Evaluation of aseptic loosening of knee prostheses by quantitative bone scintigraphy

Summary

In not infected knee prostheses bone scintigraphy is a possible method to diagnose mechanical loosening, and therefore, to affect treatment regimes in symptomatic patients. However, hitherto studies showed controversial results for the reliability of bone scintigraphy in diagnosing loosened knee prostheses by using asymptomatic control groups. Therefore, the aim of our study was to optimize the interpretation procedure and to evaluate the accuracy using results from revision surgery as standard. Methods: Retrospectively, we were able to examine the tibial component in 31 cemented prostheses. In this prostheses infection was excluded by histological or bacteriological examination during revision surgery. To quantify bone scintigraphy, we used medial and lateral tibial regions with a reference region from the contralateral femur. Results: To differentiate between loosened and intact prostheses we found a threshold of 5.0 for the maximum tibia to femur ratio of the both tibial regions and a threshold of 18% for the difference of the ratio of both tibial regions. Using these thresholds, values of 0.9, 1, 0.85, 1, and 0.94 were calculated for sensitivity, specificity, negative predictive value, positive predictive value, and accuracy, respectively. To get a sensitivity of 1, we found a lower threshold of 3.3 for the maximum tibia to femur ratio. Conclusion: Quantitative bone scintigraphy appears to be a reliable diagnostic tool for aseptic loosening of knee prostheses with thresholds evaluated by revision surgery results being the golden standard.

Zusammenfassung

Nach Ausschluss einer Protheseninfektion ermöglicht die Skelettszintigraphie den Nachweis einer aseptischen Knieprothesenlockerung und kann so die Therapieplanung wesentlich beeinflussen. Allerdings fanden sich bislang in Studien kontroverse Ergebnisse bezüglich der Wertigkeit der Skelettszintigraphie. Dies ist möglicherweise auf die bisher verwendeten, rein klinischen Daten als Goldstandard zurückzuführen. Ziel dieser Studie war, den Nutzen der quantitativen Skelettszintigraphie unter Verwendung des intraoperativen Ergebnisses der Wechseloperation als Goldstandard zu untersuchen. Methodik: Retrospektiv war eine Auswertung der tibialen Prothesenkomponente bei 31 zementierten Knieprothesen möglich. Eine Infektion war intraoperativ mikrobiologisch oder histologisch ausgeschlossen. Zur Quantifizierung der Skelettszintigraphie wurde der Knochenstoffwechsel des medialen und lateralen Tibiakopfes mit dem Knochenstoffwechsel des kontralateralen Femurs mittels ROI-Technik verglichen. Ergebnisse: Für die Diagnose einer Lockerung wurde für den maximalen Quotienten der beiden Tibia-ROIs zum Femur ein Grenzwert von 5,0 und für den Unterschied der Quotienten beider Tibia- ROIs von 18% gefunden. Unter Verwendung dieser Grenzwerte ergaben sich im untersuchten Kollektiv für Sensitivität, Spezifität, negativen und positiven Vorhersagewert sowie die Genauigkeit Werte von 0,9, 1, 0,85, 1 und 0,94. Um eine Sensitivität von 1,0 zu erreichen, wurde für den maximalen Quotienten ein unterer Grenzwert von 3,3 gefunden. Schlussfolgerung: Die quantitative Skelettszintigraphie ermöglicht eine gute Trennung von fester und gelockerter Knieendoprothese, wenn die Grenzen der Aktivitätsquotienten mit den intraoperativen Ergebnissen als Goldstandard bestimmt werden.

Keywords

Bone scintigraphy - knee prosthesis - aseptic loosening - quantitative evaluation - revision surgery

Schlüsselwörter

Skelettszintigraphie - Knieprothese - aseptische Lockerung - quantitative Auswertung - Wechseloperation

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