Der Einsatz von freien Bildungsressourcen im Unterrichtsfach Informatik - eine Feldstudie
Eine Feldstudie über die Wirksamkeit trittelastischer ... · PDF fileMag. Michaela...
Transcript of Eine Feldstudie über die Wirksamkeit trittelastischer ... · PDF fileMag. Michaela...
Eine Feldstudie über die Wirksamkeit trittelastischer Bodenmatten auf die
muskuläre Ermüdung bei Steharbeitsplätzen
Eine Felduntersuchung zur Wirksamkeit trittelastischer Bodenmatten auf die
Befindlichkeit
Durchführende Organisationen
Allgemeine UnfallversicherungsanstaltMag. Brigitte- Cornelia Eder
fiot - Forschungsinstitut für OrthopädietechnikMag. Michaela Höglinger
Gesundheitliche Auswirkungen
• erhöhte statische Muskelarbeit zur Aufrechterhaltung der Körperstabilität notwendig
• mangelnde Muskelkontraktion führt zu einer Zunahme von Gewebsflüssigkeiten in Beinen und Füßen
• Abnahme der Muskelaktivität
Folgen andauernder Steharbeit
Ermüdung der Beinmuskulatur
Beeinträchtigung der Körperstabilität
Beeinträchtigung des gesamten Muskel- und Skelettapparates
Wirkung ergonomischer Bodenmatten – bisherige Untersuchungsmethoden
.. vorwiegend Untersuchungen im Labor unter standardisierten Bedingungen
.. geringe Stehdauer von 2 Stunden
.. geringe Probandenzahl von bis zu 25 Personen
.. biomechanische und physiologische Parameter wie Schwankungsmuster
Druckverteilung
Herzfrequenz, Blutdruck
Wadenumfang/ Veränderungen des Fußvolumens
führen zu kontroversen Ergebnissen
.. durchwegs positive Wirkung auf die subjektiv
wahrgenommene Befindlichkeit
Aktueller Forschungsstand
postulierte gesundheitsfördernde Wirkungtrittelastischer Bodenmatten
• Reduzierung muskulärer Ermüdungserscheinungen durch eine vermehrte Muskelaktivierung durch den weichen Untergrund
• Verminderung der Zunahme des Fußvolumens durch eine Aktivierung der Muskelpumpe
• Reduzierung von Gelenks- und Rückenproblemen durch Stoß dämpfende Wirkung
• Vorbeugung gesundheitlicher Schäden durch Wärmeisolierung
gesundheitsfördernde Wirkung
Eine Felduntersuchung zur Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen in industriellen Betrieben auf die Befindlichkeit (Universität Wien, Auva)
Steharbeitsplätze von 50 MitarbeiterInnen wurden in 3 Betrieben in 3 aufeinander folgenden Wochen (je 4 Tage) mit 3 verschiedenen Bodenbedingungen ausgestattet.
3 Bodenbedingungen: PU- Matten = ergonomische Bodenmatte
Nitrilkautschuk = Placebomatte: wurde als Matte ohne ergonomische Wirkung beschrieben
Grundboden ohne Matte
Ziel der Untersuchung
• Allgemeine Zufriedenheit der MitarbeiterInnen mit den unterschiedlichen Bodenbedingungen
• Unterschied bezüglich wahrgenommener Aktiviertheit und Müdigkeit
• Wahrgenommene Wirksamkeit auf körperliche Beschwerden und Befindlichkeiten
• Tritt Placeboeffekt ein?
Studie Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen
- höchste Zufriedenheit mit der ergonomischen Matte
- gefolgt von Placebo-Matte
- geringste Zufriedenheit mit Grundboden
- signifikante Unterschiede bzgl. Aktiviertheit
- empfundene Aktiviertheit zu Schichtende auf der ergonomischen Bodenmatte signifikant höher als am Grundboden
- kein Unterschied in empfundener Aktiviertheit zu Schichtende auf der Placebomatte verglichen mit dem Grundboden
Befindlichkeit über Dimension Aktiviertheit
Allgemeine Zufriedenheit mit dem Bodenbelag
Studie Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen
Besteht ein Unterschied in den körperlichen Beschwerden bei den 3 Bodenbedingungen?
