Ultrasound and shockwave therapy for acute fractures in adults

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Authors


Abstract

Background

The morbidity and socioeconomic costs of fractures are considerable. The length of time to healing is an important factor in determining a patient's recovery after a fracture. Ultrasound may have a therapeutic role in reducing the time to union after fracture.

Objectives

To assess the effects of low intensity ultrasound (LIPUS), high intensity focused ultrasound (HIFUS) and extracorporeal shockwave therapies (ECSW) as part of the treatment of acute fractures in adults.

Search methods

We searched the Cochrane Bone, Joint and Muscle Trauma Group Specialised Register (December 2011), the Cochrane Central Register of Controlled Trials (in The Cochrane Library 2011, Issue 4), MEDLINE (1950 to November Week 3 2011), EMBASE (1980 to 2011 Week 49), trial registers and reference lists of articles.

Selection criteria

Randomised controlled trials evaluating ultrasound treatment in the management of acute fractures in adults. Studies including participants over 18 years of age with acute fractures, reporting functional outcomes, time to union, non-union, secondary procedures such as for fixation or delayed or non-union, adverse effects, pain, costs or patient adherence were included.

Data collection and analysis

Two authors independently extracted data from the included studies. Treatment effects were assessed using mean differences or risk ratios and, where there was substantial heterogeneity, pooled using a random-effects model. Results from 'worst case' analyses, which gave more conservative estimates of treatment effects for time to fracture union, are reported in preference to those from 'as reported' analyses.

Main results

Twelve studies, involving 622 participants with 648 fractures, were included. Eight studies were randomised placebo-controlled trials, two studies were randomised controlled trials without placebo controls, one study was a quasi-randomised placebo controlled trial and the remaining study was a quasi-randomised controlled trial without placebo control. Eleven trials tested LIPUS and one trial tested ECSW. Four trials included participants with conservatively treated upper limb complete fractures and six trials included participants with lower limb complete fractures; these were surgically fixed in four trials. The remaining two trials reported results for conservatively treated tibial stress fractures.

Very limited data from two complete fracture studies showed no difference between ultrasound and placebo control in functional outcome. Pooled estimates from two studies found LIPUS did not significantly affect the time to return to training or duty in soldiers or midshipmen with stress fractures (mean difference -8.55 days, 95% CI -22.71 to 5.61).

Based on a 'worst case' analysis, which adjusted for incomplete data, pooled results from eight heterogeneous studies showed no statistically significant reduction in time to union of complete fractures treated with LIPUS (standardised mean difference -0.47, 95% CI -1.14 to 0.20). This result could include a clinically important benefit or harm, and should be seen in the context of the highly significant statistical heterogeneity (I² = 90%). This heterogeneity was not explained by the a priori subgroup analyses (upper limb versus lower limb fracture, smoking status). An additional subgroup analysis comparing conservatively and operatively treated fractures raised the possibility that LIPUS may be effective in reducing healing time in conservatively managed fractures, but the test for subgroup differences did not confirm a significant difference between the subgroups.

Pooled results from eight trials reporting proportion of delayed union or non-union showed no significant difference between LIPUS and control. Adverse effects directly associated with LIPUS and associated devices were found to be few and minor, and compliance with treatment was generally good. One study reporting on pain scores found no difference between groups at eight weeks.

One quasi-randomised study (59 fractures) found no significant difference between ECSW and no-placebo control groups in non-union at 12 months (risk ratio 0.56, 95% CI 0.15 to 2.01). There was a clinically small but statistically significant difference in the visual analogue scores for pain in favour of ECSW at three month follow-up. The only reported complication was infection, with no significant difference between the two groups.

Authors' conclusions

While a potential benefit of ultrasound for the treatment of acute fractures in adults cannot be ruled out, the currently available evidence from a set of clinically heterogeneous trials is insufficient to support the routine use of this intervention in clinical practice. Future trials should record functional outcomes and follow-up all trial participants.

Résumé

Thérapies par ultrasons et ondes de choc pour les fractures aiguës chez l'adulte

Contexte

Les fractures ont un coût considérable en termes socio-économiques et de morbidité. Le temps de cicatrisation est un facteur important de la récupération d'un patient après une fracture. Les ultrasons pourraient avoir un rôle thérapeutique dans la réduction du temps nécessaire au ressoudage de l'os après une fracture.

