Effektiviteten av en yrkespassiv rygg-exoskelett på den biomekaniska belastningen av lagerarbetare. (EXO4MMH)
Effektiviteten hos ett yrkesmässigt rygg-exoskelett på den biomekaniska belastningen vid manuell materialhantering - ett randomiserat kontrollerat försök.
Utveckling av arbetsrelaterade muskuloskeletala besvär (WMSD) är en vanlig fråga inom logistikens manuella materialhantering som är förknippad med de höga fysiska krav som arbetarna ställer. Särskilt ryggskador är högt representerade bland manuella arbetare inom logistik. Yrkesmässiga exoskelett ses som en lösning på detta problem, eftersom det har visat sig minska muskelaktiviteten under flera manuella hanteringsuppgifter inom tillverkning, byggnadsarbete, mekanik och logistik. Det finns dock en stor lucka i den vetenskapliga litteraturen om studier som undersöker effekter i fält av exoskelettanvändning på längre sikt, vilket innebär att vi i allmänhet har mycket lite kunskap om för- och nackdelar med att implementera exoskelett i logistikens produktlinje. . Följaktligen är vår nuvarande förståelse för hur ett ryggstödjande yrkesexoskelett kan gynna de manuella arbetarna i ett logistikföretag begränsad.
Syftet med denna studie är att undersöka (i) de långsiktiga effekterna av ett passivt rygg-exoskelett under manuell materialhantering på användarens biomekanik, (ii) förändringarna i komfort, välbefinnande och produktivitet före och efter implementering av passivt back-exoskelett. Det antas att användning av exoskelett kommer att upprätthålla en minskning av muskelaktiviteten hos de manuella arbetarna och öka deras övergripande välbefinnande utan att påverka deras produktivitet.
Studieöversikt
Status
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljerad beskrivning
Manuell materialhantering (MMH) är vanligt i lagerarbete och inkluderar ofta uppgifter som ställer höga fysiska krav på de manuella arbetarna. Ett resultat av dessa ansträngande uppgifter på grund av en utmanande fysisk miljö är ofta överansträngning som kan orsaka utmattning och i vissa fall leda till sjukfrånvaro och arbetsrelaterade muskel- och skelettbesvär (WMSDs). Muskuloskeletala sjukdomar är den främsta orsaken till invalidiserande skador i företag i USA, vilket leder till en årlig direkt kostnad på 14 miljarder dollar. Dessa störningar åtföljs ofta av ländryggssmärta, vilket orsakar de flesta år med funktionshinder i världen. Dessutom, i Danmark, är 37 % av alla arbetsrelaterade sjukdomar relaterade till muskuloskeletal belastning, vilket gör det till den största bidragsgivaren till sjukfrånvaro. År 2019 uppskattades den årliga kostnaden för arbetsrelaterade skador till 600 miljoner USD.
Bärbara personliga hjälpsystem som exoskelett designades ursprungligen för rehabiliteringsändamål, t.ex. gånghjälpmedel, och senare för militära tillämpningar. Nyligen har exoskelett introducerats för yrkesmässigt bruk. Enligt European Agency for Safety and Health at Work (EUOSHA) implementeras kroppsburna exoskelett just nu som hjälpmedel för manuellt arbete på arbetsplatser över hela Europa. Yrkesmässiga exoskelett sågs första gången i danska industriföretag 2019, där det antogs av bilindustrin. Exoskelett är en attraktiv lösning på frågor som rör de fysiska belastningar som utförs av arbetare under MMH. Ändå finns det en brist på studier som undersöker fördelarna, riskerna och hindren för implementering av exoskelett i industrin. Det mesta av forskningen om yrkesmässiga exoskelett har utförts i laboratorieuppställningar eller genom att simulera arbetsuppgifter under "ideala" förhållanden, medan exoskelett på plats används för att spegla verkliga aspekter nästan aldrig har undersökts. Trots bristen på forskning har exoskelett visat sig vara fördelaktiga eftersom lägre muskelbelastning indikerat av ytelektromyografi och lägre obehag har rapporterats. Ändå har flera begränsningar på grund av att bära exoskeletten understrukits: modifieringar av kinematiken i form av lägre rörelseomfång och ökad hjärtfrekvens. Dessutom har det visat sig att avlastning av en specifik led kan inducera ökad belastning av andra kroppsområden, vilket leder till högre trötthet och ansträngning, förutom blandade effekter på hjärtfrekvens och användbarhet.
