In supporto ai metodi standard (NIOSH, SNOCK CIRIELLO ecc), l’industria 4.0 propone nuove tecnologie di valutazione del rischio biomeccanico: sistemi optoelettronici, sensori inerziali ed elettromiografia di superficie, oggi largamente disponibili, ci permettono di integrare le metodologie osservazionali, valutando come un soggetto muove le sue articolazioni e usa i suoi muscoli durante l’esecuzione di un compito lavorativo.
Queste nuove metodologie, consentono di effettuare in maniera oggettiva la valutazione del rischio biomeccanico anche in quei settori in cui le metodologie attualmente più diffuse non riescono a dare risposte esaustive.
Sistemi optoelettronici
Tra le nuove tecnologie di rilevazione, i sistemi optoelettronici sono considerati il gold standard per l’analisi cinematica del movimento umano. Tali sistemi, utilizzano telecamere all’infrarosso in grado di riconoscere e acquisire il movimento tridimensionale di marker passivi riflettenti, collocati su determinati punti di repere anatomici e poi di ricostruirne il comportamento tramite appositi programmi informatici.
I vantaggi di questa metodica sono la precisione e l’accuratezza (errore < 0,01mm) delle acquisizioni effettuate. Nonché l’integrazione e sincronizzazione con altre tecnologie come: videocamere digitali, piattaforme di forza, sistemi analogici ecc.. Tuttavia, tale indagine ha ancora dei costi elevati da sostenere e per lo svolgimento è necessario un ambiente strutturato.
Rischio biomeccanico, Sensori inerziali
I sensori inerziali sono dispositivi che, grazie all’ attuale miniaturizzazione offrono la possibilità di effettuare acquisizioni del movimento direttamente nei luoghi di lavoro. I segnali acquisiti sono solitamente immediatamente disponibili per una valutazione in tempo reale del rischio biomeccanico.
I vantaggi di tale sistema sono rappresentanti dalle dimensioni ridotte e dalla portabilità. La facile indossabilità consente di effettuare l’analisi di qualsiasi movimento senza alterare il gesto motorio del lavoratore in esame.
Rischio Biomeccanico, Elettromiografia di superficie
L’elettromiografia è una metodica diagnostica che fa parte della neurofisiologia, comprende l’analisi, mediante aghi ed elettrodi dell’attività muscolare a riposo e durante l’attivazione volontaria.
Alcune delle più frequenti applicazioni delle tecniche elettromiografiche con rilevamento cutaneo sono:
- Calcolo della velocità di conduzione della fibra nervosa
Un nervo periferico è stimolato elettricamente e la risposta del muscolo (onda-M) viene rilevata. La misura della distanza fra il punto di applicazione dello stimolo ed il punto di rilevamento, e la misura appropriata del ritardo tra stimolo e risposta, permettono la stima della velocità di conduzione delle fibre del nervo.
- Manifestazioni mioelettriche della fatica muscolare
Quando una contrazione volontaria o provocata elettricamente è sostenuta nel tempo in condizioni isometriche, il segnale diventa progressivamente più lento. Questo cambiamento, che precede l’incapacità di protrarre lo sforzo richiesto (affaticamento meccanico), è indicato con il termine “manifestazioni mioelettriche di fatica muscolare” e dipende dalla costituzione e dal tipo di fibre del muscolo.
- Analisi del cammino e intervalli di attivazione muscolare
Durante i movimenti quali il cammino, le attività sportive o gli esercizi di riabilitazione, è importante rilevare gli intervalli ed il livello di attivazione di ogni singolo muscolo. La sEMG è lo strumento appropriato per questo scopo. La presenza di “crosstalk” ed il movimento relativo tra il muscolo e gli elettrodi rappresentano comunque possibili fattori di disturbo, spesso trascurati nelle valutazioni cliniche. Il prelievo di segnali, mediante inserimento temporaneo di fili all’interno del muscolo di interesse, è anche una tecnica diffusa che però presenta tutti i limiti dei metodi invasivi.
- Controllo delle protesi mioelettriche
I motori di arti e articolazioni artificiali (soprattutto mani polsi e gomiti) possono essere controllati dai segnali rilevati dai muscoli sopra il livello dell’amputazione. Alcuni sistemi di questo tipo sono già in commercio ed altri in via di sviluppo.
- Biofeedback
Fornire ad un paziente l’informazione sul livello di attività di un certo muscolo o distretto muscolare, lo può aiutare ad imparare strategie per aumentare il controllo volontario o per diminuire l’attività involontaria di tale unità muscolare e pertanto recuperare quanto più possibile il controllo dopo una lesione.
- Medicina occupazionale ed ergonomia
Il segnale è utilizzato in studi ergonomici per valutare come fattori rappresentati da: modalità e posizioni di lavoro, forma di uno strumento, configurazione della postazione di lavoro, ecc. influenzano l’attività di una serie di muscoli e l’eventuale sviluppo di patologie.
La velocità con la quale un potenziale d’azione si propaga lungo una fibra muscolare è di per sé un’indicazione sullo stato muscolare della fibra stessa. Di conseguenza la velocità di conduzione è uno strumento di base nello studio del muscolo, sia nelle applicazioni cliniche che nella ricerca.