Assessment of diagnostic methods for the catheter-related bloodstream infections in intensive care units

Yoğun bakım ünitelerinde gelişen kateter ile ilişkili kan dolaşımı enfeksiyonlarının tanısında kullanılan yöntemlerin değerlendirilmesi

Ataman Çiğdem HATİPOĞLU,Korhan İPEKKAN,Behiç ORAL,Ufuk ÖNDE,Cemal BULUT,Ali Pekcan DEMİRÖZ

Abstract

The majority of catheter-related bloodstream infections (CR-BSI) are associated with central venous catheters (CVCs) and most of them develop in patients staying at intensive care units (ICUs). The aim of this study was to assess the performance of different methods for the diagnosis of CR-BSI in neurology and neurosurgery ICUs of our hospital. This prospective study was carried out between January 2007 and January 2008 and all of the patients were followed daily for CR-BSI after the insertion of CVCs. Blood cultures were taken simultaneously from the catheter lumen and from at least one peripheral vein when there was a suspicion of CR-BSI. Additionally, from patients whose CVCs were removed, catheter tip cultures were taken and from patients with exit site infection, cultures of the skin surrounding the catheter entrance were taken. Catheter tip cultures were done by using quantitative and semiquantitative culture methods. Blood cultures taken from the catheter lumen and peripheral vein were incubated in the BACTEC 9050 (Becton Dickinson, USA) automated blood culture system. Gram and acridine orange (AO) staining were used for the smears prepared from the catheter tips and blood cultures. To evaluate the value of culture and staining methods in the diagnosis of CR-BSI; sensitivity, specificity, positive and negative predictive values (PPV and NPV, respectively) of each method were determined. A total of 148 patients (66 male, 82 female; age range: 1-94 years, mean age: 58.7 ± 21.8 years) were included in the study, of whom 67 (45.3%) were from neurology and 81 (54.7%) were from neurosurgery ICUs. One hundred ninety-nine CVC application performed in 148 patients were evaluated. Mean duration of catheterization was 8.5 ± 5.2 days. Thirty-two episodes of CR-BSI among 199 catheterizations (16%) in 29 patients among a total of 148 patients (19.6%) were determined. The most frequently isolated microorganisms were methicillin-resistant coagulase-negative staphylococci (8/32; 25%), penicillin- resistant Enterococcus spp. (8/32; 25%) and Candida albicans (4/32; 12.5%). Sensitivity, specificity, PPV and NPVs of the quantitative and semiquantitative culture methods of the catheter tip and the differential time to positivity (positive result obtained at least two hours earlier in blood cultures drawn through the catheter than the peripheral blood cultures which were taken simultaneously) between blood cultures drawn through the catheter and those drawn from the peripheral vein were 100% for the diagnosis of CR-BSI. Sensitivity and NPV of the isolation method of the same microorganism from blood culture drawn through the catheter and drawn from the peripheral vein were 100%, specificity was 85% and PPV was 88% for the diagnosis of CR-BSI. Sensitivity, specificity, PPV and NPVs of Gram and AO staining for blood cultures drawn through the catheter were similar. Sensitivity, specificity, PPV and NPVs of AO staining of peripheral blood cultures and catheter tip cultures were high compared to Gram staining. In conclusion, the differential time of positive blood cultures drawn through the catheter and drawn simultaneously from the peripheral vein and quantitative and semiquantitative cultures of the catheter tip in patients with removed catheter, were important factors in terms of diagnosis of CR-BSI. It was also concluded that AO staining could provide additional benefit in the diagnosis of CR-BSI since it has higher sensitivity, specificity, PPV and NPVs for peripheral blood cultures and catheter tip cultures compared to Gram staining.

