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Efficacité des exosquelettes souples par rapport aux exosquelettes rigides lors d'une tâche de manutention de charges impliquant une flexion/extension du tronc

Communication scientifique

PROBLEMATIQUE : Les tâches de manutention induisent des contraintes musculo-squelettiques dans la région lombaire et sont associées à l'apparition de lombalgies (LPB). Les exosquelettes de soutien du dos (ExoDos) ont été spécifiquement conçus pour prévenir l'apparition des lombalgies. Plusieurs preuves ont été apportées sur l'efficacité de l'ExoDos pour limiter les efforts musculaires lombaires lors des tâches de manutention impliquant une flexion/extension du tronc (Theurel et Desbrosses, 2019). Cependant, les disparités dans les protocoles - y compris les caractéristiques de conception d'exosquelette (par exemple, composants souples (textiles) vs. rigides), les postures adoptées (c'est-à-dire l'inclinaison du tronc), les charges soulevées, les modalités de la tâche (statique vs. dynamique) et les caractéristiques des populations étudiées (sexe, âge) - expliquent probablement les différences constatées dans les résultats des études précédentes concernant l'efficacité de l'utilisation des ExoDos pour réduire l'activité des muscles érecteurs spinaux. OBJECTIF : Cette étude a examiné l'influence des caractéristiques de conception (souple vs. rigide), de l'inclinaison sagittale du tronc (TSI) et du sexe sur l'efficacité des ExoDos pour réduire l'activité des muscles erector spinae (ES) pendant une tâche de manutention impliquant une flexion/extension sagittal du tronc. MÉTHODOLOGIE: Vingt-neuf volontaires (de sexe équilibré) ont effectué une tâche expérimentale de flexion/extension dynamique du tronc avec deux ExoDos (souple (SUIT) vs. rigide (SKEL)), et sans équipement (FREE). Pour les analyses de l'activité de l'ES, l'amplitude complète du mouvement du TSI a été divisée en 8 plages angulaires égales. Les quatre premières parties (P1 (84° ± 9,6°) à P4 (14° ± 6,9°)) correspondaient au mouvement de soulèvement (extension du tronc de ~ 95° à 2° de flexion du tronc, 0° correspondant à la position verticale), et les quatre dernières (P5 (15° ± 7,7°) à P8 (86° ± 9,2°)) au mouvement d'abaissement (flexion du tronc de ~ 4°, à 97°). RÉSULTATS : L'impact des ExoDos sur l'activité des ES dépendait ici de l'interaction entre la conception de l'exosquelette et le TSI. L'utilisation de SKEL impliquait une activité des ES significativement (p<0,05) plus élevée pour P8 (+36,8%), par rapport à FREE et avait tendance à être réduite pour P3 (-7,2%, p=0,06). SUIT a entraîné une baisse significative (p<0,05) de l'activité des ES pour P2 (-9,6%) et P7 (-11,1%), par rapport à FREE. Aucune interaction entre le sexe et la conception de l’exosquelette n'a été observée sur l'activité des ES sur toute l'amplitude du mouvement. DISCUSSION : Au cours de la tâche expérimentale, l'utilisation des deux ExoDos a entraîné des changements significatifs de l'activité des ES, dépendant du modèle comme du TSI. Ces observations sont cohérentes avec la littérature. Cependant, de manière plus surprenante, l'utilisation du SKEL a entraîné une augmentation de l'activité des ES lorsque le tronc était en flexion maximale à la fin du mouvement d'abaissement. Ce dernier résultat pourrait être lié à un changement de la cinématique du rachis dû à la conception rigide de SKEL, contrastant avec la conception souple de SUIT. Le couple d’assistance développé par SKEL pour réduire les efforts des muscles du dos lors de l’extension du tronc s’appliquerait principalement au niveau de l’axe de la hanche, tandis que l’assistance fournie par SUIT pourrait accompagner également l’extension du rachis. CONCLUSION : En pratique, le choix d'un ExoDos pour un usage professionnel, entre une conception rigide et une souple, nécessite une évaluation de l'interaction homme-exosquelette dans les conditions réelles de la tâche. La caractérisation de la cinématique du tronc et des amplitudes de mouvement apparaît essentielle pour identifier les avantages et les effets négatifs à prendre en compte pour chaque conception d'exosquelette. RÉFÉRENCES : Theurel, J. & Desbrosses K. (2019). Exosquelettes professionnels : aperçu de leurs avantages et limites dans la prévention des troubles musculo-squelettiques liés au travail. IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors, 7:3-4, 264-280.

Disciplines de recherche
Physiologie du travail
Etudes Publications Communications
Biomécanique
Etudes Publications Communications