Влияет ли тип вентиляции на риск инфекций после замены тазобедренного сустава?

Обоснование и предыстория

Инфекция протезного сустава (ИПС) является одним из наиболее опасных осложнений после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава (ТЭТБС) с повышенной смертностью и заболеваемостью, а также со значительными затратами для общества. С 1960-х годов, помимо системного профилактического применения антибиотиков и костного цемента с антибиотиками, были предприняты усилия, чтобы сделать воздух в операционных (OR) как можно более чистым с помощью фильтрации и замены воздуха.

Это привело к официальной текущей заболеваемости ППИ 0,57-0,80. % в первый год после операции согласно Датскому регистру эндопротезирования тазобедренного сустава (DHR) и Шведскому регистру эндопротезирования тазобедренного сустава (SHAR), хотя истинная частота ПИС, вероятно, примерно на 40 % выше из-за недостаточной регистрации в регистрах после ревизионная хирургия.

Риск ППИ потенциально зависит от контаминации в операционной, факторов риска, связанных с пациентом, и факторов риска, связанных с протезами. Факторы протеза включают тип имплантата и метод фиксации имплантата. Цементные имплантаты имеют более низкую общую частоту ревизий, хотя результаты не являются единодушными, когда речь идет о ревизии из-за ПИС.

На риск заражения в операционной влияет чистота воздуха. Существует два различных типа вентиляционных систем, используемых для создания чистой среды в операционной. Первый — это турбулентный воздушный поток (TAF), при котором воздух постоянно заменяется отфильтрованным сверхчистым воздухом, который просачивается из вентиляционной шахты. Второй — ламинарный воздушный поток (LAF), при котором сверхчистый воздух течет в одном направлении с целью предотвращения попадания частиц, переносящих бактерии, которые плавают в воздухе, на пациента или стерильное оборудование.

LAF значительно снижает бактериальную нагрузку в операционной, измеряемую в КОЕ. Тем не менее, количество КОЕ не коррелирует с заболеваемостью ППИ в реальных данных, где большинство исследований не показывают преимущества ЛАФ по сравнению с ТАФ. Только одно крупное обсервационное исследование показывает, что ЛАФ снижает риск инфекции в подгруппе ЛАФ. Все другие регистровые исследования не показывают различий между LAF и TAF или более высокого риска ППИ при LAF. Нет рандомизированных контролируемых исследований (РКИ), сравнивающих современные системы вентиляции, когда речь идет о заболеваемости ППИ при ТЭЛА.

Нет рандомизированных контролируемых исследований (РКИ), сравнивающих современные системы вентиляции, когда речь идет о заболеваемости ППИ при ТЭЛА. Однако в 1982 г. Lidwell et al. провели РКИ, в котором сравнивали различные системы ультрачистого воздушного потока, включая LAF, со стандартной в то время вентиляцией операционной. В этом исследовании наблюдалась значительная разница в частоте возникновения ППИ: 2,2 % ППИ в стандартной ОР-группе и 1,0 % в ультрачистой группе. Однако эти стандартные ОР имели гораздо более высокое бактериальное загрязнение со средним значением 164 КОЕ/м3 по сравнению с современными ОР TAF, медиана которых находится в диапазоне 4,5-22 КОЕ/м3. В ультрачистой группе среднее значение составляло 2–10 КОЕ/м3, поэтому она напоминает современные ОР TAF как по бактериальной нагрузке, так и по частоте ППИ.

Из-за дополнительных затрат на создание и обслуживание систем LAF в 2011 году в Дании был проведен публичный анализ для сравнения экономической эффективности LAF и TAF. При рассмотрении предполагаемых годовых затрат, которые включали операционные расходы, амортизацию и проценты, операционные расходы LAF оценивались в 508 732 датских крон в год, тогда как операционные затраты TAF прогнозировались в размере 304 530 датских крон в год. В результате годовая разница в стоимости составила 204 202 датских кроны (27 000 евро) за единицу, при этом LAF был на 67 % дороже, чем TAF. По оценкам, в том же году PJI обошлась обществу примерно в 204 000 датских крон.