Özet

Kateter ile ilişkili kan dolaşımı enfeksiyonları (KİKDE)’nın çoğu santral venöz kateter (SVK) kullanımı ile ilişkilidir ve sıklıkla yoğun bakım üniteleri (YBÜ)’nde yatan hastalarda ortaya çıkar. Bu çalışmada, hastanemizin Nöroloji ve Beyin Cerrahisi YBÜ’de gelişen KİKDE’nin tanısında kullanılan yöntemlerin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Ocak 2007-Ocak 2008 tarihleri arasında gerçekleştirilen bu prospektif çalışmada, SVK uygulanan tüm hastalar KİKDE yönünden günlük olarak izlenmiş ve KİKDE düşünülen hastalardan eş zamanlı olarak kateter içi kan kültürü ile en az bir adet periferik kan kültürü alınmıştır. Kateteri çekilen hastalardan ek olarak kateter ucu kültürü, kateter çıkış yerinde akıntısı olan hastalardan kateter çıkış yeri kültürü alınmıştır. Kateter ucu örneklerinin kültürü, semikantitatif ve kantitatif kültür tekniklerine uygun şekilde yapılmıştır. Kateter içi kan kültürleri ve periferik kan kültürleri BACTEC 9050 (Becton Dickinson, ABD) otomatik kan kültürü cihazında inkübe edilmiştir. Örneklerin direkt incelemesi ve kültürden hazırlanan preparatların boyanmasında Gram ve akridin oranj (AO) boyama yöntemleri kullanılmıştır. Kültür ve boyama yöntemlerinin KİKDE tanısındaki performansının değerlendirilmesi için her bir yöntemin duyarlılık, özgüllük, pozitif ve negatif prediktif değerleri (PPD ve NPD) hesaplanmıştır. Çalışmaya 82’si kadın, 66’sı erkek olmak üzere 148 hasta (yaş aralığı: 1-94 yıl, yaş ortalaması: 58.7 ± 21.8 yıl) dahil edilmiştir. Hastaların 67 (%45.3)’si nöroloji, 81 (%54.7)’i beyin cerrahisi YBÜ’de yatan olgulardır. Toplam 148 hastaya uygulanan 199 SVK uygulaması değerlendirmeye alınmış; ortalama kateterizasyon süresi 8.5 ± 5.2 gün olarak belirlenmiştir. Hastaların %19.6 (29/148)’sında ve uygulanan 199 kateterizasyon işleminin %16 (32/199)’sında KİKDE geliştiği tespit edilmiştir. Bu enfeksiyonlarda en sık izole edilen mikroorganizmalar; metisiline dirençli koagülaz-negatif stafilokoklar (8/32; %25), penisiline dirençli Enterococcus spp. (8/32; %25) ve Candida albicans (4/32; %12.5) olmuştur. Çalışmamızda, kateter ucunun kantitatif ve semikantitatif kültürünün ve kateter içi ve periferik kan kültürleri arasındaki üreme zaman farkı yönteminin (aynı anda alınmış kateter içi kan kültüründe periferik kan kültüründen en az iki saat önce üreme olması) KİKDE tanısı için duyarlılık, özgüllük, PPD ve NPD’leri %100 olarak saptanmıştır. Kateter içi kan kültürü ve periferik kan kültüründe aynı etkenin üremesi yönteminin KİKDE tanısı için duyarlılık ve NPD %100 iken, özgüllüğü %85, PPD’si %88 olarak belirlenmiştir. Kateter lümeninden alınan kan kültürlerinin Gram ve AO boyama için duyarlılık, özgüllük, PPD ve NPD oranları benzer bulunmuş; periferik kan ve kateter ucu kültürlerinin AO boyamalarının duyarlılık, özgüllük, NPD ve PPD oranları ise, Gram boyama yöntemine göre daha yüksek saptanmıştır. Sonuç olarak, kateter içi ve eş zamanlı olarak alınan periferik kan kültürlerinin üreme zaman farkının ve kateteri çıkarılan hastalarda kantitatif ve semikantitatif kateter ucu kültürlerinin KİKDE’nin tanısı için oldukça değerli olduğu düşünülmüştür. Kateter ucu ve periferik kan kültürleri için, AO boyasının, Gram boyasına göre daha yüksek duyarlılık, özgüllük, PPD ve NPD’ye sahip olduğu için, kateteri çıkarılan hastalarda AO boyasının KİKDE tanısında ek yarar sağlayabileceği görüşüne varılmıştır.