Arbetsfysiologisk-biomekanisk analys av ett passivt exoskelett för att stödja yrkeslyft och böjningsprocesser (ADVANCE)

METODER Olika experiment kommer att utföras.

1. Utredarna kommer att testa sex olika experimentella förhållanden i laboratoriet, som är en kombination av exoskelett (med vs. utan Laevo®), uppgift (statisk vs. dynamisk) och knävinkel endast för den dynamiska uppgiften (böjd vs. förlängd). Inom varje kombination kommer utredarna att testa tre olika arbetsriktningar (främre vs. vänster vs. höger), realiserade genom att ändra arbetsställningen (bålböjning vs. vänster bålrotation vs. höger bålrotation). Genom att använda den enda Williams-designen för sex tillstånd uppskattade utredarna att urvalsstorleken inkluderade 36 försökspersoner (dvs. en multipel av sex). Med hjälp av en kraftplatta, accelerations- och postural sensorer kan knäkompressionskraft uppskattas med 2D invers modellering. Med ett elektromyografiskt system kan muskelaktiviteten hos utvalda målmuskler vid olika kroppsdelar (d.v.s. ben, bål och axlar) registreras. Hjärtfrekvensen kommer att registreras med hjälp av elektrokardiografi.
2. Utredarna kommer att testa fyra olika tillstånd, som är en kombination av exoskelett (med vs. utan Laevo®) och knävinkel (böjd vs. utsträckt). Inom varje kombination kommer utredarna att testa tre olika laster som bärs (0 kg, 8 kg, 16 kg) och fem olika bålböjningsvinklar (0°, 30°, 60°, 60°, 30°). Muskelaktivitet, position, hjärtfrekvens och markreaktionskrafter kommer att registreras.
3. Utredarna ska testa tre olika funktionstester. Resultaten för detta mål är tid registrerad för att utföra den funktionella eller industriella uppgiften och upplevd svårighet bedömd på en 11-gradig numerisk betygsskala.
4. Utredarna kommer att använda ländryggsmodellen som utvecklats av forskargruppen Biomechanics and Biorobotics från forskningsklustret Simulation Technology vid universitetet i Stuttgart. Modellen inkluderar en detaljerad träryggrad med icke-linjära skivor, ligament och muskler. Med hjälp av mätningarna från experimentet kan denna modell förutsäga hur inre krafter i ländryggen förändras som ett resultat av yttre krafter (d.v.s. att bära och använda Laevo® exoskelettet).

ANALYSER Beroende på utfallsparametern kommer olika analyser att utföras inklusive ett flertal oberoende variabler.

1. Effekterna av exoskelett (med vs. utan), uppgift (statisk vs. dynamisk), knävinkel (böjd vs. utsträckt; endast för den dynamiska uppgiften), och arbetsställning (bålböjning vs. vänster bålrotation vs. höger bålrotation ) kommer att bedömas med hjälp av en variansanalys med fyra faktorer med upprepade mätningar (RM-ANOVA) eller en generaliserad skattningsekvation (GEE) som är mer robust.
2. Effekterna av exoskelett (med vs. utan), knävinkel (böjd vs. utsträckt), belastning (0 kg vs. 8 kg vs. 16 kg) och bålböjningsvinkel (0° vs. 30° vs. 60°) kommer att vara bedöms med en RM-ANOVA eller GEE.
3. Effekten av exoskelett (med vs. utan) på tid och upplevd svårighet av varje funktionell eller industriell test kommer att bedömas med hjälp av ett parat T-test. Dessutom kommer muskelbelastningen av flera muskler också att utvärderas.

DATASKYDD Alla deltagande försökspersoner kommer att få en återbetalning på 45 € efter avslutad studie. Ämnen kommer att underteckna ett informerat samtycke och deras data kommer att pseudonymiseras numeriskt för att garantera anonymitet.

SIMULERAD UPPGIFTER

1. Statisk sorteringsuppgift, som varar 1,5 minuter, inom vilken försökspersoner utsätts för 6 experimentella förhållanden: exoskelett (2 nivåer: utan vs. med) X arbetsställning (3 nivåer: vänster bålrotation vs frontal orientering vs höger bålrotation).
2. Dynamisk lyftuppgift, två uppsättningar med fem repetitioner vardera, inom vilka försökspersonerna exponeras för 12 experimentella förhållanden: exoskelett (2 nivåer: utan vs. med) X arbetsställning (3 nivåer: vänster bålrotation vs. frontal orientering vs. höger bålrotation) X knävinkel (2 nivåer: utsträckt/böjd vs. böjd/knäböjd).
3. Funktionella uppgifter: en kurs inom vilken flera yrkesrelevanta uppgifter (plocka & placera, borra) och standardiserade tester (sitta upp-och-stå, trappgång) utvärderas på prestation, subjektivt upplevd belastning och muskelbelastning.
4. Statisk uppehållsuppgift, för vilken försökspersoner exponerades för 18 olika tillstånd: exoskelett (2 nivåer: utan vs. med) X hållvikt (3 nivåer: 0 kg vs. 8 kg vs. 16 kg) X bålböjningsvinkel (3 nivåer: 0° vs. 30° vs. 60°).

VIKTIGT ANMÄRKNING --- På den här plattformen kommer ENDAST resultat av den statiska sorteringsuppgiften att rapporteras. Resultat från andra delar av studien kommer att redovisas i respektive publikation. Länkar till dessa publikationer kommer att läggas till så snart de är publicerade och tillgängliga. --- VIKTIG NOTERING