Aktuell forskning indikerar att yrkesmässiga exoskelett minskar den biomekaniska belastningen under MMH. Detta kan leda till en positiv effekt på utvecklingen av muskeltrötthet i kroppens målområden och arbetsrelaterade muskel- och skelettbesvär. Ändå finns det många outforskade aspekter av implementeringen av exoskelett till yrkesmässig användning när det gäller neuromuskulär koordination, förändringar i kinematik, obehag, postural påfrestning (på grund av exoskelettets vikt) och svårigheter för arbetare att utföra mjuka rörelser.
Detta understryker behovet av att klargöra för- och nackdelarna med yrkesmässig exoskelettanvändning. För att förbättra implementeringen av exoskeletten i industrin är det viktigt att fastställa vilka arbetsuppgifter som är lämpliga för vilka exoskelett. Vidare är det relevant att identifiera vilka miljöförhållanden som kan kontraindikera användningen av yrkesmässiga exoskelett, t.ex. arbete i ett begränsat utrymme eller behov av hög fysisk precision. Avslutningsvis, för att undersöka de viktiga faktorerna som driver antagandet av yrkesmässiga exoskelett för industriellt bruk, i synnerhet identifiering av nyckelfacilitatorer och barriärer, behövs en storskalig fältstudier innan man kan identifiera fördelarna och begränsningarna med implementeringen av exoskelett. använda sig av. Sådana studier bör omfatta ett brett spektrum av arbetare och arbetsuppgifter och inkludera hälsorelevanta resultat som muskel- och skelettbesvär.
Syftet med denna studie är därför att undersöka de långsiktiga effekterna av exoskelettanvändning under MMH. I denna studie kommer lagerarbetarna att delta i en 24-veckors randomiserad kontrollerad studie (RCT) som undersöker de prospektiva effekterna av en passiv back-exoskelett-användning. Exoskelettet som används i föreliggande studie är baserat på initiala resultat av en 5-veckors studie, som visade att detta exoskelett inducerade högre acceptans bland arbetarna (närvaro) och lägre obehag. Under interventionen kommer parametrar för muskulära och kinematiska förändringar, upplevd ansträngning, komfort och prestation, tycke, ansträngning, muskuloskeletala obehag och produktivitet att övervakas.
Studietyp
Inskrivning (Beräknad)
Fas
- Inte tillämpbar
Kontakter och platser
Studiekontakt
- Namn: Jakobsen
- Telefonnummer: +4572332998
- E-post: lsja@hst.aau.dk
Studera Kontakt Backup
- Namn: Pascal Madeleine, Professor
- Telefonnummer: +45 9940 8833
- E-post: pm@hst.aau.dk
Studieorter
-
-
-
Gistrup, Danmark, 9260
- Rekrytering
- Aalborg University
-
Kontakt:
- Lasse S Jakobsen, Msc.
- Telefonnummer: +4572332998
- E-post: lsja@hst.aau.dk
-
Kontakt:
- Pascal Madeleine, Professor
- Telefonnummer: +4599408833
- E-post: pm@hst.aau.dk
-
-
Deltagandekriterier
Urvalskriterier
Åldrar som är berättigade till studier
- Vuxen
- Äldre vuxen
Tar emot friska volontärer
Beskrivning
Inklusionskriterier:
I) Heltidsanställd på F&G-avdelningen på Dagrofa Logistics A/S. II) inga större skador som påverkar deras dagliga arbete. III) inga planer på att gå i pension före studieperiodens slut.
Exklusions kriterier:
I) kroppssammansättningar som inte kan passa exoskelettet (dålig passform). II) deltidsanställda. III) tidigare ländryggsskada
Studieplan
Hur är studien utformad?
