title: Results of the microbiological and histopathological revision diagnosis on unclear endoprosthesis failure
title: Ergebnisse der mikrobiologischen und histopathologischen Revisionsdiagnostik bei unklarem Endoprothesenversagen
Creators: name: Riemann, Johannes
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Algorithmus , Implantatlocke
Diagnostik
Periprothetische Infektion
Konsensusklassifikation , Revisionsdiagnostik
Endoprothesenversagen
Mikrobiologie , Histopathologie
Endoprothese
Orthopädie , Unfallchirurgie
Arthrofibrose , Prothesenlockerung
Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit

description: 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 &lt; 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.
description: 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 &lt;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.