Indices of systemic inflammation for predicting early infections after major joint arthroplasty

封面

如何引用文章

详细

Background. Infectious complications after arthroplasty pose a serious problem for both the patient and the health facility. Therefore, their prognosis is of great clinical importance.

The aim of the study — to determine the feasibility of using systemic inflammation indices (SII, SIRI, AISI) to predict the development of early periprosthetic joint infection at the stage of planning major joint arthroplasty.

Methods. A single-center retrospective non-randomized comparative study of cases of primary hip or knee arthroplasty (n = 6036) was conducted: Group 1 — patients without subsequent development of infection at a period of ≤ 4 weeks after surgery (n = 5843); Group 2 — with subsequent development of periprosthetic joint infection (n = 193). Threshold values of quantitative indicators (BMI, age, inflammation indices SII, SIRI, and AISI) were calculated. The contribution of variables (including categorical ones such as sex and joint) to the risk of developing early infection was determined using AI-driven machine learning based on multivariate logistic regression.

Results. The study groups were comparable in terms of sex, BMI, and operated joints, but differed in terms of age (p = 0.0067). The values of SIRI, SII, and AISI were statistically significantly higher in Group 2. SII (with a logistic regression coefficient of 0.2108) was the most significant factor in predicting the development of infection. The obtained SII and SIRI threshold values were 498.9 and 0.8 (respectively), with an AUC of 0.55 (95% CI: 0.54-0.56). The constructed model for predicting the risk of early infection after arthroplasty based on multivariate logistic regression showed an average accuracy level of AUC = 0.62 (95% CI: 0.30-0.72), indicating a low risk of infection with a coefficient between 0.30 and 0.50, and a high risk with a coefficient between 0.51 and 0.72.

Conclusion. The use of systemic inflammation indices (SII, SIRI, AISI) in a mathematical model for predicting early periprosthetic infection can help in taking necessary measures for preoperative preparation of the patient before primary arthroplasty to reduce the incidence of this infectious complication.

作者简介

Lyudmila Lyubimova

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty (Cheboksary)

编辑信件的主要联系方式.
Email: borisova-80@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5750-4459
SPIN 代码: 5462-6973
俄罗斯联邦, Cheboksary

Evgeniya Mikishanina

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty (Cheboksary); I.N. Ulyanov Chuvash State University

Email: evaeva_84@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4408-1888
SPIN 代码: 3727-5392

Cand. Sci. (Phys.-Math.)

俄罗斯联邦, Cheboksary; Cheboksary

Nikolay Nikolaev

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty (Cheboksary); I.N. Ulyanov Chuvash State University

Email: nikolaevns@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1560-470X
SPIN 代码: 8723-9840

Dr. Sci. (Med.), Professor

俄罗斯联邦, Cheboksary; Cheboksary

Evgeniy Lyubimov

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty (Cheboksary)

Email: elyubimov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5262-0197
SPIN 代码: 7759-8083
俄罗斯联邦, Cheboksary

Elena Preobrazhenskaya

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty (Cheboksary)

Email: alenka_22@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-3556-145X
SPIN 代码: 1525-3912
俄罗斯联邦, Cheboksary