Unterer Rücken: - signifikant geringere Beschwerden auf der ergonomischen Matte &Placebomatte verglichen mit Grundboden
Schmerzen in den Füßen: - signifikant geringer auf der ergonomischen Matte- auf der Placebomatte geringer als am Grundboden – höher als auf derergonomischen Matte
Schmerzen in den Fußgelenken: - signifikant geringere Schmerzen auf der ergonomischen Matte undder Placebomatte
- auf der Placebomatte geringfügig weniger Schmerzen
Beinschwellung: - signifikant geringer auf beiden Matten- auf der ergonomischen Matte am Geringsten
Beinmüdigkeit: - signifikant geringer auf beiden Matten- keine nennenswerten Unterschiede zwischen beiden Matten
Studie Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen
Erwartungen in Zusammenhang mit einer möglichen Wirkungsweise von Bodenmatten
94% (N= 47) der Testpersonen glauben an das gesundheitsfördernde Potential von ergonomischen Bodenmatten.
4% glauben nicht an das gesundheitsfördernde Potential.
Studie Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen
„Ich glaube, dass sich ergonomische Bodenmatten positiv auf meine Gesundheit auswirken“
• Allgemeine Zufriedenheit: - beim Arbeiten auf den Bodenmatten größer
- ergonomische Matte wird Placebomatte bevorzugt
• Aktiviertheit: - zu Schichtende signifikant größer auf ergonomischen Matte
• Körperliche Beschwerden: - körperliche Beschwerden auf beiden Matten geringer
- deutlichster Unterschied auf ergonomischen Matte
Fazit:
Beide Matten zeigen gesundheitsfördernde Effekte und können daher als ergonomisch wirksam bezeichnet werden!
Das Wissen um ergonomische Wirksamkeit erhöht die positiven ergonomischen Effekte der Matte!
Studie Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen
Zielsetzung
Einfluss trittelastischer Bodenmatten auf den
Aktivitätszustand der Beinmuskulatur – lokale Auswirkung
Körperstabilität
subjektive Befindlichkeit
Vorgehensweise
Vergleich mit/ ohne Matte an 2 Untersuchungstagen
89 (Durchschnittsalter 41± 8 Jahre) Probanden aus sieben Betrieben Österreich weit
Arbeitsbeginn und Arbeitsende
Minimum 6 Stunden Stehzeit
Feldstudie: Faktoren vor Ort konstant halten!
Intrapersonelle Veränderungen
Eine Feldstudie über die Wirksamkeit trittelastischer Bodenmatten auf die muskuläre Ermüdung bei Steharbeitsplätzen
Feldstudie fiot
General Motors Powertrain - Austria GmbH 1220 Wien
BMW Motoren Gmbh4400 Steyr
Gummiwerk KRAIBURG Austria Ges.m.b.H. & CoWebersdorf, 5132 Geretsberg
Stiwa Automation Gmbh4851 Gampern
Post- Verteilzentrum Österreichische Post AGVorsortierung 1000, 1230 Wien
Schütze- Schuhe GmbH & Co.KG4284 Tragwein
SPAR Österreichische Warenhandels-AG6300 Wörgl
beteiligte Betriebe
Dankeschön für die Teilnahme an der Studie!
Aus der Ausgangsposition strecken Sie den Körper zur Decke..
Versuchen Sie, auf dem rechten Bein zu stehen – Einbeinstand!
Übungsprogramm
Messung des Wadenumfanges
Messung der Muskelaktivität
Messung der Körperstabilität
Messung der subjektiven Befindlichkeit
Angewendete Methoden
Zusatzdokumentationen Schrittzahl/ Mattentyp/ Schuhtyp
Messtechnische Analyse
Wadenumfang
Wie wirkt sich die Bodenmatte auf die Gewebsflüssigkeiten und den Schwellungszustand der Beine aus?
Ergebnisse
Der Wadenumfang vergrößert sich nach sechs Stunden Stehzeit an beiden Messtagen. Die Zunahme nach dem Arbeitstag mit Matte ist signifikant geringer als am Tag ohne Matte (p= 0,001).
