Comorbidity Index as a Risk Factor of Knee PJI Recurrence After Spacer Implantation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Patient-related risk factors for periprosthetic joint infection (PJI) are currently investigated in detail. However, the influence of those factors on PJI recurrence and their confounding effect was not investigated. Identifying factors that influence PJI recurrence and establishing the role of each risk factor are important.

The study aimed to analyze the comorbidity structure in patients with knee PJI and create, based on obtained data, a rating scale that allows predicting the probability of PJI recurrence after spacer implantation.

Methods. A single-center study was conducted based on retrospective data of 161 patients with PJI after primary total knee arthroplasty treated with staged reimplantation from January 2007 to January 2017. To clarify comorbidity structure and the most important risk factors, all patients were divided into two groups: patients with PJI recurrence after spacer implantation (group 1, n = 48) and patients who successfully passed spacer implantation (n = 113, group 2). Based on the obtained data, the frequency of comorbidities was analyzed. The list included 17 points that characterized the presence and severity of different comorbidities. Then, we conducted a logistic regression analysis to identify the significance of each factor and thresholds for the comorbidity index (CI) for the interpretation of the final score. With the presented scale, spacer implantation in the compared groups was analyzed.

Results. The most significant comorbidities were anemia, chronic kidney disease, obesity, and cardiovascular pathology. The CI thresholds were calculated, which allowed interpretation of the obtained score. The distribution of patients by risk categories within each group was also analyzed, and differences between groups were determined. The CI value corresponding to the minimal risk of PJI recurrence was more common (p<0.0001) in group 1. Moreover, more than half of the patients with failed spacer implantation had a high risk of PJI recurrence according the CI value, and only 6.2% of patients who had successful treatment had CI high value (p<0.0001).

Conclusions. The multivariate analysis of the presence and severity of concomitant pathologies enabled the development of a comorbidity scale with the calculation of an integral indicator (comorbidity index) and establishment of its threshold values. The proposed CI could be the basis for a combined relapse risk calculator and an algorithm for choosing the surgical treatment strategy in patients with knee PJI, which requires further investigation.

About the authors

Petr M. Preobrazhensky

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: pedrro@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9569-1566

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427

Svetlana A. Bozhkova

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: clinpharm-rniito@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2083-2424

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427

Alexander V. Kazemirsky

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: alexkazemir@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5652-6541

