Webinar exoskelet INRS

Webinar over exoskeletten van INRS

Het INRS organiseerde een webinar over exoskeletten in de industrie. Jean Theurel gaf een stand van zaken, Mathilde Schwartz stelde hun laatste resultaten voor. Hun stelling is dat een exoskelet de belasting over het lichaam herverdeelt en zo de belaste lichaamsregio ondersteunt. Het effect is ook afhankelijk van het exoskelet en de taak. De ondersteuning is immers vaak specifiek voor een bepaalde bewegingszone.

Wat is een exoskelet?

Een exoskelet een is extern harnas dat men draagt en dat ondersteunt. Er actieve en passieve exoskeletten. Commercieel verkrijgbaar zijn de passieve exoskeletten. Deze bestaan uit een materiaal dat energie kan opslaan en terug vrijgeven. Er is dus geen aandrijving of motor. Passieve exoskeletten kunnen rigide of soepel zijn. De Corfor banden zijn bijvoorbeeld een soepel materiaal, de Laevo zijn rigide veren.

Wanneer gebruikt men een exoskelet?

Een exoskelet kan men preventief inzetten om de fysieke belasting te verminderen en zo klachten te vermijden. Ook op werkposten waar automatisatie of andere aanpassingen niet mogelijk blijken, kan een exoskelet de uitkomst bieden. Het gaat dan veelal over taken waarbij men moet tillen of in een ongunstige houding werken.

Wat zegt onderzoek?

Exoskeletten zijn vooral in labo’s onderzocht en slechts beperkt in de praktijk. Voor de rug zijn er bijvoorbeeld 22 studies gevonden: 20 in labo en 2 in praktijk. Vijf studies waren daarbij met een actief exoskelet, dus met aandrijving. De krachtinspanning van de rugspieren vermindert dan met 10 tot 60%. Een exoskelet ondersteunt de lichaamsregio waarvoor het ontworpen is. De belasting op de wervels vermindert en ook de subjectieve perceptie van de inspanning wordt als lager ervaren. Wat de spiervermoeidheid betreft worden de laboresultaten niet bevestigd in de praktijk.

Voor de bovenste ledematen zijn de conclusies gelijklopend. De spieractiviteit van de schouder- en nekspieren vermindert 10 tot 60%. Wat er met de rugspieren gebeurt is niet éénduidig. Dat blijkt af te hangen van de taak en het exoskelet. Het subjectieve gevoel van inspanning ligt ook hier lager met een exoskelet. Er zijn echter nog geen studies beschreven die het mechanisme van tendinopathieën of impingment in de schouder bekijken. Het preventieve effect op overbelastingsklachten is dus niet gekend.

Interactie taak – exoskelet – operator?

Om de werking van een exoskelet te beoordelen dient men steeds de interactie met de taak te bekijken. In de eerste plaats kan men aan een exoskelet denken wanneer automatisatie of andere ergonomische aanpassingen van de taak niet mogelijk zijn. In de tweede plaats zijn dan de houding en gewichten relevant. Afhankelijk van de vorm en het ontwerp van een exoskelet zal dit in specifieke zones meer of minder ondersteunen. Een exoskelet kan dan voordelen hebben op vlak van spierwerking, subjectieve gevoel en een mindere fysieke belasting. Het effect op houding en bewegingscontrole is minder duidelijk. Chronische veranderingen of een preventieve werking voor overbelastingsklachten zijn gewoon niet geweten.

Resultaten studie INRS

INRS heeft een eigen studie opgezet met verschillende exoskeletten tijdens verschillende taken. Daarbij voerden 29 proefpersonen de taken uit met gewichten die varieerden van 2 tot 24 kg.

  • Exoskeletten rug: Corforbanden, Laevo
  • Exoskeletten schouders: Skelex, ShoulderX, Exhauss
  • Statische taken: gebogen rug, boven hoofdhoogte
  • Dynamische taken: van gebogen rug oprichten tot rechte rug en idem met torsie

Globaal genomen blijkt een Laevo exoskelet te werken met een lichte buiging in de rug. Bij een extreme buiging is de werking zelfs negatief of moeten de rugspieren harder werken. De Corfor banden worden juist effectiever naarmate men meer de rug buigt. Bij torsie hebben deze banden dan weer geen effect. Over de volledige range bekeken, zijn ze wel in het voordeel.

