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Chairless Chair Exoskelett. Arbeitsphysiologisch-biomechanische Analyse der unteren Extremitäten

2. Juni 2020 aktualisiert von: Dr. Tessy Luger, University Hospital Tuebingen
Arbeiten im Stehen ist mit einem erhöhten Risiko für Venen- und Muskel-Skelett-Erkrankungen verbunden; Besonders Schmerzen im unteren Rückenbereich werden häufig bei längerer Arbeit im Stehen berichtet. Bei der Arbeit in der Fertigung lassen Arbeitsplätze aufgrund unzureichender funktionaler und räumlicher Gegebenheiten oft keine Stehhilfen zu. 2014 stellte der Autohersteller Audi seinen Mitarbeitern in den Werken das von Noonee entwickelte Unterschenkel-Exoskelett vor. Dieses Exoskelett, der „Chairless Chair“, hat den Vorteil, dass Arbeiten im Stehen im reinen Sitzen auf diesem Gerät ausgeführt werden können. Das Exoskelett bietet das Potenzial zur Reduzierung ungünstiger Körperhaltungen, jedoch ist unklar, welche physiologischen und biomechanischen Belastungen wie beeinflusst werden. Dieser Vorschlag sieht ein Studiendesign vor, das den „Stuhl ohne Stuhl“ in einer Laborumgebung bewertet, indem seine Wirksamkeit in Bezug auf physiologische und biomechanische Parameter getestet wird. Es wird empfohlen, verschiedene Montageaufgaben beim Tragen des Exoskeletts mit denen ohne Tragen des Exoskeletts zu vergleichen. Der „Chairless Chair“ wird nur in einer Größe entwickelt, weshalb wir vorschlagen, Teilnehmer mit unterschiedlicher Körpergröße einzubeziehen, um zu untersuchen, ob die Körpergröße die Wirksamkeit des Tragens des Geräts beeinflusst.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Jeder Teilnehmer wurde allen experimentellen Bedingungen ausgesetzt, die die folgenden waren:

  • Stehen ohne Exoskelett
  • Sitzen mit dem Exoskelett

Für beide Versuchsbedingungen wurde die Arbeitshöhe individuell angepasst, um optimal zu werden. Auch der Arbeitsabstand zu den simulierten Montageaufgaben wurde individuell optimal angepasst. Sowohl die Arbeitshöhe als auch der Abstand orientierten sich an den textuellen Vorgaben der DIN EN ISO 14738:2009-07.

Jeder Arbeitszyklus bestand aus der Montage und Demontage der folgenden drei Aufgaben:

  • Schrauben
  • Clip-Befestigung
  • Kabelmontage

Außerdem untersuchten wir suboptimale Arbeitshöhen und Abstände. Die Ergebnisse dieser suboptimalen Bedingungen werden nicht in den Ergebnissen auf dieser Website berichtet, sondern in einer separaten Veröffentlichung.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

46

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

  • Deutschland
    • Baden-Württemberg
      • Tübingen, Baden-Württemberg, Deutschland, 72074
        • Institute for Occupational and Social Medicine and Health Services Research, University Hospital Tübingen, Faculty of Medicine, Eberhard Karls University Tübingen

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

18 Jahre bis 40 Jahre (ERWACHSENE)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Studienberechtigte Geschlechter

Männlich

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Alter: zwischen 18 und 40 Jahren;
  • Geschlecht männlich;
  • Eine freiwillige Einwilligung nach Aufklärung (mündlich und schriftlich) ist für die Studienteilnahme obligatorisch.

Ausschlusskriterien:

  • Alter: <18 und >40 Jahre alt;
  • Geschlecht Weiblich;
  • Personen, die unter dem Einfluss von Rauschmitteln, Analgetika oder Muskelrelaxanzien stehen;
  • Alkoholmissbrauch;
  • Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen;
  • Menschen mit einem Herzschrittmacher;
  • Menschen mit einer Behinderung, die aufgrund ihrer Einschränkung an einem solchen Arbeitsplatz nicht teilnehmen können;
  • Menschen mit Diabetes mellitus;
  • Menschen mit schweren Muskelkontraktionen der unteren Extremitäten, des Rückens oder der Arme;
  • Menschen mit akuten Beschwerden oder Schmerzen;
  • Personen, die aufgrund sprachlicher oder kognitiver Hindernisse das Prüfungsprogramm nicht absolvieren können;
  • Je nach Schweregrad Menschen mit Erkrankungen der Venen und Gelenke der unteren Extremitäten, der Wirbelsäule, Muskelerkrankungen, symptomatischen neurologisch-psychiatrischen Erkrankungen, akuten Schmerzsyndromen, Erkrankungen oder anderen aktuellen Erkrankungen.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: GRUNDWISSENSCHAFT
  • Zuteilung: ZUFÄLLIG
  • Interventionsmodell: ÜBERQUERUNG
  • Maskierung: KEINER