Проблема в предыдущих исследованиях ППИ при ЛАФ и ТБФ заключалась в том, что они носят эпидемиологический характер и основаны исключительно на диагнозе ППИ, зарегистрированном в различных регистрах. Однако диагностика ППИ не всегда очевидна в клинических условиях. Было показано, что в DHR отсутствует как регистрация ревизий, так и позднее подтвержденный PJI, а отсутствие зарегистрированных ревизий PJI также наблюдается в Шведском регистре эндопротезирования тазобедренного сустава (SHAR).

Диагноз ППИ в DHR можно значительно улучшить, если использовать Датскую базу данных микробиологии (MiBa). При валидации диагноза ППИ в ДГР чувствительность оказалась всего 67 %. При использовании алгоритма, включающего данные от MiBa, чувствительность увеличилась до 90 % без увеличения количества ложных срабатываний. Упрощенный алгоритм, использующий данные MiBa, не показал статистически значимой разницы по сравнению с более обширным алгоритмом, использованным в проверочном исследовании Gundtoft et al. Этот упрощенный алгоритм, не требующий доступа к медицинским записям, будет применяться в критериях первичного исхода.

Кроме того, предыдущие исследования показывают, что один положительный бактериальный образец при клинически асептической ревизии увеличивает риск скрытой инфекции, диагностируемой позже при повторной ревизии. Это тоже будет расследовано.

Таким образом, используя эти новые и хорошо проверенные методы, исследователи стремятся оценить риск ППИ с LAF по сравнению с TAF вентиляцией лучше, чем это было сделано в предыдущих исследованиях.

Источники данных

Датская система регистрации актов гражданского состояния (Centrale Person Register, CPR) содержит информацию, в том числе о жизненном статусе и времени эмиграции всех жителей Дании. Всем жителям и гражданам Дании присваивается уникальный и постоянный индивидуальный идентификационный номер (номер CPR) при рождении или при иммиграции. Он обеспечивает недвусмысленную связь между различными регистрами и позволяет проводить индивидуальное наблюдение с течением времени.

Датский национальный регистр пациентов (NPR) собирает данные обо всех контактах жителей Дании с государственной больницей, включая дату, проведенные обследования или хирургические процедуры и диагноз, классифицированный Международной классификацией болезней (МКБ). Данные включают как амбулаторные, так и стационарные контакты и связаны с номером СЛР пациента.

Датский регистр эндопротезирования тазобедренного сустава (DHR) собирает данные, включая тип вентиляции в операционной, из всех ТЭБ, выполненных в Дании, включая первичные ТЭБ, а также ревизионные. Все хирурги, выполняющие ТЭЛА, обязаны отчитываться перед регистром, что обеспечивает высокую полноту. Данные предварительно проверены. В случае ревизии хирург сообщает о показаниях сразу после операции. Ревизии, выполненные в течение 90 и 365 дней, находятся в DHR, который также содержит информацию о ревизиях из NPR.

Датская база данных микробиологии (MiBa) автоматически собирает все результаты микробиологии из всех отделов клинической микробиологии в Дании с 2010 года, которые затем хранятся в электронном виде с использованием номера СЛР пациента в качестве идентификатора пациента. Полнота реестра предварительно проверяется. Более конкретно данные будут извлекаться из базы данных по инфекциям, связанным с оказанием медицинской помощи — HAIBA, входящей в состав MiBa. Датский национальный реестр рецептов (DNPR) собирает подробную информацию о погашенных рецептах в Дании с 1995 года. Он предварительно апробирован, имеет высокую степень полноты и часто используется в эпидемиологических исследованиях.

Реестр статистики доходов. Реестр содержит данные о доходах по более чем 160 переменным, включая заработную плату и сбережения людей с датским доходом, и широко используется в исследованиях. Каждый человек идентифицируется однозначным номером CPR.

Датский регистр образования. Регистр имеет широкий охват по уровню образования как среди людей, родившихся в Дании, так и среди иммигрантов, и широко используется в исследованиях. Каждый человек идентифицируется однозначным номером CPR.