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427

References

  1. Корнилов Н.Н., Куляба Т.А., Филь А.С., Муравьёва Ю.В. Данные регистра эндопротезирования коленного сустава РНИИТО им. Р.Р. Вредена за 2011-2013 годы. Травматология и ортопедия России. 2015;21(1):136-151. doi: 10.21823/2311-2905-2015-0-1-136-151. Kornilov N.N., Kulyaba T.A., Fil A.S., Muravyeva Y.V. [Data of knee arthroplasty register of Vreden Russian Research Institute of Traumatology and Orthopedics for period 2011-2013]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2015;21(1):136-151. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2015-0-1-136-151.
  2. Boelch S.P., Jakuscheit A., Doerries S., Fraissler L., Hoberg M., Arnholdt J. et al. Periprosthetic infection is the major indication for TKA revision - experiences from a university referral arthroplasty center. BMC Musculoskelet Disord. 2018;19(1):395. doi: 10.1186/s12891-018-2314-1.
  3. Rosteius T., Jansen O., Fehmer T., Baecker H., Citak M., Schildhauer T.A. et al. Evaluating the microbial pattern of periprosthetic joint infections of the hip and knee. J Med Microbiol. 2018;67(11): 1608-1613. doi: 10.1099/jmm.0.000835.
  4. Преображенский П.М., Божкова С.А., Пантелеев А.Н., Тихилов Р.М., Каземирский А.В. Свищевая и несвищевая формы перипротезной инфекции коленного сустава: исходы лечения. Травматология и ортопедия России. 2020;26(4):21-31. doi: 10.21823/2311-2905-2020-26-4-21-31. Preobrazhensky P.M., Bozhkova S.A., Panteleev A.N., Tikhilov R.M., Kazemirsky A.V. [Periprosthetic Joint Infection after Primary Total Knee Arthroplasty With and Without Sinus Tract: Treatment Outcomes]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2020;26(4):21-31. doi: 10.21823/2311-2905-2020-26-4-21-31.
  5. Di Benedetto P., Di Benedetto E.D., Buttironi M.M., De Franceschi D., Beltrame A., Gissoni R. et al. Two-stage revision after total knee arthroplasty. Acta Biomed. 2017;88(2S):92-97. doi: 10.23750/abm.v88i2-S.6519.
  6. Sousa A., Carvalho A., Pereira C., Reis E., Santos A.C., Abreu M. et al. Economic Impact of Prosthetic Joint Infection - an Evaluation Within the Portuguese National Health System. J Bone Joint Infect. 2018;3(4):197-202. doi: 10.7150/jbji.28508.
  7. Мурылев В., Куковенко Г., Елизаров П., Рукин Я., Цыгин Н. Перипротезная инфекция при эндопротезировании тазобедренного сустава. Врач. 2018;(3): 17-22. doi: 10.29296/25877305-2018-03-04. Murylev V., Kukovenko G., Elizarov P., Rukin Ya., Tsigin N. [Periprosthetic infection during hip arthroplasty]. Vrach [Doctor]. 2018;(3):17-22. (In Russian). doi: 10.29296/25877305-2018-03-04.
  8. Lum Z.C., Natsuhara K.M., Shelton T.J., Giordani M., Pereira G.C., Meehan J.P. Mortality During Total Knee Periprosthetic Joint Infection. J Arthroplasty. 2018;33(12):3783-3788. doi: 10.1016/j.arth.2018.08.021.
  9. Parvizi J., Tan T.L., Goswami K., Higuera C., Della Valle C., Chen A.F. et al. The 2018 Definition of Periprosthetic Hip and Knee Infection: An Evidence-Based and Validated Criteria. J Arthroplasty. 2018;33(5): 1309-1314.e2. doi: 10.1016/j.arth.2018.02.078.
  10. Parvizi J., Gehrke T., Chen A.F. Proceedings of the International Consensus on Periprosthetic Joint Infection. Bone Joint J. 2013;95-B(11):1450-1452. doi: 10.1302/0301-620X.95B11.33135.
  11. Zimmerli W., Trampuz A., Ochsner P.E. Prosthetic-joint infections. N Engl J Med. 2004;351(16):1645-1654. doi: 10.1056/NEJMra040181.
  12. Poultsides L.A., Liaropoulos L.L., Malizos K.N. The socioeconomic impact of musculoskeletal infections. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(11):e13. doi: 10.2106/JBJS.I.01131.
  13. Greenky M., Gandhi K., Pulido L., Restrepo C., Parvizi J. Preoperative anemia in total joint arthroplasty: is it associated with periprosthetic joint infection? Clin Orthop Relat Res. 2012;470(10):2695-2701. doi: 10.1007/s11999-012-2435-z.
  14. Newman E.T., Watters T.S., Lewis J.S., Jennings J.M., Wellman S.S., Attarian D.E. et al. Impact of perioperative allogeneic and autologous blood transfusion on acute wound infection following total knee and total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2014;96(4):279-284. doi: 10.2106/JBJS.L.01041.
