Electromagnetic field stimulation for treating delayed union or non-union of long bone fractures in adults

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Authors


Abstract

Background

Delayed union and non-union of fractures are a considerable cause of morbidity to patients. Laboratory studies have shown that electromagnetic fields can stimulate the formation of new bone, indicating a potential role for electromagnetic stimulation in the treatment of fractures that have failed to heal.

Objectives

To assess the effects of electromagnetic stimulation for treating delayed union or non-union of long bone fractures in adults.

Search methods

We searched the Cochrane Bone, Joint and Muscle Trauma Group Specialised Register (May 2010), the Cochrane Central Register of Controlled Trials (in The Cochrane Library 2010, Issue 2), MEDLINE (1966 to May 2010) and EMBASE (1980 to 2010 Week 20), trial registers and reference lists of articles.

Selection criteria

Randomised controlled trials evaluating electromagnetic field stimulation for the treatment of delayed union or non-union of long bones in adults.

Data collection and analysis

Two authors independently selected studies and performed data extraction and risk of bias assessment. Treatment effects were assessed using risk ratios and, where appropriate, data were pooled using a random-effects model.

Main results

Four studies, involving 125 participants, were included. Three studies evaluated the effects of pulsed electromagnetic fields and one study, capacitive coupled electric fields. Participants with delayed union and non-union of the long bones were included, but most data related to non-union of the tibia. Although all studies were blinded randomised placebo-controlled trials, each study had limitations.

The primary measure of the clinical effectiveness of electromagnetic field stimulation was the proportion of participants whose fractures had united at a fixed time point. The overall pooled effect size was small and not statistically significant (risk ratio 1.96; 95% confidence interval 0.86 to 4.48; 4 trials). There was substantial clinical and statistical heterogeneity in this pooled analysis (I2 = 58%). A sensitivity analysis conducted to determine the effect of multiple follow-up time-points on the heterogeneity amongst the studies showed that the effect size remained non-significant at 24 weeks (risk ratio 1.61; 95% confidence interval 0.74 to 3.54; 3 trials), with similar heterogeneity (I2 = 57%).

There was no reduction in pain found in two trials. No study reported functional outcome measures. One trial reported two minor complications resulting from treatment.

Authors' conclusions

Though the available evidence suggests that electromagnetic field stimulation may offer some benefit in the treatment of delayed union and non-union of long bone fractures, it is inconclusive and insufficient to inform current practice. More definitive conclusions on treatment effect await further well-conducted randomised controlled trials.

Resumen

Antecedentes

Estimulación con campos electromagnéticos para el tratamiento de la consolidación retardada o la consolidación viciosa de las fracturas de huesos largos en adultos

La consolidación retardada y la consolidación viciosa de las fracturas son una causa considerable de morbilidad par los pacientes. Los estudios de laboratorio han revelado que los campos electromagnéticos pueden estimular la nueva formación ósea, lo que indica una función potencial de la estimulación electromagnética en el tratamiento de las fracturas que no lograron consolidar.

Objetivos

Evaluar los efectos de la estimulación electromagnética para el tratamiento de la consolidación retardada o la consolidación viciosa de las fracturas de huesos largos en adultos.

Estrategia de búsqueda

Se hicieron búsquedas en el Registro Especializado del Grupo Cochrane de Lesiones Óseas, Articulares y Musculares (Cochrane Bone, Joint and Muscle Trauma Group) (mayo 2010), Registro Cochrane Central de Ensayos Controlados (Cochrane Central Register of Controlled Trials) (en The Cochrane Library 2010, número 2), MEDLINE (1966 hasta mayo 2010) y en EMBASE (1980 hasta 2010, semana 20), en registros de ensayos y en listas de referencias de artículos.

Criterios de selección

Ensayos controlados aleatorios que evaluaran la estimulación con campos electromagnéticos para el tratamiento de la consolidación retardada o la consolidación viciosa de huesos largos en adultos.

Obtención y análisis de los datos

Dos autores, de forma independiente, seleccionaron los estudios, realizaron la extracción de datos y la evaluación del riesgo de sesgo. Los efectos del tratamiento se evaluaron mediante cocientes de riesgos y, cuando fue apropiado, los datos se agruparon mediante un modelo de efectos aleatorios.

