Ergonomische Bewertung von rückenunterstützenden Exoskeletten in der Arbeitswelt mittels elektromyographischer und kinematischer Analysen

Abstract

In dieser kumulativen Dissertation wurden die biomechanischen Auswirkungen von passiven rückenunterstützenden Exoskeletten (RuEs) mittels elektromyographischer und kinematischer Analysen standardisiert untersucht. Es wurde auf Grundlage einer arbeitswissenschaftlichen Stichprobe bewertet, an welcher Stelle des Bewegungsver-laufes verschiedener Arbeitsbewegungen, RuEs einen starken Einfluss auf den Kör-per ausüben. Dazu wurden zunächst die Voraussetzungen für eine Standardisierung von elektromyographischen Normalisierungskontraktionen mit bewegungsunerfahre-nen Proband:innen geschaffen und der Einfluss von Familiarisierung auf deren Fä-higkeit zur Erzeugung einer maximalen willkürlichen isometrischen Kontraktion unter-sucht. Des Weiteren wurde die Zuverlässigkeit der getroffenen Maßnahmen zu Messstandardisierung abgesichert, indem die tägliche Reproduzierbarkeit standardi-sierter biomechanischer Messungen mit RuEs überprüft wurde. Es zeigte sich in sta-tischer Oberkörpervorbeugung eine starke Einwirkung des RuEs auf den Körper, ge-kennzeichnet durch eine Reduktion der Rückenmuskelaktivität. Eine reduzierte Rü-ckenmuskelaktivität konnte zudem beim Heben festgestellt werden, jedoch mit be-sonders starker Ausprägung zu Beginn der Hebebewegung und nicht zum Zeitpunkt der Lastenhandhabung. Die Ergebnisse weisen außerdem auf einen starken Einfluss des RuE auf die Kinematik der Ober- und Unterschenkel während der Beinschwung-phase des Tragens und Gehens hin. Dies wird durch eine Reduktion des Kniewin-kels, eine verstärkte Beugung im Sprunggelenk sowie eine erhöhte Aktivierung der Unterschenkelmuskulatur charakterisiert. Es wird vermutet, dass die evaluierten Ver-änderungen zu einer erhöhten Belastung der unteren Extremitäten bei komplexen Arbeitsaufgaben führen und langfristig das Risiko von Muskel-Skelett-Erkrankungen in diesen Körperbereichen erhöhen könnten. Gleichzeitig könnten die Bewegungsein-schränkungen durch RuEs in möglichen körperlichen Beschwerden resultieren und so die Bereitschaft der Beschäftigten reduzieren, RuEs am Arbeitsplatz zu nutzen.