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
EXPERIMENTAL: Erst ohne Exoskelett dann mit Exoskelett
Der Proband führt die unter „Modellbeschreibung“ beschriebenen Bedingungen zunächst ohne Exoskelett und dann mit Exoskelett durch.
Gerät: Exoskelett "Chairless Chair"
Eine Lösung, um die Exposition von Mitarbeitern gegenüber den damit verbundenen Risiken für die Entwicklung arbeitsbedingter Muskel-Skelett-Erkrankungen zu verringern, ist die Verwendung von Exoskeletten. Der Einsatz eines solchen Geräts in dynamischen Umgebungen hat beispielsweise gegenüber der Robotik den Vorteil, dass kein Programmieren oder Anlernen von Robotern erforderlich ist. Zudem werden Exoskelette am Körper getragen und müssen keine Platzprobleme überwinden. In einer kürzlich erschienenen Übersicht wurden 26 verschiedene Exoskelette beschrieben, von denen nur zwei darauf ausgelegt waren, den Unterkörper bei schwerer Arbeit zu stützen (de Looze et al. 2015). Für weniger intensive Arbeitsaufgaben, wie Montageaufgaben in der Automobilindustrie, hat sich keine Studie auf den Einsatz von Exoskeletten konzentriert, um Mitarbeiter zu entlasten, während sie die Arbeit im Stehen verrichten.
EXPERIMENTAL: Zuerst mit Exoskelett dann ohne Exoskelett
Der Proband führt die unter „Modellbeschreibung“ beschriebenen Bedingungen zuerst mit dem Exoskelett und dann ohne das Exoskelett durch.
Gerät: Exoskelett "Chairless Chair"
Eine Lösung, um die Exposition von Mitarbeitern gegenüber den damit verbundenen Risiken für die Entwicklung arbeitsbedingter Muskel-Skelett-Erkrankungen zu verringern, ist die Verwendung von Exoskeletten. Der Einsatz eines solchen Geräts in dynamischen Umgebungen hat beispielsweise gegenüber der Robotik den Vorteil, dass kein Programmieren oder Anlernen von Robotern erforderlich ist. Zudem werden Exoskelette am Körper getragen und müssen keine Platzprobleme überwinden. In einer kürzlich erschienenen Übersicht wurden 26 verschiedene Exoskelette beschrieben, von denen nur zwei darauf ausgelegt waren, den Unterkörper bei schwerer Arbeit zu stützen (de Looze et al. 2015). Für weniger intensive Arbeitsaufgaben, wie Montageaufgaben in der Automobilindustrie, hat sich keine Studie auf den Einsatz von Exoskeletten konzentriert, um Mitarbeiter zu entlasten, während sie die Arbeit im Stehen verrichten.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Zentrum des Drucks
Zeitfenster: 10 Minuten von 2 Stunden

Indikator für das Gleichgewicht der Studienteilnehmer. Dieses Ergebnis wurde mit einer Kraftmessplatte gemessen, in der die anteroposteriore und mediolaterale Richtung des Druckzentrums aufgezeichnet wird. Das Druckzentrum ist eine visuelle Projektion des Massenzentrums des Teilnehmers. Für die anteroposteriore Richtung des Druckzentrums repräsentiert ein positiver Wert [mm] die anteriore Richtung und ein negativer Wert [mm] die posteriore Richtung. Für die mediolaterale Richtung des Druckzentrums repräsentiert ein positiver Wert [mm] die rechtslaterale Richtung und ein negativer Wert [mm] die linkslaterale Richtung.

Für dieses Ergebnis haben wir die anteroposteriore Richtung des Druckzentrums aufgezeichnet.