参考

  1. Божкова С.А., Тихилов Р.М., Артюх В.А. Перипротезная инфекция суставов как социально-экономическая проблема современной ортопедии. Вестник Российской академии медицинских наук. 2023;78(6):601-608. doi: 10.15690/vramn8370. Bozhkova S.A., Tikhilov R.M., Artyukh V.A. Periprosthetic Joint Infection as a Socio-Economic Problem of Modern Orthopedics. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2023;78(6):601-608. (In Russian). doi: 10.15690/vramn8370.
  2. Pricop M., Ancusa O., Talpos S., Urechescu H., Bumbu B.A. The Predictive Value of Systemic Immune-Inflammation Index and Symptom Severity Score for Sepsis and Systemic Inflammatory Response Syndrome in Odontogenic Infections. J Pers Med. 2022;12(12):2026. doi: 10.3390/jpm12122026.
  3. Vitiello R., Smimmo A., Matteini E., Micheli G., Fantoni M., Ziranu A. et al. Systemic Inflammation Response Index (SIRI) and Monocyte-to-Lymphocyte Ratio (MLR) Are Predictors of Good Outcomes in Surgical Treatment of Periprosthetic Joint Infections of Lower Limbs: A Single-Center Retrospective Analysis. Healthcare (Basel). 2024;12(9):867. doi: 10.3390/healthcare12090867.
  4. Moldovan F. Role of Serum Biomarkers in Differentiating Periprosthetic Joint Infections from Aseptic Failures after Total Hip Arthroplasties. J Clin Med. 2024; 13(19):5716. doi: 10.3390/jcm13195716.
  5. Tarle M., Raguž M., Lukšić I. A Comparative Study of the Aggregate Index of Systemic Inflammation (AISI) and C-Reactive Protein (CRP) in Predicting Odontogenic Abscesses Severity: A Novel Approach to Assessing Immunoinflammatory Response. Diagnostics (Basel). 2024;14(19):2163. doi: 10.3390/diagnostics14192163.
  6. Moldovan F. Correlation between Peripheric Blood Markers and Surgical Invasiveness during Humeral Shaft Fracture Osteosynthesis in Young and Middle-Aged Patients. Diagnostics (Basel). 2024;14(11):1112. doi: 10.3390/diagnostics14111112.
  7. Moldovan F. Sterile Inflammatory Response and Surgery-Related Trauma in Elderly Patients with Subtrochan-teric Fractures. Biomedicines. 2024;12(2):354. doi: 10.3390/biomedicines12020354.
  8. Hauer G., Rasic L., Klim S., Leitner L., Leithner A., Sadoghi P. Septic complications are on the rise and aseptic loosening has decreased in total joint arthroplasty: an updated complication based analysis using worldwide arthroplasty registers. Arch Orthop Trauma Surg. 2024;144(12):5199-5204. doi: 10.1007/s00402-024-05379-2.
  9. Lespasio M., Mont M., Guarino A. Identifying risk factors associated with postoperative infection following elective lower-extremity total joint arthroplasty. Perm J. 2020;24:1-3. doi: 10.7812/TPP/20.013.
  10. Ren X., Ling L., Qi L., Liu Z., Zhang W., Yang Z. et al. Patients’ risk factors for periprosthetic joint infection in primary total hip arthroplasty: a meta-analysis of 40 studies. BMC Musculoskelet Disord. 2021;22(1):776. doi: 10.1186/s12891-021-04647-1.
  11. Resende V.A.C., Neto A.C., Nunes C., Andrade R., Espregueira-Mendes J., Lopes S. Higher age, female gender, osteoarthritis and blood transfusion protect against periprosthetic joint infection in total hip or knee arthroplasties: a systematic review and meta-analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2021;29(1):8-43. doi: 10.1007/s00167-018-5231-9.
  12. Мясоедов А.А., Торопов С.С., Березин Г.В., Карелкин В.В., Тотоев З.А., Шубняков И.И. и др. Факторы риска развития перипротезной инфекции после первичного эндопротезирования тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2020;26(1):40-47. doi: 10.21823/2311-2905-2020-26-1-40-47. Myasoedov A.A., Toropov S.S., Berezin G.V., Karelkin V.V., Totoev Z.A., Shubnyakov I.I. et al. Risk Factors for Prosthetic Joint Infection after Primary Hip Arthroplasty. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2020;26(1):40-47. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2020-26-1-40-47.
  13. Edelstein A.I., Kwasny M.J., Suleiman L.I., Khakhkhar R.H., Moore M.A., Beal M.D. et al. Can the American college of surgeons risk calculator predict 30-day complications after knee and hip arthroplasty? J Arthroplasty. 2015;30(9 Suppl):5-10. doi: 10.1016/j.arth.2015.01.057.
  14. Wingert N.C., Gotoff J., Parrilla E., Gotoff R., Hou L., Ghanem E. The ACS NSQIP risk calculator is a fair predictor of acute periprosthetic joint infection. Clin Orthop Relat Res. 2016;474(7):1643-1648. doi: 10.1007/s11999-016-4717-3.
  15. Вороков А.А., Фадеев Е.М., Спичко А.А., Алиев Б.Г., Мурзин Е.А., Хайдаров В.М. и др. Возможности прогноза местных инфекционных осложнений при артропластике тазобедренного и коленного суставов. Медико-фармацев-тический журнал «Пульс». 2020;22(12):106-111. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-12-106-111. Vorokov A.A., Fadeev E.M., Spichko A.A., Aliev B.G., Murzin E.A., Khaidarov V.M. et al. Possibilities of forecasting surgical site infection after hip and knee replacement. Medical & Pharmaceutical Journal “Pulse”. 2020;22(12):106-111. (In Russian). doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-12-106-111.
  16. Toossi N., Adeli B., Rasouli M.R., Huang R., Parvizi J. Serum white blood cell count and differential do not have a role in the diagnosis of periprosthetic joint infection. J Arthroplasty. 2012;27(8 Suppl):51-54.e1. doi: 10.1016/j.arth.2012.03.021.
  17. Thachil J., Bates I. Approach to the Diagnosis and Classification of Blood Cell Disorders. In: Bain B.J., Bates I., Laffan M.A. (eds.) Dacie and Lewis Practical Haematology. 12th ed. Elsevier; 2017. p. 497-510. doi: 10.1016/B978-0-7020-6696-2.00023-0.
  18. Zareifar S., Farahmand Far M.R., Golfeshan F., Cohan N. Changes in platelet count and mean platelet volume during infectious and inflammatory disease and their correlation with ESR and CRP. J Clin Lab Anal. 2014;28(3):245-248. doi: 10.1002/jcla.21673.
  19. Shi C., Pamer E.G. Monocyte recruitment during infection and inflammation. Nat Rev Immunol. 2011;11(11):762-774. doi: 10.1038/nri3070.
  20. Drewry A.M., Samra N., Skrupky L.P., Fuller B.M., Compton S.M., Hotchkiss R.S. Persistent lymphopenia after diagnosis of sepsis predicts mortality. Shock. 2014;42(5):383-391. doi: 10.1097/SHK.0000000000000234.
  21. Hu B., Yang X.R., Xu Y., Sun Y.F., Sun C., Guo W. et al. Systemic Immune-Inflammation Index Predicts Prognosis of Patients after Curative Resection for Hepatocellular Carcinoma. Clin Cancer Res. 2014;20(23):6212-6222. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-14-0442.
  22. Li C., Tian W., Zhao F., Li M., Ye Q., Wei Y. et al. Systemic immune-inflammation index, SII, for prognosis of elderly patients with newly diagnosed tumors. Oncotarget. 2018;9(82):35293-35299. doi: 10.18632/oncotarget.24293.
  23. Mikhak Z., Agace W.W., Luster A.D. Lymphocyte Trafficking to Mucosal Tissues. In: Mestecky J., Strober W., Russell M.W., Cheroutre H., Lambrecht B.N., Kelsall B.L. (eds.) Mucosal Immunology. 4th ed. Academic Press; 2015. p. 805-830. doi: 10.1016/B978-0-12-415847-4.00040-9.
  24. Егиазарян К.А., Ершов Д.С., Лыско А.М., Юдаев Н.Д. Индекс CAR как предиктор поздних осложнений у пациентов с политравмой и другими патологиями. Политравма. 2024;4:85-91. doi: 10.24412/1819-1495-2024-4-85-91. Egiazaryan K.A., Ershov D.S., Lysko A.M., Yudaev N.D. CAR index as a predictor of late complications in patients with polytrauma and other pathologies. Polytrauma. 2024;4:85-91. (In Russian). doi: 10.24412/1819-1495-2024-4-85-91.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Figure 1. ROC curves for the examined parameters

下载 (2MB)
3. Figure 2. Representation of the impact of variables on the risk of early infectious complications

下载 (216KB)
4. Figure 3. ROC curve for multivariate analysis

下载 (168KB)

版权所有 © Eco-Vector, 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

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».