Intervention Review

Neuromuscular electrical stimulation for muscle weakness in adults with advanced disease

  1. Matthew Maddocks1,*,
  2. Wei Gao1,
  3. Irene J Higginson1,
  4. Andrew Wilcock2

Editorial Group: Cochrane Pain, Palliative and Supportive Care Group

Published Online: 31 JAN 2013

Assessed as up-to-date: 7 DEC 2012

DOI: 10.1002/14651858.CD009419.pub2


How to Cite

Maddocks M, Gao W, Higginson IJ, Wilcock A. Neuromuscular electrical stimulation for muscle weakness in adults with advanced disease. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 1. Art. No.: CD009419. DOI: 10.1002/14651858.CD009419.pub2.

Author Information

  1. 1

    Cicely Saunders Institute, King's College London, Department of Palliative Care, Policy and Rehabilitation, London, UK

  2. 2

    University of Nottingham, Hayward House Macmillan Specialist Palliative Care Unit, Nottingham, UK

*Matthew Maddocks, Department of Palliative Care, Policy and Rehabilitation, Cicely Saunders Institute, King's College London, Denmark Hill, London, SE5 9PJ, UK. matthew.maddocks@kcl.ac.uk.

Publication History

  1. Publication Status: New
  2. Published Online: 31 JAN 2013

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Abstract

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Background

Patients with progressive diseases often experience muscle weakness, which impacts adversely on levels of independence and quality of life. In those who are unable or unwilling to undertake traditional forms of exercise, neuromuscular electrical stimulation (NMES) may provide an alternative method of enhancing leg muscle strength. Programmes appear to be well tolerated and have led to improvements in muscle function, exercise capacity and quality of life. However, estimates regarding the effectiveness of NMES from individual studies lack power and precision.

Objectives

Primary objective: to evaluate the effectiveness of NMES for improving muscle strength in adults with advanced disease. Secondary objective: to examine the acceptability and safety of NMES, and changes in muscle function (strength or endurance), muscle mass, exercise capacity, breathlessness and health-related quality of life.

Search methods

Studies were identified from searches of The Cochrane Library, MEDLINE, EMBASE, CINAHL and PsycINFO databases to July 2012, citation searches, conference proceedings and previous systematic reviews.

Selection criteria

We included randomised controlled trials (RCTs) in adults with advanced chronic obstructive pulmonary disease (COPD), chronic heart failure, cancer or human immunodeficiency virus/acquired immunodeficency syndrome (HIV/AIDS) comparing a programme of NMES as a sole or adjunct intervention to no treatment, placebo NMES or an active control. We imposed no language restriction.

Data collection and analysis

Two review authors independently extracted data on study design, participants, interventions and outcomes. We assessed risk of bias using the Cochrane Collaboration's tool. We calculated mean differences (MD) or standardised mean differences (SMD) between intervention and control groups for outcomes with sufficient data; for other outcomes we described findings from individual studies.

Main results

Eleven studies involving a total of 218 participants met the inclusion criteria across COPD, chronic heart failure and thoracic cancer. NMES significantly improved quadriceps strength by a SMD of 0.9 (95% confidence interval (CI) 0.33 to 1.46), equating to approximately 25 Newton metres (Nm) (95% CI 9 to 41). Mean differences across various walking tests, favouring NMES, were 40 m (95% CI -4 to 84) for the six-minute walk test, 69 m (95% CI 19 to 119) for the incremental shuttle walk test and 160 m (95% CI 34 to 287) for the endurance shuttle walk test. Limited evidence was available for the assessment of other secondary outcomes.

Authors' conclusions

NMES appears an effective means of improving muscle weakness in adults with progressive diseases such as COPD, chronic heart failure and cancer. Further research is required to clarify its place in clinical practice, by determining the optimal parameters for a NMES programme, the patients most likely to benefit, and its impact on morbidity and service use.

 

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Muscle stimulation for weakness in adults with advanced disease

Individual studies suggest that the use of neuromuscular electrical stimulation, or NMES, may help improve muscle weakness which occurs as a consequence of a progressive disease. NMES uses a lightweight stimulator unit and skin electrodes to produce a muscle contraction. Being a passive form of exercise, it allows patients to exercise their leg muscles at home and unsupervised. This may be particularly helpful for patients who are unable to take part in existing forms of exercise, for example, because of breathlessness or fatigue.

This review considers 11 small clinical trials comparing NMES to no exercise or 'placebo NMES' in patients with advanced COPD, chronic heart failure or thoracic cancer. NMES appears to be effective, with programmes leading to improvements in leg muscle strength and ability to exercise. However, these benefits need to be confirmed in larger trials and further research is required to help determine effects on other outcomes such as quality of life and use of healthcare services.

