Exoskeletten en gezond en veilig werken

19-12-2019 Het exoskelet is de afgelopen jaren geïntroduceerd op de werkvloer. Het gebruik ervan zal naar verwachting in de toekomst toenemen nu prototypes van exoskeletten hun nut hebben bewezen in bijvoorbeeld de gezondheidszorg. In het bijzonder lijken exoskeletten te worden ingezet bij het aanpakken van werk gerelateerde aandoeningen aan het bewegingsapparaat (musculoskeletal disorders, MSD’s).

Mogelijk ontstaan nieuwe gezondheidsrisico’s doordat door de herverdeling van krachten spanning ontstaat in andere lichaamsdelen en dit de motoriek en gewrichtsstabiliteit beïnvloedt. Toch zijn er genoeg situaties denkbaar waarbij het niet mogelijk is om de werkplek anders in te richten, en veelvuldig tillen of verkeerde houdingen de risico’s van fysieke overbelasting verhogen.

Exoskeletten bieden dan mogelijkheden voor de verbetering van de werkcondities. Bij technologie die zich zo dicht op het lichaam bevindt, is voorzichtigheid geboden. Voordat werknemers worden uitgerust met exoskeletten zal men eerst technische en organisatorische maatregelen moeten treffen om de werksituatie te verbeteren. Het gebruik van exoskeletten zou altijd de laatste toevlucht moeten zijn. Momenteel is er nog weinig wetenschappelijk bewijs beschikbaar en het is een uitdaging om de langetermijneffecten in de praktijk te onderzoeken omdat de menselijke interactie met exoskeletten complex en tijdrovend is.

Definitie
Een exoskelet is te definiëren als een persoonlijk ondersteunend systeem dat op mechanische wijze, invloed uitoefent op het lichaam. In engere zin zijn exoskeletten draagbare robot technologieën die de interne of externe krachten op het lichaam wijzigen. Kortweg zijn exoskeletten draagbare middelen die de kracht van de gebruiker verbeteren of ondersteunen. Exoskeletten kunnen worden geclassificeerd als actieve of passieve systemen. Actieve systemen gebruiken aandrijving om de menselijke beweging te ondersteunen terwijl passieve exoskeletten bijvoorbeeld veren of dempers gebruiken. De opgeslagen energie in passieve systemen is uitsluitend gegenereerd door de beweging van de gebruiker waardoor fysiek belastende posities langer vol te houden zijn. Ook kunnen exoskeletten ingedeeld worden in producten die alleen boven- of onderlichaam of het volledige lichaam ondersteunen.

Toepassingsgebieden
Het idee om menselijke beweging te ondersteunen met technische hulpmiddelen is niet nieuw. In de gezondheidszorg bijvoorbeeld kent men al langer de toepassing van bijvoorbeeld orthesen in het revalidatieproces. Deze hulpmiddelen onderscheiden zich van exoskeletten doordat deze toepassingen ondersteuning bieden aan patiënten met medische aandoeningen. Maar het gebruik van exoskeletten om gezondheid van mensen te behouden of te beschermen is nieuw.

Invloed exoskeletten
Er zijn tal van toepassingsgebieden denkbaar. Meer dan 30% van de arbeidstaken in Europa houdt verband met handmatige materiaalbewerking waaraan gezondheidsrisico’s verbonden zijn. Repetitieve taken, het werken met zware ladingen, werkzaamheden die boven schouderhoogte uitgevoerd worden bieden mogelijkheden voor exoskeletten. De industrie, verhuisbedrijven, hulpdiensten en ziekenhuizen zijn interessante gebieden.
Vanwege technische problemen spelen actieve exoskeletten in de markt nog geen grote rol. Daarentegen zijn er al wel passieve skeletten op de markt.

Certificatie van exoskeletten
Exoskeletten kennen een breed toepassingsgebied binnen de gezondheidszorg, defensie en industrie en doordat er verschillende constructie types zijn is er nog geen uniforme certificering van exoskeletten. Om dit hiaat te overbruggen is het van belang om het functioneel ontwerp en het voorzien gebruik in acht te nemen. Een exoskelet kan gezien worden als een machine die de gebruiker helpt zijn taak te vervullen. Maar ook kan het een persoonlijk beschermingsmiddel (PBM) zijn. In dat geval beschermt het exoskelet de werknemer voor fysieke belasting die kan leiden tot MSD’s. Momenteel is er nog geen consensus dat exoskeletten bescherming kunnen bieden tegen MSD’s, hetgeen de classificatie moeilijker maakt.

