Inzidenzen und Risikofaktoranalyse für Wundinfektionen nach endoprothetischem Kniegelenksersatz

Aus dem Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Medizinischen Hochschule Hannover

Inzidenzen und Risikofaktoranalyse für Wundinfektionen nach endoprothetischem

Kniegelenksersatz

Dissertation

zur Erlangung des Doktorgrades der Humanmedizin in der Medizinischen Hochschule Hannover

vorgelegt von Simon Adelmund

aus Wolfenbüttel

Hannover 2018

Angenommen vom Senat der Medizinischen Hochschule Hannover am 24.06.2019.

Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover.

Präsident: Prof. Dr. med. Michael P. Manns

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. med. Ralf-Peter Vonberg Zweitbetreuerin: Dr. med. Ella Ebadi

1. Referent: PD Dr. med. Urs-Vito Albrecht 2. Referent: PD Dr. med. Michael Stephan

Tag der mündlichen Prüfung: 24.06.2019 Prüfungsausschuss

Vorsitz: Prof. Dr. med. Hans-Heinrich Kreipe

1. Prüfer: Prof. Dr. med. Reinhard Brunkhorst 2. Prüfer: Prof. Dr. med. Andreas Klos

Gewidmet meiner wundervollen Frau Elisabeth Adelmund

und meinen lieben Eltern Dr. Ricarda und Detlev Adelmund

Inhaltsverzeichnis

I

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis ... V Tabellenverzeichnis ... VI Abkürzungsverzeichnis ... IX

1 Einleitung ... 1

1.1 Postoperative Wundinfektionen ... 1

1.2 Ätiopathogenese postoperativer Wundinfektionen ... 2

1.3 Postoperative Wundinfektionen in der Knieendoprothetik ... 5

1.4 Ziele der Arbeit ... 7

2 Patienten und Methoden ... 8

2.1 Studiendesign und Untersuchungszeitraum ... 8

2.1.1 Einschlusskriterien ... 8

2.1.2 Ausschlusskriterien ... 8

2.1.3 Beobachtungszeitraum (Follow-Up) ... 9

2.1.4 Wundinfektionserfassung ... 9

2.2 Datenerhebung ... 12

2.2.1 Patientenbezogene Parameter ... 12

2.2.1.1 Body-Mass-Index ... 12

2.2.1.2 Aufnahmediagnose ... 13

2.2.1.3 Komorbiditäten ... 13

2.2.1.4 Voroperationen im OP-Gebiet ... 15

2.2.1.5 Anästhesierisiko ... 15

2.2.1.6 Wundkontaminationsklassen ... 16

2.2.2 Präoperative Parameter ... 17

2.2.3 Peri- und intraoperative Parameter ... 17

2.2.3.1 Perioperative Antibiotikaprophylaxe (PAP) ... 18

2.2.3.2 Hautdesinfektion im OP-Gebiet ... 18

2.2.3.3 OP-Personal ... 18

2.2.3.4 Operationsspezifika / Zugangsart ... 18

2.2.4 Postoperative Parameter ... 19

Inhaltsverzeichnis

II

2.2.4.1 Time-at-risk ... 19

2.2.4.2 Postoperative Komplikationen ... 19

2.2.4.3 Postoperative Wundinfektionen ... 20

2.2.5 NNIS-Risk-Index ... 20

2.3 Statistische Datenanalyse ... 21

3 Ergebnisse ... 22

3.1 Deskriptive Analyse ... 22

3.1.1 Patientencharakteristika ... 23

3.1.1.1 Geschlecht ... 23

3.1.1.2 Alter ... 23

3.1.1.3 Body-Mass-Index ... 24

3.1.1.4 OP-Indikation ... 24

3.1.1.5 Alkohol- und Nikotinkonsum ... 25

3.1.1.6 Therapie mit Immunsuppressiva ... 25

3.1.1.7 Grunderkrankungen ... 25

3.1.1.8 Antikoagulation ... 27

3.1.1.9 Laborparameter ... 27

3.1.1.10 Voroperationen ... 29

3.1.1.11 Anästhesierisiko ... 30

3.1.1.12 Wundkontaminationsklassen ... 30

3.1.2 Charakteristika des Krankenhausaufenthaltes ... 31

3.1.2.1 Operationsspezifika, Prothesenart, Zugangsart und Art der Hautdesinfektion ... 31

3.1.2.2 Intraoperative Komplikationen und Körpertemperatur... 32

3.1.2.3 OP-Beginn und OP-Dauer ... 32

3.1.2.4 OP-Personal ... 33

3.1.2.5 Einsatz von Blutsperre, Drainagen und OP-Navigation ... 34

3.1.2.6 Anästhesieart und Einsatz von Schmerzkathetern ... 35

3.1.2.7 Aufnehmende Station ... 36

3.1.2.8 Krankenhausliegedauer und Aufenthalt auf einer Intensivstation ... 36

3.1.2.9 Gabe von Erythrozytenkonzentraten und Cellsaver-Blut ... 37

3.1.2.10 Antibiotische Behandlung ... 38

3.1.2.11 NNIS-Risk-Index ... 41

Inhaltsverzeichnis

III

3.1.2.12 Postoperative Komplikationen, Revisionen und Mortalität ... 42

3.1.3 Postoperative Wundinfektionen ... 44

3.1.3.1 Wundinfektionsrate ... 44

3.1.3.2 Wundinfektionsarten ... 46

3.1.3.3 Postoperativer Wundinfektionszeitpunkt ... 48

3.1.3.4 Erreger postoperativer Wundinfektionen ... 48

3.1.3.5 Behandlungsfolgen postoperativer Wundinfektionen ... 50

3.2 Risikofaktoranalyse ... 51

3.2.1 Bivariable Analyse von Einflussfaktoren auf die Entwicklung von postoperativen Wundinfektionen ... 51

3.2.1.1 Alter, Geschlecht und BMI ... 51

3.2.1.2 Aufnahmediagnose und Voroperationen ... 52

3.2.1.3 Komorbiditäten ... 53

3.2.1.4 Anästhesierisiko ... 58

3.2.1.5 OP-bezogene Einflussflussfaktoren ... 58

3.2.1.6 OP-Dauer, OP-Beginn und OP-Team ... 60

3.2.1.7 Einsatz von Blutsperre, Drainagen und OP-Navigation ... 61

3.2.1.8 Anästhesieart und Schmerzkatheter ... 62

3.2.1.9 Antibiotische Behandlung ... 63

3.2.1.10 Time-at-risk, präoperative Liegedauer, Intensivaufenthalte und Aufnahmestation ... 64

3.2.1.11 Transfusion von Erythrozytenkonzentraten und Cellsaver-Blut ... 66

3.2.1.12 NNIS-Risk-Index ... 67

3.2.1.13 Komplikationen und Revisionen ... 67

3.2.1.14 Zusammenfassung der bivariablen Risikofaktoranalyse ... 69

3.2.2 Multivariable Analyse ... 71

4 Diskussion ... 72

4.1 Methodendiskussion ... 72

4.2 Ergebnisdiskussion ... 76

4.2.1 Wundinfektionen ... 76

4.2.2 Risikofaktoren ... 82

4.3 Schlussfolgerung ... 97

Inhaltsverzeichnis

IV 5 Zusammenfassung ... 99 6 Literaturverzeichnis ... 101 7 Anhang ... 118

Abbildungsverzeichnis

V

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Unterschied der Surveillancedauer bei der Erfassung von postoperativen

Wundinfektionen zwischen den Kriterien nach CDC und des NRZ ... 11

Abbildung 2: Gewichtsklassifikation nach WHO ... 13

Abbildung 3: Erfasste Grunderkrankungen ... 14

Abbildung 4: ASA-Score nach der American Society of Anaesthesiologists ... 16

Abbildung 5: Wundkontaminationsklassen nach KISS-Protokoll des NRZ ... 17

Abbildung 6: Erfasste postoperative Komplikationen ... 19

Abbildung 7: NNIS-Risk-Index nach Culver et al. ... 20

Abbildung 8: Patientenauswahl nach Berücksichtigung der aufgestellten Ein- und Ausschlusskriterien ... 22

Abbildung 9: Verteilung der Operationsdauer ... 33

Abbildung 10: Verteilung der Liegedauer der Redondrainagen ... 35

Abbildung 11: Gesamte Krankenhausliegedauer bis zur Entlassung ... 36

Abbildung 12: Präoperative Krankenhausliegedauer bis zur Primäroperation ... 37

Abbildung 13: Verteilung der postoperativ applizierten Erythrozytenkonzentrate ... 38

Abbildung 14: Zeitpunkt der Applikation der perioperativen Antibiotikaprophylaxe in Bezug auf den Zeitpunkt des Hautschnitts ... 39

Abbildung 15: Entwicklung der Wundinfektionsrate innerhalb des Studienzeitraums 2007- 2010 ... 44

Abbildung 16: Zeit in Tagen bis zum erstmaligen Auftreten einer postoperativen Wundinfektion nach Primäroperation. ... 48