Objectifs

Évaluer les effets des thérapies par ultrasons pulsés de faible intensité (LIPUS), par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFUS) et par ondes de choc extra-corporelles (ECSW) dans le cadre du traitement des fractures aiguës chez l'adulte.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons effectué une recherche dans le registre spécialisé du groupe Cochrane sur les traumatismes ostéo-articulaires et musculaires (décembre 2011), le registre Cochrane des essais contrôlés (dans The Cochrane Library 2011, numéro 4), MEDLINE (de 1950 à la 3ème semaine de novembre 2011), EMBASE (de 1980 à la 49ème semaine de l'année 2011), des registres d’essais cliniques et des bibliographies d'articles.

Critères de sélection

Des essais contrôlés randomisés évaluant l'ultrasonothérapie dans le traitement des fractures aiguës chez l'adulte. Pour être incluses les études devaient porter sur des participants de plus de 18 ans présentant des fractures aiguës et devaient rendre compte des résultats fonctionnels, du temps de ressoudage, de la non cicatrisation, des procédures secondaires (telles que celles exigées pour la fixation, la cicatrisation retardée ou la non cicatrisation), des effets indésirables, de la douleur, des coûts ou de l'observance du traitement par le patient.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs ont extrait les données des études incluses de manière indépendante. Les effets des traitements ont été évalués à l'aide des différences moyennes ou des risques relatifs et, lorsqu'il y avait une hétérogénéité importante, le regroupement a été effectué à l'aide d'un modèle à effets aléatoires. Les résultats d'analyse par la méthode du 'cas le plus défavorable', qui génèrent des estimations plus prudentes des effets du traitement sur le temps de ressoudage, sont présentées de préférence aux analyses ne faisant que citer les rapports.

Résultats Principaux

Douze études, impliquant 622 participants avec 648 fractures, ont été incluses. Huit études étaient des essais randomisés contrôlés par placebo, deux études étaient des essais contrôlés randomisés sans contrôle placebo, une étude était un essai quasi-randomisé contrôlé par placebo et la dernière étude était un essai contrôlé quasi-randomisé sans contrôle placebo. Onze essais avaient testé le LIPUS et un essai avait testé l'ECSW. Quatre essais incluaient des participants ayant des fractures complètes des membres supérieurs traitées de manière conservatrice et six essais incluaient des participants souffrant de fractures complètes des membres inférieurs (celles-ci avaient été fixées chirurgicalement dans quatre essais). Les deux autres études avaient rendu compte des résultats pour des fractures de stress du tibia traitées de manière conservatrice.

Des données très limitées provenant de deux études sur des fractures complètes ne montrent aucune différence entre les ultrasons et le contrôle placebo concernant le résultat fonctionnel. Les évaluations regroupées de deux études ont montré que le LIPUS n'affectait pas significativement le temps nécessaire pour que des soldats ou des aspirants victimes de fractures de stress puissent retourner à leur entrainement ou à leur poste (différence moyenne -8,55 jours, IC à 95 % -22,71 à 5,61).

Sur la base d'une analyse par la méthode du 'cas le plus défavorable', prenant en compte les données incomplètes, les résultats regroupés de huit études hétérogènes n'ont montré aucune réduction statistiquement significative du temps de ressoudage des fractures complètes traitées par LIPUS (différence moyenne standardisée -0,47 ; IC à 95 % -1,14 à 0,20). Ce résultat pourrait inclure un bénéfice ou un préjudice clinique important et doit être considéré dans le contexte de l'hétérogénéité statistique hautement significative (I² = 90 %). Cette hétérogénéité ne s'expliquait pas par les analyses a priori de sous-groupes (fracture de membre supérieur versus membre inférieur, consommation de tabac). Une analyse supplémentaire par sous-groupes, comparant les fractures traitées de manière conservatrice et chirurgicale, a soulevé la possibilité que le LIPUS puisse être efficace dans la réduction du temps de cicatrisation des fractures gérées de manière conservatrice, mais le test des différences entre sous-groupes n'a pas confirmé leur significativité.

Les résultats regroupés de huit essais rendant compte des proportions de cicatrisations retardées et de non cicatrisation n'ont montré aucune différence significative entre le LIPUS et le contrôle. Les effets indésirables directement liés au LIPUS et aux dispositifs associés se sont avérés rares et mineurs ; l'observance du traitement était généralement bonne. Une étude rendant compte des scores de douleur n'avait trouvé aucune différence entre les groupes après huit semaines.

Un étude quasi-randomisée (59 fractures) n'avait trouvé aucune différence significative entre l'ECSW et les groupes de contrôle non-placebo concernant la non cicatrisation après 12 mois (risque relatif 0,56 ; IC à 95 % 0,15 à 2,01). Il y avait une différence cliniquement faible mais statistiquement significative au niveau des scores visuels analogiques de la douleur, en faveur de l'ECSW, après trois mois de suivi. La seule complication signalée était l'infection, sans différence significative entre les deux groupes.

