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Erschienen in: Surgical Endoscopy 8/2004

01.08.2004 | Original article

Ergonomic aspects of five different types of laparoscopic instrument handles under dynamic conditions with respect to specific laparoscopic tasks: An electromyographic-based study

verfasst von: U. Matern, G. Kuttler, C. Giebmeyer, P. Waller, M. Faist

Erschienen in: Surgical Endoscopy | Ausgabe 8/2004

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Abstract

Background

The ergonomic deficiencies of various minimally invasive surgery (MIS) instrument handles are well-known. In the past, many studies have been performed to gain a better understanding of ergonomics in MIS. The current study investigates muscle strain during various dynamic tasks with different instrument handles.

Methods

Five different handle designs were tested: the axial handle (Aesculap), the vario handle (own model), multifunctional and ring handles (both Karl Storz), and the shank handle (Wilo). Ten subjects without any surgical training tested the following instrument functions: precise dynamic movement, rotation of the closed instrument, and simultaneous opening and closing of the effector. During these three trials, task performance (errors / duration) and the electromyographic activity of the hand and lower arm muscles were measured.

Results

Regarding the errors and the time required to carry out the tasks, the five handles showed similar results. The muscle activity was lowest for the precise dynamic movement task and highest during the rotation task. The axial handle required significantly more muscle activity than all other handles.

