人工呼吸器の種類は人工股関節置換術後の感染症のリスクに影響しますか?

理論的根拠と背景

人工関節感染症 (PJI) は、人工股関節全置換術 (THA) 後に最も恐れられる合併症の 1 つであり、死亡率と罹患率が増加し、社会に多大なコストをもたらします。 1960 年代以来、予防的な抗生物質の全身投与と抗生物質を含む骨セメントに加えて、空気のろ過と置換によって手術室 (OR) 内の空気をできるだけきれいにする努力が払われてきました。

これにより、現在の公式の PJI 発生率は 0.57 ～ 0.80 となりました。 デンマーク股関節形成術登録簿 (DHR) およびスウェーデン股関節形成術登録簿 (SHAR) によると、手術後 1 年目の割合は % ですが、たとえ PJI の実際の発生率はおそらく約 40 % 高いですが、これは以下の登録簿での登録が過少であるためです。修正手術。

PJI のリスクは、手術室の汚染、患者関連の危険因子、およびプロテーゼ因子の影響を受ける可能性があります。 補綴要素には、インプラントの種類とインプラントの固定方法が含まれます。 セメント固定インプラントは全体的な再置換率が低くなりますが、PJI による再置換に関しては一致した結果ではありません。

手術室内の汚染のリスクは、空気の清浄度によって影響されます。 手術室でクリーンな環境を実現するために使用される換気システムには 2 つの異なるタイプがあります。 1 つ目は乱流気流 (TAF) で、空気が換気シャフトから滴り落ちる濾過された超清浄な空気と継続的に置き換えられます。 2 つ目は層流気流 (LAF) で、空気中に浮遊する細菌を運ぶ粒子が患者や滅菌機器に付着するのを防ぐことを目的として、超清浄な空気が一方向に流れます。

LAF は、CFU で測定される、OR 内の細菌負荷を大幅に減少させます。 しかし、現実世界のデータでは、CFU の数が PJI の発生率と相関していることは判明しておらず、ほとんどの研究では TAF と比較した LAF の利点は示されていません。 LAF が LAF のサブグループの感染リスクを減少させることを示している主要な観察研究は 1 つだけです。 他のすべての登録研究では、LAF と TAF の間に差はなく、LAF を伴う PJI のリスクが高いことも示されていません。 THA における PJI の発生率に関して、現代の換気システムを比較したランダム化対照試験 (RCT) はありません。

THA における PJI の発生率に関して、現代の換気システムを比較したランダム化対照試験 (RCT) はありません。 しかし、1982 年にリドウェルらによって RCT が実施され、LAF を含むさまざまな超清浄空気流システムと当時の標準的な手術室換気システムが比較されました。 この研究では、PJI 発生率に有意差があり、標準 OR グループでは PJI が 2.2 %、ウルトラクリーン グループでは 1.0 % でした。 ただし、これらの標準的な OR は細菌汚染がはるかに高く、中央値が 4.5 ～ 22 CFU/m3 の範囲である現代の TAF OR と比較して、中央値は 164 CFU/m3 でした。 ウルトラクリーン グループの中央値は 2 ～ 10 CFU/m3 であり、細菌数と PJI 率の両方において現代の TAF OR に似ています。

LAF システムの構築と維持には追加コストがかかるため、2011 年にデンマークで LAF と TAF の費用対効果を比較する公開分析が実施されました。 運用経費、減価償却費、利息などの推定年間コストを考慮すると、LAF OR の費用は年間 508,732 DKK と見積もられましたが、TAF OR の費用は年間 304,530 DKK と予測されました。 その結果、ユニットあたり年間コスト差が 204,202 DKK (27,000 ユーロ) あり、LAF は TAF より 67 % 高価でした。 同年、PJI の費用は社会に約 204,000 DKK かかると推定されました。

LAF と TAF における PJI に関するこれまでの研究の問題点は、それらが疫学的なものであり、異なる登録に報告された PJI 診断のみに依存していることです。 ただし、臨床現場では PJI の診断が必ずしも明らかであるとは限りません。 DHR には改訂の登録とその後に確認された PJI の両方が欠落していることが示されており、スウェーデン股関節形成登録簿 (SHAR) にも登録された PJI 改訂の欠如が観察されています。

DHR での PJI 診断は、デンマーク微生物データベース (MiBa) と組み合わせることで大幅に改善できます。 DHR で診断 PJI を検証すると、感度はわずか 67 % であることがわかりました。 MiBa からのデータを含むアルゴリズムを使用すると、誤検知を増やすことなく感度が 90 % に向上しました。 MiBa データを利用した簡略化されたアルゴリズムは、Gundtoft らによる検証研究で使用されたより広範なアルゴリズムと比較した場合、統計的に有意な差は示されませんでした。 この簡素化されたアルゴリズムは医療記録へのアクセスを必要とせず、主要アウトカムの基準に適用されます。

さらに、以前の研究では、臨床的に無菌的な再検査で陽性の細菌サンプルが 1 つあると、後の再検査で診断される潜伏感染のリスクが増加することが示されています。 これについても調査される予定です。