Abbildung 17: Risikofaktoren für die Entstehung einer postoperativen Wundinfektion ... 118

Tabellenverzeichnis

VI

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Altersverteilung der Patienten zum Zeitpunkt der Krankenhausaufnahme ... 23

Tabelle 2: Verteilung des Body-Mass-Indexes ... 24

Tabelle 3: Verteilung der Aufnahmediagnosen aller Patienten... 24

Tabelle 4: Verteilung des Alkohol- und Nikotinkonsums aller in dieser Studie einbezogenen Patienten (n=2439) ... 25

Tabelle 5: Verteilung der Grunderkrankungen und vorbestehender Infektionen aller in dieser Studie einbezogenen Patienten (n=2439) ... 26

Tabelle 6: Verteilung der dauerhaft präoperativ verabreichten Antikoagulantiengruppen ... 27

Tabelle 7: Prä- und postoperativer BZ-Spiegel der in dieser Studie erfassten Patienten ... 28

Tabelle 8: Verteilung der Ergebnisse des präoperativen Harnwegsinfektionsscreenings der 782 positiv getesteten Patienten ... 29

Tabelle 9: Zeitpunkt der Voroperation vor Primäroperation ... 29

Tabelle 10: Verteilung des ASA-Scores im untersuchten Patientenkollektiv (n=2439) ... 30

Tabelle 11: Verteilung der Merkmale des Zahnstatus ... 30

Tabelle 12: Operationsspezifika aller in dieser Studie eingeschlossen Fälle (n=2439) ... 31

Tabelle 13: Verteilung der Prothesenart aller in dieser Studie implantierten Prothesen... 32

Tabelle 14: Tageszeitpunkt der Primäroperation ... 33

Tabelle 15: Verteilung des operierenden Personals in OP-Teams ... 34

Tabelle 16: Verteilung der Anästhesieart aller in dieser Studie eingeschlossenen Fälle (n=2439) ... 35

Tabelle 17: Verteilung der aufnehmenden Stationen ... 36

Tabelle 18: Verteilung der Wirkstoffe der perioperativen Antibiotikaprophylaxe ... 39

Tabelle 19: Verteilung der Wirkstoffe der antibiotischen Therapie exklusive PAP und COP 41 Tabelle 20: Verteilung des NNIS-Risk-Index ... 41

Tabelle 21: Verteilung aller Komplikationen aus 648 Fällen innerhalb eines Jahres nach Primär-OP ... 42

Tabelle 22: Häufigkeiten und Anzahl postoperativer Revisionsoperationen ... 43

Tabelle 23: Aufteilung der erfassten postoperativen Wundinfektionen nach Operationsspezifika und Zugangsart ... 47

Tabelle 24: Aufteilung der erfassten postoperativen Wundinfektionen nach Prothesensart ... 47

Tabelle 25: Verteilung aller bei postoperativen Wundinfektionen nachgewiesenen Erreger .. 49

Tabelle 26: Durchgeführte operative Interventionen bei postoperativen Wundinfektionen .... 50

Tabellenverzeichnis

VII Tabelle 27: Einfluss des Alters und des Geschlechtes auf die Entwicklung von

postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 51 Tabelle 28: Einfluss des Body-Mass-Indexes auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 52 Tabelle 29: Einfluss der Aufnahmediagnose und Voroperationen auf die Entwicklung von

postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 53 Tabelle 30: Einfluss der Grunderkrankungen und vorbestehender Infektionen auf die

Entwicklung von postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 53 Tabelle 31: Einfluss des Nikotin- und Alkoholkonsums sowie der dauerhaften

präoperativen Immunsuppressivatherapie und Antikoagulation auf die

Entwicklung von postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 55 Tabelle 32: Einfluss der Laborparameter Hämoglobin, INR und Blutzucker sowie

präoperativer Infektionsparameter und des präoperativen

Harnwegsinfektionsscreenings auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 57 Tabelle 33: Einfluss des ASA-Scores und des Zahnstatus auf die Entwicklung von

postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 58 Tabelle 34: Einfluss der Operationsspezfika, Prothesenart und Zugangsart auf die

Entwicklung von postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 59 Tabelle 35: Einfluss der Operationsdauer und des Operationsbeginns auf die Entwicklung

von postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 60 Tabelle 36: Einfluss der Operationsteams auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 61 Tabelle 37: Einfluss der Drainagenliegedauer auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 62 Tabelle 38: Einfluss der Anästhesieart als Faktor für die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 62 Tabelle 39: Einfluss des Zeitpunktes, der Dauer und des Wirkstoffes der PAP auf die

Entwicklung von postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 63 Tabelle 40: Einfluss der Liegedauer (time-at-risk und präoperativ) sowie der

Intensivstationsaufenthalte auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 65 Tabelle 41: Einfluss der aufnehmenden Station auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 66

Tabellenverzeichnis

VIII Tabelle 42: Einfluss der Transfusion von EKs und Cellsaver-Blut auf die Entwicklung von

postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 66 Tabelle 43: Einfluss des NNIS-Risk-Index auf die Entwicklung von postoperativen

Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 67 Tabelle 44: Einfluss der Komplikationen und Revisionen auf die Entwicklung von

postoperativen Wundinfektionen nach Knieendoprothetik ... 68 Tabelle 45: Übersicht über alle signifikanten in der bivariablen Analyse ermittelten

Risikofaktoren für die Entstehung postoperativer Wundinfektionen nach

Knieendoprothetik ... 69 Tabelle 46: Ergebnisse der multivariablen Analyse von Einflussfaktoren für die Entstehung

postoperativer Wundinfektion nach Knieendoprothetik ... 71 Tabelle 47: Übersicht über Studien zu Inzidenzen oder Risikofaktoren von postoperativen

Wundinfektionen nach knieendoprothetischen Operationen ... 76

Abkürzungsverzeichnis

IX

Abkürzungsverzeichnis

ASA-Score Score der American Society of Anaesthesiologists

ASS Acetylsalicylsäure

BMI Body-Mass-Index

BZ Blutzuckerspiegel

CDC Centers for Disease Control and Prevention

CI Konfidenzintervall

COP Cotrimprophylaxe

CRP C-reaktives Protein

CSE Kombinierte Spinal- und Epiduralanästhesie

DRG Diagnosis Related Groups

ECDC European Centre for Disease Prevention and Control

EK Erythrozytenkonzentrat

ESBL Extended-Spectrum-Betalactamase

HAI-Net Healthcare-associated Infections Surveillance Network

HB Hämoglobinwert

HR Hazard Ratio

ICD-10- Klassifikation

International Statistical Classification of Diseases and Related Health Prob- lems, 10th Revision

INICC International Nosocomial Infection Control Consortium INR International Normalized Ratio

ITN Intubationsnarkose

KISS Krankenhaus-Infektions-Surveillance-System

KONIS Korean National Healthcare-associated Infections Surveillance System MRSA Methicillin-Resistenter Staphylokokkus aureus

NHSN National Heatlthcare Safety Network

NNIS National Nosocomial Infections Surveillance System

NNIS-Risk-Index National Nosocomial Infections Surveillance System Risk Index

NRZ Nationales Referenzzentrum für Surveillance von nosokomialen Infektionen

OR Odds Ratio

PAP Perioperative Antibiotikaprophylaxe PEG Paul-Ehrlich-Gesellschaft

Abkürzungsverzeichnis

X

RKI Robert Koch-Institut

RR Relatives Risiko

SIRO Finnish hospital infection program

SPA Spinalanästhesie

SWISSNOSO Swiss national surgical site infection surveillance program TIA Transitorische ischämische Attacke

VRE Vancomycin-Resistente-Enterkokken

WHO World Health Organization

WI Wundinfektion

Einleitung

1

1 Einleitung

1.1 Postoperative Wundinfektionen

Postoperative Wundinfektionen sind eine der gefürchtetsten Komplikationen chirurgischer Interventionen und stellen eine große Herausforderung für alle operativen Fächer dar. Mit einem Anteil von 19,6% bis 29% zählen sie weltweit zu den häufigsten nosokomialen Infekti- onen gefolgt von Infektionen des unteren Atemwegtraktes, Harnwegsinfektionen und Gastro- enteritiden (1–5). Nach Untersuchungen des European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) werden allein für den Zeitraum 2011-2012 in Europa über eine halbe Million postoperative Wundinfektionen geschätzt (1). Auch in Deutschland wurden 2011 im Rahmen einer Punktprävalenzstudie des Robert Koch-Instituts (RKI) und des ECDC postoperative Wundinfektionen mit einem Anteil von 25,7% und einer Prävalenz von 1,13% am häufigsten unter den nosokomialen Infektionen festgestellt (6). Die beobachtete Rate an postoperativen Wundinfektionen kann je nach Operationsart stark variieren und reicht von 0,10% bis 18,4%

(7–54).

