Gepubliceerd op 18 januari 2023
Onmiddellijke effecten van het dragen van een passief exoskelet op spatiotemporele gangparameters
Lelard T, Mathurel K, Delanaud S, Douay MC, Dierick F, Telliez F
Introduction
De laatste tien jaar is er veel belangstelling ontstaan voor het gebruik van passieve exoskeletten op de werkplek. Deze technologieën worden beschouwd als een veelbelovende ergonomische interventie om het risico van werkgerelateerde aandoeningen aan het bewegingsapparaat te verminderen. Passieve exoskeletten zijn namelijk bedoeld om de werklast die gepaard gaat met bepaalde specifieke taken, zoals herhaaldelijk tillen of verplaatsen van lasten, te verminderen. Er is echter een gebrek aan praktijkonderzoek naar de effecten van het gebruik van een exoskelet op de motorische controle tijdens dagelijkse activiteiten.
Het doel van deze studie was te onderzoeken of het dragen van een passief exoskelet voor de bovenste of onderste ledematen invloed heeft op spatiotemporele parameters tijdens het lopen.
De studie werd uitgevoerd door 18 gezonde volwassenen (gemiddelde leeftijd 22,9 [SD 1,1] jaar; 1,74 [SD 0,10] m; 68,9 [SD 0,1] kg; 9 mannen, 9 vrouwen). Elke deelnemer liep in een natuurlijk tempo onder 4 omstandigheden: 1) zonder exoskelet (No), 2) met een exoskelet voor de bovenste ledematen (Exoup), 2) met een niet-geactiveerd exoskelet voor de onderste ledematen (ExoLo-), en 4) met een geactiveerd exoskelet voor de onderste ledematen (ExoLo+). Voor elke conditie werden gegevens van 6 loopproeven verzameld en meegenomen voor analyse.
Elke conditie werd in een willekeurige volgorde uitgevoerd. Een GAITRite analyse systeem registreerde spatiotemporele parameters van het lopen: 1) snelheid (cm.s-1), 2) cadans (stap.min-1), 3) staplengte (cm), en 4) dubbele standfase periode (% cyclus).
Voor elke parameter voerden wij een Friedmann-test uit om significante verschillen tussen de condities vast te stellen. Afhankelijk van de resultaten gebruikten we post hoc analyses (Wilcoxon signed rank test)
Resultaten
Er werd geen significant verschil waargenomen tussen de omstandigheden voor loopsnelheid en stapfrequentie (p = 0,09 en p = 0,625, respectievelijk).
De staplengte werd daarentegen wel beïnvloed door de experimentele condities (p = 0,0009). Post hoc tests lieten zeer significante verschillen zien tussen No vs Exoup (p = 0,001), No vs ExoLo- (p = 0,0005) en No vs ExoLo+ (p = 0,0004). Er werd geen significant verschil waargenomen tussen de verschillende exoskeletcondities.
Wij constateerden ook een significante toename bij het dragen van het exoskelet in de dubbele standperiode in vergelijking met de Geen-conditie (p < 0,01).
Significante verschillen
Niet significante verschillen
Conclusie
Het dragen van een passief exoskelet heeft geen invloed op de spontane loopsnelheid. Wel wordt de staplengte verminderd en de periode van de dubbele standfase verlengd. Verrassend genoeg zijn de veranderingen in het looppatroon vergelijkbaar, ongeacht het type exoskelet (ExoLo of Exoup) en of de ondersteuning al dan niet geactiveerd is (ExoLo+ vs ExoLo-). Wanneer het dragen van een exoskelet de staplengte vermindert, behouden de deelnemers dezelfde ritmische organisatie van het lopen. Verder onderzoek is nodig om het ongemak of de weerstandseffecten van het dragen van een exoskelet op het lopen te bepalen en hoe deze effecten kunnen worden verklaard in termen van biomechanische belasting, cognitieve of psychosociale componenten. Ook de effecten van langdurig dragen op spatiotemporele gangparameters moeten worden onderzocht.