Decision support system for the treatment of surgical site infections in trauma and orthopedic patients

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

BACKGROUND: Despite the availability of clinical guidelines for managing patients with surgical site infections, data on the adherence of real clinical practice to these protocols in Russian hospitals remain limited. Data on how noncompliance with clinical guidelines influences outcomes in patients with surgical site infections are also limited.

AIM: This study aimed to develop a clinical decision support system for personalized selection of surgical strategies and antibiotic therapy in surgical site infections, and to evaluate adherence of the provided therapy to clinical guidelines for the diagnosis and treatment of surgical site infections in trauma and orthopedic practice.

METHODS: It was a single-center retrospective continuous uncontrolled observational study of data from patients hospitalized at the N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics, Ministry of Health of Russia, between January 2024 and May 2025. Eligible patients had clinical signs of postoperative wound inflammation, fever (body temperature > 37.5 °C) persisting for three or more days after surgery, a positive wound culture, or a consultation with a clinical pharmacologist regarding antibiotic therapy. The study endpoints included compliance of surgical strategy and antibiotic therapy with clinical guidelines (choice of drug, dosage, and duration). Adherence to therapy was assessed by comparing prescriptions with approved surgical site infection treatment protocols using the clinical decision support system. Compliance with guidelines was analyzed in the overall cohort as well as in subgroups of acute and chronic infection.

RESULTS: The study included 90 patients, of whom 84 met surgical site infection criteria (31 with acute and 53 with chronic surgical site infections). Full adherence to clinical guidelines was observed in 20 cases (24%) (13 acute, 7 chronic). In 25 cases (30%), the choice of antimicrobial agent did not comply with the recommended one; in 7 cases (8%), the drug was appropriate, but the regimen did not comply with dosing recommendations. In 58 cases (64%), the duration of antibiotic therapy was shorter than recommended, with 16 patients (28%) not receiving antibiotics at the outpatient stage. Patients with chronic infections were significantly more likely to have insufficient antibiotic therapy duration (p < 0.0001) and inappropriate drug choice (p = 0.036) compared with those with acute infection. Microbiological cultures were obtained from 82 patients, of whom 33% were already receiving antibiotic therapy at the time of sampling.

CONCLUSION: In a trauma and orthopedic hospital setting, there is a clear need for clinical decision support systems based on clinical guidelines, seamlessly integrated into clinicians’ workflow, particularly regarding antibiotic therapy strategies.

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), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Moscow

Elena B. Kleimenova

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: KleymenovaEB@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0000-0002-8745-6195
SPIN-code: 2037-7164

MD, Dr. Sci. (Medicine), Рrofessor

Russian Federation, Moscow

Natalia I. Sobur

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: nisoburm.d@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-8100-4079
SPIN-code: 9916-5815
Russian Federation, Moscow

Archil V. Tsiskarashvili

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: TsiskarashviliAV@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0000-0003-1721-282X
SPIN-code: 2312-1002

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Mikhail A. Dronov

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics; Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: mikhail.dronov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4090-2928
SPIN-code: 8710-6504
Russian Federation, Moscow; Moscow

Vitaly A. Otdelenov

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: vitotd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0623-7263
SPIN-code: 8357-5770

MD, Сand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Ekaterina S. Yurchenkova

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: YurchenkovaES@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0009-0006-2350-7201
SPIN-code: 4933-9999
Russian Federation, Moscow

Liubov P. Yashina

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: YashinaLP@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0000-0003-1357-0056
SPIN-code: 1910-0484

