Diagnostic value of the CD 15 focus score in two-stage revision arthroplasty of periprosthetic joint infections : High specificity in diagnosing infect eradication

Z Rheumatol. 2022 May;81(4):342-351. doi: 10.1007/s00393-020-00941-w. Epub 2020 Dec 11.

Abstract

Introduction: The purpose of this study is to use the CD15 focus score (FS) to determine the sensitivity and specificity of bacterial infection persistence in spacer-based two-stage revision arthroplasty.

Methods: The analysis comprises 112 cases that were subjected to revision due to the presence of infection upon replacement of a joint endoprosthesis. The histopathological data were collected in accordance with the synovial-like interface membrane (SLIM) classification and the CD15-FS and correlated with the microbiological data (MD). The quantifying evaluation of the CD15-FS was performed without knowledge regarding the microbiological data (MD). Correlation with the MD was performed after a 14-day cultivation period.

Results: With a single evaluation (1 focus, field area: 1.2 mm2) with a score value of 42, the CD15-FS showed a sensitivity for the eradication of infections of 0.64 and a specificity of 0.79 (PPV = 0.5; NPV = 0.87). With tenfold evaluation (10 foci, field area: 12 mm2) with a score value of 220, the sensitivity for the eradication was 0.68, the specificity 0.91 (PPV = 0.7; NPV = 0.89). No statistically significant correlation between the score values and the different infectious species could be detected. Based on the MD in 112 cases the rate of infection eradication was 75%. Polymethylmethacrylate-particles (PMMA) were detected in the perispacertissue in 64 cases (58%). No significant correlation could be established between microbiological pathogen detection and the presence of PMMA.

Conclusion: In all cases (n = 112), periimplant synovial tissue (SLIM) with variable fibroblastic cellularity, capillary proliferation, leukocytic infiltration, fibrin deposition, new formation of woven bone and detection of PMMA particles was observed. These cases were classified as type IX perispacer synovialis/SLIM: type IX‑A with histopathological infection eradication and type IX‑B with histopathological infection persistence.

Zusammenfassung: HINTERGRUND: Ziel der Arbeit war es, mittels des CD15-Fokus-Scores (FS) eine Aussage zu Sensitivität und Spezifität der bakteriellen Infektpersistenz bei Spacer-basiertem zweizeitigem Gelenkendoprothesenwechsel zu ermitteln.

Methoden: Die Stichprobe umfasste 112 Fälle in denen aufgrund einer Infektion bei einem Gelenkendoprothesenwechsel eine Revision erfolgte. Die histopathologischen Daten wurden gemäß der SLIM-Klassifikation („synovial-like interface membrane“) und des CD15-FS erhoben und mit den mikrobiologischen Daten korreliert. Die quantifizierende Bewertung durch den CD15-FS erfolgte ohne Kenntnis der mikrobiologischen Daten(MD). Die Korrelation erfolgte erst nach Einhaltung einer 14-tägigen Kultivierung.

Ergebnisse: Der CD15-FS zeigte bei einfacher Auswertung eine Sensitivität für die Infekteradikation von 0,64 und eine Spezifität von 0,79 (PPV = 0,5; NPV = 0,87). Bei 10-facher Auswertung ergab sich eine Sensitivität von 0,68 und eine Spezifität von 0,91 (PPV = 0,7; NPV = 0,89). Es ließ sich kein signifikanter Zusammenhang mit den infektiösen Spezies nachweisen. Den MD zufolge betrug die Rate der Infekteradikation 75 %. In 64 Fällen bestand ein Partikelnachweis (Polymethylmethacrylat [PMMA]). Es konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen Erregernachweis und Präsenz von PMMA gezeigt werden.

Schlussfolgerung: In sämtlichen Fällen zeigte sich periimplantäres Gewebe mit variabler fibroblastischer Zellularität, Kapillarproliferation, Leukozyteninfiltration, Fibrinablagerung, Neubildung von Geflechtknochen und Nachweis von PMMA. Die Klassifikation erfolgte als Synovialis vom Perispacertyp – Typ 9, entsprechend Typ 9A mit histopathologischer Infekteradikation oder Typ 9B mit histopathologischer Infektpersistenz.

Keywords: CD15 focus score; Eradication of infection; Periprosthetic joint infection; SLIM-Classification; Two-stage revision arthroplasty.

MeSH terms

  • Arthritis, Infectious*
  • Arthroplasty, Replacement, Hip*
  • Arthroplasty, Replacement, Knee*
  • Humans
  • Polymethyl Methacrylate
  • Prosthesis-Related Infections* / diagnosis
  • Prosthesis-Related Infections* / surgery
  • Reoperation
  • Retrospective Studies
  • Sensitivity and Specificity

Substances

  • Polymethyl Methacrylate