Exoskelettale Unterstützung in der Pflege – Eine Untersuchung der Muskelaktivität, des Hüftflexionswinkels und des subjektiven Belastungsempfinden bei einem simulierten Transfer.

Einleitung Das Missverhältnis zwischen der Zahl der zu Pflegenden und der Zahl der Pflegekräfte führt zu einer Überbeanspruchung der vorhandenen Pflege- und Betreuungskapazitäten. Diese Überlastung des Pflegepersonals spiegelt sich auch in den überdurchschnittlich hohen Fehlzeiten durch u.a. Rückenschmerzen der Pflegekräfte wider [1] [2]. Die Autor*innen beschäftigten sich mit der Fragestellung: Gibt es einen Unterschied beim Tragen eines Exoskeletts mit Unterstützung (Exo), mit Exoskelett ohne Unterstützung (Exo-Off) und ohne Exoskelett (Control) beim simulierten Transfer von Pflegekräften zwischen der Muskelaktivität, dem subjektivem Belastungsempfinden und maximalen Hüftbeugewinkel?

Material und Methodik Die experimentelle Querschnittsstudie mit Messwiederholung untersucht die muskuloskelettale Belastung (oEMG), das subjektive Belastungsempfinden (Borg CR-10 Skala) und Bewegungsveränderung der Hüftflexion (Xsens) beim Transfer eines 45 kg schweren Dummys in drei unterschiedlichen Szenarien (ohne Exoskelett [1], mit Exoskelett mit Unterstützung [2] und mit Exoskelett ohne Unterstützung [3]) bei 33 Pflegenden (22 Frauen, 11 Männer; Durchschnittsalter 37±12,66 Jahre).

Ergebnisse Die paarweisen Vergleiche (1 vs. 2; 2 vs. 3; 1 vs. 3) zeigen keine signifikanten Unterschiede (p>.05) in der Muskelaktivität des Erector Spinae, Quadratus Lumborum und Iliocostalis lumborum über den gesamten Transfer aufweisen.

Die CR-10 Skala zeigt signifikante Unterschiede im subjektiven Belastungsempfinden zwischen den Versuchen ohne Exoskelett (x ̅=7.03) vs. mit unterstützendem Exoskelett (x ̅=4. 85) (1 vs. 2; x ̅=2.18, SD=.33, η2p=.46, p<.05). Exoskelett mit Unterstützung (x ̅=4.85) vs. Exoskelett ohne Unterstützung (x ̅=6.36) (2 vs. 3; x ̅=1.52, SD=0.28, η2p=.46, p<.05).

Die paarweisen Vergleiche weisen auf signifikante Unterschiede in der maximalen Hüftbeugung zwischen den Versuchen: Exo vs. Control (1 vs. 2; rechts: x ̅=-7.19°, η2p=.32, p<.001; links: x ̅=-9.38°, η2p=.44, p<.001) und Exo vs. Exo-Off (2 vs. 3; rechts: x ̅=-7.07° ,η2p=.32, p<.001; links: x ̅=-7.5°, η2p=.44, p<.001). Control vs. Exo-Off zeigen keine signifikanten Unterschiede (p>.001). Die Effektstärke liegt bei der Hüftbeugung rechts bei λ=0.32 und links bei λ=0.44 und entspricht einem starken Effekt (η2p≥0.26).

Zusammenfassung Die dargestellten Ergebnisse weisen darauf hin, dass das in der Studie verwendete passive rückenunterstützende Exoskelett die (wahrgenommene) körperliche Belastung beim dynamischen Transfer eines 45 kg schweren Dummys potenziell reduzieren kann und sich der maximale Hüftgelenksflexionswinkel mit Exo verkleinert. Dieses Ergebnis deckt sich mit bereits publizierten Studienergebnissen von Arbeitsaufgaben im Bereich des Hebens und Tragens von Gegenständen aus der Logistik [3] [4] [5].

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
21. Mai 2025

• Literatur

• 1 Techniker Krankenkasse. Gesundheitsreport 2019 Pflegefall Pflegebranche? 2019. Zugriff am 21.02.2024 unter: https://www.tk.de/resource/blob/2059766/2ee52f34b8d545eb81ef1f3d87278e0e/gesundheitsreport-2019-data.pdf
• 2 Knieps F., Pfaff H., Bernickel R.. Hrsg Mobilität – Arbeit – Gesundheit. Zahlen, Daten, Fakten BKK Gesundheitsreport. Berlin: Medizinisch Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft; 2020
• 3 Baltrusch S.J., van Dieen J.H., van Bennekom C.A., Houdijk H. Testing an Exoskeleton That Helps Workers With Low-Back Pain: Less Discomfort With the Passive SPEXOR Trunk Device. IEEE Robotics & Automation Magazine 2020; 27: 66-76
• 4 Baltrusch SJ, van Dieën JH, Bruijn SM, Koopman AS, van Bennekom CAM, Houdijk H.. The effect of a passive trunk exoskeleton on metabolic costs during lifting and walking. Ergonomics 2019; 62: 903-916
• 5 Luger T., Bär M., Seibt R., Rieger M.A., Steinhilber B.. Using a Back Exoskeleton During Industrial and Functional Tasks – Effects on Muscle Activity, Posture, Performance, Usability, and Wearer Discomfort in a Laboratory Trial. Human factors 2023; 65: 5-21