  15. McCleery M.A., Leach W.J., Norwood T. Rates of infection and revision in patients with renal disease undergoing total knee replacement in Scotland. J Bone Joint Surg Br. 2010;92(11):1535-1539. doi: 10.1302/0301-620X.92B11.23870.
  16. Kim C.W., Kim H.J., Lee C.R., Wang L., Rhee S.J. Effect of chronic kidney disease on outcomes of total joint arthroplasty: a meta-analysis. Knee Surg Relat Res. 2020;32(1):12. doi: 10.1186/s43019-020-0029-8.
  17. Katakam A., Melnic C.M., Bedair H.S. Morbid Obesity Is a Risk Factor for Infection Recurrence Following Debridement, Antibiotics, and Implant Retention for Periprosthetic Joint Infection. J Arthroplasty. 2020;35(12):3710-3715. doi: 10.1016/j.arth.2020.07.005.
  18. Watts C.D., Wagner E.R., Houdek M.T., Lewallen D.G., Mabry T.M. Morbid Obesity: Increased Risk of Failure After Aseptic Revision TKA. Clin Orthop Relat Res. 2015;473(8):2621-2627. doi: 10.1007/s11999-015-4283-0.
  19. Charlson M.E., Pompei P., Ales K.L., MacKenzie C.R. A new method of classifying prognostic comorbidity in longitudinal studies: development and validation. J Chronic Dis. 1987;40(5):373-383. doi: 10.1016/0021-9681(87)90171-8.
  20. Frenkel W.J., Jongerius E.J., Mandjes-van Uitert M.J., van Munster B.C., de Rooij S.E. Validation of the Charlson Comorbidity Index in acutely hospitalized elderly adults: a prospective cohort study. J Am Geriatr Soc. 2014;62(2):342-346. doi: 10.1111/jgs.12635.
  21. Park J.Y., Kim M.H., Han S.S., Cho H., Kim H., Ryu D.R. et al. Recalibration and validation of the Charlson comorbidity index in Korean incident hemodialysis patients. PLoS One. 2015;10(5):e0127240. doi: 10.1371/journal.pone.0127240.
  22. Casas Duran F., Valduvieco I., Oses G., Cortés K.S., Barreto T.D., Muñoz-Guglielmetti D. et al. Spanish validation of Charlson index applied to prostate cancer. Clin Transl Oncol. 2020;22(7):1187-1192. doi: 10.1007/s12094-019-02246-0.
  23. Ternavasio-de la Vega H.G., Castaño-Romero F., Ragozzino S., R. Sánchez González, M.P. Vaquero-Herrero, M. Siller-Ruiz et al. The updated Charlson comorbidity index is a useful predictor of mortality in patients with Staphylococcus aureus bacteraemia. Epidemiol Infect. 2018;146(16):2122-2130. doi: 0.1017/S0950268818002480.
  24. Namba R.S., Inacio M.C., Paxton E.W. Risk factors associated with deep surgical site infections after primary total knee arthroplasty: an analysis of 56,216 knees. J Bone Joint Surg Am. 2013;95(9):775-782. doi: 10.2106/JBJS.L.00211.
  25. Tan T.L., Maltenfort M.G., Chen A.F., Shahi A., Higuera C.A., Siqueira M. et al. Development and Evaluation of a Preoperative Risk Calculator for Periprosthetic Joint Infection Following Total Joint Arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2018;100(9):777-785. doi: 10.2106/JBJS.16.01435.
  26. Tornero E., Morata L., Martínez-Pastor J.C., Bori G., Climent C., García-Velez D.M. et al. KLIC-score for predicting early failure in prosthetic joint infections treated with debridement, implant retention and antibiotics. Clin Microbiol Infect. 2015;21(8):786.e9-786.e17. doi: 10.1016/j.cmi.2015.04.012.
  27. Sabater-Martos M., Hernández Hermoso J.A., García Oltra E., Molinos S., Martínez-Pastor J.C. Validity of the KLIC and CRIME80 scores in predicting failure in late acute infection treated by debridement and implant retention. Rev Esp Cir Ortop Traumatol (Engl Ed). 2020;64(6):415-420. doi: 10.1016/j.recot.2020.05.002. (In English, Spanish).
  28. Klemt C., Tirumala V., Smith E.J., Padmanabha A., Kwon Y.M. Development of a Preoperative Risk Calculator for Reinfection Following Revision Surgery for Periprosthetic Joint Infection. J Arthroplasty. 2021;36(2):693-699. doi: 10.1016/j.arth.2020.08.004.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Study flowchart

Download (17KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Occurrence of concomitant pathology in groups 1 and 2; *p<0.001; ** p<0.0001 compared with group 2

Download (44KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of patients in groups 1 and 2 depending on the risk calculated by the comorbidity index, *** p<0.0001 compared with group 2

Download (13KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Preobrazhensky P.M., Bozhkova S.A., Kazemirsky A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».