Resultados principales

Se incluyeron cuatro estudios con 125 participantes. Tres estudios evaluaron los efectos de los campos electromagnéticos pulsados y un estudio, los campos eléctricos con acoplamiento capacitivo. Se incluyeron los participantes con consolidación retardada y consolidación viciosa de huesos largos, pero la mayoría de los datos relacionados con la consolidación viciosa de la tibia. Aunque todos los estudios fueron ensayos aleatorios controlados con placebo, cada estudio tuvo limitaciones.

La medida primaria de la efectividad clínica de la estimulación con campos electromagnéticos fue la proporción de participantes cuyas fracturas se habían consolidado en un punto temporal fijo. El tamaño del efecto general agrupado fue pequeño y no estadísticamente significativo (cociente de riesgos 1,96; intervalo de confianza del 95%: 0,86 a 4,48; cuatro ensayos). No hubo heterogeneidad clínica o estadística significativa en este análisis agrupado (I2 = 58%). Un análisis de sensibilidad realizado para determinar el efecto de diferentes puntos temporales de seguimiento sobre la heterogeneidad entre los estudios demostró que el tamaño del efecto permaneció sin significación estadística a las 24 semanas (cociente de riesgos 1,61; intervalo de confianza del 95%: 0,74 a 3,54; tres ensayos), con heterogeneidad similar (I2 = 57%).

No se halló una reducción del dolor en dos ensayos. Ningún estudio informó medidas de resultado funcionales. Un ensayo informó dos complicaciones leves como resultado del tratamiento.

Conclusiones de los autores

Aunque las pruebas disponibles indican que la estimulación con campos electromagnéticos puede ofrecer algún beneficio en el tratamiento de la consolidación retardada y la consolidación viciosa de las fracturas de huesos largos, no es concluyente o suficiente para informar la práctica actual. Las conclusiones más definitivas sobre el efecto del tratamiento aguardan ensayos controlados aleatorios adicionales bien realizados.

Traducción

Traducción realizada por el Centro Cochrane Iberoamericano

Résumé scientifique

Stimulation par champ électromagnétique pour le traitement du retard de consolidation ou de la pseudarthrose des fractures des os longs chez l'adulte

Contexte

Le retard de consolidation et la pseudarthrose des fractures sont des causes majeures de morbidité pour les patients. Des études de laboratoire ont montré que les champs électromagnétiques pouvaient stimuler la formation d'un nouvel os, ce qui suggère que la stimulation par champ électromagnétique pourrait jouer un rôle potentiel dans le traitement des fractures non cicatrisées.

Objectifs

Évaluer les effets de la stimulation électromagnétique dans le traitement du retard de consolidation ou de la pseudarthrose des fractures des os longs chez l'adulte.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons consulté le registre spécialisé du groupe Cochrane sur les traumatismes ostéo-articulaires et musculaires (mai 2010), le registre Cochrane des essais contrôlés (dans la Bibliothèque Cochrane, 2010, numéro 2), MEDLINE (de 1966 à mai 2010) et EMBASE (de 1980 à la semaine 20 de 2010), ainsi que les registres d’essais cliniques et les références bibliographiques des articles.

Critères de sélection

Les essais contrôlés randomisés évaluant une stimulation par champ électromagnétique dans le traitement du retard de consolidation ou de la pseudarthrose des os longs chez l'adulte.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs ont sélectionné les études, extrait les données et évalué le risque de biais de manière indépendante. Les effets du traitement ont été évalués à l'aide des risques relatifs et, lorsque cela était approprié, les données ont été combinées à l'aide d'un modèle à effets aléatoires.

Résultats principaux

Quatre études portant sur 125 participants ont été incluses. Trois études évaluaient les effets des champs électromagnétiques pulsés, et une étude étudiait les champs électriques à couplage capacitif. Les participants présentant un retard de consolidation et une pseudarthrose des os longs ont été inclus, mais la plupart des données concernaient la pseudarthrose du tibia. Toutes les études étaient des essais randomisés en aveugle et contrôlés par placebo mais toutes présentait des limitations.

