Valutazione dei carichi lombari durante il sollevamento manuale: analisi cinematica, dinamica e confronto con indici di rischio ergonomico

Manual material handling (MMH) represents a frequent cause of work-related low back pain (LBP). Among biomechanical risk assessment tools currently adopted, attention is given to the Lifting Index (LI). However, the equation proposed by NIOSH does not account fot the individual biomechanical effects. This study aims to compare different strategies: stoop, squat and free lifting, evaluating the associated joint moments. In addition, the influence of anthropometric characteristics on the adopted risk index is examined. Electromyographic, kinematic, and dynamic data were collected during lifting trial performed with loads of different magnitude. EMG signals, ROM, and joint moments were analyzed. Alongside the estimation of the LI, the Stoo-Squat Index (SSI) was employed to quantitatively define the lifting strategy adopted. The results show that, within the context of a single lift, stoop and squat are comparable in terms of the maximum moment generated at the L5/S1 level. This suggests that the acute mechanical load acting on the lumbosacral joint does not differ significantly between the two execution modes. On the other hand, the greater lumbar flexion observed in stoop leads to increased involvement of passive spinal elements. Consequently, repeated exposure may become relevant. A correlation was observed between participants’ body mass and height and the recorded joint moments. This finding suggests a a potential subject-based refinement of the equation. The increase in external loads is already considered in the LI equation. From this perspective, integrating the LI with the SSI would enable a multifactorial assessment of the lifting risk, combining the effect of the external load with the characterization of movement strategy. The findings suggest that biomechanical risk evaluation should consider both load magnitude and movement strategy, avoiding interpretations based solely on the flexion-extension moment at L5/S1.

Il sollevamento manuale dei carichi è una causa frequente di lombalgia nel contesto lavorativo. Tra gli strumenti di valutazione del rischio biomeccanico in uso, si pone attenzione al Lifting Index (LI). Tuttavia, l’equazione proposta dal NIOSH non considera l’effetto biomeccanico individuale. Il presente studio si propone di confrontare varie strategie: stoop, squat e sollevamento libero, valutando i relativi momenti articolari. Inoltre, si mira ad analizzare l’influenza delle caratteristiche antropometriche sull’indice di rischio impiegato. Sono stati acquisiti dati elettromiografici, cinematici e dinamici durante prove di lifting svolte con carichi di varia entità. Sono stati analizzati segnali EMG, ROM e momenti articolari. Oltre alla stima del LI, è stato impiegato lo Stoop-Squat Index (SSI) al fine di definire in scala quantitativa la strategia di sollevamento adottata. I risultati ottenuti mostrano come, nel contesto di un singolo sollevamento, stoop e squat risultino paragonabili in termini di massimo momento generato a livello L5/S1. Ciò sugge risce come il carico meccanico acuto agente sull’articolazione lombosacrale non differisca significativamente tra le due modalità esecutive. D’altra parte, la maggiore flessione lombare in stoop comporta un maggiore coinvolgimento degli elementi spinali passivi. Di conseguenza, un’esposizione ripetuta potrebbe risultare rilevante. Si evidenzia una correlazione tra la massa corporea e l’altezza dei partecipanti allo studio ed i relativi momenti articolari registrati. Ciò suggerisce una potenziale integrazione dell’equazione, per renderla subject-based. L’aumento del carico esterno è preso in considerazione dall’equazione per il calcolo del LI. In quest’ottica, l’integrazione del LI con lo SSI consentirebbe una valutazione multifattoriale del rischio di sollevamento, combinando l’influenza del carico esterno con la caratterizzazione della strategia di sollevamento. I risultati suggeriscono che la valutazione del rischio biomeccanico debba considerare l’entità del carico e la strategia di movimento, evitando interpretazioni basate esclusivamente sul valore del momento di flesso-estensione a livello L5/S1.