einer PPI ungeeignet ist. Der optimale Grenzwert für den CRP-Wert wurde mit 13 mg/l errechnet (Sensitivität 64,0 %; Spezifität 83,0 %) und bestätigt somit andere Studien, die den CRP-Grenzwert zur PPI-Detektion eher höher als 5 oder 10 mg/l ansetzen.
Die hohe Wertigkeit der histopathologischen Probenuntersuchung bei der Ab-klärung von unklaren Endoprothesenversagen konnte in unserer Studie be-stätigt werden. Die Ergebnisse der mikrobiologischen Probenuntersuchung waren schlechter als in anderen Veröffentlichungen, jedoch fehlten in unserem diagnostischen Algorithmus bisher die standardmäßige Durchführung einer Gelenkpunktion unter Nutzung spezieller Abnahmekits (enthalten beispiels-weise pädiatrische Blutkulturfläschchen) sowie die Sonikation. Der dia-gnostische Algorithmus wurde daher bereits erweitert, um in zukünftigen Studien eine höhere Rate an Erregernachweisen zu ermöglichen.
Die Abklärung des unklaren Endoprothesenversagens bleibt eine diagnostische Herausforderung und bedarf eines standardisierten und möglichst inter-disziplinären Vorgehens.
Total joint replacement is one of the most successful operative procedures in modern medicine and offer patients with advanced osteoarthritis an established therapeutic option. Throughout Germany the joint replacement of hip and knee is counted among the most frequent operations. The high number of joint replacements and increasing life expectancy also lead to an increasing number of revision surgery and therefore also growing costs in health care. Patients with an unclear implant failure are a diagnostic challenge for the orthopedic surgeons because of different treatment options depending on the cause of failure. Treatment failure has serious consequences for the patient and often leads to subsequent operations and a long time of suffering.
The retrospective single center study took place in the Auguste-Viktoria-Klinikum Berlin (AVK) in the period of 2010 to 2014 and includes 205 patients with an unclear endoprosthesis failure. In order to finally clear up the cause of failure we acquired laboratory, histopathological and microbiological findings by performing an open or percutaneous surgery. The objective of this study was to statistically evaluate our diagnostic findings and compare them to recent publications. Furthermore we wanted to evaluate the algorithm of diagnosis before performing revision surgery and if necessary change or reform our algorithm. Because of the large number of patients general considerations and advises about diagnostics of implant failure should be made.
The 205 patients had an average age of 68.9 and the majority were female (61.0 %). We performed 308 operations mainly in the area of the knee (53.7 %) and hip (43.3 %), less in the area of the shoulder joint (2.9 %). The most frequent proven periprosthetic membrane in the histopathological examination was type I (25.7 %) and type II (22.4 %). The microbiological examination could only detect an infection by a specific pathogen in 19.5 percent of cases. The main germs were coagulase-negative staphylococci (46.0 %), followed by streptococci (13.0 %) and staphylococcus aureus (12.0 %). In our study there was a periprosthetic joint infection (PJI) in 29.2 % of the cases. The highest sensitivity (88.9 %) and specificity (99.5 %) accomplishes the histopathological examination for detecting PJI. Percutaneous surgery yielded the same histopathological results as open surgery and should always be considered before performing open revision surgery. The microbiological examination accomplishes a lower sensitivity (54.4 %) and an almost equal specificity (95.0 %). Altogether the results of the histopathological and microbiological examination were in line with the published scientific literature. There was a statistically significant connection between the appearance of a PJI and the clinical findings of microbiology and histopathology (p [0.001). It was conspicuous, however, that there was a relative high rate of false-negative results obtained by microbiology (45.6 %). By using a ROC-curve we could calculate the AUC for our laboratory parameters. The AUC for the serum C-reactive protein (CRP) was 0.79 and for the serum white blood cell (WBC) count 0.57. Our study confirms that serum WBC count has only a minor role for detecting PJI. Optimal threshold for CRP was 13 mg/l (sensitivity 64.0 %, specificity 83.0 %). This result affirms other studies that propose a slightly higher threshold than 5 or 10 mg/l.
The high clinical value of the histopathological examination at clarification of unclear endoprosthesis failure could be confirmed in our study. Microbiological examination achieved worse results than proposed in other studies. However, there was a lack of certain important procedures in our diagnostic algorithm, such as joint aspiration, the use of special aspiration tools (for example pediatric blood culture vials) or sonication. We already enhanced our diagnostic algorithm and because of this future studies should show a better detection of pathogens.
Medical clarification of unclear endoprosthesis failure remains a great diagnostic challenge and there is a need for standardized procedures and if possible interdisciplinary teamwork.
Revisionsdiagnostik
2016-04-18
urn:nbn:de:hebis:04-z2016-03264
Philipps-Universität Marburg
Medical sciences Medicine
Medizin
Periprothetische Infektion
doctoralThesis
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