Muskelpumpe
prozentuelle Änderung des Wadenumfanges während des Arbeitstages
0
4
2
6
-2mit Matte ohne Matte
0,431,02
Proze
nt
Messtechnische Analyse
Körperstabilität – IBS Tetrax
Bewirkt die Bodenmatte eine Veränderung der Körperstabilität?
• Gleichgewichtsmessung mit der Messplattform IBS Tetrax
• Aufzeichnung des Verlaufs des Körperschwerpunktes (CoM) mittels Kraftsensoren
[Quelle 2 ]
Ausschalten des visuellen Inputs der Gleichgewichtsregulierung
Gewichtung Vestibularapparat und Somatosensorik
Messtechnische Analyse
Ergebnisse Körperstabilität
Die Körperschwankung ist am Ende des Arbeitstages mit Matte signifikant geringer als am Tag ohne Matte (p= 0,005).
17,20
17,60
18,00
18,40
18,80
19,20
19,60
20,00
Verlauf des COM
mit Matte ohne Matte
vorher nachher vorher nachher
MW 18,53SD 6,89
MW 18,68SD 6,86
ohne Matte
MW 18,07SD 6,73
MW 19,71SD 7,76
mit Matte
nachhervorher
Durch eine mehrfache Durchführung der Untersuchung ist die Tendenz eines Lerneffektes nicht auszuschließen.
Verlauf des Körperschwerpunktes
Ergebnisse
Muskelphysiologie
- Muskelansteuerung über Nervenzelle – Muskelkontraktion
- entsteht so genanntes Aktionspotential – Erregung
- Ableitung Spannungsdifferenz über Oberflächenelektroden
- Registrierung Aktivitäts- bzw. Ermüdungszustand
Motorische Einheit
Quelle [4]
Muskelaktivität – Elektromyographie
Ist die Beinmuskulatur durch das Stehen auf der Matte aktiver als beim Stehen ohne Matte?
Aus den Potentialänderungen des Frequenzmusters innerhalb eines bestimmten Zeitraumes kann der
Aktivitätszustand einzelner Muskeln registriert werden.
Messtechnische Analyse
Ermüdungsparameter
Amplitude Frequenz
Zeitabhängige Änderung-Root Mean Square
Frequenzabhängige Änderung-Medianshift
RegressionslinieRegressionslinie
[Quelle 3,4]
1. Parameter zur Erkennung lokaler Muskelermüdungseffekte= Zunahme der Amplitude des EMG’s – der Koeffizient des Root Mean Square (RMS)
2. Parameter: Regressionskoeffizient der Medianfrequenz= zeitabhängigen Abnahme der Frequenzen
Messtechnische Analyse
Ergebnisse Elektromyographie
Der amplitudenbasierte Analyseparameter des EMG’s weist keine statistisch signifikanten Unterschiedean beiden Messtagen auf.
Steigungsk
oeffizient
Regressionskoeffizient der Medianfrequenz im m. gastrogn. lateralis
Regressionsgeradenk
k= Regressionskoeffizient der Medianfrequenz
-0,20
-0,16
-0,12
-0,08
vorher nachher-0,24
ohne MatteMW -0,18SD 0,16
MW -0,13SD 0,15
ohne Matte
MW -0,16SD 0,14
MW -0,13SD 0,16
mit Matte
nachhervorhermit Matte
Die Frequenzanalyse des EMG‘s am Ende des Arbeitstages ohne Matte zeigt einen signifikanten Abfall der Medianfrequenz (p= 0,041).
Ergebnisse
7. Tragen Sie in der angeführten Skala ein, auf welchen Bodenbelag Sie sich am
Wohlsten fühlen.
6. Meiner Meinung nach wirkt sich das Stehen auf der Bodenmatte positiv auf meine Gesundheit und mein Wohlbefinden aus.
1. Ich empfinde Unbehagen im unteren Rücken.
O stimme überhaupt nicht zu
O stimme nicht zu
O stimme eher nicht zu
O stimme eher zu
O stimmezu
O Stimme sehr zu
subjektiv empfundenes Wohlbefinden - Fragebogen
2. Ich empfinde Unbehagen in der Hüfte.
3. Ich empfinde Unbehagen in den Knien.
4. Ich empfinde Unbehagen an den Füßen/ Fußsohlen.
5. Ich empfinde ein allgemeines Schweregefühl in den Beinen.
Fragebogen
Fragebogen
Ein Großteil der Befragten empfindet ein signifikant größeres Unbehagen in allen Bereichen nach dem Arbeitstag ohne Bodenmatte (p= 0,001).