Переменные

Исследователи рассмотрят несколько переменных и при необходимости внесут поправку на них. Переменными, полученными из DHR, являются индекс массы тела (ИМТ), возраст, пол, время операции, диагноз, тип протеза и метод фиксации, используется ли цемент и содержит ли он антибиотики, предыдущие операции на том же бедре и оценка ASA. Оценка ASA и ИМТ доступны только с 2017 года и позже в DHR.

Из NPR будут получены сопутствующие диагнозы для получения оценки сопутствующих заболеваний по Эликсхаузеру, а социально-экономические факторы, такие как доход и образование, будут получены из Датского регистра статистики доходов и Регистра образования.

Разработка методической части:

Период последующего наблюдения составляет 90 и 365 дней соответственно, поскольку 90 дней являются рекомендуемым периодом наблюдения в Соединенных Штатах и ​​традиционно являются границей между ранними и поздними инфекциями, в то время как важно, чтобы последующее наблюдение продолжалось не менее года. пропустить до 20 % заражений. В течение 1 года происходит 80-90 % инфекций, требующих хирургического вмешательства, которые могут возникнуть в течение всего срока службы тазобедренного протеза. Через 1 год уровень инфицирования резко снижается и с меньшей вероятностью может быть связан с заражением во время операции.

Определение ППИ основано на исследованиях Gundtoft et al. Если был сделан вывод, что достоверность диагноза ППИ значительно повышается при использовании этих критериев, которые валидированы специально для DHR. В оригинальном исследовании Gundtoft et al. использовали обширный алгоритм, чтобы определить, присутствует ли PJI. Однако не было статистически значимой разницы между расширенным алгоритмом и упрощенным алгоритмом, который определяет ППИ как два или более положительных идентичных бактериальных образца.

Определение исследователей соответствует международному консенсусу и не сильно отличается от определения, данного Европейским обществом по инфекциям костей и суставов (EBJIS), хотя скорость оседания эритроцитов, аспирация суставной жидкости, количество лейкоцитов в суставной жидкости и гистологическое исследование интраоперационная биопсия тканей обычно не используется в Дании. Таким образом, эти критерии не используются. Ожидается, что сообщение синусового тракта с тазобедренным суставом или отверстием в тазобедренном суставе заставит хирурга зарегистрировать диагноз «инфекция» в DHR при ревизии. Данные для этого анализа будут извлечены из DHR и HAIBA. Чтобы ревизионная операция была зарегистрирована в HAIBA, требуется как минимум три биопсии во время ревизионной операции, следовательно, это является частью критериев.

Асептическое расшатывание является отдельной конечной точкой, поскольку было показано, что асептическое расшатывание на самом деле может оказаться ППИ и, таким образом, представляет интерес.

Анализ чувствительности проводится для а) и б), поскольку Milandt et al. показали, что наличие одной положительной интраоперационной бактериальной культуры увеличивает риск скрытой инфекции, которая позже диагностируется при повторной ревизии. Когда была только одна непредвиденная положительная культура (неожиданное значение, не зарегистрированное как PJI в DHR), первые ревизии были связаны с повышенным относительным риском 2,63 для последующей повторной ревизии специально для PJI. Однако эта ассоциация не наблюдалась для пациентов с двумя или более неожиданными положительными культурами, которые с гораздо большей вероятностью получали антибиотики и лечились как ППИ после получения результатов микробиологии. Это наиболее вероятно, потому что одна положительная культура была интерпретирована как контаминация. Анализ чувствительности выполнен для c), поскольку DHR регистрирует только ASA и BMI, начиная с 2017 года, и, следовательно, это нельзя скорректировать на предшествующие данные в данных до 2017 года.

EBJIS предложил термин под названием PJI-вероятность, который включает 1 положительную неожиданно положительную культуру. Вероятность PJI основана на международном консенсусе; однако определение основано на анализе, который обычно не проводится в рутинной практике в Дании, как указано в описании первичной конечной точки. Поскольку невозможно использовать эти критерии в исследованиях Датского регистра, исследователи вместо этого решили провести анализ чувствительности, основанный на подтверждении инфекций в DHR Gundtoft et al. и выводы Миландта и др..