Designdetaljer
- Primärt syfte: Förebyggande
- Tilldelning: Randomiserad
- Interventionsmodell: Parallellt uppdrag
- Maskning: Ingen (Open Label)
Vapen och interventioner
Deltagargrupp / Arm |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Experimentell: Intervention (INT)
Grupp som tar emot intervention
|
Försöksgruppen kommer att använda ett yrkespassivt rygg-exoskelett (ShoulderX V3, Ottobock bionics) under en period av 24 veckor under arbetstid.
Exoskelettet är designat för att minska belastningen på nedre delen av ryggen under manuell materialhantering.
De första fyra veckorna kommer att fungera som en bekantskapsperiod, där arbetarna långsamt kommer att utvecklas i timmar av exoskelettanvändning, medan de under de återstående tjugo veckorna kommer att vara fria att använda exoskelettet så mycket de vill, med en minimigräns på 18 timmar per vecka.
Kontrollgruppen kommer att fortsätta sitt normala arbete utan några förändringar.
|
|
Inget ingripande: Kontroll (CON)
Grupp som inte får någon intervention
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Biomekanik
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
Förändringar i ryggens biomekanik i) med/utan att bära det passiva rygg-exoskelettet under manuella hanteringsuppgifter, och ii) före/efter 24-veckorstestet när man bär det passiva rygg-exoskelettet under manuella hanteringsuppgifter.
Muskelaktivitet kommer att samlas in med hjälp av ytelektromyografi (sEMG) av erectus spinae, descent trapezius och rectus abdominis muskler, medan kinematik kommer att samlas in med hjälp av tröghetsmätenheter (IMU) baserad motion capture.
I relation till tidigare studier gjorda i doktorand (studie 1 och 2) kommer 10:e och 90:e percentilen av sEMG-amplitud och ledvinklar under arbetsuppgifterna att undersökas.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Upplevd ansträngning
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
bedömd med Borg Category-Ratio (CR) skala (0 = Ingen ansträngning, 10 = Maximal ansträngning) för att utvärdera de arbetsuppgifter som utförts under för- och eftertesterna.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
|
Komfort och prestanda
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
bedöms med hjälp av ett frågeformulär inklusive frågor om passform och (termisk) komfort, balans, rörelseomfång, säkerhet och upplevd arbetsprestation.
Alla frågor besvaras med en 10-gradig likert-skala (t.ex. 0 = inget obehag och 10 = mest obehag) [13].
Frågeformuläret kommer att fyllas i vid baslinjen och var fjärde vecka under försöket.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
|
Böjelse
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
bedömd med öppna frågor om att gilla: Q1: "Vad gillar du mest med exoskelettet?",
F2: "Vad gillar du minst med exoskelettet?",
F3: "Om du kunde ändra något om exoskelettet, vad skulle du ändra?" [13].
Frågorna kommer att besvaras vid baslinjen och var fjärde vecka under försöket.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
|
Ansträngning
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
bedöms med hjälp av ett frågeformulär inklusive frågor om ansträngning.
Alla frågor besvaras med en 10-gradig likert-skala (t.
0 = håller helt med och 10 = håller helt med) [14].
Frågeformuläret kommer att fyllas i vid baslinjen och var fjärde vecka under försöket.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
|
Muskuloskeletala obehag
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
bedömdes med hjälp av Cornell Musculoskeletal Discomfort Questionnaire [15].
Frågeformuläret kommer att fyllas i vid baslinjen och var fjärde vecka under försöket.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
|
Produktivitet
Tidsram: Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
bedömd med Dagrofa Logistics A/S normalmätning för arbetarens produktivitet.
Förändringar i produktivitet kommer att spåras varje vecka.
|
Förtest (baslinje) initialt till den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien och efter testet efter den 24-veckors randomiserade kontrollerade studien.
|
Andra resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Självrapportering av exoskelettanvändning under den 24 veckor långa studien
Tidsram: Rapporteras varje vecka upp till 24 veckor efter interventionen
|
Självrapporteringen kommer att vara en uppskattning av veckoanvändning (i timmar) av exoskelettet.
|
Rapporteras varje vecka upp till 24 veckor efter interventionen
|
Samarbetspartners och utredare
Sponsor
Samarbetspartners
Utredare
- Studierektor: Pascal Madeleine, Professor, Aalborg University
Publikationer och användbara länkar
Allmänna publikationer
- GBD 2017 Disease and Injury Incidence and Prevalence Collaborators. Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 354 diseases and injuries for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2018 Nov 10;392(10159):1789-1858. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32279-7. Epub 2018 Nov 8. Erratum In: Lancet. 2019 Jun 22;393(10190):e44.
