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Background: Sophisticated guided surgery has not been implemented into total joint replacement-surgery (TJR) of the temporomandibular joint (TMJ) so far. Design and in-house manufacturing of a new advanced drilling guide with vector and length control for a typical TJR fossa component are described in this in vitro study, and its accuracy/utilization was evaluated and compared with those of intraoperative real-time navigation and already available standard drilling guides. Methods: Skull base segmentations of five CT-datasets from different patients were used to design drilling guides with vector and length control according to virtual surgical planning (VSP) for the TJR of the TMJ. Stereolithographic models of the skull bases were printed three times for each case. Three groups were formed to compare our newly designed advanced drilling guide with a standard drilling guide and drill-tracking by real-time navigation. The deviation of screw head position, screw length and vector in the lateral skull base have been evaluated (n = 72). Results: There was no difference in the screw head position between all three groups. The deviation of vector and length was significantly lower with the use of the advanced drilling guide compared with standard guide and navigation. However, no benefit in terms of accuracy on the lateral skull base by the use of real-time navigation could be observed. Conclusion: Since guided surgery is standard in implant dentistry and other CMF reconstructions, this new approach can be introduced into clinical practice soon, in order to increase accuracy and patient safety.

Les arthroplasties totales de la hanche (ATH) et du genou (ATG) sont souvent offertes aux patients atteints de dégénérescence articulaire sévère. Bien qu’efficace chez la majorité des patients, ces interventions mènent à des résultats sous-optimaux dans de nombreux cas. Il demeure difficile d’identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux à l’heure actuelle. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser la gamme de soins et de services offerts et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie. Ce mémoire a comme objectifs : 1) de réaliser une revue systématique des déterminants associés à la douleur et aux incapacités fonctionnelles rapportées par les patients à moyen-terme suivant ces deux types d’arthroplastie et 2) de développer des modèles de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles suivant l’ATH et l’ATG. Une revue systématique de la littérature identifiant les déterminants de la douleur et de la fonction suivant l’ATH et l’ATG a été réalisée dans quatre bases de données jusqu’en avril 2015 et octobre 2014, respectivement. Afin de développer un algorithme de prédiction pouvant identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux, nous avons aussi utilisé des données rétrospectives provenant de 265 patients ayant subi une ATH à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont (HMR) de 2004 à 2010. Finalement, des données prospectives sur 141 patients recrutés au moment de leur inclusion sur une liste d’attente pour une ATG dans trois hôpitaux universitaires à Québec, Canada et suivis jusqu’à six mois après la chirurgie ont permis l’élaboration d’une règle de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles. Vingt-deux (22) études d’une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été incluses dans la revue. Les principaux déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH incluaient: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, un indice de la masse corporelle plus élevé, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, une scolarité plus faible, une arthrose radiographique moins sévère et la présence d’arthrose à la hanche controlatérale. Trente-quatre (34) études évaluant les déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATG avec une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été évaluées et les déterminants suivant ont été identifiés: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, un plus grands niveau d’anxiété et/ou de symptômes dépressifs, la présence de douleur au dos, plus de pensées catastrophiques ou un faible niveau socioéconomique. Pour la création d’une règle de prédiction clinique, un algorithme préliminaire composé de l’âge, du sexe, de l’indice de masse corporelle ainsi que de trois questions du WOMAC préopératoire a permis l’identification des patients à risque de résultats chirurgicaux sous-optimaux (pire quartile du WOMAC postopératoire et percevant leur hanche opérée comme artificielle avec des limitations fonctionnelles mineures ou majeures) à une durée moyenne ±écart type de 446±171 jours après une ATH avec une sensibilité de 75.0% (95% IC: 59.8 – 85.8), une spécificité de 77.8% (95% IC: 71.9 – 82.7) et un rapport de vraisemblance positif de 3.38 (98% IC: 2.49 – 4.57). Une règle de