Für Patienten hat eine postoperative Wundinfektion oft schwerwiegendste Folgen. So sind schon die Krankhausliegedauer und die Wahrscheinlichkeit für Wiederaufnahmen und für den Aufenthalt auf einer Intensivstation bei Patienten mit postoperativen Wundinfektionen im Vergleich zu Patienten ohne Wundinfektion signifikant erhöht. Dabei kann das Risiko für Wiederaufnahmen um den Faktor 5,5 und für Intensivstationsaufenthalte um den Faktor 1,6 erhöht sein. Ebenso erhöht sich die Krankenhausliegedauer um den Faktor 1,2 bis 3,7 bei ei- ner absoluten Verlängerung der Liegedauer von 3,5 bis zu 20,8 Tagen im Mittel (7, 9, 24, 48, 55–58). Kapadia et al. beschreiben für knieprothetische Operationen einen fast vierfachen Anstieg der Rate an Wiederaufnahmen und eine Verdoppelung der stationären Verweildauer bei Patienten mit Wundinfektionen (5,31 vs. 3,06 Tage)und nach Kirkland et al. bewirken postoperative Wundinfektionen durch längere Krankenhausaufenthalte und vermehrte Wie- deraufnahmen eine absolute Verlängerung der Verweildauer im Krankenhaus von 12 zusätzli- chen Tagen bei einer Range von 1-181 Tagen (24, 58).

Zu den direkten Folgen für die Patienten können neben einer Beeinträchtigung des Operati- onsergebnis, zum Beispiel durch Wundheilungsstörungen oder nötige Revisionsoperationen, im schlimmsten Fall auch Sepsis und Tod gehören (11, 34, 59–61). So weisen Patienten mit postoperativer Wundinfektion eine wesentlich höhere Mortalität im Vergleich zu Patienten ohne Wundinfektionen auf. Bei Kirkland et al. wird mit einem Anstieg von 3,5% auf 7,8%

eine annähernde Verdopplung der Mortalität infolge von postoperativen Wundinfektionen

Einleitung

2 beschrieben. Untermauert wird diese Aussage darüber hinaus von Kaye et al., die bei Patien- ten höheren Alters sogar eine Verdreifachung der Mortalität durch Wundinfektionen nachge- wiesen haben (15,3% vs. 5,2%) (24, 57).

Neben den eklatanten Folgen für den einzelnen Patienten stellen postoperative Wundinfektio- nen ebenso eine Herausforderung für das behandelnde medizinische Personal dar. Durch den mit den Infektionen einhergehenden erhöhten Behandlungsaufwand entsteht außerdem eine große ökonomische Belastung für das Gesundheitssystem. In vorangegangen Studien konnte ermittelt werden, dass sich die Fallkosten für die Behandlung eines Patienten mit einer Wund- infektion im Vergleich zu Patienten ohne Wundinfektion verdoppeln (8.864$ vs. 4.391$) oder annähernd sogar verfünffachen können (116.382,65$ vs. 28.249,57$). Dies führt in vielen Fällen von postoperativen Wundinfektionen zu einer massiven Mehrkostenbelastung, die von 5038$ bis zu 88.000$ bei einer Infektion reichen kann (24, 48, 55, 57, 58, 62).

1.2 Ätiopathogenese postoperativer Wundinfektionen

Die Infektionsentstehung während oder nach einer Operation ist ein multifaktorieller Prozess.

Im Allgemeinen sind für die Entwicklung einer Infektion neben der Virulenz eines potentiel- len Erregers auch Patienten-, Umwelt- und Behandlungsfaktoren, wie zum Beispiel die Art der Operation, von Bedeutung (63–65). Ein chirurgischer Eingriff führt zu einer Eröffnung eines in der Regel primär sterilen Raumes, wodurch es einerseits zu einer Kontamination des OP-Gebietes kommen kann und zum anderen auch zu einer lokalen Schädigung des Gewebes, was wiederum eine Besiedlung, bzw. Infektion durch Bakterien erleichtert (63–66). Insbeson- dere bei Implantierung von Fremdkörpern wird die Bakteriendosis, die eine Infektion im Ope- rationsgebiet hervorrufen kann, bis um das zehntausendfache gesenkt, sodass gerade bei en- doprothetischen Operationen das Risiko einer Infektion sehr groß ist (64, 67).

Einer der Gründe hierfür ist nach aktueller Studienlage die Bildung eines Biofilmes durch Erreger auf dem Fremdkörper, welcher die darin eingebunden Bakterien vor dem Immunsys- tem und sogar vor einer eventuellen antibiotischen Therapie schützt (68–73).

Grundsätzlich erfolgt die Entstehung einer postoperativen Wundinfektion über einen endogen oder über einen exogenen Infektionsweg (63, 74, 75). Dabei kann der endogene Infektions- weg nochmals in primär und sekundär unterschieden werden.

Auf dem primär endogenen Infektionsweg kommt es zu einer Infektion durch Erreger der körpereigenen Haut- und Schleimhautflora (63, 66, 75). Diese können beispielsweise während einer chirurgischen Intervention oder durch einliegende Drainagen oder Katheter von der

Einleitung

3 Haut ins OP-Gebiet verschleppt werden, wo sie dann eine Infektion hervorrufen können (65, 66, 74, 76). Ebenso können Erreger einer beim Patienten außerhalb des OP-Gebietes vorbe- stehenden Infektion hämatogen oder lymphogen in das OP-Gebiet streuen und eine Wundin- fektionen auslösen (65, 75).

Beim sekundär endogenen Infektionsweg kommt es zu einer Besiedlung des Patienten durch fremde Erregerflora, die durch den Krankenhausaufenthalt bedingt ist, bevor diese Erreger dann im späteren Verlauf eine postoperative Wundinfektion verursachen (63, 76).

Der wesentlich seltenere exogene Infektionsweg beschreibt eine Infektion des OP-Gebietes durch Erreger von außen, d.h. durch Erreger, die nicht zur Körperflora des Patienten gehören (63, 66, 75). Dabei kommen hier hauptsächlich Erreger der Körperflora des behandelnden Personals in Betracht sowie als weitere Quellen kontaminierte Medizinprodukte (63, 75). Die- se können das Operationsgebiet genau wie beim endogenen Infektionsweg über eine direkte Kontamination während der Operation oder postoperativ durch einliegende Wunddrainagen oder nachfolgende Manipulationen an der Operationswunde erreichen und zur einer Wundin- fektion führen (65, 74, 75). Hierbei ist zu beachten, dass insbesondere die Häufung von gleichartigen Erregern ein Hinweis für eine exogene Erregerübertragung sein kann (75).

Das Erregerspektrum für postoperative Wundinfektion kann je nach Operationsart und Patien- tengruppe variieren (11, 74, 77). In der Literatur finden sich als meistgenannte Erregergruppe gram-positive Kokken mit Staphylococcus aureus als am weitesten verbreitete Vertreter. Da- bei reicht der in Studien nachgewiesene Anteil von Staphylococcus aureus von 15,5% bis 51,6% (2, 6, 7, 9–11, 15, 20, 24, 26, 27, 33, 57, 78, 79). Des Weiteren sind in absteigender Häufigkeit Enterococcus spp., Escherichia coli, Koagulase-negative Staphylokokken, Klebs- iella spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp., Anaerobier, Streptococcus spp., Pro- teus spp., Cutibacterium (vormals: Propionibacterium) acnes und seltenere Erreger wie z.B.

auch Pilze zu nennen (2, 6, 7, 9–11, 15, 17, 20, 24–26, 33, 57, 78, 79). Der Anteil an Methicil- lin-Resistenz bei Staphylococcus aureus (MRSA) schwankt dabei je nach Studie von 0% bis 84% (15, 20, 26, 27, 33, 57, 78–80). Auch Escherichia coli mit Extended-Spectrum- Betalactamasen (ESBL) und Vancomycin-resistente Enterkokken (VRE) gewinnen im Be- reich postoperativer Wundinfektionen zunehmend an Bedeutung. Hier zeigen sich schon in einigen Studien für Escherichia coli ein ESBL-Anteil von 11,9% bis 23% und für VRE ein Anteil von bis zu 8,03% (79–81).

Einleitung

4 Neben den genannten Infektionswegen können zahlreiche Faktoren auf die Entstehung einer postoperativen Wundinfektion Einfluss nehmen. Diese Faktoren lassen sich in patienteneige- ne und patientenunabhängige Parameter einteilen (74).

Zu den bisher in Studien ermittelten patienteneigenen Risikofaktoren zählen u. a. das Alter, Vorerkrankungen wie Diabetes mellitus und Rheumatoide Arthritis, Risikoverhalten wie Rau- chen und Übergewicht, männliches Geschlecht (7, 13–17, 22, 25, 29, 31–37, 39, 40, 48, 55, 74, 75, 78, 82–103).