Bij de statische taak boven het hoofd valt het duidelijke voordeel van Skelex en Exhauss op. De spierwerking vermindert tot 62%.

Taken studie exoskeletten INRS

Neveneffecten

Een globale conclusie is dat de hoeveelheid fysieke belasting op het lichaam hetzelfde blijft met een exoskelet. Het biedt enkel ondersteuning aan een bepaalde zone, maar verschuift de belasting naar een andere zone. Bij de Laevo worden de krachten afgeleid naar de benen. De beenstrekkers vertonen meer spieractiviteit. Door een houdingsverandering zullen ook de bovenste ledematen een deel van de kracht overnemen. Dat is ook te zien bij de Corforbanden, waar de Trapezius spier extra hard werkt. Het evenwicht wordt bovendien sterk verstoord.

Bij de exoskeletten voor de schouders is er ook een verschuiving van de belasting naar de benen te zien. De heupband zorgt voor een goede krachtoverdracht, waardoor de rug gespaard blijft. Bij Exhauss en Skelex moesten de rugstrekkers duidelijk minder hard werken. Bij zwaardere gewichten werd het evenwicht wel licht verstoord. Die rugspieren die zorgen voor rotatie, moeten wel extra aan de slag. Kortom, er waren heel wat neveneffecten.

Vragenronde

Op het einde van deze webinar over exoskeletten konden de deelnemers nog vragen stellen…

Kan men de gewichten zwaarder maken met een exoskelet?

Neen. Een exoskelet zal de krachten over het lichaam herverdelen door een bepaalde zone ondersteund wordt. De totaalbelasting blijft dus eigenlijk gelijk. Daarom blijven de limieten van gewicht en fysieke belasting van toepassing.

Is een exoskelet een PBM?

Neen. Een exoskelet is een arbeidsmiddel, PBM is een andere wetgeving. Daarvoor moet er eerst een gezondheidsrisico zijn en is er een certificering nodig. Het beschermend effect van een exoskelet om lichamelijke klachten aan de rug of schouders te voorkomen, is echter nog niet aangetoond. Op die manier kan het moeilijk als persoonlijk beschermingsmiddel ingezet worden. Ook bestaan er geen normen of criteria om het te certificeren.

Zijn er effecten op lange termijn?

Dat is nog niet geweten. Exoskeletten zijn nog relatief nieuw. Om zicht te krijgen op het preventieve effect of gevolgen op lange termijn, zijn er longitudinale studies nodig. Daarin kan de gezondheid van de proefpersonen opgevolgd worden door de medische dienst.

Hoe volgt men het gebruik op en wie moet dat doen?

De implementatie van een exoskelet dient collectief te gebeuren. De aanbeveling is om een multidisciplinaire werkgroep op te richten, zelfs voor de exsoskeletten er fysiek reeds zijn. Deze kunnen de medewerkers informeren, vragen capteren en bijsturen. Bij het gebruik van de exoskeletten volgt deze groep het comfort en de beleving op. Ze bekijken factoren zoals de duur, de frequentie, gezondheidsindicatoren en weerstanden. De preventiedienst of sectorfederatie kan hierbij helpen.

Bestaan er exoskeletten specifiek voor de zorg?

Neen. Exoskeletten worden vandaag vooral gebruikt of getest in automobiel en vliegtuigbouw. Toch zijn ze niet bedoeld voor een specifieke sector. Een exoskelet voor de industrie, logistiek of zorg is hetzelfde. Het gaat om de bewegingszone die ondersteund wordt. Als er een match is tussen de taak (vereiste houding) en exoskelet (zone waarin het ondersteunt), dan kan het gebruikt worden. Verzorgend personeel heeft veel bewegingsvrijheid nodig en dat kan een praktisch nadeel zijn om een exoskelet te gebruiken.