prédiction clinique formée de cinq items du questionnaire WOMAC préopratoire a permis l’identification des patients en attente d’une ATG à risque de mauvais résultats (pire quintile du WOMAC postopératoire) six mois après l’ATG avec une sensibilité de 82.1 % (95% IC: 66.7 – 95.8), une spécificité de 71.7% (95% IC: 62.8 – 79.8) et un rapport de vraisemblance positif de 2.9 (95% IC: 1.8 – 4.7). Les résultats de ce mémoire ont permis d’identifier, à partir de la littérature, une liste de déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH et l’ATG avec le plus haut niveau d’évidence à ce jour. De plus, deux modèles de prédiction avec de très bonnes capacités prédictives ont été développés afin d’identifier les patients à risque de mauvais résultats chirurgicaux après l’ATH et l’ATG. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser leur prise en charge et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie. / Total joint arthroplasties (TJA) are commonly performed procedures for patients afflicted with hip and knee osteoarthritis (OA), and although successful, these surgeries can yield suboptimal results in a non-negligible proportion of patients. In order to improve surgical outcomes, patients at risk of poor results could be targeted with focused interventions. However, the evidence regarding the ability to identify which patients are at risk of poor outcomes is scarce. The objectives of this memoir were 1) to systematically review the literature of preoperative determinants of medium-term patient-reported pain and physical function after total hip arthroplasty (THA) and total knee arthroplasty (TKA) and 2) to develop clinical prediction models allowing the individual identification of patients at risk of poor outcomes following THA and TKA. Systematic literature searches targeting studies evaluating all studied determinants of pain and function following THA and TKA were performed in four important databases until April 2015 and October 2014 respectively. Moreover, retrospective data from 265 patients having undergone THA at the Hôpital Maisonneuve-Rosemont from 2004 to 2010 was used to develop a preliminary prediction algorithm (PA) to identify patients at risk of poor surgical results. Finally, prospective data from 141 patients recruited at their inclusion on a preoperative waitlist for TKA in three hospitals in Québec City, Canada and followed 6 months postoperatively was used to develop a clinical prediction rule (CPR) to identify patients at risk of poor outcomes Twenty-two (22) studies evaluating determinants of poor pain and function after THA with moderate-to-excellent methodological quality found that preoperative levels of pain and function, higher body mass index (BMI), greater medical comorbidities, worse general health, lower education level, lower OA radiographic severity and contralateral hip OA were consistently associated with poor THA outcomes. Thirty-four (34) studies evaluating determinants of poor pain and function after TKA with moderate-to-excellent methodological quality identified preoperative levels of pain and function, greater medical comorbidity, lower general health, greater levels of depression and/or anxiety, presence of back pain, greater pain catastrophizing and greater socioeconomic deprivation as consistently associated with worse outcomes. A preliminary PA consisting of age, gender, BMI and three items of the preoperative Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) was able to identify patients at risk of suboptimal outcomes (worst quartile of the postoperative WOMAC score and perceiving their operated hip as artificial with minor or major limitations) on an average±standard deviation (SD) of 446±171 days after THA with a sensitivity of 75.0% (95% CI: 59.8 – 85.8), a specificity of 77.8% (95% CI: 71.9 – 82.7) and a positive likelihood ratio of 3.38 (98% CI: 2.49 – 4.57). A CPR consisting of five items of the preoperative WOMAC was able to predict the identity of patients awaiting TKA at the highest risk of poor outcomes (worst quintile of the postoperative WOMAC score) six months postoperatively with a sensitivity of 82.1 % (95% CI: 66.7 – 95.8), a specificity of 71.7% (95% CI: 62.8 – 79.8) and a positive likelihood ratio of 2.9 (95% CI: 1.8 – 4.7). This memoir led to the identification of a list of determinants of pain and disability following TKA and THA with the highest level of evidence to date. Moreover, two clinical prediction models with good predictive capabilities were developed in order to allow the identification of patients at risk of poor outcomes following TKA and THA. These findings could help target the patients most likely to benefit from interventions aimed at diminishing their risk profile and improving surgical outcomes of hip or knee arthroplasties. External validation of these rules is warranted before clinical implementation.

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