Conclusions des auteurs

Bien qu'un éventuel bénéfice des ultrasons dans le traitement des fractures aiguës chez l'adulte ne puisse être exclu, les données actuellement disponibles provenant d'une série d'essais cliniques hétérogènes ne sont pas suffisantes pour étayer l'utilisation systématique de cette intervention en pratique clinique. Les futurs essais devraient enregistrer les résultats fonctionnels et suivre tous les participants à l'essai.

Plain language summary

Does ultrasound treatment of broken bones in adults help improve bone healing times and reduce complications?

Broken bones (fractures) are a major cause of disability in adults. The time taken for a bone to heal (achieve "union") is an important factor in determining recovery after an injury. A minority of fractures fail to heal at all or in an appropriate period of time. This review set out to find out whether treatment with ultrasound, in a variety of forms, accelerates fracture healing and reduces complications associated with fresh (acute) fractures. A related intervention, shockwave therapy, was also examined. Typically, ultrasound treatment involves placing a special device in contact with the skin overlying the fracture site for around 20 minutes on a daily basis.

Twelve studies, involving 622 participants with 648 fractures, were included in this review. Most participants had suffered a fresh complete fracture of a single bone. The participants of two trials had incomplete or stress fractures, resulting from heavy exercise. Four trials tested the effects of ultrasound on healing of upper limb fractures and the other trials, on lower limb fractures. The most commonly investigated bone was the tibia (shin bone). Eleven trials tested low intensity pulsed ultrasound and one trial tested shockwave therapy.

Most trials compared a working ultrasound device with a sham device and thus protected against placebo effects. However, the results of many trials were probably biased because of missing data from several trial participants. Additionally, the trials were very varied; for example, in the bone that was broken and that some fractures were treated surgically. Based on analyses that adjusted for these missing data, the review found that the available evidence did not confirm that ultrasound speeded up bone healing or prevented non-union. The results from one low quality trial testing shockwave therapy were inconclusive. Few complications were reported and these were not related to the ultrasound or shockwave therapy.

Résumé simplifié

Thérapies par ultrasons et ondes de choc pour les fractures aiguës chez l'adulte

L'ultrasonothérapie des fractures osseuses chez l'adulte permet-il d'accélérer la cicatrisation de l'os et de réduire les complications ?

Les fractures osseuses sont une cause majeure d'invalidité chez l'adulte. Le temps nécessaire à la cicatrisation d'un os (son « ressoudage ») est un facteur important de la récupération après une blessure. Une minorité de fractures ne cicatrisent pas du tout ou nécessitent pour cela un temps anormal. Cette revue a cherché à savoir si un traitement par ultrasons, sous de multiples formes, accélère la cicatrisation des fractures et réduit les complications associées aux fractures fraiches (aiguës). Une intervention connexe, la thérapie par ondes de choc, a également été examinée. Généralement, l'ultrasonothérapie consiste, pendant environ 20 minutes quotidiennement, à placer un dispositif spécial en contact avec la peau recouvrant le site de la fracture.

Douze études, impliquant 622 participants avec 648 fractures, ont été incluses dans cette revue. La plupart des participants avaient subi une fracture fraîche complète d'un seul os. Les participants de deux essais avaient des fractures incomplètes ou de stress, résultant d'un exercice physique intense. Quatre essais avaient examiné les effets des ultrasons sur la cicatrisation des fractures des membres supérieurs et les autres essais, sur les fractures des membres inférieurs. L'os le plus souvent étudié était le tibia (l'os principal de la jambe). Onze essais avaient testé les ultrasons pulsés de faible intensité et un essai la thérapie par ondes de choc.

La plupart des essais avaient comparé un véritable appareil à ultrasons avec un dispositif fictif, protégeant ainsi de l'effet placebo. Cependant, les résultats de nombreux essais ont été probablement biaisés en raison de données manquantes concernant plusieurs participants. En outre, les essais étaient très variés ; par exemple, pour ce qui est de l'os fracturé et du fait que certaines fractures avaient été traitées chirurgicalement. Sur la base d'analyses ayant tenu compte de ces données manquantes, la revue a constaté que les données disponibles ne confirmaient pas la capacité des ultrasons à accélérer le ressoudage osseux ou à prévenir la non-cicatrisation. Les résultats d'un essai de faible qualité portant sur la thérapie par ondes de choc n'étaient pas concluants. Peu de complications ont été signalées et elles n'étaient pas liées à la thérapie par ultrasons ou par ondes de choc.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 18th May, 2012
Traduction financée par: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français

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