Dem gegenüber stehen patientenunabhängige Faktoren. Hierzu zählen nach aktueller Literatur neben vielen weiteren eine längere OP- und Krankenhausverweildauer, nicht sachgerechte Anwendung einer perioperativen Antibiotikaprophylaxe (PAP), die Art und Technik der OP und postoperative Faktoren wie z.B. Wundheilungsstörungen (7, 13, 15, 18, 22, 23, 25, 31, 34–37, 39, 40, 66, 74, 75, 86, 96, 97, 99–108).

Eine ausführliche Auflistung aller in der Literatur beschriebenen patientenabhängigen und patientenunabhängigen Risikofaktoren ist der Abbildung 17 im Anhang zu entnehmen.

Aufgrund der negativen Folgen einer postoperativen Wundinfektion und der Kenntnis der zahlreichen prädisponierenden Faktoren wurden evidenzbasierte Empfehlungen zur Präventi- on postoperativer Wundinfektionen aufgestellt. Hier sind vor allem die Empfehlungen der Centers for Disease Control and Prevention (CDC), der World Health Organization (WHO) und des RKI zu nennen (74, 77, 100, 103, 109–111). Zu den Maßnahmen der Prävention zäh- len unter anderem Diabeteseinstellung, Gewichtsreduktion oder richtige Ernährungseinstel- lung, Einstellen des Rauchens, Ausgleich einer präoperativen Anämie, Reduzierung einer Immunsuppression, frühzeitige enterale Ernährung, die Behandlung von Begleitinfektionen und die Dekolonisation von Erreger-, insbesondere MRSA-Besiedlungen (74, 77, 100, 103, 110–115). Des Weiteren werden eine kurze präoperative Verweildauer, die Behandlung in Krankenhäusern mit großer Fallzahl der entsprechenden Operation, der sachgerechte Einsatz einer perioperativen Antibiotikaprophylaxe, aseptische präoperative Vorbereitung des Patien- ten, eine generelle Einhaltung aseptischer Arbeitsmethoden bei allen medizinischen Interven- tionen (Händedesinfektion, sachgerechte Desinfektion und sterile Abdeckung des OP-Feldes, Verbandswechsel unter sterilen Bedingungen, usw.), schonendes Operieren, Senkung der OP- Dauer, Erhaltung der Normothermie während der Operation, perioperative Hyperoxygenie- rung, strenge Indikation für Drainagen mit dem Ziel einer möglichst kurzen Liegedauer und die Durchführung einer Surveillance postoperativer Wundinfektionen empfohlen (13, 74, 75, 77, 100, 103, 104, 110, 111, 116). Durch solche Präventionsmaßnahmen kann postoperativen Wundinfektionen, die über den endogenen Infektionsweg entstehen, zwar nicht vollständig

Einleitung

5 vorgebeugt werden. Exogen bedingte Wundinfektionen ließen sich allerdings durch geeignete Präventionsmaßnamen komplett vermeiden (66, 74, 76).

1.3 Postoperative Wundinfektionen in der Knieendopro- thetik

In Deutschland zählten endoprothetische Kniegelenksoperationen schon 2015 zu den 20 am häufigsten durchgeführten Operationen (117). Bei Betrachtung der demographischen Ent- wicklung wird zukünftig die Anzahl an notwendigen Kniegelenksoperationen auch noch wei- ter ansteigen. Diese Entwicklung ist durch eine fortschreitende Überalterung mit wachsender Morbidität der Bevölkerung, sowie durch einen zunehmenden Anteil an übergewichtigen Menschen, was jeweils mit einem erhöhten Risiko für die Ausbildung einer Gonarthrose ein- hergeht, zu erklären (118–124). In Deutschland lässt sich z.B. bereits eine Zunahme der jähr- lichen knieendoprothetischen Operationen von 128.932 (2005) auf 173.304 (2015) finden (117).

Im Bereich der Knieendoprothetik stellen postoperative Wundinfektionen eine schwerwie- gende Komplikation dar. In der Literatur lassen sich international Infektionsraten bei endop- rothetischen Kniegelenksoperationen von 0,31% bis 3,1% finden (10–22, 26–34, 42–51, 54).

Auf Basis der Daten des Krankenhaus-Infektions-Surveillance-System (KISS) des Nationalen Referenzzentrums für Surveillance von nosokomialen Infektionen (NRZ) lässt sich in Deutschland für den Zeitraum 2012-2016 eine Knieprotheseninfektionsrate von 0,57% und für das Jahr 2017 eine Rate von 0,38% feststellen (26, 54). Im europäischen Raum, kann nach einer Studie des ECDC für den Zeitraum 2010-2011 eine postoperative Wundinfektionsrate von 0,7% festgestellt werden (11). Die große Anzahl an Kniegelenksoperationen, verbunden mit den zum Teil katastrophalen Folgen einer Wundinfektion für den Patienten, lassen trotz der im Vergleich zu anderen Eingriffen geringen Infektionsrate, Wundinfektionen im Bereich der Knieendoprothetik für den klinischen Alltag so relevant werden.

Schon die Behandlung knieendoprothetischer Infektionen ist häufig sehr aufwendig und er- fordert neben einer langwierigen antibiotischen Therapie oft auch eine chirurgische Interven- tion (34, 60, 65, 68, 125–127). Die hauptsächliche Ursache hierfür ist die oft auftretende Bil- dung eines Biofilmes bei Implantat-assoziierten Wundinfektionen. Dieser erschwert eine al- leinige antibiotische Therapie, sodass oft auch schon bei leichter Symptomatik die Entfernung eines Teils oder sogar der ganzen Prothese notwendig wird (60, 68–71, 73, 128).

Einleitung

6 Insgesamt können die Auswirkungen einer postoperativen Wundinfektion nach einer knieen- doprothetischen Operation, bzw. die Behandlung von Schmerzen, Bewegungseinschränkun- gen, Wundheilungsstörungen, Fistelbildung und Implantatlockerung, notwendigen Revisi- onsoperationen und einer längerer Rehabilitationszeit bis zu verheerenden Folgen wie einer Arthrodese, Amputation, Sepsis und Tod reichen (48, 59, 60, 65, 68, 125–127). Auch lässt sich eine erhebliche Steigerung der Mortalität durch Wundinfektionen nach knieendoprotheti- schen Operationen erkennen. Poultsides et al. zeigen in einer Studie für krankenhausinterne Wundinfektionen nach Knieendoprothetik eine mehr als zehnfache Steigerung der Mortalität von 0,1% auf 1,2% (48).

Die erheblichen Komplikationen und Behandlungsfolgen spiegeln sich auch in den Fallkosten für Krankhäuser bzw. für das Gesundheitssystem wieder. Die häufig zahlreichen angeschlos- sen Operationen und die langwierige Therapie einer postoperativen Wundinfektion bei Knie- endoprothesen führen zu einer, zum einen durch die direkten Behandlungskosten an sich, zum anderen durch die massive Erhöhung der Krankenhausaufenthalte und Liegedauer, erhebli- chen Kostensteigerung für das behandelnde Krankenhaus (24, 34, 48, 55, 58, 60, 127). Dabei zeigen Poultsides et al. allein für die Behandlung von Wundinfektionen während des Kran- kenhausaufenthaltes fast eine Verdoppelung der Kosten von 13.334$ auf 24.558$ (48). In Bezug auf die allgemeine Behandlung einer postoperativen Wundinfektion bei Knieendopro- thesen beschreiben Hebert et al. sogar eine 4,1-fache Steigerung von 20.117$ auf 82.200$ und Kapadia et al. ein Verfünffachen der Kosten von 28.249$ auf 116.382$ (55, 58).

Als zusätzliche Problematik kommt für die Krankenhäuser erschwerend hinzu, dass über ak- tuelle Kostenerstattungssysteme, wie z.B. über Diagnosis Related Groups (DRG), im Bereich der Knieendoprothetik Wundinfektionen nur unzureichend abgedeckt werden, sodass Kran- kenhäuser oft durch die Behandlung einer Wundinfektion einen Nettoverlust erleiden (55, 60).

Dieser kann bis zu 14.950$ pro aufgetretener Wundinfektion betragen (55).

Somit stellen postoperative Wundinfektionen in der Knieendoprothetik trotz der aktuell im Vergleich geringen Infektionsrate aufgrund ihrer dramatischen Folgen für den einzelnen Pati- enten und der erheblichen finanziellen Belastung für das Gesundheitssystem ein signifikantes Problem dar. Dies und das Wissen über die Möglichkeit der Prävention von postoperativen Wundinfektionen wurde als Anlass genommen, die Häufigkeit postoperativer Wundinfektio- nen nach endoprothetischem Kniegelenksersatz zu bestimmen und eine umfangreiche Risiko- faktoranalyse durchzuführen mit dem Ziel Probleme aufzudecken und Präventionsmaßnah- men anzupassen.

Einleitung

7

1.4 Ziele der Arbeit

Wesentliche Ziele dieser Arbeit sind:

1. Bestimmung der Inzidenz von postoperativen Wundinfektionen nach endoprotheti- schem Kniegelenksersatz in einem universitären Lehrkrankenhaus mit dem Schwer- punkt Orthopädie im Zeitraum von Januar 2007 bis Dezember 2010.