したがって、研究者らは、これらの新しく十分に検証された方法を使用して、LAF 換気と TAF 換気による PJI のリスクを以前の研究よりも正確に推定することを目指しています。

データソース

デンマーク民間登録システム (Centrale person Register、CPR) には、すべてのデンマーク居住者の生命状態や移住時期などの情報が含まれています。 すべてのデンマークの居住者と国民には、出生時または入国時に固有の永久的な個人識別番号 (CPR 番号) が割り当てられます。 これにより、異なるレジスタ間の明確なリンクが可能になり、長期にわたる個別のフォローアップが可能になります。

デンマーク国立患者登録簿 (NPR) は、公的病院に受診したすべてのデンマーク居住者のデータを収集します。これには日付、実施された検査または外科的処置と診断が含まれ、国際疾病分類 (ICD) によって分類されています。 データには外来患者と入院患者の接触者の両方が含まれており、患者の CPR 番号とリンクされています。

デンマーク股関節形成術登録簿 (DHR) は、初回 THA および再置換術を含む、デンマークで実施されたすべての THA からの OR 換気の種類を含むデータを収集しています。 THA を実施するすべての外科医は登録簿に報告することが義務付けられており、その結果、高い完全性が実現されます。 データは事前​​に検証されています。 再手術の場合、外科医は手術直後に適応症を報告します。 90 日以内および 365 日以内に実行された改訂は DHR にあり、これには改訂に関する NPR からの情報も含まれています。

デンマーク微生物学データベース (MiBa) は、2010 年以降、デンマークの臨床微生物学のすべての部門からすべての微生物学の結果を自動的に収集し、患者の CPR 番号を患者 ID として使用して電子的に保存します。 登録の完全性は事前に検証されています。 データはより具体的には、MiBa の一部である Healthcare-Associated Infections Database - HAIBA から抽出されます。 デンマーク国家処方箋登録簿 (DNPR) は、1995 年以来、デンマークで引き換えられた処方箋に関する詳細な情報を収集しています。 これは以前に検証されており、完成度が高く、疫学研究で頻繁に使用されています。

収入統計台帳 - この台帳には、デンマークの収入を持つ人々の給与や貯蓄など、160 を超える変数に関する収入データが含まれており、研究で広く使用されています。 各個人は明確な CPR 番号で識別されます。

デンマーク教育登録簿 - この登録簿は、デンマーク生まれと移民の両方の教育レベルを幅広くカバーしており、研究に広く使用されています。 各個人は明確な CPR 番号で識別されます。

変数

研究者はいくつかの変数を調べ、必要に応じて調整します。 DHR から得られる変数は、肥満指数 (BMI)、年齢、性別、手術時間、診断、プロテーゼの種類と固定方法、セメントが使用されているかどうか、抗生物質が含まれているかどうか、同じ股関節に対する以前の手術、および ASA スコアです。 ASA スコアと BMI は、DHR では 2017 年以降のみ利用可能です。

NPR からは、エリックスハウザー併存疾患スコアを作成するために付随する診断が取得され、収入や教育などの社会経済的要因がデンマーク所得統計登録簿および教育登録簿から取得されます。

メソッド部分の詳細:

米国では90日が推奨される監視期間であり、伝統的に初期感染と後期感染の間の限界であるため、それぞれ90日と365日の追跡調査期間が選択されるが、感染が確認されていない場合は1年間の追跡調査を行うことが重要である。最大 20 % の感染を見逃す可能性があります。 1 年で、人工股関節の寿命中に発生する外科手術が必要な感染症の 80 ～ 90 % が発生しています。 1 年後、感染率は大幅に減少し、手術中の汚染が原因である可能性は低くなります。

PJI の定義は、Gundtoft らによる研究に基づいています。 DHR に関して特に検証されたこれらの基準を使用すると、PJI 診断の妥当性が大幅に向上すると結論付けられている場合。 Gundtoft らによる元の研究。 PJI が存在するかどうかを判断するために広範なアルゴリズムを使用しました。 ただし、広範なアルゴリズムと、PJI を 2 つ以上の陽性の同一細菌サンプルとして定義する単純化されたアルゴリズムとの間に統計的に有意な差はありませんでした。

研究者らの定義は国際的な合意に沿っており、赤血球沈降速度、関節液の吸引、関節液中の白血球数、組織学的検査はあるものの、欧州骨関節感染症学会（EBJIS）の定義と大きく変わらない。デンマークでは術中組織生検は日常的に使用されていません。 したがって、これらの基準は使用されません。 副鼻腔と股関節との連絡、または股関節への開口部により、外科医は修正時に DHR に「感染症」という診断を登録することが予想されます。 この分析のデータは DHR と HAIBA から抽出されます。 再手術が HAIBA に登録されるには、再手術時に少なくとも 3 回の生検が必要であるため、これは基準の一部です。

