Madala maksumusega elektromüograafide rakendatavus ergonoomikalises hindamises

A thesis for applying for the degree of Doctor of Philosophy in Engineering Sciences.Every year a considerable amount of gross domestic product in several countries is lost due to work-related musculoskeletal disorders (WMSDs). Thus, one of the goals of ergonomics is to prevent WMSDs. A body of knowledge required to prevent WMSDs has existed for decades; however, the exploitation of this knowledge is hindered by the shortcomings in the risk assessment methods. As a rule, objective methods should be preferred to subjective methods, though often access to objective methods is restricted by the cost of the apparatus. The potential to make one of such devices more accessible by reducing the costs was investigated in the thesis. The thesis focused on the electromyograph – a device to study and monitor the electrical activity produced by skeletal muscles. Nowadays one can assemble an electromyograph from low-cost semi-universal components; however, the functionality and usability of such a device is unknown. At first the technical characteristics of components that can be used to assemble an electromyograph were evaluated. Then the electromyographs were assembled and tested in the laboratory and in the field. The results showed that the low-cost electromyographs may be partially utilised in ergonomic risk assessment; however, the use of such equipment in comparison to commercial high-cost apparatus increases the demands on user knowledge, skills and time expenditure. On the other hand, the functionality of the do-it-yourself electromyograph may exceed the commercial device.Tööga seotud luu- ja lihaskonna ülekoormushaiguste tõttu kaotavad riigid igal aastal märkimisväärse osa sisemajanduse kogutoodangust. Seetõttu on üheks ergonoomika eesmärgiks luu- ja lihaskonna ülekoormushaiguste ennetamine. Teadmised töötaja ülekoormuse ennetamiseks on olemas juba aastakümneid. Paraku takistavad teadmiste tõhusat rakendamist puudused riskihindamise meetodites. Riskide hindamisel tuleb subjektiivsetele meetoditele eelistada objektiivseid meetodeid, kuid sageli piirab objektiivsete meetodite kasutamist mõõteseadmete maksumus. Doktoritöös uuriti ühe sellist liiki mõõteseadme, lihaste elektrilise aktiivsuse uurimiseks mõeldud seireseadme ehk elektrimüograafi kättesaadavuse ja rakendamise suurendamise võimalust seadme maksumuse vähendamisega. Nüüdisajal on võimalus elektromüograafe kokku panna madala maksumusega ja pool-universaalsetest komponentidest. Samas pole selge, milline on sellisel viisil valmistatud elektromüograafi funktsionaalsus ja kasutatavus. Doktoritöös hinnati esmalt elektromüograafi madala maksumusega komponentide tehnilisi omadusi ning seejärel katsetati koostatud elektromüograafe laboris ja töökeskkonnas. Doktoritöö andis kinnitust, et madala maksumusega elektromüograafe on võimalik riskihindamisel osaliselt rakendada, kuid selliste seadmete kasutamine eeldab riskihindajalt põhjalikumaid teadmisi ja oskusi ning suuremat ajakulu kui kallite kommertsseadmete kasutamine. Samas võib spetsialisti kokkupandud elektromüograafi funktsionaalsus kommertsseadmeid ületada.Publication of this thesis is supported by the Estonian University of Life Sciences. This research was supported by European Regional Development Fund’s Doctoral Studies and Internationalisation Programme DoR

Ground heat pump booster sp function-technical indices and rooms indoor climate

The object of the study was heating pump Booster SP and indoor climate provided by floor and ventilation heating. The test site, laboratory of ‘Heating pumps and indoor climate’, was in The Estonian University of Life Sciences Institute of Technology. Heating pump together with ventilation system were set to automatically ensure proper indoor climate. The particularities of the laboratory setting are the alternative depth of the ground collector (1.5 m) and two indoor heating contours with different layouts. The operating parameters of heating pump were measured by thermocouple probes which were placed on the nodes of heating pump. Indoor climate, provided by heating pump Booster SP and ventilation system, was assessed with a diagnostics device which sensors were placed 1.5 m from the floor. The operating state of ground contour, two indoor heating contours, heating pump and indoor climate was diagnosed by simultaneous data accusation. Based on data processing the operating state and efficiency of heating pump, indoor climate’s compliance with laws and legislations was assesse