2. Ermittlung und Analyse von Einflussfaktoren für die Entstehung postoperativer Wundinfektionen nach endoprothetischem Kniegelenksersatz.

Patienten und Methoden

8

2 Patienten und Methoden

2.1 Studiendesign und Untersuchungszeitraum

Für die vorliegende Untersuchung wurde das Studiendesign einer retrospektiven Kohorten- studie gewählt. Dabei wurden alle Patienten, bei denen im Zeitraum vom 1. Januar 2007 bis zum 31. Dezember 2010 eine endoprothetische Kniegelenksoperation vorgenommen wurde, betrachtet. Die Operationen der 2616 Patienten erfolgten elektiv und wurden im Annastift – orthopädische Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover – durchgeführt.

2.1.1 Einschlusskriterien

Analog zu den Kriterien zur Erfassung postoperativer Wundinfektionen nach knieendoprothe- tischen Eingriffen des Surveillanceprotokolls (KPRO-KISS-Protokoll) des NRZ wurden alle Patienten mit den folgenden Prozeduren, bzw. OP-Schlüsseln (OPS-Codes) in diese Studie eingeschlossen (129):

• 5-822.1 Bikondyläre Oberflächenersatzprothese, ungekoppelt, ohne Patellaersatz

• 5-822.2 Bikondyläre Oberflächenersatzprothese, ungekoppelt, mit Patellaersatz

• 5-822.3 Bikondyläre Oberflächenersatzprothese, teilgekoppelt, ohne Patellaersatz

• 5-822.4 Bikondyläre Oberflächenersatzprothese, teilgekoppelt, mit Patellaersatz

• 5-822.6 Scharnierendoprothese ohne Patellaersatz

• 5-822.7 Scharnierendoprothese mit Patellaersatz

• 5-822.9 Sonderprothese

• 5-822.a Endoprothese mit erweiterter Beugefähigkeit ohne Patellaersatz

• 5-822.b Endoprothese mit erweiterter Beugefähigkeit mit Patellaersatz

• 5-822.c Interpositionelles nicht verankertes Implantat

2.1.2 Ausschlusskriterien

Folgende Kriterien führten zu einem Ausschluss des Patienten aus der Analyse:

• Alle Patienten bei denen eine Infektion im OP-Gebiet vor der eigentlichen Indi- katoroperation vorlag, wurden ausgeschlossen. Das heißt, ein Ausschluss erfolgte entweder, wenn vor dem Eingriff eine Infektion bekannt war bzw. sie die Begründung für die Primäroperation war, oder wenn während des Eingriffes eine Infektion festge- stellt wurde.

Patienten und Methoden

9

• Patienten, die innerhalb von drei Tagen nach der Primäroperation verstorben sind, wurden ebenfalls ausgeschlossen.

• Darüber hinaus waren aus der Studie Patienten ausgenommen, bei denen die Akte fehlte oder entliehen war.

2.1.3 Beobachtungszeitraum (Follow-Up)

Die Datenerfassung bei allen in dieser Studie eingeschlossenen Patienten erfolgte für die ge- samte Dauer des Krankenhausaufenthaltes bis zur Entlassung oder Tod des Patienten. Ent- sprechend den CDC-Definitionen für postoperative Wundinfektionen (siehe 2.1.4) wurden die Patienten bis maximal ein Jahr nachbeobachtet, sofern es zu einer Wiederaufnahme in das Studienkrankenhaus kam. Eine Beobachtung der Patientenkohorte außerhalb des Krankenhau- ses fand nicht statt. Für die Risikofaktorenanalyse wurden nur Einflussfaktoren berücksich- tigt, die bis zur Entlassung/Tod bzw. bis zum Nachweis einer postoperativen Wundinfektion auftraten.

2.1.4 Wundinfektionserfassung

Die Erfassung postoperativer Wundinfektionen erfolgte in dieser Studie anhand zweier Me- thoden, den international häufig verwendeten Kriterien der CDC für nosokomiale Infektionen und den Definitionen des NRZ, welche für postoperative Wundinfektionen wie folgt be- schrieben werden (77, 130, 131):

Definition nach CDC:

• A1 Postoperative oberflächliche Wundinfektion

Infektion an der Inzisionsstelle innerhalb von 30 Tagen nach der Operation, die nur Haut oder subkutanes Gewebe mit einbezieht,

und

eines der folgenden Kriterien trifft zu:

1. Eitrige Sekretion aus der oberflächlichen Inzision.

2. Kultureller Nachweis von Erregern aus einem aseptisch entnommenen Wund- sekret oder Gewebe von der oberflächlichen Inzision.

3. Eines der folgenden Anzeichen: Schmerz oder Berührungsempfindlichkeit, lo- kalisierte Schwellung, Rötung oder Überwärmung, und Chirurg öffnet die oberflächliche Inzision bewusst. Dieses Kriterium gilt jedoch nicht bei Vorlie-

Patienten und Methoden

10 gen einer negativen mikrobiologischen Kultur von der oberflächlichen Inzisi- on.

4. Diagnose des behandelnden Arztes.

• A2 Postoperative tiefe Wundinfektion

Infektion innerhalb von 30 Tagen nach der Operation (innerhalb von 1 Jahr, wenn Im- plantat in situ belassen),

und

Infektion scheint mit der Operation in Verbindung zu stehen und

erfasst Faszienschicht und Muskelgewebe, und eines der folgenden Kriterien trifft zu:

1. Eitrige Sekretion aus der Tiefe der Inzision, aber nicht aus dem operierten Or- gan bzw. der Körperhöhle, da solche Infektionen dann zur Kategorie A3 gehö- ren würden.

2. Spontan oder vom Chirurgen bewusst geöffnet, wenn der Patient mindestens eines der nachfolgenden Symptome hat: Fieber (>38°C), lokalisierter Schmerz oder Berührungsempfindlichkeit. Dieses Kriterium gilt jedoch nicht bei Vor- liegen einer negativen mikrobiologischen Kultur aus der Tiefe der Inzision.

3. Abszess oder sonstige Zeichen der Infektion, die tieferen Schichten betreffend, sind bei der klinischen Untersuchung, während der erneuten Operation, bei der histopathologischen Untersuchung oder bei radiologischen Untersuchungen er- sichtlich.

4. Diagnose des behandelnden Arztes.

• A3 Infektion von Organen und Körperhohlen im Operationsgebiet

Infektion innerhalb von 30 Tagen nach der Operation (innerhalb von 1 Jahr, wenn Im- plantatin situ belassen),

und

Infektion scheint mit der Operation in Verbindung zu stehen und

erfasst Organe oder Körperhöhlen, die während der Operation geöffnet wurden oder an denen manipuliert wurde, und eines der folgenden Kriterien trifft zu:

1. Eitrige Sekretion aus einer Drainage, die Zugang zu dem Organ bzw. der Kör- perhöhle im Operationsgebiet hat.

Patienten und Methoden

12 Als Besonderheit für Wundinfektionen nach endoprothetischen Operationen am Kniegelenk werden in dieser Studie A2-Infektionen (tiefe postoperative Wundinfektionen) schon als A3- Infektionen (Infektion von Organen und Körperhohlen im Operationsgebiet) gezählt, da das Knie bei einer tiefen Infektionen in diesem Gebiet schon als infiziert gelten kann (129, 131, 132).

2.2 Datenerhebung

Nach Literaturrecherche bezüglich postoperativer Wundinfektionen, insbesondere nach Knie- endoprothetik, und deren Risikofaktoren erfolgte eine im Hinblick auf bekannte Risikofakto- ren angepasste Datenerfassung von möglichen Einflussfaktoren und die Erfassung von Wund- infektionen über die Durchsicht von Patientenakten im krankenhauseigenen Archiv des An- nastifts. Folgend werden die in dieser Studie untersuchten patientenbezogenen sowie die prä-, peri-, und postoperativen Parameter und die Berechnung des National Nosocomial Infections Surveillance System- (NNIS) Risk-Index beschrieben.

2.2.1 Patientenbezogene Parameter

Erfasst wurden Alter, Geschlecht, Körpergröße, Body-Mass-Index, Aufnahmediagnose, Vor- und Begleiterkrankungen, Nikotin- und Alkoholkonsum, Voroperationen, bestehende Antiko- agulation oder Immunsuppressivatherapie, prä- und postoperative Laborparameter (Hämo- globinwert (HB), Blutzuckerspiegel (BZ), International Normalized Ratio (INR), Infektions- parameter), Haut- und Weichteildefekte, vorbestehende Infektionen, sowie positives Harn- wegsinfektionsscreening, Zahnstatus, Score der American Society of Anesthesiologists (ASA- Score) und Wundkontaminationsklasse. Einige dieser Parameter werden im Folgenden kon- kreter beschrieben, um eine einheitliche Interpretation sicherstellen zu können.