Conclusion

On the basis of these data, it was possible to construct characteristic muscle activation patterns for each handle. However, these patterns were not task specific. Accordingly, they may form a basis to improve the ergonomics of MIS handles with regard to muscle strain.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Berguer, R, Gerber, S, Kilpatrick, G, Beckley, D 1998An ergonomic comparison of inline vs pistol-grip handle configuration in a laparoscopic grasperSurg Endosc12805808CrossRefPubMed Berguer, R, Gerber, S, Kilpatrick, G, Beckley, D 1998An ergonomic comparison of inline vs pistol-grip handle configuration in a laparoscopic grasperSurg Endosc12805808CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Berguer, R, Gerber, S, Kilpatrick, G, Remler, M, Beckley, D 1999A comparison of forearm and thumb muscle electromyographic reponses to the use of laparoscopic instruments with either a finger grasp or a palm graspErgonomics4216341645CrossRefPubMed Berguer, R, Gerber, S, Kilpatrick, G, Remler, M, Beckley, D 1999A comparison of forearm and thumb muscle electromyographic reponses to the use of laparoscopic instruments with either a finger grasp or a palm graspErgonomics4216341645CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat Berguer, R, Rab, GT, Abu-Ghaida, H, Alarcon, A, Chung, J 1997A comparison of surgeons’ posture during laparoscopic and open surgical proceduresSurg Endosc11139142CrossRefPubMed Berguer, R, Rab, GT, Abu-Ghaida, H, Alarcon, A, Chung, J 1997A comparison of surgeons’ posture during laparoscopic and open surgical proceduresSurg Endosc11139142CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Corlett, EN 1995The evaluation of posture and its effectsWilson, JRCorlett, EN eds. Evaluation of human work. A practical ergonomics methodologyTaylor & FrancisLondon689692 Corlett, EN 1995The evaluation of posture and its effectsWilson, JRCorlett, EN eds. Evaluation of human work. A practical ergonomics methodologyTaylor & FrancisLondon689692
5.
Zurück zum Zitat Emam, T, Frank, T, Hanna, G, Cuschieri, A 2001Influence of handle design on the surgeon’s upper limb movements, muscle recruitment, and fatigue during endoscopic suturingSurg Endosc15667672CrossRefPubMed Emam, T, Frank, T, Hanna, G, Cuschieri, A 2001Influence of handle design on the surgeon’s upper limb movements, muscle recruitment, and fatigue during endoscopic suturingSurg Endosc15667672CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Emam, T, Hanna, G, Cuschieri, A 2002Ergonomic principles of task alignment, visual display, and direction of execution of laparoscopic bowel suturingSurg Endosc16267271CrossRefPubMed Emam, T, Hanna, G, Cuschieri, A 2002Ergonomic principles of task alignment, visual display, and direction of execution of laparoscopic bowel suturingSurg Endosc16267271CrossRefPubMed
7.
Zurück zum Zitat Hanna, GB, Shimi, S, Cuschieri, A 1997Optimal port locations for endoscopic intracorporal knottingSurg Endosc11397401CrossRefPubMed Hanna, GB, Shimi, S, Cuschieri, A 1997Optimal port locations for endoscopic intracorporal knottingSurg Endosc11397401CrossRefPubMed
8.
Zurück zum Zitat Laparoscopic Surgery Update1997Reduce fatigue and discomfort: tips to improve operating room setupLaparosc Surg Update597100 Laparoscopic Surgery Update1997Reduce fatigue and discomfort: tips to improve operating room setupLaparosc Surg Update597100
9.
Zurück zum Zitat Matern, U 2001Principles of ergonomic instrument handlesMin Invas Ther Allied Technol10169173CrossRef Matern, U 2001Principles of ergonomic instrument handlesMin Invas Ther Allied Technol10169173CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Matern U, Giebmeyer C, Bergmann R, Faist M (2001) Ergonomic aspects of different handles for minimally invasive surgery—an EMG-based study. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society 45th annual meeting, pp 1269–1273 Matern U, Giebmeyer C, Bergmann R, Faist M (2001) Ergonomic aspects of different handles for minimally invasive surgery—an EMG-based study. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society 45th annual meeting, pp 1269–1273
11.
Zurück zum Zitat Matern, U, Giebmeyer, C, Bergmann, R, Waller, P, Faist, M 2002Ergonomic aspects of four different types of laparoscopic instrument handles with respect to elbow angle—an EMG-based studySurg Endosc1615281532CrossRefPubMed Matern, U, Giebmeyer, C, Bergmann, R, Waller, P, Faist, M 2002Ergonomic aspects of four different types of laparoscopic instrument handles with respect to elbow angle—an EMG-based studySurg Endosc1615281532CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Matern, U, Rückauer, KD, Farthmann, EH 2000Die Arbeitshaltung des laparoskopisch tätigen Chirurgen—Ideal und WirklichkeitZentr Chir125698701CrossRef Matern, U, Rückauer, KD, Farthmann, EH 2000Die Arbeitshaltung des laparoskopisch tätigen Chirurgen—Ideal und WirklichkeitZentr Chir125698701CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Matern, U, Waller, P 1999Instruments for minimally invasive surgery: principles of ergonomic handlesSurg Endosc13174182CrossRefPubMed Matern, U, Waller, P 1999Instruments for minimally invasive surgery: principles of ergonomic handlesSurg Endosc13174182CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Matern, U, Waller, P, Eichenlaub, M, Rückauer, KD 1999MIS instruments: an experimental comparison of various laparoscopic handles and their designSurg Endosc13756762CrossRefPubMed Matern, U, Waller, P, Eichenlaub, M, Rückauer, KD 1999MIS instruments: an experimental comparison of various laparoscopic handles and their designSurg Endosc13756762CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat Patkin, M, Isabel, L 1993Ergonomics and laparoscopic general surgeryGraber, JNSchultz, LSPietrafitta, JJHickok, DF eds. Laparoscopic abdominal surgeryMcGraw-HillNew York Patkin, M, Isabel, L 1993Ergonomics and laparoscopic general surgeryGraber, JNSchultz, LSPietrafitta, JJHickok, DF eds. Laparoscopic abdominal surgeryMcGraw-HillNew York
17.
Zurück zum Zitat Quick, NE, Gillette, JC, Shapiro, R, Adrales, GL, Gerlach, D, Park, AE 2003The effect of using laparoscopic instruments on muscle activation patterns during minimally invasive surgical training proceduresSurg Endosc17462465CrossRefPubMed Quick, NE, Gillette, JC, Shapiro, R, Adrales, GL, Gerlach, D, Park, AE 2003The effect of using laparoscopic instruments on muscle activation patterns during minimally invasive surgical training proceduresSurg Endosc17462465CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Rau, G 1977Anwendung der Elektromyographie bei der Beurteilung körperlicher Momentan-und LangzeitbeanspruchungZ Arb Wiss31112120 Rau, G 1977Anwendung der Elektromyographie bei der Beurteilung körperlicher Momentan-und LangzeitbeanspruchungZ Arb Wiss31112120
19.
Zurück zum Zitat Rohmert, W 1973Physische BeanspruchungSchmidtke, H eds. Ergonomie 1Grundlagen menschlicher Arbeit und Leistung. Carl Hanser VerlagMunich225255 Rohmert, W 1973Physische BeanspruchungSchmidtke, H eds. Ergonomie 1Grundlagen menschlicher Arbeit und Leistung. Carl Hanser VerlagMunich225255
20.
Zurück zum Zitat Uchal, A, Brogger, J, Rukas, R, Karlsen, B, Bergamaschi, R 2002In-line versus pistol-grip handles in a laparoscopic simulators. A randomized controlled crossover trialSurg Endosc1617711773CrossRefPubMed Uchal, A, Brogger, J, Rukas, R, Karlsen, B, Bergamaschi, R 2002In-line versus pistol-grip handles in a laparoscopic simulators. A randomized controlled crossover trialSurg Endosc1617711773CrossRefPubMed
21.
Zurück zum Zitat Veelen, MA, Meijer, DW 1999Ergonomics and design of laparoscopic instruments: results of a survey among laparoscopic surgeonsJ Laparoendosc Adv Surg Techiques A9481489 Veelen, MA, Meijer, DW 1999Ergonomics and design of laparoscopic instruments: results of a survey among laparoscopic surgeonsJ Laparoendosc Adv Surg Techiques A9481489
22.
Zurück zum Zitat Veelen, MA, Meijer, DW, Goossens, RHM, Snijders, CJ 2001New ergonomic criteria for handles of laparoscopic dissection forcepsJ Laparoendosc Adv Surg Techniques111726CrossRef Veelen, MA, Meijer, DW, Goossens, RHM, Snijders, CJ 2001New ergonomic criteria for handles of laparoscopic dissection forcepsJ Laparoendosc Adv Surg Techniques111726CrossRef
Metadaten
Titel
Ergonomic aspects of five different types of laparoscopic instrument handles under dynamic conditions with respect to specific laparoscopic tasks: An electromyographic-based study
verfasst von
U. Matern
G. Kuttler
C. Giebmeyer
P. Waller
M. Faist
Publikationsdatum
01.08.2004
Erschienen in
Surgical Endoscopy / Ausgabe 8/2004
Print ISSN: 0930-2794
Elektronische ISSN: 1432-2218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00464-003-9162-1

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