Análisis fisiológico-biomecánico del trabajo de un exoesqueleto pasivo para soportar procesos de elevación y flexión ocupacional (ADVANCE)

MÉTODOS Se realizarán diferentes experimentos.

1. Los investigadores probarán seis condiciones experimentales diferentes en el laboratorio, que son una combinación de exoesqueleto (con o sin Laevo®), tarea (estático o dinámico) y ángulo de la rodilla solo para la tarea dinámica (flexionada o extendida). Dentro de cada combinación, los investigadores probarán tres direcciones de trabajo diferentes (frontal, izquierda y derecha), realizadas cambiando la postura de trabajo (flexión del tronco, rotación del tronco a la izquierda, rotación del tronco a la derecha). Usando el diseño único de Williams para seis condiciones, los investigadores estimaron el tamaño de la muestra para incluir 36 sujetos (es decir, un múltiplo de seis). Usando una plataforma de fuerza, aceleración y sensores posturales, la fuerza de compresión de la rodilla se puede estimar usando un modelo inverso 2D. Con un sistema electromiográfico, se puede registrar la actividad muscular de los músculos objetivo seleccionados en diferentes partes del cuerpo (es decir, piernas, tronco y hombros). La frecuencia cardíaca se registrará mediante electrocardiografía.
2. Los investigadores probarán cuatro condiciones diferentes, que son una combinación de exoesqueleto (con o sin Laevo®) y ángulo de la rodilla (flexionado o extendido). Dentro de cada combinación, los investigadores probarán tres cargas diferentes transportadas (0 kg, 8 kg, 16 kg) y cinco ángulos de flexión del tronco diferentes (0°, 30°, 60°, 60°, 30°). Se registrarán la actividad muscular, la posición, la frecuencia cardíaca y las fuerzas de reacción del suelo.
3. Los investigadores probarán tres pruebas funcionales diferentes. Los resultados para este objetivo son el tiempo registrado para realizar la tarea funcional o industrial y la dificultad percibida calificada en una escala de calificación numérica de 11 puntos.
4. Los investigadores utilizarán el modelo de columna lumbar desarrollado por el grupo de investigación Biomecánica y Biorobótica del grupo de investigación Tecnología de Simulación de la Universidad de Stuttgart. El modelo incluye una columna de madera detallada con discos, ligamentos y músculos no lineales. Usando las medidas del experimento, este modelo puede predecir cómo cambian las fuerzas internas en la columna lumbar como resultado de fuerzas externas (es decir, usar el exoesqueleto Laevo®).

ANÁLISIS Dependiendo del parámetro de resultado, se realizarán diferentes análisis incluyendo un número variable de variables independientes.

1. Los efectos del exoesqueleto (con o sin), la tarea (estático o dinámico), el ángulo de la rodilla (flexionada o extendida; solo para la tarea dinámica) y la postura de trabajo (flexión del tronco, rotación del tronco a la izquierda y rotación del tronco a la derecha). ) se evaluará utilizando un análisis de varianza de medidas repetidas de cuatro factores (RM-ANOVA) o una ecuación de estimación generalizada (GEE) que es más robusta.
2. Los efectos del exoesqueleto (con o sin), el ángulo de la rodilla (flexionada o extendida), la carga transportada (0 kg frente a 8 kg frente a 16 kg) y el ángulo de flexión del tronco (0° frente a 30° frente a 60°) serán evaluado usando un RM-ANOVA o GEE.
3. El efecto del exoesqueleto (con vs. sin) en el tiempo y la dificultad percibida de cada prueba funcional o industrial se evaluará mediante una prueba T pareada. Además, también se evaluará la carga muscular de varios músculos.

PROTECCIÓN DE DATOS Todas las asignaturas participantes recibirán un reembolso de 45€ una vez finalizado el estudio. Los sujetos firmarán un consentimiento informado y sus datos serán seudonimizados numéricamente para garantizar el anonimato.

TAREAS SIMULADAS

1. Tarea de clasificación estática, de 1,5 minutos de duración, en la que se expone a los sujetos a 6 condiciones experimentales: exoesqueleto (2 niveles: sin vs. con) X postura de trabajo (3 niveles: rotación de tronco a la izquierda vs. orientación frontal vs. rotación de tronco a la derecha).
2. Tarea de levantamiento dinámico, dos series de cinco repeticiones cada una, dentro de las cuales los sujetos están expuestos a 12 condiciones experimentales: exoesqueleto (2 niveles: sin vs. con) X postura de trabajo (3 niveles: rotación del tronco a la izquierda vs. orientación frontal vs. rotación del tronco a la derecha) X ángulo de la rodilla (2 niveles: extendida/encorvada vs. doblada/en cuclillas).
3. Tareas funcionales: un curso en el que se evalúan varias tareas ocupacionalmente relevantes (recoger y colocar, taladrar) y pruebas estandarizadas (sentarse y ponerse de pie, subir escaleras) sobre el rendimiento, la tensión percibida subjetivamente y la carga muscular.
4. Tarea de sujeción estática, para la cual los sujetos fueron expuestos a 18 condiciones diferentes: exoesqueleto (2 niveles: sin vs. con) X peso de sujeción (3 niveles: 0 kg vs 8 kg vs 16 kg) X ángulo de flexión del tronco (3 niveles: 0° vs 30° vs 60°).

NOTA IMPORTANTE --- En esta plataforma, SOLAMENTE se informarán los resultados de la tarea de clasificación estática. Los resultados de otras partes del estudio se informarán en la publicación respectiva. Los enlaces a estas publicaciones se agregarán tan pronto como se publiquen y estén disponibles. --- NOTA IMPORTANTE