Student testet Exoskelette in Notfallsituationen

Häufige arbeitsbedingte Verletzungen bei Rettungssanitätern (EMTs) sind Verstauchungen und Zerrungen, von denen die meisten die Hände und den oberen Rumpf betreffen, laut Statistiken des Centers for Disease Control and Prevention aus dem Jahr 2020. Geräte wie Exoskelette, die zur Verbesserung und Unterstützung der körperlichen Fähigkeiten getragen werden, können dazu beitragen, die Rate dieser Verletzungen zu verringern. Die Integration dieser Geräte in Notfallmaßnahmen ist jedoch mit Herausforderungen verbunden.

Oshin Tyagi, eine Doktorandin am Wm Michael Barnes ’64 Department of Industrial and Systems Engineering an der Texas A&M University, konzentriert ihre Forschung auf die Untersuchung der Rolle von Exoskeletten im Gesundheitswesen. Mit der Unterstützung durch ein Stipendium in Höhe von 10.000 US-Dollar des Southwest Center for Occupational and Environmental Health Pilot Projects Research Training Program, einem National Institute for Occupational Safety and Health Education and Research Center, unternimmt sie die letzten Schritte, um mit der Durchführung von Feldforschungen mit EMTs in Houston zu beginnen.

Sechs Monate nach Beginn ihres einjährigen Forschungsstipendiums sagte Tyagi, sie freue sich über den Fortschritt des Projekts. Das Protokoll für die Studie ist vorhanden, und zusammen mit der Pilotdatenerfassung sagte Tyagi, sie habe kürzlich die Genehmigung des Institutional Review Board erhalten, Forschungsarbeiten mit EMTs in den Feuerwehren von Houston durchzuführen. 

Das Team wird ein von HeroWear entworfenes Rücken-Exoskelett verwenden. Das Gerät, das wie ein Rucksack getragen wird, verfügt über einen Aktuator, der mit einem Knopf in der Nähe des Schlüsselbeins des Trägers ein- oder ausgeschaltet werden kann, um die mechanischen Systeme des Geräts zu aktivieren. Wenn es eingeschaltet ist, übt das Gerät beim Beugen Druck auf den Rücken einer Person aus, hilft dabei, den Rücken gerade zu halten und einen Teil der Aktivität von den Rückenmuskeln zu entlasten.

Zu den Teilnehmern an Tyagis Studie gehören Rettungssanitäter der Feuerwehr von Houston. Die Studienteilnehmer führen Aufgaben durch, darunter HLW, Schieben einer Trage in und Herausziehen aus einem Krankenwagen sowie Treppensteigen mit schwerem Gewicht, um das Tragen von Patienten und Tragen zu simulieren. Sie werden auch eine Reihe von Standard-Box-Hebeaufgaben absolvieren, die in Forschungsstudien verwendet werden, um die biomechanischen Vorteile von Exoskeletten zu untersuchen.

„Wir werden die Rettungskräfte diese grundlegenden Aufgaben erledigen lassen, während sie ein Exoskelett tragen und nicht tragen“, sagte Tyagi. „Wir werden die beiden Bedingungen vergleichen, um festzustellen, wie effektiv die Verwendung von Exoskeletten war. Wir werden auch biomechanische Daten, Muskelaktivitätsdaten und subjektive Bewertungen der Arbeitsbelastung und Benutzerfreundlichkeit sammeln, um zu verstehen, wie gut sie sich an die Verwendung von Exoskeletten anpassen.“

Aus den von ihr gesammelten anekdotischen Daten gaben Rettungssanitäter Rückmeldungen, dass das Exoskelett beim Tragen von Tragen hilfreich war, ihnen aber bei der Durchführung einiger kritischer medizinischer Aufgaben wie HLW im Weg stand. Wenn das Ziel darin besteht, dass EMTs Exoskelette in ihre tägliche Arbeit integrieren, ist es laut Tyagi komplizierter, als ihnen ein Exoskelett zu geben und ihnen zu sagen, dass sie es benutzen sollen.

„Wir möchten, dass sie darauf trainiert werden, und um darauf trainiert zu werden, müssten sie wissen, wann sie das Exoskelett ein- und wann ausschalten müssen“, sagte Tyagi. „Ich hoffe, dass dies zu wertvollen Informationen führen wird, nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch für Rettungskräfte und Feuerwehrleute, um ein klareres Bild davon zu bekommen, wie praktikabel diese Geräte als ergonomische Unterstützung zur Reduzierung körperlicher Anforderungen sind.“

Tyagi dankte Chief Justin Reed und den Sanitätern der Feuerwehr von Houston Cy-Fair für ihr wichtiges Feedback.

Tyagis Team umfasst:

• Tiash Mukherjee, Doktorand des Maschinenbaus
• Mytrey Abburu, Biomedizintechnik-Senior
• Vishal Gottumukkala, Senior der biomedizinischen Wissenschaften
• Tiago Gunter Xavier Do Vale, Maschinenbauingenieur
• Eshan Manchanda, Allgemeinbildung im zweiten Jahr
• Jimena Cortes Shivangi (ehemaliges Mitglied)
• Shivangi Dwivedi (ehemaliges Mitglied)

Eine anfängliche Herausforderung für Tyagi war die Finanzierung eines Teams, das sie bei dem Großprojekt unterstützen sollte. Sie hat das Aggie-Forschungsprogramm durchlaufen und sagte, sie habe ein wunderbares interdisziplinäres Team aus motivierten Bachelor-Forschern gefunden, die bereit sind, sich technische Forschungsfähigkeiten anzueignen.

„Ich habe viele Studien durchgeführt, aber über mein Dissertationsprojekt hinaus habe ich keine nutzungsinspirierten Forschungsprojekte von Grund auf konzipiert (dh externe Finanzierung gesichert)“, sagte Tyagi. „Das war eine lustige Erfahrung. Dies war auch das erste Mal, dass ich ein großes Team leitete, was anfangs eine Herausforderung war. Ich bin dankbar für diese Erfahrung, weil ich gelernt habe, Forschung zu leiten und zu überwachen, anstatt zu forschen.“

Das Team hofft, seine Arbeit zur Veröffentlichung einreichen zu können und plant eine Präsentation auf der Student Research Week von Texas A&M im März und dem Symposium der Houston Human Factors and Ergonomics Society. Tyagi dankte ihrer Fakultätsberaterin Dr. Ranjana Mehta, außerordentliche Professorin der Abteilung, für ihre Anleitung. Tyagi ist Teil des Neuroergonomics Lab von Mehta, wo sie auch Unterstützung bei der Projektkoordination von Lindsey Brenner, der Projektmanagerin des Labors, erhielt. Tyagi sagte, sie hätten ihr geholfen, konzentriert zu bleiben. 

„Man muss eine klare Vorstellung davon haben, was man tun will, wann und warum“, sagte Tyagi. „Manchmal wird man von vielen verschiedenen Dingen abgelenkt, die man ausprobieren möchte, während man gleichzeitig seine Dissertationsforschung verwaltet. Es ist wichtig, den Umfang seines Projekts zu kennen und sich daran zu halten.“ 

Quelle: Student puts exoskeletons to the test in emergency situations | Texas A&M University Engineering (tamu.edu)