Developing a method based on EMG to assess muscle fatigue during manual lifting in a simulated laboratory environment

Sehati, Faezeh (2021). Developing a method based on EMG to assess muscle fatigue during manual lifting in a simulated laboratory environment. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Muscle fatigue has been recognized and considered as a high-risk issue for back pain injuries resulting in MSDs and chronic lower back pain. The aim of current research was to investigate differences in surface electromyography (EMG) data of ten back muscles performing a manual lifting task inducing muscle fatigue with respect to four different heights.

Four healthy subjects were asked to lift and deposit twenty-four 10-kg boxes for almost 16 minutes in a simulated laboratory environment in order to assess muscle fatigue. EMG data for ten muscles was collected and cut off for each cycle (lift plus deposit) by the magnetometer and evaluated using a time-frequency analysis procedure (STFT) for extracting the mean and median frequency calculation.

Median and mean frequency (MDF/MNF), and root mean square (RMS) were measured and used to analyze the changes in the EMG signal of all the tested muscles for four different heights. The results showed that MDF/MNF decreases and RMS increases as a sign of muscle fatigue factor. The results obtained from this experiment revealed that the greatest rate of muscle fatigue was demonstrated by the posterior deltoid muscles compared to the other muscles. Based on the results, during the entire manual lifting task, height 2 and height 1 (at ground level) presented the highest number of fatigue repetitions compared to all other heights. It is evident from the findings that various muscles had their own unique fatigue pattern between the four different heights, and it can be expected that fatigue occurs from approximately 6 to 14 minutes of entire experiment.

This research is also important because it will enable warehouse employees to build a structure for proper box setup at acceptable heights to avoid muscle fatigue and eventually reduce.

Titre traduit

Développement d'une technique analytique basée sur l'électromyographie pour l’évaluation de la fatigue musculaire durant des tâches de levage manuel dans un environnement de laboratoire simulé

Résumé traduit

La fatigue musculaire est considérée comme un problème à haut risque de blessures au dos entraînant des troubles musculosquelettiques (TMS) et des douleurs chroniques au bas du dos. Le but de la recherche actuelle est d’analyser les données électromyographiques de surface (sEMG) de huit muscles du dos durant les tâches répétitives de levage manuelle à quatre niveaux de hauteur induisant une fatigue musculaire.

On a demandé à quatre sujets en bonne santé de soulever et de déposer 24 boîtes de 10 kg pendant près de 16 minutes dans un environnement de laboratoire simulé afin d'évaluer la fatigue musculaire Les données EMG pour dix muscles ont été collectées et coupées à chaque cycle (portance plus dépôt) par le magnétomètre et évaluées à l'aide d'une procédure d'analyse temps-fréquence (STFT) pour extraire le calcul des fréquences moyennes et médianes.

La fréquence médiane et moyenne (MDF / MNF) et la racine carrée moyenne (RMS) ont été mesurées et utilisées pour analyser les changements du signal EMG de tous les muscles testés pour quatre hauteurs différentes. Les résultats ont montré que le MDF / MNF diminue et le RMS augmente en signe de facteur de fatigue musculaire. Les résultats de cette expérience ont révélé que le plus grand taux de fatigue musculaire était démontré par les muscles deltoïdes postérieurs par rapport aux autres muscles. Sur la base des résultats, pendant toute la tâche de levage manuel, la hauteur 2 et la hauteur 1 (au niveau du sol) ont présenté le plus grand nombre de répétitions de fatigue par rapport à toutes les autres hauteurs. Il est évident d'après les résultats que divers muscles avaient leur propre schéma de fatigue unique entre les quatre hauteurs différentes et on peut s'attendre à ce que la fatigue se produise environ 6 à 14 minutes de toute l'expérience.

Cette recherche serait également importante car elle permettra aux employés de l'entrepôt de construire une structure pour une configuration correcte des boîtes à des hauteurs acceptables pour éviter la fatigue musculaire et éventuellement réduire les TMS ou les douleurs lombaires.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of a master’s degree with thesis in personalized concentration". Comprend des références bibliographiques (pages 103-110).
Mots-clés libres:	fatigue musculaire, sEMG, levage manuel en laboratoire simulé, fréquence moyenne/médiane, carré moyen et différentes hauteurs
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Ouhimmou, Mustapha
Codirecteur:	Codirecteur Aissaoui, Rachid
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt:	25 oct. 2021 13:40
Dernière modification:	09 déc. 2021 14:56
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2742

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