2.2.1.1 Body-Mass-Index

Als Kriterium zur Bewertung von Über- oder Untergewicht als Einflussfaktor für die Entste- hung postoperativer Wundinfektionen wurde der Body-Mass-Index (BMI) herangezogen.

Dieser wird bestimmt durch Bildung des Quotienten aus Körpergewicht in kg und dem Quad- rat der Körpergröße in m (kg/m²). Die Gewichtsklassifikation wurde nach der WHO- Definition vorgenommen, die folgend dargestellt ist (siehe Abbildung 2) (133):

Patienten und Methoden

13

Gewichtsklassifikation anhand des BMI nach WHO in kg/m²

Untergewicht:

Normalgewicht:

Prä-Adipositas:

Adipositas 1:

Adipositas 2:

Adipositas 3:

< 18,5 18,5-24,9 25-29,9 30-34,9 35-39,9

≥ 40 Abbildung 2: Gewichtsklassifikation nach WHO (133)

2.2.1.2 Aufnahmediagnose

Die Aufnahmediagnosen aller Patienten wurden anhand der OP-Diagnose und der ICD-10- Klassifikation (International Statistical Classification of Diseases and Related Health Prob- lems 10th Revision) in folgende Gruppen eingeteilt (134):

• Primäre Gonarthrose (M17.0; M17.1; M17.9)

• Sekundäre Gonarthrose (M17.4; M17.5; M17.9)

• Posttraumatische Gonarthrose (M17.2; M17.3)

• Sonstige Diagnosen

2.2.1.3 Komorbiditäten

Nikotinkonsum

Rauchen ist ein in der Literatur häufig genannter Risikofaktor für postoperative Wundinfekti- onen (29, 33, 45, 74, 83, 90, 94, 95, 98, 103). Dabei wurde in dieser Studie ein regelmäßiger Nikotinkonsum mit einem Konsum von mehr als 5 Zigaretten am Tag und ein gelegentlicher Nikotinkonsum mit einem Konsum zwischen 1 und 5 Zigaretten täglich definiert.

Alkoholkonsum

Ein regelmäßiger Alkoholkonsum wurde mit mehr als einem Glas Wein oder höherprozenti- gem Alkohol am Tag oder mit mehr als drei Gläser Bier pro Tag definiert. Ein Konsum unter den oben genannten Mengen wurde als gelegentlicher Konsum eingestuft.

Grunderkrankungen

Entsprechend der Literaturrecherche wurden nachfolgende Grunderkrankungen als Einfluss- faktoren in dieser Studie erfasst (siehe Abbildung 3):

Patienten und Methoden

14

1 Non Insulin-dependent Diabetes mellitus

2 Insulin-dependent Diabetes mellitus

3 Onkologische Erkrankungen, Inkontinenz, Bakerzyste, Benigne Prostatahyperplasie, Erkrankungen aus Hals- Nasen-Ohren- und Augenheilkunde, sonstige Störungen des Wasser- und Elektrolythaushaltes, weitere Erk.

Abbildung 3: Erfasste Grunderkrankungen

Grunderkrankungen

• Kardiale Grunderkrankungen

− Kardiale Grunderkrankungen (ohne arterielle Hypertonie)

− Arterielle Hypertonie

• Metabolische Grunderkrankungen

− Hyperurikämie

− Hypercholesterinämie/Hyperlipidämie

− Diabetes Mellitus (insgesamt) - NIDDM¹

- IDDM²

• Endokrinologische Grunderkrankungen

− Osteoporose

− Schilddrüsenerkrankungen

− Sonstige endokrinologische Erkrankungen

• Pulmonale Grunderkrankungen

• Hämatologische Grunderkrankungen

• Traumata, orthopädische Grunderkrankungen

• Gefäßerkrankungen

− Venöse Erkrankungen/Varikosis

− Arterielle Erkrankungen

− Cerebrale Durchblutungsstörungen

• Gastrointestinale Grunderkrankungen

• Psychiatrische Grunderkrankungen

• Neurologische Grunderkrankungen

• Nephrologische Grunderkrankungen

• Rheumatologische Grunderkrankungen

• Dermatologische Grunderkrankungen

• ^Allergien

− Arzneimittelallergie

− Nickelallergie

− Sonstige Allergien

• Sonstige Grunderkrankungen³

Patienten und Methoden

15 Der M. Ahlbäck wurde als Erkrankung des Kniegelenks gesondert betrachtet. Des Weiteren wurden vorbestehende Haut- und Weichteildefekte, sowie vorbestehende Infektionen (Infek- tionen an anderer Stelle als der zu operierenden Region) als Risikofaktoren untersucht. Die Infektionen wurden dabei anhand der Arztdiagnose oder Untersuchung ermittelt und erweitert durch die Erfassung der Ergebnisse von Harnwegsinfektionsscreenings und von präoperativen Infektionsparametern (CRP >5mg/l, Leukozyten <3800/µl oder >10500/µl, Temperatur

>38C°). Weitere Laborparameter, die in die Studie einbezogen worden sind, sind der prä- und postoperative HB-Wert (m: <13g/dl und >17g/dl; w: <12g/dl und >16g/dl), BZ-Wert (0- 100mg/dl; 101-140mg/dl; 141-200mg/dl; >200mg/dl) und INR-Wert (<0,9; >1,1). Ebenfalls wurde die Dauertherapie mit Immunsuppressiva oder Antikoagulantien erfasst. Dabei wurden die Immunsuppressiva in steroidale und nicht-steroidale Substanzen unterschieden. Eine An- tikoagulation als Dauertherapie meint alle Fälle, bei denen die Patienten schon vor der Auf- nahme in das Krankenhaus medikamentös antikoaguliert wurden und nicht erst mit Beginn des Krankenhausaufenthalts. Bei den Wirkstoffen wurde zwischen Acetylsalicylsäure (ASS), Cumarinen oder Clopidogrel unterschieden. Eine evtl. Umstellung auf Heparin während des Krankenhausaufenthaltes wurde ebenfalls erfasst.

2.2.1.4 Voroperationen im OP-Gebiet

Es wurden bei den untersuchten Patienten alle bekannten Voroperationen im OP-Gebiet er- fasst. Zur differenzierteren Analyse wurde auch der zeitliche Abstand der Voroperation zur Primäroperation mit einbezogen. Dabei wurde in folgenden Gruppen unterschieden:

• Voroperation im OP-Gebiet < 31 Tage präoperativ

• Voroperation im OP-Gebiet zwischen 31 Tage und einem Jahr präoperativ

• Voroperation im OP-Gebiet > 1 Jahr präoperativ

2.2.1.5 Anästhesierisiko

In der vorliegenden Untersuchung wurde zur Abschätzung des Anästhesierisikos der ASA- Score, der 1941 von der American Society of Anaesthesiologists eingeführt wurde, erfasst.

Dieser bezieht sich im Wesentlichen auf den Gesundheitszustand des Patienten mit aktuellen Beschwerden und Grunderkrankungen und ist ein guter Prädiktor für Komplikationen wäh- rend der Narkose (135). Im Folgenden wird die heute noch verwendete Definition des Scores von 1963 dargestellt (siehe Abbildung 4) (136):

Patienten und Methoden

16

ASA - Score

ASA 1

ASA 2

ASA 3

ASA 4

ASA 5

Bei einer Notfalloperation wird der Nummer ein E vorangestellt Abbildung 4: ASA-Score nach der American Society of Anaesthesiologists (136)

Der ASA-Score wurde in dieser Studie anhand des Anästhesieprotokolls erfasst. Ebenfalls wurde hier als weiterer für das Anästhesierisiko wichtiger Faktor der Zahnstatus des Patienten beschrieben. Dabei wurde zwischen normal/saniert, vorhandene Prothese und sonstigem Zahnstatus unterschieden.

2.2.1.6 Wundkontaminationsklassen

Als weiterer Risikofaktor wurde die Wundkontaminationsklasse, welche in den 1980er-Jahren vom CDC definiert wurde, für die in dieser Studie eingeschlossenen Patienten bestimmt (137, 138). Anhand des in Deutschland verwendeten KISS-Protokolls zur Surveillance postoperati- ver Wundinfektionen sind folgend die Kontaminationsklassen beschrieben (siehe Abbildung 5) (131):

Patienten und Methoden

17

Wundkontaminationsklassen

1 = aseptische Eingriffe

Nichtinfiziertes OP-Gebiet, in dem keine Entzündung vorhanden ist und weder der Respirations-, Gastrointestinal oder Urogenitaltrakt eröffnet wurden. Operative Wunden nach stumpfen, nicht penetrie- renden Traumata werden eingeschlossen, sofern die o. g. Kriterien erfüllt sind, z. B. elektive Schilddrüsen-, Herz-, Gelenk-OP.

2 = bedingt asep- tische Eingriffe

Eingriffe, bei denen der Respirations-, Gastrointestinal- oder Urogeni- taltrakt unter kontrollierten Bedingungen und ohne ungewöhnliche Kontamination eröffnet wird, z. B. OP im Bereich des Verdauungs- traktes, sofern keine Hinweise für Infektionen oder Verletzungen der aseptischen Technik vorliegen.