Musculoskeletal discomfort in production assembly workers

The purpose of this study was to analyse subjective self-evaluation of musculoskeletal discomfort conducted by female production assembly workers. Thirty-seven female assembly workers aged 20–54 years participated in this study, whereas 35 of them were right-handed. Discomfort in neck, shoulder, upper back, upper arm, low back, forearm, wrist, hips, thigh, knees, lower legs and heels was subjectively evaluated by Cornell Musculoskeletal Discomfort Questionnaire. The results indicated that female assembly workers felt most work-related discomfort in the neck (44%), lower back (19.7%) and in the right wrist (15%). Discomfort was less pronounced in the right knee (0.01%), left upper arm (0.04%) and left hip buttocks (0.1%). In conclusion, this study indicated that subjective discomfort sensed by female production assembly workers was higher in the neck, lower back, right shoulder and the right wrist. According to the study results, further research is needed on the relationship between musculoskeletal discomfort and its influence on the quality of assembly work

Ruumi tehisvalgustuse mõju tööviljakusele

TäistekstNüüdisajal veedab töötaja suurema osa oma ärkveloleku ajast tööl. Sellepärast on oluline suuremat tähelepanu pöörata töötingimustele, et töötaja tervis ei saaks kahjustatud ja tema töövõime näitajad püsiks võimalikult kõrgel tasemel, tagamaks kõrge tööviljakus. Ruumide sisekeskkond peab olema tööülesande täitmiseks sobiv nii suvel kui talvel. Sobiva sisekeskkonna loomisel tuleb arvestada tehnoloogilise protsessi ja täidetava tööülesande laadi, töötajate vaimset ja füüsilist koormust, tööruumi suurust ja töötajate arvu ruumis ning töökohtade ergonoomilist kujundust, samuti töövahendite mugavust ning ohutust. Tööruumide valgustus võib vähendada töötajate tööviljakust nii otseselt kui kaudselt. Kuna Eesti tingimustes tuleb ligi kolmveerand aastat kasutada tööruumides tehisvalgust, on oluline töötajate kõrge tööviljakuse säilitamiseks pöörata tähelepanu ruumi tehis-valgustusele. Nägemise kaudu saab inimene ca 90% infost, mida ta kasutab oma töös. Kuigi valgusele reageerib vahetult esmajoones inimese silm, avaldub valguse mõju kogu organismile, sest nägemisorgani töö on tihedalt seotud kesknärvisüsteemiga (KNS), kus toimub info vastuvõtmine ja analüüs ning vastavalt sellele koordineeritud motoorne tegevus. Sobimatu töökoha valgustus põhjustab silmade ja KNSi ülekoormust. Pikaaegne töötamine puudulikult valgustatud ruumis põhjustab silmade väsimist, nägemisteravuse langust, topeltnägemist ning võib põhjustada peavalu ja peapööritust. Silmade kipitus ja KNS kurnatus põhjustab keskendumisraskusi, vähendades töötaja töövõimet ja tööviljakust ning töötaja kasutegur tööandjale langeb. Kahjuks ei taju inimene mitte alati, et viga on valgustuses, vaid hakkab otsima oma ebamugavustunde põhjusi mujalt. Tööruumi valgustuse parendamisel suurenevad nii silma kontrastitundlikkus, nägemisteravus ja tajumiskiirus kui ka nägemise stabiilsus. Kiire tehnika areng loob järjest juurde kuvariga töökohti, kuhu on vajalik projekteerida ergonoomilisi valgustuslahendusi. Samuti on vajadus olemasolevaid valgustuslahendusi jooksvalt uuendada, kasutades uusi tehnilisi ja innovatiivseid vahendeid. Paljudes asutustes on saamas standardiks mitme kuvariga kujundatud arvutitöökohad. Seetõttu on oluline uurida kuvariga töötajate töökeskkonda ja töötamiskoha valgustatuse tingimusi just tehisvalgustuse kontekstist, sest loomulikku valgust on meie kliimas vähe. Uuringu raames mõõdeti kümnes riigiasutuses (büroo- ja koolihoonete tööruumides) tehisvalgustuse näitajaid. Loomulikku valgustust ja tööviljakust hinnati bürooruumides ja õppeasutustes kuvariga töötajatel, eesmärgiga välja selgitada ruumi tehisvalgustuse mõju inimese tööviljakusele. Ergonoomiliste valgustuslahendusega saab tõsta mitte ainult töötajate tööviljakust (rahuolu ja motivatsiooni taset), vaid ka tagada paremat tervist ja töövõimet ning seeläbi suurendada riigi majanduskasvu ja konkurentsivõimet tööturul. Nooremteadur Triinu Sirge, MSc, Eur.Erg. Prof. Eda Merisalu, PhD Nooremteadur Riin Raimla, MSc Spetsialist Märt Reinvee, MSc Evelin Teras, MS

