Abstract Background Total knee replacement (TKR) is the gold standard treatment for end‐stage chronic osteoarthritis pain, yet many patients report chronic postoperative pain after TKR. The search for preoperative predictors for chronic postoperative pain following TKR has been studied with inconsistent findings. Methods This study investigates the predictive value of quantitative sensory testing (QST) and PainDETECT for postoperative pain 3, 6 and 12 months post‐TKR. We assessed preoperative and postoperative (3 and 6 months) QST measures in 77 patients with knee OA (KOA) and 41 healthy controls, along with neuropathic pain scores in patients (PainDETECT). QST parameters included pressure pain pressure threshold (PPT), pain tolerance threshold (PTT), conditioned pain modulation (CPM) and temporal summation (TS) using cuff algometry, alongside mechanical hyperalgesia and temporal summation to repeated pinprick stimulation. Results Compared to healthy controls, KOA patients at baseline demonstrated hyperalgesia to pinprick stimulation at the medial knee undergoing TKR, and cuff pressure at the calf. Lower cuff algometry PTT and mechanical pinprick hyperalgesia were associated with preoperative KOA pain intensity. Moreover, preoperative pinprick pain hyperalgesia explained 25% of variance in pain intensity 12 months post‐TKR and preoperative neuropathic pain scores also captured 30% and 20% of the variance in postoperative pain at 6 and 12 months respectively. A decrease in mechanical pinprick hyperalgesia from before surgery to 3 months after TKR was associated with lower postoperative pain at the 12 months post‐TKR follow‐up. Conclusion Our findings suggest that preoperative pinprick hyperalgesia and neuropathic‐like pain symptoms show predictive value for the development of chronic post‐TKR pain. Significance Statement This study's findings hold significant implications for chronic pain management in knee osteoarthritis patients, particularly those undergoing total knee replacement surgery (TKR). Mechanical hyperalgesia and neuropathic pain‐like characteristics predict postoperative pain 1 year after TKR, emphasizing the importance of understanding pain phenotypes in OA for selecting appropriate pain management strategies. The normalization of hyperalgesia after surgery correlates with better long‐term outcomes, further highlighting the therapeutic potential of addressing abnormal pain processing mechanisms pre‐ and post‐TKR.

Abstract Mild traumatic brain injury, mTBI, is a leading cause of disability worldwide, with acute pain manifesting as one of its most debilitating symptoms. Understanding acute post-injury pain is important since it is a strong predictor of long-term outcomes. In this study, we imaged the brains of 172 patients with mTBI, following a motorized vehicle collision and used a machine learning approach to extract white matter structural and resting state fMRI functional connectivity measures to predict acute pain. Stronger white matter tracts within the sensorimotor, thalamic-cortical, and default-mode systems predicted 20% of the variance in pain severity within 72 hours of the injury. This result generalized in two independent groups: 39 mTBI patients and 13 mTBI patients without whiplash symptoms. White matter measures collected at 6-months after the collision still predicted mTBI pain at that timepoint (n = 36). These white-matter connections were associated with two nociceptive psychophysical outcomes tested at a remote body site – namely conditioned pain modulation and magnitude of suprathreshold pain–, and with pain sensitivity questionnaire scores. Our validated findings demonstrate a stable white-matter network, the properties of which determine a significant amount of pain experienced after acute injury, pinpointing a circuitry engaged in the transformation and amplification of nociceptive inputs to pain perception.