3 = kontaminierte Eingriffe

Offene, frische Zufallswunden, außerdem Operationen mit einem größeren Bruch in der aseptischen Technik (z.B. deutlicher Austritt von Darminhalt) sowie Eingriffe bei akuter nichteitriger Entzündung.

4 = septische Ein- griffe

Alte Verletzungswunden mit devitalisiertem Gewebe und solche Ein- griffe bei bereits vorhandener Infektion oder nach Perforation im Gastrointestinaltrakt. Bei dieser Wundkontaminationsklasse ist das Operationsfeld schon präoperativ mit Erregern von möglichen posto- perativen Infektionen besiedelt.

Abbildung 5: Wundkontaminationsklassen nach KISS-Protokoll des NRZ (131)

2.2.2 Präoperative Parameter

Als präoperative Parameter wurden die aufnehmende Station innerhalb des hier untersuchten Krankenhauses, die präoperative Liegedauer, präoperative Gabe von Erythrozytenkonzentra- ten (EK-Gabe) und eine Cotrimproplyaxe (COP) bei Bakteriurie oder Verdacht auf Harn- wegsinfektion erfasst.

2.2.3 Peri- und intraoperative Parameter

Zu den in dieser Studie erfassten peri- bzw. intraoperativen Einflussfaktoren gehören Anäs- thesieart, die Verwendung einer PAP, Cellsaver-Einsatz oder intraoperative EK-Gabe, intrao- perative Körpertemperatur, Art der Hautdesinfektion im OP-Gebiet, Tageszeit des OP- Beginns, OP-Dauer, OP-Spezifika, Prothesenart, OP-Zugangsart, OP-Personal, Blutsperre, Einsatz einer intraoperativen Navigation, intraoperative Komplikationen (z.B. Frakturen und

Patienten und Methoden

18 Läsionen im OP-Gebiet während der Operation) und Drainagenanzahl. Einige Parameter wer- den im Folgenden näher beschrieben.

2.2.3.1 Perioperative Antibiotikaprophylaxe (PAP)

Neben der Unterscheidung zwischen Cefuroxim, Clindamycin und sonstigen bei gegebener PAP, wurde in dieser Studie der genaue Applikationszeitpunkt und eine evtl. prolongierte Verabreichung der PAP sowie die Double-Shot-Gabe erfasst, da neben des Wirkstoffes auch der Zeitpunkt und die Dauer der Gabe für die Effektivität der PAP wesentlich ist (6, 14, 23, 74, 75, 103, 111, 139–144).

2.2.3.2 Hautdesinfektion im OP-Gebiet

Während des Verlaufs der Erfassung wurde das Desinfektionsmittel für die Desinfektion des OP-Feldes von Propan-2-ol (Cutasept G®) auf ein PVP-Jod/Propan-2-ol-Gemisch (Brauno- derm®) gewechselt. Bei allen Patienten, die vor dem 01.06.2010 operiert wurden, kam Cuta- sept G® zum Einsatz, bei allen Patienten danach Braunoderm®. Anhand des OP-Datums wurde so das verwendete Desinfektionsmittel erfasst.

2.2.3.3 OP-Personal

Zur Erfassung und Analyse des operierenden Personals wurden jeweils der Operateur und der erste Assistent als ein OP-Team zusammengefasst. OP-Teams, die mehr als 15 prothetische Kniegelenksimplantationen durchführten, wurden als einzelnes OP-Team in der Risikofaktor- analyse berücksichtigt, die restlichen Teams wurden unter dem Punkt „Sonstige Teams“ zu- sammengefasst.

2.2.3.4 Operationsspezifika / Zugangsart

Für die Implantation der endoprothetischen Knieprothese bei der in dieser Studie untersuchten Patientenkohorte wurde bei der Erfassung zwischen einem medialen und einem lateralen Zu- gangsweg unterschieden. Zudem wurde neben der verwendeten Prothesenart auch die Ver- wendung von Zement (mit und ohne Beimengung von Antibiotika) sowie eine Erweiterung der Operation durch einen zusätzlichen Patellaersatz oder die Durchführung einer doppelseiti- gen Operation (Operation an beiden Knien in einer OP-Sitzung) erfasst.

Patienten und Methoden

19

2.2.4 Postoperative Parameter

Zu den postoperativen Parametern zählen die Liegedauer von Drainagen und Schmerzkathe- tern, Aufenthalte auf der Intensivstation, postoperative Antibiotikagabe (unabhängig von einer PAP oder COP), postoperative EK-Gabe, postoperative Liegedauer, postoperative Komplika- tionen und Revisionen sowie postoperative Wundinfektionen. Zudem wurden auch die Ge- samtliegedauer bis zur Entlassung und die Liegedauer bis zur Entlassung oder bis zum Auftre- ten einer Wundinfektion erfasst (time-at-risk).

2.2.4.1 Time-at-risk

Time-at-risk beschreibt die Liegedauer von Patienten im Krankenhaus bis zu ihrer Entlassung oder bis zum Auftreten einer postoperativen Wundinfektion. Für die Risikofaktoranalyse wurde sich bei Betrachtung der Liegedauer ausschließlich auf die time-at-risk bezogen.

2.2.4.2 Postoperative Komplikationen

Folgende postoperative Komplikationen wurden in dieser Studie erfasst (siehe Abbildung 6):

Postoperative Komplikationen

• Postoperative Wundinfektionen

• Andere nosokomiale Infektionen

• Wundheilungsstörungen

• Nachblutungen

• Technische Komplikationen (Prothesenlockerung, Bewegungsdefizit, etc.)

• Postoperative Thrombose

• Neurologische Komplikationen (u.a. Peroneusläsion)

• Revisionen

• Sonstige Komplikationen¹

1 Stürze mit Folgen, Decubiti, Hautdefekte, gastro-intestinale Komplikationen, Elektrolytentgleisungen, schwere metabolische Entgleisungen, Thrombophlebitis, allergische Reaktionen, pulmonale Komplikatio- nen, urologische Komplikationen, kardiale Komplikationen

Abbildung 6: Erfasste postoperative Komplikationen

Als Revision wurden alle operativen Eingriffe nach der Primäroperation im Operationsgebiet aufgenommen. Für die Risikofaktoranalyse wurden nur Komplikationen berücksichtigt, die innerhalb eines Jahres nach der Primäroperation oder bis zum Auftreten einer Wundinfektion stattfanden.

Patienten und Methoden

20

2.2.4.3 Postoperative Wundinfektionen

Eine postoperative Wundinfektion wurde nach den unter 2.1.4 beschrieben Kriterien der CDC bis zu einem Jahr nach der Primäroperation erfasst. Die Folgen einer postoperativen Wundin- fektion, z.B. durch die Wundinfektion bedingte Revisionen, wurden bis zum Ende dieser Stu- die (31.12.2011) mit aufgenommen. Neben den Folgen der Infektion wurden auch die Art und der Ort des Auftretens der Infektion (Inhouse-Infektion, d.h. Infektion während des ersten Krankenhausaufenthalts, oder Post-Discharge-Infektion, also Beginn der Infektion erst nach dem ersten Krankenhausaufenthalt) sowie ihre Erreger und evtl. vorhandene Resistenzen er- fasst.

2.2.5 NNIS-Risk-Index

Für die in dieser Studie untersuchten Patienten wurde NNIS-Risk-Index, welcher 1991 vom CDC zur besseren Vergleichbarkeit und Risikostratifizierung entwickelt wurde, bestimmt. Er berücksichtigt die Wundkontaminationsklasse, den ASA-Score und die OP-Dauer und korre- liert mit einer Risikosteigerung für eine postoperative Wundinfektion (siehe Abbildung 7) (145).

NNIS-Risk-Index

1 Punkt

1 Punkt

1 Punkt

Die Punkte werden addiert und ergeben den NNIS-Risk-Index (0-3) Abbildung 7: NNIS-Risk-Index nach Culver et al. (145)

Patienten und Methoden

21

2.3 Statistische Datenanalyse

Im Rahmen der statistischen Analyse erfolgte im ersten Schritt nach der Datenerfassung eine Charakterisierung der gesamten Kohorte bezüglich aller aufgenommen Parameter mittels de- skriptiver Methoden. Zu diesem Zweck wurden für alle quantitativen Merkmale Mittelwerte, Mediane, Standardabweichung sowie Minimal- und Maximalwerte errechnet und für alle qua- litativen Merkmale die relativen und absoluten Auftrittshäufigkeiten bestimmt. Auf dieser Datenbasis wurde zum Vergleich kontinuierlicher Variablen der Student-T-Test durchgeführt.