Põllumajandustehnika II, Karjandustehnika : õpik kõrgkoolidele

Põllumees, kes põllutööajakirja ei loe, sarnaneb niitjaga, kes niidab, aga oma vikatit ei terita. Sarnaneb õpilasega, kes õpib õpikuta.“ Nii võtab põllumehe harimise kokku Eesti põllumajandusteadlane, põllutöömasinate professor Aimu Reintam (1931-2014) oma raamatus „Ülevaade põllunduse mehhaniseerimise arenguloost Eestis (kiviajast aastani 1940)“. A. Reintami vaimule ja teadmistele tugineb ka kõrgkooliõpik „Põllumajandustehnika I. Põllundusmasinad“, mis ilmus 2015. aastal. Autoriks Eesti Maaülikooli põllundustehnika professor Jüri Olt. „Karjandustehnika“ on selle õpiku II osa. Eesti põllumees on alati püüelnud hariduse poole. Võimalusel on ta käinud koolis, aga alati harinud ennast ka kirjasõna abil. Ärksamad põllumehed ei ole hoidnud häid teadmisi endale, vaid kirjutanud käsiraamatuid, artikleid, õpetusi ajakirjades, kalendrisabades – kõikjal, kus võimalik tutvustada välismaist ning oma maa ja isiklikku kogemust. Kõrgharidusega põllumehi koolitab täna Eesti Maaülikool. Algsest Eesti Põllumajanduse Akadeemiast väljus põllumajanduse mehhaniseerimise esimene lend 1955. aastal – 48 insener-mehaanikut, nende hulgas Aimu Reintam. Eelmine eestikeelne õpik „Farmide mehhaniseerimine“ ilmus teise, ümbertöötatud trükina 1987. Sellest sai tollaste põllumajandusettevõtete ehk majandite, nagu neid tollal nimetati, farmiinseneride lauaraamat, sest muid on-line-vahendeid tollal polnud. Õpiku koostaja professor Vambola Veinla oli laialt tuntud õpetaja ja nõustaja ning usin kirjamees. Tema esimene õpperaamat „Loomafarmi sisetranspordi mehhaniseerimine“ ilmus 1964. a. Inimeste heaolu tõusuga on olukord loomakasvatuses muutunud. Toodangumahtudest ettepoole on kerkinud probleemid: loomade heaolu, nõuded toidule, nõuded keskkonnale, inimtööjõu defitsiit. Võimalikud lahendused on: täppispidamine, elektroonika, infotehnoloogia, robotid, digi-, … Õpik on abiks nendele, kes tahavad õppida, aga vajalik ka nendele, kes õppekavas oleva kohustusliku aine vähemalt positiivsele hindele peavad läbima. Üliõpilaste hulgas on enamuses need, kes varasemalt teemaga pole üldse kokku puutunud. Vähem on aga neid, kes on varem õppinud põllundus- ja loomakasvatusaineid. Harva aga selliseid, kellel endal või vanematel on tegutsev loomafarm ning seetõttu huvi asja vastu. Lepingu kohaselt on õpiku vorm elektrooniline. Arvestades eelkirjeldatud õpilaskonda, on õpiku sõnastatud osa võimalikult kokku surutud. Esitatud on põhilised tõekspidamised ja tehnoloogiad. Kuigi ka need muutuvad pidevalt, siis mitte sellise tempoga kui tehnika, s.t masinad ja seadmed. Põhjalikemate teadmiste saamiseks tuleb õppijal märksõnade abil siseneda mõnda elektroonilisse andmebaasi. Sealt ammutatud teadmisi hetkel aktuaalse tehnika kohta täpsustatakse kontaktõppe seminarides ja laboratoorsetel töödel. Esitatud on peamiselt tehnoloogilist laadi ja elementaarsed