Wirksamkeit berufsbedingter passiver Rücken-Exoskelette auf die biomechanische Belastung von Lagerarbeitern. (EXO4MMH)

Manuelle Materialhandhabung (MMH) ist bei Lagerarbeiten weit verbreitet und umfasst oft Aufgaben, die hohe körperliche Anforderungen an die beteiligten Arbeiter stellen. Die Folge dieser anstrengenden Aufgaben aufgrund einer herausfordernden physischen Umgebung ist häufig Überanstrengung, die zu Abnutzung und in einigen Fällen zu krankheitsbedingten Fehlzeiten und arbeitsbedingten Muskel-Skelett-Erkrankungen (WMSDs) führen kann. Muskel-Skelett-Erkrankungen sind die Hauptursache für arbeitsunfähige Verletzungen in US-amerikanischen Unternehmen und führen zu jährlichen direkten Kosten von 14 Milliarden US-Dollar. Diese Störungen gehen oft mit Schmerzen im unteren Rücken einher und verursachen weltweit die meisten Jahre mit Behinderungen. Darüber hinaus hängen in Dänemark 37 % aller arbeitsbedingten Störungen mit der Belastung des Bewegungsapparats zusammen, was sie zum größten Faktor für den Krankenstand macht. Im Jahr 2019 wurden die jährlichen Kosten arbeitsbedingter Verletzungen auf 600 Millionen US-Dollar geschätzt.

Tragbare persönliche Assistenzsysteme wie Exoskelette wurden ursprünglich für Rehabilitationszwecke, z. B. als Gehhilfe, und später für militärische Anwendungen entwickelt. Kürzlich wurden Exoskelette für den beruflichen Einsatz eingeführt. Nach Angaben der Europäischen Agentur für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (EUOSHA) werden am Körper getragene Exoskelette derzeit als Hilfsmittel für körperliche Arbeit an Arbeitsplätzen in ganz Europa eingesetzt. Berufliche Exoskelette wurden erstmals 2019 in dänischen Industrieunternehmen gesehen und dort von der Automobilindustrie übernommen. Exoskelette sind eine attraktive Lösung für die Probleme im Zusammenhang mit den körperlichen Belastungen, denen Arbeiter während MMH ausgesetzt sind. Dennoch mangelt es an Studien, die die Vorteile, Risiken und Hindernisse für den Einsatz von Exoskeletten in der Industrie untersuchen. Die meisten Forschungsarbeiten zu berufsbezogenen Exoskeletten wurden in Laboraufbauten oder durch die Simulation von Arbeitsaufgaben unter „idealen“ Bedingungen durchgeführt, während In-situ-Exoskelette, die reale Aspekte widerspiegeln, fast nie untersucht wurden. Trotz des Mangels an Forschung haben sich Exoskelette als vorteilhaft erwiesen, da über eine geringere Muskelbelastung, die durch Oberflächenelektromyographie angezeigt wird, und geringere Beschwerden berichtet wurde. Es wurden jedoch mehrere Einschränkungen durch das Tragen der Exoskelette hervorgehoben: Veränderungen der Kinematik in Form eines geringeren Bewegungsbereichs und einer erhöhten Herzfrequenz. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Entlastung eines bestimmten Gelenks zu einer erhöhten Belastung anderer Körperbereiche führen kann, was neben gemischten Auswirkungen auf die Herzfrequenz und die Benutzbarkeit zu höherer Ermüdung und Anstrengung führt.

Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass berufliche Exoskelette die biomechanische Belastung während MMH verringern. Dies kann sich positiv auf die Entwicklung von Muskelermüdung bestimmter Körperbereiche und arbeitsbedingter Muskel-Skelett-Erkrankungen auswirken. Dennoch gibt es viele unerforschte Aspekte der Implementierung von Exoskeletten für den beruflichen Einsatz in Bezug auf neuromuskuläre Koordination, Veränderungen in der Kinematik, Unbehagen, Haltungsbelastung (aufgrund des Gewichts des Exoskeletts) und Schwierigkeiten für Arbeiter, reibungslose Bewegungen auszuführen.

Dies unterstreicht die Notwendigkeit, die Vor- und Nachteile des beruflichen Einsatzes von Exoskeletten zu klären. Um den Einsatz der Exoskelette in der Industrie zu verbessern, ist es wichtig zu ermitteln, welche Arbeitsaufgaben für welche Exoskelette geeignet sind. Darüber hinaus ist es wichtig zu ermitteln, welche Umgebungsbedingungen den Einsatz von Exoskeletten am Arbeitsplatz kontraindizieren können, z. B. das Arbeiten auf engstem Raum oder die Notwendigkeit hoher körperlicher Präzision. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zur Erforschung der wichtigen Faktoren, die die Einführung beruflicher Exoskelette für den industriellen Einsatz vorantreiben, insbesondere die Identifizierung der wichtigsten Erleichterungsfaktoren und Hindernisse, umfangreiche Feldstudien erforderlich sind, bevor die Vorteile und Grenzen der Implementierung von Exoskeletten ermittelt werden können verwenden. Solche Studien sollten ein breites Spektrum an Arbeitnehmern und Arbeitsaufgaben umfassen und gesundheitsrelevante Ergebnisse wie Muskel-Skelett-Erkrankungen umfassen.

Der Zweck dieser Studie besteht daher darin, die langfristigen Auswirkungen der Verwendung von Exoskeletten während MMH zu untersuchen. In dieser Studie werden die Lagerarbeiter an einer 24-wöchigen randomisierten kontrollierten Studie (RCT) teilnehmen, in der die voraussichtlichen Auswirkungen einer passiven Verwendung des Rücken-Exoskeletts untersucht werden. Das in der vorliegenden Studie verwendete Exoskelett basiert auf ersten Ergebnissen eines 5-wöchigen Versuchs, der zeigte, dass dieses Exoskelett bei den Arbeitern eine höhere Akzeptanz (Anwesenheit) und ein geringeres Unbehagen hervorrief. Während des Eingriffs werden Parameter muskulärer und kinematischer Veränderungen, wahrgenommener Aufwand, Komfort und Leistung, Vorlieben, Anstrengung, Beschwerden des Bewegungsapparates und Produktivität überwacht.