Die nachfolgende Analyse binärer Variablen erfolgte mittels Vierfeldertafeln über das statisti- sche Auswertungsprogramm Epi Info (Version 7.1.4.0). Dabei wurde das relative Risiko (RR) mit Konfidenzintervallen (CI) bestimmt und als Unabhängigkeitstest der Chi-Quadrat-Test (χ²) und der Fisher`s exact-Test durchgeführt. Als Signifikanzbereich wurde dabei p =0,05 festgelegt.

In der multivariablen Analyse wurde eine Regressionsanalyse durchgeführt. Es wurden Cox proportional-hazard Modelle mit Variablenselektion schrittweise vorwärts berechnet. Hier wurde das Hazard Ratio (HR) mit 95% Konfidenzintervall berechnet. Bei der Variablenselek- tion wurde ein p <0,05 für die Aufnahme eines Parameters ins Modell gesetzt. Diese Analyse erfolgte mit Hilfe von SAS Version 9.1.

Ergebnisse

22

3 Ergebnisse

3.1 Deskriptive Analyse

Im Zeitraum vom 1. Januar 2007 bis zum 31. Dezember 2010 wurde im Annastift bei 2616 Patienten eine endoprothetische Kniegelenksprothesenoperation nach den unter 2.1.1 genann- ten Kriterien durchgeführt. Von diesen Patienten wurden in dieser Studie 177 Patienten auf Basis der unter 2.1.2 genannten Kriterien ausgeschlossen, sodass 2439 Fälle für weitere Ana- lysen zur Verfügung standen (Siehe auch Abbildung 8).

Patienten mit endoprothetischen Kniegelenksoperationen nach den Kriterien des Surveillanceprotokolls (KPRO-KISS-Protokoll)

des NRZ (n=2616)

Patienten mit einer bestehenden Infektion im OP-Gebiet vor oder während der Primäroperation

(n=120)

Patientenauswahl nach Berücksichtigung der aufgestellten Ein- und Ausschlusskriterien

In die Studie für die Analyse eingeschlossene

Patienten (n=2439)

Patienten, die innerhalb von drei Tagen nach der Primäroperation verstorben sind

(n=1)

Patienten, bei denen die Akte fehlte oder entliehen war (n=56)

Abbildung 8: Patientenauswahl nach Berücksichtigung der aufgestellten Ein- und Ausschlusskriterien

Ergebnisse

23

3.1.1 Patientencharakteristika

Die in dieser Studie eingeschlossen 2439 Patienten wiesen folgende Charakteristika und Häu- figkeiten auf.

3.1.1.1 Geschlecht

Von den 2439 in dieser Studie untersuchten Fällen lag der Anteil der Männer bei 33,4%

(n=784) und der Anteil von Frauen bei 67,9% (n=1655). Dies entspricht einem Verhältnis Männern zu Frauen von 1:2,1.

3.1.1.2 Alter

Das durchschnittliche Alter aller hier untersuchten Patienten lag bei Krankenhausaufnahme bei 68,2 ± 10 Jahre. Dabei reichte das Alter der Patienten von 20 bis 94 Jahre, wobei über 53,5% der Patienten (n=1305) älter als das durchschnittliche Alter von 68,2 Jahren waren. In der Tabelle 1 ist die Altersverteilung der Kohorte dargestellt.

Tabelle 1: Altersverteilung der Patienten zum Zeitpunkt der Krankenhausaufnahme Alter (Jahre) Anzahl (%)

<65 734 (30,1)

65-75 1130 (46,3)

>75 575 (23,6)

Total 2439

Ergebnisse

24

3.1.1.3 Body-Mass-Index

Der für die Patienten berechnete BMI betrug im Durchschnitt 30,3 ± 5,7 kg/m² und lag damit nach der Definition der WHO (siehe Abschnitt 2.2.1.1) schon im Bereich der Adipositasgrup- pe 1. Die Verteilung des BMI reichte in der hier untersuchten Patientengruppe von 16,5 kg/m² bis 60,9 kg/m². 43,4% der Patienten (n=1058) lagen über dem hier errechneten Durchschnitt.

Tabelle 2 veranschaulicht die Verteilung der Gewichtsgruppen nach BMI.

Tabelle 2: Verteilung des Body-Mass-Indexes

3.1.1.4 OP-Indikation

Die am häufigsten erfasste Indikation für die Krankenhausaufnahme und für die nachfolgende endoprothetische Operation war mit 84,9% eine primäre Gonarthrose. Die weiteren Aufnah- mediagnosen zeigt die Tabelle 3.

Tabelle 3: Verteilung der Aufnahmediagnosen aller Patienten

BMI Anzahl (%)

Untergewicht (<18,5) 8 (0,3)

Normalgewicht (18,5-24,9) 409 (16,8)

Prä-Adipositas (25,0-29,9) 898 (36,8)

Adipositas 1 (30,0-34,9) 665 (27,3)

Adipositas 2 (35,0-39,9) 300 (12,3)

Adipositas 3 (≥40,0) 159 (6,5)

Total 2439

Aufnahmediagnose Anzahl (%)

Primäre Gonarthrose 2070 (84,9)

Sekundäre Gonarthrose 242 (9,9)

Posttraumatische Gonarthrose 75 (3,1) Sonstige Diagnosen (mit je n<20) 52 (2,1)

Total 2439

Ergebnisse

25

3.1.1.5 Alkohol- und Nikotinkonsum

1027 (42,1%) Patienten gaben an, mindestens gelegentlich Alkohol zu trinken und 282 (11,6%) Patienten konsumierten meist regelmäßig Nikotin. Die jeweilige Verteilung ist in der Tabelle 4 dargestellt.

Tabelle 4: Verteilung des Alkohol- und Nikotinkonsums aller in dieser Studie einbezogenen Patienten (n=2439)

3.1.1.6 Therapie mit Immunsuppressiva

Im Rahmen dieser Arbeit wurde auch eine dauerhaft vorbestehende Therapie mit steroidalen und nicht-steroidalen Immunsuppressiva erfasst und analysiert. Diese bestand bei Aufnahme bei insgesamt 164 (6,7%) Patienten. Die Verteilung der Wirkstoffe zeigte, dass in 51,7%

(n=119) der Fälle steroidale und in 48,3% (n=111) der Fälle nicht-steroidale Immunsuppres- siva angewandt wurden.

3.1.1.7 Grunderkrankungen

Neben der Aufnahmediagnose waren kardiale Grunderkrankungen (21%), Gefäßerkrankun- gen (11,4%) und metabolische Grunderkrankungen (10,8%) in der Patientenkohorte am häu- figsten zu finden. Morbus Ahlbäck wurde als Erkrankung des Knies gesondert erfasst. Alle weiteren Erkrankungen sind in der Tabelle 5 aufgelistet.

Alkohol- und Nikotinkonsum Anzahl (%)

Alkoholkonsum Total 1027

Gelegentlich 961 (93,6)

Regelmäßig 66 (6,4)

Nikotinkonsum Total 282

Gelegentlich 45 (16)

Regelmäßig 237 (84)

Ergebnisse

26 Tabelle 5: Verteilung der Grunderkrankungen und vorbestehender Infektionen aller in dieser

Studie einbezogenen Patienten (n=2439)

Grunderkrankungen Anzahl (%)

Kardiale Grunderkrankungen 1890 (21,0)

Arterieller Hypertonus 1783 (19,8)

Kardiale Grunderkrankungen (ohne art. Hypertonie) 817 (9,1)

Gefäßerkrankungen 1023 (11,4)

Venöse Erkrankungen, Varikosis 804 (8,9)

Cerebrale Durchblutungsstörungen 232 (2,6)

Arterielle Erkrankungen (nicht zerebral) 120 (1,3)

Metabolische Grunderkrankungen 972 (10,8)

Hypercholersterinämie, Hyperlipidämie 615 (6,8)

Diabetes mellitus 367 (4,1)

NIDDM¹ 252 (2,8)

IDDM² 119 (1,3)

Hyperurikämie, Gicht 233 ( 2,6)

Allergien 917 (10,2)

Allergie gegen Medikamente 404 (4,5)

Nickelallergie 151 (1,7)

Sonstige Allergien 666 (7,4)

Traumata, Orthopädische Grunderkrankungen 657 (7,3)

Gastroenterologische Grunderkrankungen 650 (7,2)

Endokrinologische Grunderkrankungen 634 (7,1)

Schilddrüsenerkrankungen 524 (5,8)

Osteoporose 146 (1.6)

Sonstige endokrinologische Erkrankungen 8 (0,1)

Pulmonale Grunderkrankungen 375 (4,2)

Neurologische Grunderkrankungen 336 (3,7)

Nephrologische Grunderkrankungen 260 (2,9)

Psychiatrische Grunderkrankungen 217 (2,4)

Rheumatische Grunderkrankungen (ohne M. Ahlbäck) 186 (2,1)

Hämatologische Grunderkrankungen 149 (1,7)

Dermatologische Erkrankungen 109 (1,2)

Vorbestehende Haut und Weichteildefekte 60 (0,7)

Morbus Ahlbäck 34 (0,4)