Wie schätzen Sie ihr Wohlbefinden am Boden mit Matte ein?
Wie wirkt sich die Matte Ihrer Meinung nach auf Ihre Gesundheit aus?
63% stehen lieber auf der Matte
27% stehen lieber nicht auf der Matte
9% weder noch
1% keine Meinung
75% positiv
24% negativ
1% keine Meinung
Ergebnisse
Zusammenfassung
Positive Auswirkung trittelastischer Bodenmatten auf
• die Blutzirkulation, Gewebsflüssigkeiten und Aktivität der Beinmuskulatur
• die Körperstabilität – Koordinationsverbesserung, Ökonomisierung der Bewegungssteuerung
• das subjektiv empfundene, körperliche Wohlbefinden
Matteneinsatz auf den Arbeitsplatz und die Tätigkeit abstimmen!
Zusammenfassung
Ergonomische Einsatzbedingungen trittelastischer Bodenmatten
• Matteneinsatz an Arbeitsplätzen mit wenig Drehbewegungen- Drehimpuls wird vom Kniegelenk abgefangen!
• kein Transport schwerer Werkstücke über die Bodenmatten notwendig
• beständig gegen verwendete Arbeitsstoffe
• leicht zu reinigen
• keine Stehhilfen im Einsatz! Kippgefahr
• fachgerechte Beratung der Hersteller unter Berücksichtigung ergonomischer Aspekte
Einsatzbedingungen Bodenmatten
Ausblick – weitere Forschungsansätze
• Kombination Schuhwerk – Bodenmatte: Vergleich Sicherheitsschuhe mit mattenähnlicher Sohle/ BodenmattenDruckverteilungsmessungen unter der Fußsohle
• Dämpfungseigenschaften der Matte/ Auftrittsdämpfung – Gehen!
• Elastizität der Matte: Einsinkverhalten unterschiedlicher MattenGummi/ PU/ Nitrilkautschuk
• Schwingungsmessung: frequenzabhängiges Dämpfungsverhalten der Matte
• Langzeitstudien
etc. etc..
Investition in Forschung zahlt sich aus!
Ausblick
Projektleiterin Michaela Höglinger [email protected]
Brigitte-Cornelia [email protected]
Wichtl [email protected]
Kontakt
Literatur/ Bildquellen
[1] Znojemsky,N. 2007. Eine quasiexperimentelle Untersuchung zur Wirksamkeit verschiedener Bodenbedingungen unter spezieller Berücksichtigung von Betriebsklima und Erwartungen.
[2] http://www.neuro24.de/blider13/gleichgewicht[3] Hain, S.(2009). Untersuchung des Verhaltens der Ermüdungsparameter des Musculus Tricaeps Surae bei differentieller,
submaximaler, isometrischer Kontraktion sowie unter Einfluss differentieller Belastungen. Fachhochschule Technikum Wien.[4] Konrad, P. (2005). EMG- Fibel. Eine praxisorientierte Einführung in die kinesiologische Elektromyographie. Noraxon. INC. USA.[5] Madeleine, P., M. Voigt, and L. Arendt- Neilsen. (2000) Subjective, physiological and biomedical responses to prolonged manual
work performed standing on hard and soft surfaces. Eur. J. Appl. Physiol.,77, 1-9[6] Hansen, L., Winkel, J. & Jorgensen, K. (1997). Significance of mat and shoe softness during prolonged work in upright position:
based on measurements of low back muscle EMG, foot volume changes, discomfort and ground force reaction. AppliedErgonomics, 29 (3), 217- 224.
[7] Kendrick, J. M. (1997). The pains of standing. Occupational Health and Safety, 66 (4), 54- 56.[8[ King, P.M. (2002). A comparison of the effects of floor mats and shoe in- soles on standing fatige. Applied Ergonomics, 33 (4),
477- 484. [9] FIOT (1993). Untersuchung der Schwankungsbreite beim Stehen auf einer “Ergomat” Matte. Forschungsbericht.Wien:
Forschungsinstitut für Orthopädietechnik.