Le critère de jugement principal de l'efficacité clinique de la stimulation par champ électromagnétique était le nombre de participants dont les fractures s'étaient consolidées à un point-temps donné. L'effet global combiné était faible et n'était pas statistiquement significatif (risque relatif de 1,96 ; intervalle de confiance à 95% entre 0,86 et 4,48 ; 4 essais). Une hétérogénéité clinique et statistique substantielle était observée dans cette analyse combinée (I2 = 58 %). Une analyse de sensibilité visant à déterminer l'effet des multiples points-temps de suivi sur l'hétérogénéité entre les études révélait que la quantité d’effet demeurait non significative à 24 semaines (risque relatif de 1,61 ; intervalle de confiance à 95% entre 0,74 et 3,54 ; 3 essais), avec une hétérogénéité similaire (I2 = 57 %).

Aucune réduction de la douleur n'était rapportée dans deux essais. Aucune étude ne rapportait de mesures des résultats fonctionnels. Un essai rapportait deux complications mineures associées au traitement.

Conclusions des auteurs

Les preuves disponibles suggèrent que la stimulation par champ électromagnétique pourrait conférer certains bénéfices dans le traitement du retard de consolidation et de la pseudarthrose des fractures des os longs, mais elles ne sont pas concluantes et sont insuffisantes pour orienter la pratique actuelle. D'autres essais contrôlés randomisés bien réalisés sont nécessaires avant de tirer des conclusions définitives concernant l'effet du traitement.

Plain language summary

Does electromagnetic field stimulation help heal fractures that are failing or have failed to heal?

Broken bones (fractures) that do not heal (thus do not achieve "union") in the normal time period can lead to a loss of function and pain. This problem leads to a reduction in a person's quality of life and may prevent their return to work with consequent costs to society. This review determines whether treatment with electromagnetic fields is effective in healing fractures that have not united based upon the best available evidence. The review only looks at fractures of the long bones. These are the upper arm bone, the two forearm bones, the thigh bone, and the two lower leg bones.

Four studies, which involved 125 participants, were included in this review. The majority of participants had suffered a broken tibia that had not healed as quickly as expected or at all. The results of this review suggest that there may be a benefit on bone healing from electromagnetic field stimulation. However, the available evidence was not good enough to be certain of this and it may not apply to current practice. Electromagnetic field stimulation appears to be safe. The two complications reported were minor involving irritation of the skin.

Résumé simplifié

La stimulation par champ électromagnétique contribue-t-elle à la cicatrisation des fractures non consolidées ou présentant un retard de consolidation ?

Les os cassés (fractures) qui ne cicatrisent pas (absence de consolidation) au cours d'une période normale peuvent provoquer des douleurs et une perte de fonction. Ce problème peut nuire à la qualité de vie des patients et les empêcher de reprendre leur travail, avec tous les coûts que cela implique pour la société. L'objectif de cette revue est d'évaluer si le traitement par champ électromagnétique est efficace pour permettre la cicatrisation des fractures non consolidées sur la base des meilleures preuves disponibles. Cette revue examine uniquement les fractures des os longs. Il s'agit de l'os de la partie supérieure du bras, des deux os de l'avant-bras, de l'os de la cuisse et des deux os de la partie inférieure de la jambe.

Quatre études portant sur 125 participants ont été incluses dans cette revue. La plupart des participants avaient été victimes d'une fracture du tibia qui n'avait pas cicatrisé aussi vite que prévu ou n'avait pas cicatrisé du tout. Les résultats de cette revue suggèrent que la stimulation par champ électromagnétique pourrait être bénéfique pour la cicatrisation des os. Néanmoins, les preuves disponibles n'étaient pas suffisamment solides pour établir ces bénéfices de manière définitive et pourraient ne pas s'appliquer à la pratique actuelle. La stimulation par champ électromagnétique semble sûre. Les deux complications rapportées étaient mineures et concernaient une irritation de la peau.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st July, 2013
Traduction financée par: Pour la France : Minist�re de la Sant�. Pour le Canada : Instituts de recherche en sant� du Canada, minist�re de la Sant� du Qu�bec, Fonds de recherche de Qu�bec-Sant� et Institut national d'excellence en sant� et en services sociaux.

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