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Royle R, Gillespie BM, Chaboyer W, et al. The burden of surgical site infections in Australia: A cost-of-illness study. J Infect Public Health. 2023;16(5):792–798. doi: 10.1016/j.jiph.2023.03.018
  2. Mengistu DA, Alemu A, Abdukadir AA, et al. Global Incidence of Surgical Site Infection Among Patients: Systematic Review and Meta-Analysis. Inquiry. 2023;60:469580231162549. doi: 10.1177/00469580231162549
  3. Magill SS, Edwards JR, Bamberg W, et al. Emerging Infections Program Healthcare-Associated Infections and Antimicrobial Use Prevalence Survey Team. Multistate point-prevalence survey of health care-associated infections. N Engl J Med. 2014;370(13):1198–208. doi: 10.1056/NEJMoa1306801
  4. Prevention of surgical site infections. Moscow: National Association of Specialists in the Control of Infectious and Non-Infectious Diseases (NASCI); 2023. 71 p. (In Russ.) EDN: IVBGFB
  5. Della Rocca GJ, Leung KS, Pape HC. Periprosthetic fractures: epidemiology and future projections. J Orthop Trauma. 2011;25(Suppl 2):S66–70. doi: 10.1097/BOT.0b013e31821b8c28
  6. Armstrong MD, Carli AV, Abdelbary H, et al. Tertiary care centre adherence to unified guidelines for management of periprosthetic joint infections: a gap analysis. Can J Surg. 2018;61(1):34–41. doi: 10.1503/cjs.008617
  7. Bryan AJ, Abdel MP, Sanders TL, et al. Irrigation and Debridement with Component Retention for Acute Infection After Hip Arthroplasty: Improved Results with Contemporary Management. J Bone Joint Surg Am. 2017;99(23):2011–2018. doi: 10.2106/JBJS.16.01103
  8. Wouthuyzen-Bakker M, Sebillotte M, Lomas J, et al. Clinical outcome and risk factors for failure in late acute prosthetic joint infections treated with debridement and implant retention. J Infect. 2019;78(1):40–47. doi: 10.1016/j.jinf.2018.07.014
  9. Parvizi J, Zmistowski B, Berbari EF, et al. New definition for periprosthetic joint infection: from the Workgroup of the Musculoskeletal Infection Society. Clin Orthop Relat Res. 2011;469(11):2992–2994. doi: 10.1007/s11999-011-2102-9
  10. McNally M, Sousa R, Wouthuyzen-Bakker et al. The EBJIS definition of periprosthetic joint infection. Bone Joint J. 2021;103-B(1):18–25. doi: 10.1302/0301-620X.103B1.BJJ-2020-1381.R1
  11. Nazarenko AG, Kleymenova EB, Dronov MA, et al. Information technologies for supporting prevention, diagnosis and management of surgical site infections in trauma and orthopedic patients. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2024;31(4):467–479. doi: https://doi.org/10.17816/vto636446 EDN: ZOOJOI
  12. Charlson ME, Pompei P, Ales KL, MacKenzie CR. A new method of classifying prognostic comorbidity in longitudinal studies: development and validation. J Chronic Dis. 1987;40(5):373–83. doi: 10.1016/0021-9681(87)90171-8
  13. Thomas DR, Rodeheaver GT, Bartolucci AA, et al. Pressure ulcer scale for healing: derivation and validation of the PUSH tool. The PUSH Task Force. Adv Wound Care. 1997;10(5):96–101.
  14. Wilson AP, Weavill C, Burridge J, Kelsey MC. The use of the wound scoring method ‘ASEPSIS’ in postoperative wound surveillance. J Hosp Infect. 1990;16(4):297–309. doi: 10.1016/0195-6701(90)90002-6
  15. 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. Clin Infect Dis Adv. 2015;61(6):e26–46. doi: 10.1093/cid/civ482
  16. Gilbert DN, Chambers HF, Saag MS, et al. The Sanford guide to antimicrobial therapy 2022 (52nd ed.). Sperryville: Antimicrobial Therapy; 2022.
  17. Dennis LS, Alan LB, Henry FC, et al. Practice Guidelines for the Diagnosis and Management of Skin and Soft Tissue Infections: 2014 Update by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 2024;59(2):147–59. doi: 10.1093/cid/ciu296
  18. Zimmerli W, Sendi P. Orthopedic implant-associated infections. In: Mandell, Douglas, and Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. 9th ed. Elsevier; 2020: 1430–1442.
  19. Osmon DR, Berbari EF, Berendt AR, et al. Infectious Diseases Society of America. Diagnosis and management of prosthetic joint infection: clinical practice guidelines by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 2013;56(1):e1–e25. doi: 10.1093/cid/cis803
  20. Corrigan R, Sliepen J, Rentenaar RJ, et al. The effect of guideline-based antimicrobial therapy on the outcome of fracture-related infections (EAT FRI Study). J Infect. 2023;86(3):227–232. doi: 10.1016/j.jinf.2023.01.028
  21. Park S, Thursky K, Zosky-Shiller L, et al. The quality of antimicrobial prescribing in skin and soft tissue management in Australian hospitals: an analysis of the National Antimicrobial Prescribing Survey data. J Hosp Infect. 2024;152:142–149. doi: 10.1016/j.jhin.2024.06.016
  22. Lazzarini L, Lipsky BA, Mader JT. Antibiotic treatment of osteomyelitis: what have we learned from 30 years of clinical trials? Int J Infect Dis. 2005;9(3):127–38. doi: 10.1016/j.ijid.2004.09.009
  23. Malekzadeh D, Osmon DR, Lahr BD, et al. Prior use of antimicrobial therapy is a risk factor for culture-negative prosthetic joint infection. Clin Orthop Relat Res. 2010;468(8):2039–45. doi: 10.1007/s11999-010-1338-0
  24. Bouaziz A, Uçkay I, Lustig S, et al. Non-compliance with IDSA guidelines for patients presenting with methicillin-susceptible Staphylococcus aureus prosthetic joint infection is a risk factor for treatment failure. Med Mal Infect. 2018;48(3):207–211. doi: 10.1016/j.medmal.2017.09.016

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Result of infection criteria assessment.

Download (285KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Recommendations on surgical strategies.

Download (337KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 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».