 

Résumé

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Stimulation électrique neuromusculaire dans l'affaiblissement musculaire d'adultes souffrant d'une maladie à un stade avancé

Contexte

Les patients souffrant de maladies évolutives sont souvent victimes d'un affaiblissement musculaire, dont les effets sur les niveaux d'indépendance et la qualité de vie sont néfastes. Chez les personnes qui ne peuvent pas ou qui ne souhaitent pas pratiquer un exercice sous sa forme traditionnelle, la stimulation électrique neuromusculaire (SENM) pourrait être une méthode alternative pour améliorer la force musculaire de leurs jambes. Les programmes semblent être bien tolérés et ont permis d'améliorer la fonction musculaire, la capacité à pratiquer un exercice, ainsi que la qualité de vie. Toutefois, les estimations d'études individuelles concernant l'efficacité de la SENM ont une puissance statistique et une précision insuffisantes.

Objectifs

Objectif principal : évaluer l'efficacité de la SENM dans l'amélioration de la force musculaire d'adultes souffrant d'une maladie à un stade avancé. Objectif secondaire : examiner l'acceptabilité et la sécurité de la SENM, ainsi que les modifications de la fonction musculaire (force et endurance), de la masse musculaire, de la capacité à pratiquer un exercice, de l'essoufflement et de la qualité de vie liée à la santé.

Stratégie de recherche documentaire

Des études ont été identifiées dans des recherches réalisées dans les bases de données de The Cochrane Library, MEDLINE, EMBASE, CINAHL et PsycINFO jusqu'en juillet 2012, des références bibliographiques, des actes de conférence et des revues systématiques précédentes.

Critères de sélection

Nous avons inclus des essais contrôlés randomisés (ECR) réalisés chez des adultes souffrant d'une maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) avancée, d'une insuffisance cardiaque chronique, d'un cancer ou du virus de l'immunodéficience humaine/syndrome de l'immunodéficience acquise (VIH/SIDA) comparant un programme de SENM en tant qu'intervention unique ou adjuvante à l'absence de traitement, à une SENM placebo ou à un groupe témoin actif. Nous n'avons imposé aucune restriction de langue.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de la revue ont extrait des données concernant la conception de l'étude, les participants, les interventions et les résultats de manière indépendante. Nous avons évalué les risques de biais à l'aide d'un outil de la Cochrane Collaboration. Nous avons calculé les différences moyennes (DM) ou les différences moyennes standardisées (DMS) entre les groupes expérimentaux et témoins pour les résultats contenant suffisamment de données ; pour les autres résultats, nous avons décrit les conclusions provenant d'études individuelles.

Résultats Principaux

Onze études, impliquant un total de 218 participants, répondaient aux critères d'inclusion (MPOC, insuffisance cardiaque chronique et cancer du thorax). La SENM améliorait de façon significative la force des quadriceps avec une DMS de 0,9 (intervalle de confiance (IC) à 95 % 0,33 à 1,46), ce qui équivaut à environ 25 Newton-mètres (Nm) (IC à 95 % 9 à 41). Les différences moyennes entre plusieurs tests de marche, favorisant la SENM, étaient de 40 m (IC à 95 % - 4 à 84) pour le test de marche de six minutes, de 69 m (IC à 95 % 19 à 119) pour le test de marche navette à vitesse croissante et de 160 m (IC à 95 % 34 à 287) pour le test de marche navette d'endurance. Des preuves limitées étaient disponibles pour évaluer d'autres résultats secondaires.

Conclusions des auteurs

La SENM semble être une méthode efficace pour améliorer l'affaiblissement musculaire d'adultes souffrant de maladies évolutives, comme une MPOC, une insuffisance cardiaque chronique et le cancer. D'autres recherches sont nécessaires pour clarifier sa place au sein de la pratique clinique, en déterminant les paramètres optimaux d'un programme de SENM, les patients les plus susceptibles d'en bénéficier, ainsi que son impact sur la morbidité et l'utilisation de ce service.

 

Résumé simplifié

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Stimulation électrique neuromusculaire dans l'affaiblissement musculaire d'adultes souffrant d'une maladie à un stade avancé

Stimulation musculaire dans l'affaiblissement d'adultes souffrant d'une maladie à un stade avancé

Des études individuelles suggèrent que le recours à la stimulation électrique neuromusculaire, ou SENM, peut permettre d'améliorer l'affaiblissement musculaire provoqué par une maladie évolutive. La SENM utilise une unité de stimulation légère et des électrodes cutanées pour contracter les muscles. Étant donné qu'il s'agit d'une forme passive d'exercice, les patients peuvent exercer leurs muscles jambiers à domicile sans être supervisés, ce qui peut être particulièrement utile pour les personnes incapables d'effectuer les autres formes d'exercices, par exemple, en raison d'essoufflements ou de fatigue.

La présente revue prend en compte 11 essais cliniques de petite taille comparant la SENM à l'absence d'exercice ou à une « SENM placebo » chez des patients souffrant d'une maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) à un stade avancé, d'une insuffisance cardiaque chronique ou d'un cancer du thorax. La SENM semble être efficace grâce aux programmes améliorant la force musculaire des jambes et la capacité à faire de l'exercice. Toutefois, ces effets bénéfiques doivent être confirmés dans des essais de plus grande taille et des recherches supplémentaires sont nécessaires afin de déterminer les effets sur d'autres critères de jugement, comme la qualité de vie et le recours à des services médicaux.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 5th February, 2013
Traduction financée par: Minist�re du Travail, de l'Emploi et de la Sant� Fran�ais