Статистический анализ:

Описательные результаты для непрерывных переменных будут отображаться как среднее (SD)/медиана (диапазон) в зависимости от распределения переменных. Категориальные переменные будут представлены с использованием частот и процентов. Людей, оперированных в операционных LAF и TAF, сравнивают с использованием t-критерия/критерия Вилкоксона и критерия хи-квадрат, соответственно. Это дополнено кумулятивными графиками заболеваемости, показывающими риск инфекции (первичный результат) для LAF и TAF, с учетом пересмотра из-за других причин и смерти как конкурирующих событий. Две группы сравнивают с помощью теста Грея. Чтобы выполнить требования Статистического управления Дании в отношении данных об отдельных лицах, для построения графика используется гладкая кривая, а не статистическая правильная ступенчатая функция. Будет представлена ​​информация на момент 90 и 365 дней после операции. Этот тип графика будет использоваться для всех конечных точек.

Для первичной конечной точки будут выполнены два регрессионных анализа Кокса со временем до PJI в качестве результата. Одна модель охватывает только первые 90 дней наблюдения, другая – все 365 дней наблюдения. Цензура производится во время ревизии по другим причинам, кроме ППИ, смерти, эмиграции и окончания наблюдения (365 дней после операции), в зависимости от того, что наступит раньше.

Двусторонняя ТЭБ будет включена в модель как два наблюдения с включением зависящей от времени переменной, обусловливающей состояние другого бедра. Надежная оценка сэндвич-матрицы ковариаций используется для учета внутриличностной зависимости.

Модель будет включать следующие потенциальные помехи:

Образование, возраст, сопутствующие заболевания, пол, предыдущая операция на бедре, первичный диагноз, тип цемента, тип фиксации, год операции, доход и продолжительность операции. ASA и BMI будут скорректированы в анализе чувствительности c). Прямой ациклический график используется при определении переменных, необходимых для корректировки.

Предположение о линейности непрерывных вмешивающихся факторов проверяется путем включения их в виде кубических сплайнов с узлами от 3 до 7 и использования модели с наименьшим значением AIC, предложенной Харреллом.

Предположение о пропорциональных рисках для моделей регрессии Кокса оценивается с использованием графиков для кумулятивной суммы мартингальных остатков. Если допущение для экспозиции (LAF/TAF) нарушается, временная ось будет разделена на более мелкие части, в которых допущение выполняется, и для каждой части выполняется отдельная регрессия Кокса. Если предположение о пропорциональных рисках нарушается для вмешивающихся факторов, для них используются зависящие от времени ковариаты.

Аналогичные модели регрессии Кокса будут использоваться для анализа обеих вторичных конечных точек, а также для анализа чувствительности первичной конечной точки.

Предположения о пропорциональных рисках для этих конечных точек проверяются, как описано для модели для основной конечной точки.

Все тесты будут двусторонними, и значение p <0,05 будет считаться статистически значимым. Статистический анализ будет проводиться с использованием SAS версии 9.4 (SAS Institute Inc.).

Отсутствие

Благодаря датским регистрам нет потерь для последующего наблюдения ни по первичным, ни по вторичным конечным точкам, ни по конечным точкам анализа чувствительности. Информация для большинства вмешивающихся факторов основана на обязательной регистрации в DHR, поэтому ожидается очень ограниченное количество отсутствующих данных в вмешивающихся факторах (менее 5 % с отсутствующей информацией об одном/нескольких вмешивающихся факторах). Пропажа вряд ли связана с воздействием, поэтому ожидается, что полный анализ случая будет достоверным.

Если обнаружится, что отсутствующие данные более выражены, для создания полного набора данных для анализа будет использовано множественное вменение. Вменение будет использовать 100 выборок. Множественное вменение будет выполнено с использованием R (The R Foundation). Будут представлены результаты анализа полного набора данных анализа, а также полного анализа случая.