Das Ergebnis ist in mm, wobei neg. spiegelt die hintere Richtung und Pos. die anteriore Richtung.
10 Minuten von 2 Stunden
Muskelaktivität des unteren Rückens (M. Erector Spinae Lumbalis)
Zeitfenster: 10 Minuten von 2 Stunden

Indikator für die muskuläre Belastung im unteren Rücken (M. erector spinae lumbalis), die sich beim Tragen des passiven Exoskeletts verändern können.

Die Muskelaktivität wurde mittels bipolarer Oberflächen-Elektromyographie erfasst, bei der zwei Elektroden auf dem Muskelbauch platziert werden. Der Absolutwert der Muskelaktivitätsaufzeichnungen ist in Mikrovolt angegeben, aber da dies schwer zu interpretieren ist, haben wir dies auf eine freiwillige Referenzkontraktion normalisiert, die von jedem Teilnehmer vor dem Experiment ausgeführt wurde. Die Maßeinheit für die normalisierte Muskelaktivität ist daher ein Prozentsatz, d. h. ein Prozentsatz der elektrischen Aktivität während der willkürlichen Referenzkontraktion [%RVE].
10 Minuten von 2 Stunden

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Rückenhaltung: Oberer Rücken Vorwärtsbeugewinkel in Bezug auf die Senkrechte (Erde)
Zeitfenster: 10 Minuten von 2 Stunden

Die Haltung des Rückens kann Aufschluss darüber geben, ob sich die relative Körperhaltung beim Tragen des passiven Exoskeletts im Vergleich zum Nichttragen des passiven Exoskeletts verändert hat.

In der aktuellen Studie wurde die Rückenhaltung mit zwei gravimetrischen Positionssensoren erfasst, die an den Brustwirbeln T3 und Lendenwirbeln L3 platziert wurden.

Die Differenz zwischen beiden Positionssensoren repräsentiert den Rumpfvorwärtsbeugungswinkel [°].
10 Minuten von 2 Stunden
Subjektives Gefühl des allgemeinen Unbehagens
Zeitfenster: 10 Minuten von 2 Stunden

Geben Sie an, ob die Teilnehmer unter verschiedenen experimentellen Bedingungen beim Tragen oder Nichttragen des passiven Exoskeletts ein unangenehmes Gefühl entwickeln.

Das Unbehagen wurde anhand einer 11-stufigen numerischen Bewertungsskala erfasst, die von 0 (überhaupt kein Unbehagen) bis 10 (maximal vorstellbares Unbehagen) reichte.

Das Ergebnis ist also in [Einheiten auf einer Skala von 0 bis 10].
10 Minuten von 2 Stunden
Teilnehmerbewertung
Zeitfenster: 2 Stunden

Ein Fragebogen, der angibt, ob das Tragen des passiven Exoskeletts bei simulierten Montageaufgaben als bequem, praktikabel und brauchbar bewertet wird.

Nachfolgend sind die 10 Aussagenfragen als Teil des Fragebogens zur Teilnehmerbewertung mit einer Interpretation der Punktzahl dargestellt.

1 bedeutet im Allgemeinen „stimme überhaupt nicht zu“, während 10 im Allgemeinen „stimme voll und ganz zu“ widerspiegelt.

Je nach Frage ist eine Punktzahl näher oder gleich 1 besser und 10 schlechter oder umgekehrt.

Aussagen 1–8: Eine höhere Punktzahl (d. h. nahe 10) wird als besser angesehen. Aussagen 9–10: Eine niedrigere Punktzahl (d. h. nahe 1) wird als besser angesehen
2 Stunden

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

University Hospital Tuebingen

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Allgemeine Veröffentlichungen

Nützliche Links

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (TATSÄCHLICH)

1. Mai 2017

Primärer Abschluss (TATSÄCHLICH)

15. Oktober 2017

Studienabschluss (TATSÄCHLICH)

15. Oktober 2017

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

25. April 2017

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

25. April 2017

Zuerst gepostet (TATSÄCHLICH)

28. April 2017

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (TATSÄCHLICH)

16. Juni 2020

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

2. Juni 2020

Zuletzt verifiziert

1. Juni 2020

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Andere Studien-ID-Nummern

  • UKT-2017-AS0-1569

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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