De praktische toepassing van exoskeletten is sterk gerelateerd aan de specifieke certificering. Zoals al eerder opgemerkt kan een exoskelet getypeerd worden als een machine en valt dan onder de werking van de Machinerichtlijn (2006/42/EC). Actieve systemen kunnen worden ontworpen met behulp van de normen voor robots en robotapparatuur (ISO 10218-1:2011) en de veiligheidseisen voor persoonlijke service robots (ISO 134882:2014).
Als een exoskelet is gecertificeerd als PBM, gebaseerd op de verordening voor persoonlijke beschermingsmiddelen (2016/425) kan het gebruikt worden ter voorkoming van MSD’s.
Tenslotte kan een exoskelet beschouwd worden als een medisch hulpmiddel volgens Richtlijn voor medische hulpmiddelen (93/42/EEC).

Risicobeoordeling
Werkgevers zijn verplicht een risico-inventarisatie uit te voeren en zullen dus ook de mogelijke risico’s die gerelateerd zijn aan het gebruik van exoskeletten in kaart moeten brengen. De potentiële risico’s zijn talrijk en zijn gerelateerd aan ontwerp en functionaliteit. Zo kunnen defecte actieve systemen leiden tot verwondingen. Ook is het denkbaar dat exoskeletten het risico verhogen op verwondingen als gevolg van vallen of uitglijden. Ook kunnen werknemers beperkt worden in hun bewegingsvrijheid door de constructie en gewicht van het exoskelet. De gevolgen van vallen kunnen dan ernstiger zijn dan zonder exoskelet. Ook moeten exoskeletten snel afgedaan kunnen worden in noodgevallen.

Evaluatie van exoskeletten
De voor- en nadelen van exoskeletten zijn momenteel onderwerp van discussie.. Niet alleen in relatie tot de fysieke aspecten maar ook de invloed op de sociale omgeving of andere fysieke parameters zoals bloeddruk, zuurstofgebruik en hartslag.

Fysiologische aspecten
Exoskeletten kunnen spiervermoeidheid verlagen en gezondheidsvoordelen hebben omdat vermoeidheid het risico op letsel verhoogt. Maar permanente ondersteuning kan ook negatieve lange- termijn effecten hebben op het bewegingsapparaat. Het is denkbaar dat vermindering van spiermassa optreedt en als gevolg daarvan verminderde kracht ontstaat. Deze effecten zijn sterk gerelateerd aan de mate van support die het exoskelet biedt.

Acceptatie en psychosociale effecten
Acceptatie van een exoskelet is essentieel bij langdurig gebruikt. Hoewel exoskeletten positief beoordeeld worden door gebruikers, is ook gebleken dat de acceptatie kan verminderen na verloop van tijd als gevolg van ongemak en het ontbreken van gebruiksgemak. Ook kunnen werknemers zich minderwaardig voelen als ze een exoskelet gebruiken om de dagelijkse taken uit te voeren. Het kan leiden tot stigmatisering omdat het kan lijken dat werknemers afhankelijk zijn van de ondersteuning.
Biomechanische aspecten Exoskeletten kunnen de fysieke spanning in bepaalde lichaamsdelen verminderen door de herverdeling van krachten. Maar dit kan ook tot gevolg hebben dat er meer spanning in andere lichaamsdelen ontstaat, invloed hebben op de cardiovasculaire functies en leiden tot andere bewegingspatronen.

Uitdagingen
De toepassing van exoskeletten in de praktijk biedt kansen en uitdagingen voor werknemers en werkgevers. Beleidsmakers moeten bepalen onder welke condities welke wetgeving van toepassing is zodat de markt invulling kan geven aan de eisen die worden gesteld. Daarbij zijn de fabrikanten altijd verantwoordelijk voor het voorzien gebruik en de bijbehorende certificering.

Bron: Peters, M. and Wischniewski, S. (2019). Federal Institute for Occupational Safety and Health, The use of using exoskeletons on occupational safety and health. European Agency for Safety and Health at Work.

Meer informatie
Voor meer informatie over dit onderwerp kunt u contact opnemen met NEN Industrie&Veiligheid, via iv@nen.nl.

Eerder door u bekeken