Effekte eines aktiven rückenunterstützenden Exoskeletts auf die körperliche Beanspruchung bei arbeitsbezogenen Tätigkeiten

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)

Häufige Kraftanstrengungen und repetitive Tätigkeiten stehen im kausalen Zusammenhang mit der Entwicklung von Muskel- und Skeletterkrankungen [1]. Von rückenunterstützenden Exoskeletten wird behauptet, dass sie körperliche Beanspruchungen bei der Arbeit reduzieren [2], ohne dass dies bisher umfänglich wissenschaftlich nachgewiesen wurde.

In dieser Studie werden die Effekte eines aktiven Exoskeletts auf die Muskelaktivität, kardiovaskuläre und subjektive Beanspruchung bei arbeitsbezogenen Tätigkeiten untersucht.

10 Probanden (41 ± 12 Jahre, 180 ± 6 cm, 81 ± 11 kg) führten mit und ohne aktives rückenunterstützendes Exoskelett (Cray X 5th Gen, German Bionic Systems, DE) mehrere arbeitsbezogene Aufgaben in einer standardisierten Arbeitsumgebung durch. Für die Beanspruchungsbeurteilung bei steigender Belastung (5-35 kg) wurden die Bewegungsabläufe analysiert und die Muskelaktivität (Myon m320, Myon AG, CH) der Mm. Erector spinae, M. gluteus maximus, M. rectus femoris und M. biceps femoris gemessen.

Mit Exoskelett wurde eine signifikant reduzierte Muskelaktivität (7-35 %) der Rücken- und Glutealmuskulatur bei Hebetätigkeiten ermittelt (p < 0.05). Dem gegenüber steht die zum Teil signifikant erhöhte Aktivität der Oberschenkelmuskulatur. Die Herzfrequenz und die subjektive Beanspruchung waren bei hohen Gewichten mit Exoskelett um rund 7 % geringer. Die Ausführungsdauer der Gleichgewichtsaufgaben und die subjektive Beanspruchung waren mit Exoskelett nicht signifikant erhöht.

Bei den meisten Aufgaben nahm die Aktivität der Rücken- und Glutealmuskulatur ab. Es ist anzunehmen, dass die Entlastung der Rückenstrecker den Nebeneffekt Belastungsumverteilung und die damit verbundene höhere Oberschenkelaktivität aufwiegt. Es wird angeregt, Exoskelette an realen Arbeitsplätzen über den gesamten Arbeitstag zu testen und zu untersuchen, ob mit Exoskeletten eine verzögerte Ermüdung auftritt.

1 Steinhilber et al., 2020. AWMF Leitlinie.

2 von Glinski et al. 2019. J Clin Neurosci.