Biomechaninis paciento perkėlimo judesio modeliavimas ir ergonominės rizikos vertinimas

Abstract

Disertacijoje analizuojamos sveikatos priežiūros specialistų ergonomikos problematika, taikant eksperimentinius matavimus, skaitinius ir statistinius modelius. Pagrindinis šio tyrimo objektas yra žmonių, dirbančių sveikatos ir socialinės rūpybos sektoriuose, kinematiniai judesiai ir juos apibrėžiantys parametrai. Atlikta analizė papildo esamus standartus ir saugaus kėlimo instrukcijas, duomenų kiekį apie mažai ištyrinėtus kūno segmentus. Pagrindinis tyrimo tikslas yra kiekybiškai įvertinti traumų ir sutrikimų rizikas darbe, pasitelkiant biomechaninius žmogaus raumens-skeleto judesio analizės modelius. Šio darbo praktinė vertė yra atlikti didelės imties, statistiškai reikšmingi matavimai su duomenų pateikimu skirtingais pjūviais, sudarant galimybę jais remtis atliekant tolimesnius tyrimus ar sprendimus. Pateikiamos rekomendacijos, kaip galima mažinti lėtinius raumens-skeleto sužeidimus, ir sudarytas statistinis modelis, kuris įveda ne tik bazinius asmens duomenis, bet ir parametrinius atliekamos technikos kriterijus. Darbe sprendžiami trys uždaviniai. Pirmasis – pagal sudarytą metodiką nustatyti sveikatos priežiūros specialistų raumens-skeleto biomechaninius parametrus paciento perkėlimo metu. Antrasis – įvertinti kaklo, pečių ir rankų segmentų ribines kūno mechanikos vertes perkėlimo metu ir pateikti rekomendacijas specialistams. Trečiasis – sudaryti prognostinį raumens-skeleto sutrikimų rizikos modelį ir pritaikyti jį eksperimentinio tyrimo imčiai. Darbą sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, trys priedai. Įvade pateikiama tyrimo problematika, darbo aktualumas, tyrimo objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimo metodika, darbo mokslinis naujumas, rezultatų praktinė reikšmė ir ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pateikiama disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos, disertacijos struktūra. Pirmame skyriuje atliekama literatūros analizė. Apžvelgiama judesio analizės metodika, naudojamos sistemos ir modeliai. Apibūdinami tiriamo judesio ypatumai, ergonominės judesio problemos. Skyriaus pabaigoje pateikiami disertacijos uždaviniai. Antrame skyriuje pateikta eksperimento ir skaičiavimo eiga, metodika, priemonės, veiksmų seka. Aprašomas sudaromo skaitinio ir statistinio modelių pagrindas, pagrindžiami pasirinkimai ir prielaidos. Trečiame skyriuje pateikti eksperimento metu gauti ir skaitiniu bei statistiniu modeliais apdoroti rezultatai, pateikiamos rekomendacijos, įžvalgos, vertinimas. Išskirti charakteringi ir būdingi parametrai, nustatomas modelio tikslumas.

The dissertation analyses the ergonomics issues faced by healthcare professionals through experimental measurements, and numerical, and statistical modeling. The primary object of this research is the kinematic movements of people working in the health and social care sectors and the parameters defining these movements. The analysis enhances existing standards and safe lifting guidelines by providing data on under-researched body segments. The main objective of the research is to quantitatively assess workplace injury and disorder risks using biomechanical models of human musculoskeletal motion analysis. The practical value of the research lies in conducting statistically significant measurements on a sample, presenting data from various perspectives, and enabling their use in future research or decision-making. The dissertation offers recommendations for reducing chronic musculoskeletal injuries and introduces a statistical model that incorporates parametric criteria of performed techniques. The work aims to solve three tasks. The first task determine the biomechanical parameters of healthcare professionals' musculoskeletal systems during patient transfer using the developed methodology. The second assesses the critical mechanical values of the neck, shoulders, and arms during transfer and provides recommendations. The third is to create a model for musculoskeletal disorder risks and apply it to the experimental sample. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general conclusions, three appendices and a list of references. The introduction outlines the research problem, its relevance, the research object, objectives, and tasks. It describes the research methodology, scientific novelty, practical significance of the results, and the defended statements. It concludes with a list of the author's publications on the dissertation topic. The first chapter provides a literature review, covering motion analysis methodologies, systems, and models. It describes the features of the investigated motions and the ergonomic challenges associated with them. The second chapter details the experiment and calculation processes, including the methodology, tools, and sequence of actions. It explains the foundation of the developed numerical and statistical models and justifies the chosen approaches. The third chapter presents the results obtained during the experiment, processed using numerical and statistical models. Characteristic and significant parameters are highlighted, and the accuracy of the model is determined. The dissertation concludes with general findings, practical recommendations, and a discussion of its contribution to the field.