Der Einfluss von passiv rückenunterstützenden Exoskeletten beim Transfer Rollstuhl – Bett auf den Kniegelenkswinkel
Rückenschmerzen sind in Deutschland weit verbreitet und betreffen etwa 33 % der Erwachsenen sowie 20 % der Kinder und Jugendlichen. Besonders Pflegefachkräfte sind durch die körperlich anstrengenden Tätigkeiten wie dem Heben und Tragen von Patient*innen stark belastet, was zu vermehrter Arbeitsunfähigkeit und hohen wirtschaftlichen Kosten führt. Exoskelette bieten eine vielversprechende Strategie zur Unterstützung der Pflegekräfte, insbesondere zur Entlastung des unteren Rückens. Um die Last auf den unteren Rücken analysieren zu können, spielt das Verhältnis von Hüft- zu Kniegelenkswinkel eine entscheidende Rolle. Daher untersucht diese Bachelorarbeit den Einfluss passiv rückenunterstützender Exoskelette auf die Veränderungen des Kniegelenkswinkels im Verhältnis zum Hüftgelenkswinkel bei drei verschiedenen Versuchsdurchführungen - mit Exoskelett und eingeschalteter Unterstützung, mit Exoskelett und ausgeschalteter Unterstützung und ohne Exoskelett. Die Untersuchung basiert auf Daten der Querschnittsstudie von Frau Hanna Brandt, in der 33 Pflegefachkräfte einen Transfer von einer Behandlungsbank zu einem 90° gedrehten Stuhl mit einer 45 kg schweren Dummypuppe in den drei eben genannten Versuchsdurchführungen ausführen. Die Analyse des Kniegelenkswinkels erfolgt mittels einfaktorieller Varianzanalyse mit Messwiederholungen in SPSS. Die Ergebnisse zeigen eine signifikante Verkleinerung des Kniege-lenkswinkels beim Tragen des Exoskeletts mit eingeschalteter Unterstützung im Vergleich zur Durchführung ohne Exoskelett sowie mit ausgeschalteter Unterstützung. Kein signifikanter Unterschied liegt im Kniegelenkswinkel ohne Exoskelett und mit ausgeschalteter Unterstützung vor. Zudem wurde festgestellt, dass Knie- und Hüftgelenkswinkel ähnlich groß sind und sich bei den Versuchsdurchführungen um das gleiche Winkelmaß verändern.
Schlüsselwörter: Passive Exoskelette, untere Rückenschmerzen, ergonomisches Heben, Kniegelenkswinkel, Hüftgelenkswinkel
Back pain is a prevalent health issue in Germany, affecting approximately 33 % of adults and 20 % of children and adolescents. Nursing staff are subjected to significant physical strain due to the physically demanding nature of their work. This can result in an increased number of days spent incapacitated and substantial economic costs. Exoskeletons represent a promising strategy for supporting nursing staff, particularly in regard to lower back pain. The analysis of the load on the lower back is dependent on the ratio of the hip to the knee joint angle. This thesis therefore examines the influence of passive, back-supporting exoskeletons on the changes in the knee joint angle in relation to the hip joint angle. The study is based on data from a cross-sectional study conducted by Hanna Brandt, in which 33 participants performed a transfer of a 45 kg dummy from a treatment bench to a chair. The transfer was conducted once without the exoskeleton, once with the exoskeleton and support switched on, once with the exoskeleton and support switched off. The knee joint angle was subjected to an analysis of variance with repeated measures in SPSS. The results demonstrate a notable reduction in the knee joint angle when the exoskeleton is worn with the support system activated, in comparison to when it is worn without the exoskeleton and with the exoskeleton deac-tivated. No significant difference was observed in the knee joint angle when the exoskeleton was absent and support was deactivated. Additionally, it was determined that the knee and hip joint angles change identically during each trial.
Keywords: Passive exoskeletons, lower back pain, ergonomic lifting, knee joint angle, hip joint angle
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