Design of an ergonomic back support to prevent lumbar injuries

Abstract

Low back pain is a widespread issue among individuals engaged in tasks requiring prolonged periods of static positioning. This musculoskeletal challenge has seen a surge in prevalence in recent times. The focal point of this study is to conceptualize an ergonomic support system specifically geared towards averting lumbar injuries linked to sedentary habits. Through a comprehensive experiment involving the analysis of existing ergonomic backrests and the subsequent development of a prototype using 3D scanning, design, and manufacturing processes, a solution was crafted. A study, incorporating a group of voluntary participants, was executed to assess the efficacy of the newly designed lumbar accessory. Findings reveal that the ergonomic product contributes to an increase in the duration of maintaining a correct posture, a reduction in pressure on crucial lumbar vertebrae (L4/L5 & L5/S1), and an overall enhancement in comfort levels. This innovation holds promise for addressing the escalating challenges associated with low back pain in the context of modern sedentary work environments. Therefore, the following question was asked: does the design of an ergonomic backrest prevent musculoskeletal injuries in the lower back in people who work at a desk and have a sedentary lifestyle? The methodological design of the study is based on an experimental approach. A prototype of an ergonomic back support is developed using 3D scanning design and fabrication, and its effectiveness is tested on a group of participants. The methodology includes comparing the performance of participants with and without the ergonomic backrest in a controlled environment, measuring variables such as posture, lumbar compression of the L4/L5 and L5/S1 vertebrae, and concentration during task performance.

El dolor lumbar es un problema generalizado entre las personas que realizan tareas que requieren periodos prolongados de posicionamiento estático. La prevalencia de este problema musculoesquelético ha aumentado en los últimos tiempos. El objetivo de este estudio es conceptualizar un sistema de apoyo ergonómico orientado específicamente a evitar las lesiones lumbares relacionadas con los hábitos sedentarios. Mediante un experimento exhaustivo que incluye el análisis de los respaldos ergonómicos existentes y el posterior desarrollo de un prototipo mediante procesos de escaneado, diseño y fabricación en 3D. Se realizó un estudio con un grupo de participantes voluntarios, para evaluar la eficacia del accesorio lumbar de nuevo diseño. Los resultados revelan que el producto ergonómico contribuye a aumentar la duración del mantenimiento de una postura correcta y a reducir la presión sobre la espalda. postura correcta, una reducción de la presión sobre las vértebras lumbares cruciales (L4/L5 y L5/S1) y una mejora y una mejora general de los niveles de comodidad. Esta innovación es prometedora para abordar los crecientes retos asociados al dolor lumbar en el contexto de los modernos entornos de trabajo sedentarios. Es por ello que se formuló la siguiente pregunta: ¿el diseño de un respaldar ergonómico previene las lesiones músculo-esqueléticas en la zona baja de la espalda en personas que trabajan en un escritorio y tienen un estilo de vida sedentario? El diseño metodológico del estudio se basa en un enfoque experimental. Se desarrolla un prototipo de un respaldar ergonómico utilizando diseño y fabricación con escaneo 3D, y se prueba su efectividad en un grupo de participantes. La metodología incluye la comparación del desempeño de los participantes con y sin el respaldo ergonómico en un entorno controlado, midiendo variables como la postura, la compresión lumbar de las vértebras L4/L5 y L5/S1, y la concentración durante la realización de tareas.