- Skals S, Blafoss R, Andersen MS, de Zee M, Andersen LL. Manual material handling in the supermarket sector. Part 1: Joint angles and muscle activity of trapezius descendens and erector spinae longissimus. Appl Ergon. 2021 Apr;92:103340. doi: 10.1016/j.apergo.2020.103340. Epub 2020 Dec 16.
- Liberty Mutual Insurance. 2020. 2020 Workplace Safety Index: The Top 10 Causes of Disabling Injuries
- Arbejdstilsynets erhvervssygdomsregister og Danmarks Statistiks Registerbaserede Arbejdsstyrke-statistik (RAS). De anmeldte erhvervssygdomme inden for branchegruppen "kontor" omfatter, ud over administrativt arbejde, også anmeldelser knyttet til fx social-og sundhedsarbejde samt omsorgs- og pædagogarbejde, hvis arbejdsgiveren er registreret som kommunal administration i stedet for fx plejehjem eller daginstitutioner.
- Arbejdsskadestatistik (2019). Arbejdsmarkedets Erhvervsforsikring.
- Peters, M. & Wischniewski, S. (2019). The impact of using exoskeletons on occupational safety and health. Federal Institute for Occupational Safety and Health.
- Ingeniøren (2019). Første exoskeletter på vej ud i danske industrivirksomheder.
- Theurel, J. & Desbrosses, K. (2019). Occupational exoskeletons: Overview of their benefits and limitations in preventing work-related musculoskeletal disorders. IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors. Volume 7, Issue 3-4, p. 264-280.
- Theurel J, Desbrosses K, Roux T, Savescu A. Physiological consequences of using an upper limb exoskeleton during manual handling tasks. Appl Ergon. 2018 Feb;67:211-217. doi: 10.1016/j.apergo.2017.10.008. Epub 2017 Oct 16.
- de Looze MP, Bosch T, Krause F, Stadler KS, O'Sullivan LW. Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load. Ergonomics. 2016 May;59(5):671-81. doi: 10.1080/00140139.2015.1081988. Epub 2015 Oct 7.
- Hondzinski JM, Ikuma L, de Queiroz M, Wang C. Effects of exoskeleton use on movement kinematics during performance of common work tasks: A case study. Work. 2018;61(4):575-588. doi: 10.3233/WOR-162827.
- Park JH, Kim S, Nussbaum MA, Srinivasan D. Effects of two passive back-support exoskeletons on postural balance during quiet stance and functional limits of stability. J Electromyogr Kinesiol. 2021 Apr;57:102516. doi: 10.1016/j.jelekin.2021.102516. Epub 2021 Jan 19.
- Kim S, Nussbaum MA, Smets M. Usability, User Acceptance, and Health Outcomes of Arm-Support Exoskeleton Use in Automotive Assembly: An 18-month Field Study. J Occup Environ Med. 2022 Mar 1;64(3):202-211. doi: 10.1097/JOM.0000000000002438.
- Kim S, Nussbaum MA, Smets M, Ranganathan S. Effects of an arm-support exoskeleton on perceived work intensity and musculoskeletal discomfort: An 18-month field study in automotive assembly. Am J Ind Med. 2021 Nov;64(11):905-914. doi: 10.1002/ajim.23282. Epub 2021 Aug 6.
- Hedge, A., Morimoto, S., & McCrobie, D. (1999). Cornell musculoskeletal discomfort questionnaire. Ergonomics
Studieavstämningsdatum
Studera stora datum
Studiestart (Faktisk)
Primärt slutförande (Beräknad)
Avslutad studie (Beräknad)
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
Första postat (Faktisk)
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Beräknad)
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
Senast verifierad
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Nyckelord
Ytterligare relevanta MeSH-villkor
Andra studie-ID-nummer
- AAU-LBK1083
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument
Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt
Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt
Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .