Accuracy of serological markers, synovial fluid, microbiological culture, and histopathological examination for diagnosing periprosthetic knee infection

Abstract

Objective: This study assessed the sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and accuracy of serological tests, synovial fluid markers, microbiological tissue culture, and histopathological examination of the periprosthetic membrane in diagnosing periprosthetic knee infection.

Methods: This study is prospective, and it includes patients undergoing total knee arthroplasty revision surgery from November 2019 to December 2021. The analysis consisted of serological tests (erythrocyte sedimentation rate [ESR], C-reactive protein [CRP], and D-dimer), synovial fluid markers (leukocyte and polymorphonuclear cell counts), periprosthetic tissue culture, and histopathological examination of the periprosthetic membrane of all patients.

Results: Sixty-two patients had periprosthetic joint infection (PJI) according to the 2018 International Consensus Meeting criteria (infection group), while 22 subjects had no infection. ESR sensitivity and specificity were 83.6% and 45.4%, respectively. CRP sensitivity and specificity were 64.5% and 100%, whereas D-dimer sensitivity and specificity were 78.9% and 25%, respectively. Leukocyte count sensitivity and specificity were 75.6% and 100%, polymorphonuclear cell count sensitivity and specificity were 33% and 100%, respectively. Periprosthetic tissue culture sensitivity and specificity culture were, respectively, 77.4% and 100%. Histopathological examination sensitivity and specificity were 43.7% and 100%, respectively.

Conclusions: In our study, the total blood cell count in synovial fluid and microbiological cultures of periprosthetic tissues were the most accurate tests for PJI diagnosis. In contrast, polymorphonuclear cell percentage was the least accurate test for PJI diagnosis.

Objetivo: avaliar a sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo, valor preditivo negativo e acurácia dos testes sorológicos, dos marcadores do líquido sinovial, da cultura microbiológica de tecidos e do exame histopatológico da membrana periprotética para o diagnóstico de infecção periprotética do joelho.

Método: estudo prospectivo, com pacientes submetidos à cirurgia de revisão de artroplastia total do joelho no período entre novembro de 2019 e dezembro de 2021. Foi realizado análise do marcadores sorológicos (VHS, PCR e D-dímero), do líquido sinovial (contagem de leucócitos e percentual de polimorfonucleares), cultura de tecidos periprotéticos e exame histopatológico da membrana periprotética de todos os pacientes.

Resultado: 62 pacientes foram diagnosticados com infecção periprotética do joelho, pelos critérios do International Consensus Meeting 2018 (grupo infecção) e 22 pacientes integraram o grupo não infecção. A sensibilidade e especificidade da VHS foram de 83,6% e 45,4%, respectivamente. Os valores de sensibilidade e especificidade da PCR foram de 64,5% e 100% e as do D-dímero foram de 78,9%% e 25%, respectivamente. A sensibilidade e especificidade da contagem de leucócitos foi de 75,6% e 100%, e a do percentual de polimorfonucleares foi de 33% e 100%, respectivamente. A sensibilidade e especificidade das culturas de tecidos periprotéticos foi de, respectivamente, 77,4% e 100% A sensibilidade do exame histopatológico foi de 43,7% e a especificidade de 100%.

Conclusão: A contagem total de leucócitos no líquido sinovial e as culturas microbiológicas dos tecidos periprotéticos foram os testes de maior acurácia para o diagnóstico de infecção periprotética em nossa série. O percentual de polimorfonucleares foi o teste de menor acurácia, em nosso estudo, para o diagnóstico de infecção periprotética.