無菌緩みは実際には PJI であることが判明しており、興味深い点であるため、無菌緩みは別のエンドポイントです。

Milandt et al.らは、術中の細菌培養が 1 回陽性であると、潜在感染症のリスクが増加し、その後の再検査で診断されることを示しました。 予期せぬポジティブな文化（DHR で PJI として登録されていない予期しない意味）が 1 つだけの場合、初回改訂は、特に PJI に関するその後の再改訂の相対リスク 2.63 の増加と関連していました。 しかし、この関連性は、予期せぬ培養陽性が 2 つ以上ある患者では観察されず、微生物学の結果が得られた後、抗生物質が投与され PJI として治療される可能性がはるかに高かった。 あるポジティブな文化が汚染として解釈されているため、これは最も可能性が高いです。 DHR には 2017 年から ASA と BMI のみが登録されているため、2017 年より前のデータではこれを調整することができないため、c) について感度分析が行われます。

EBJIS は、1 つのポジティブな予期せぬポジティブな文化を含む PJI-likely と呼ばれる用語を提案しました。 PJI はおそらく国際的な合意に基づいています。ただし、主要評価項目の説明に記載されているように、この定義はデンマークの日常診療では一般的に行われていない分析に依存しています。 デンマークの登録調査ではこれらの基準を使用することはできないため、研究者らは代わりに、GundtoftらによるDHRでの感染の検証に基づいて感度分析を行うことを決定した。そしてMilandtらの発見。

統計分析：

連続変数の記述結果は、変数の分布に応じて平均 (SD)/中央値 (範囲) として表示されます。 カテゴリ変数は度数とパーセンテージを使用して表示されます。 LAF 手術室および TAF 手術室で手術を受けた患者は、それぞれ t 検定/ウィルコクソン検定およびカイ 2 乗検定を使用して比較されます。 これは、他の原因による再置換と競合事象としての死亡に関する、LAF および TAF の感染リスク (主要転帰) を示す累積発生率プロットで補足されています。 2 つのグループはグレイ検定を使用して比較されます。 個人に関するデータに関するデンマーク統計局の要件を満たすために、統計的に正しいステップ関数ではなく、滑らかな曲線を使用してプロットを作成しています。 手術から90日後と365日後の情報を提示します。 このタイプのプロットはすべてのエンドポイントに使用されます。

主要エンドポイントでは、PJI までの時間を結果として 2 つの Cox 回帰分析が実行されます。 1 つのモデルは最初の 90 日間の追跡調査のみをカバーし、もう 1 つのモデルは 365 日すべての追跡調査をカバーします。 打ち切りは、PJI 以外の原因による改訂時、死亡、海外移住、追跡終了（手術後 365 日）のいずれか早い時点で行われます。

両側性 THA は、もう一方の股関節の状態を条件付けする時間依存変数を含む 2 つの観察としてモデルに含まれます。 堅牢なサンドイッチ共分散行列推定を使用して、個人内依存を考慮します。

モデルには次の潜在的な交絡因子が含まれます。

学歴、年齢、併存疾患、性別、過去の股関節手術、一次診断、セメントの種類、固定の種類、手術年、収入、手術期間。 ASA と BMI は感度分析 c) で調整されます。 直接非巡回グラフは、調整が必要な変数を決定するときに使用されます。

連続交絡因子の線形性の仮定は、Harrell によって提案されているように、これらを 3 ～ 7 ノットの 3 次スプラインとして含め、最低 AIC のモデルを使用することによってチェックされます。

Cox 回帰モデルの比例ハザードの仮定は、マーチンゲール残差の累積和のプロットを使用して評価されます。 エクスポージャー (LAF/TAF) の仮定に違反する場合、時間軸は仮定が満たされる小さな部分に分割され、各部分に対して別個の Cox 回帰が行われます。 交絡因子の比例ハザードの仮定に違反する場合、時間依存の共変量が交絡因子に使用されます。

同様の Cox 回帰モデルは、両方の二次エンドポイントの分析と、一次エンドポイントの感度分析に使用されます。

これらのエンドポイントの比例ハザードの仮定は、主要エンドポイントのモデルで説明したようにチェックされます。

すべての検定は両側で行われ、p 値 <0.05 は統計的に有意であるとみなされます。 統計分析は、SAS バージョン 9.4 (SAS Institute Inc.) を使用して実行されます。

欠落

デンマークのレジスターのおかげで、一次エンドポイントと二次エンドポイント、または感度分析のエンドポイントの追跡に損失はありません。 ほとんどの交絡因子の情報は DHR への必須登録に基づいているため、交絡因子の欠落データは非常に限られた量になることが予想されます (1 つまたは複数の交絡因子に関する欠落情報は 5 % 未満)。 行方不明が暴露と関連している可能性は低いため、完全な症例分析は有効であると予想されます。

欠損がより顕著であることが判明した場合は、複数の代入を使用して完全な分析データセットが作成されます。 代入では 100 個のサンプルが使用されます。 多重代入は R (The R Foundation) を使用して行われます。 完全な分析データセットおよび完全なケース分析の分析結果が表示されます。