arvutused. Enesekontrolliks ja seminarideks valmistumiseks on esitatud kontrollküsimusi ja antud ülesandeid. Õpikus käsitletakse põgusalt ka loomakasvatuse küsimusi, sest need teadmised on aluseks tehnika kujundamisel ja kasutamisel. Õpiku lõpus on allikate nimistu, milles on autorite poolt kasutatud materjalide kirjed: raamatud, teadusartiklid, aruanded, ajalehtede-ajakirjade artiklid, õppepäevade esitlused. Nende hulgas on võõrkeelseid allikaid nii ida kui lääne poolt. Kui ka nende keel pole lugejale omane, siis graafiline osa on kindlasti toeks. Lähinaabrite (Läti, Leedu) teadmine on meile kõige ühesemalt vastuvõetav, tipptegijate (Holland, Saksamaa) oma alati uudistamiseks. Idanaabrite (Venemaa, Ukraina, Valgevene) õpikud ja uurimused eristuvad jätkuvalt sooviga süstematiseerida, modelleerida ja arvutada. Autorid on õpikusse pannud oma teadmised ja kogemused, mis saadud õppejõuna, projekteerijana, nõustajana. Suures osas on materjal originaalne, sealhulgas (täna aktuaalne) autorite varasematest õpikutest. Jaotiste pealkirjade järel on autorite nimed, kelle panus sellesse ossa oli peamine. Läti kolleegi Juris Priekulise materjale tema varasematest õpikutest ja värskeid teadmisi Hannoveri Euro Tier’idelt on kasutatud kõikides osades. Viited allikatele on tekstis ainult vajadusel. Kõrgkooliõpik „Karjandustehnika“ on koostatud eelkõige bakalaureuseõppele, arvestades õppekavade ainete õpiväljundeid ning mahte. Kui õpikut kasutab magistri- või doktoriastme üliõpilane, on vajalikud allikate nimistus loetletud doktori- ja magistriväitekirjad ning teadusartiklid. Tegevpõllumehed harivad ennast ise, väga harva on nendest keegi ülikoolis sessioonõppes. Eesti põllumees on oma teadmistega maailmas tipus. Selleks on nad väga aktiivsed messidel, õppepäevadel, foorumites, õppereisidel, Internetis. Tänapäeva tippteadmisi saab küsida oskaja ka tehnika müügi- ja teenindusfirmadelt. Mitmed tippfirmad on Eestis esindatud. Õpikus on autorid püüdnud vältida otseselt konkreetse firmaga sidumist. Õppija ülesandeks jääb võimalike konkureerivate lahenduste leidmine ja võrdlusanalüüs õppe kontakttunnis. Käsikirja retsenseerisid filosoofiadoktor Allan Kaasik, Maaülikooli veterinaarmeditsiini ja loomakasvatuse instituudi dotsent ja toiduteaduse doktor Väino Poikalainen, Teadus ja Tegu OÜ juhatuse liige. Magistriastme üliõpilase pilguga töötas käsikirja läbi tehnikateaduse bakalaureus Toomas Otsatalo, Maaülikooli tootmistehnika 2. õppeaasta magistrant õppeaine „Farmiseadmete teooria“ raames. Suur tänu neile väga arvukate, põhjalike, sisuliste ja asjatundlike kommentaaride eest! Õpiku käsikirja testisid ja aitasid oma tähelepanekutega parendada Maaülikooli tootmistehnika, maaehituse ja loomakasvatuse erialade üliõpilased 2020/2021. õppeaasta koroonaolukorrast tingitud sunnitud distantsõppel olles. Õpiku ilmumist toetas rahaliselt Eesti Vabariigi Haridus- ja Teadusministeerium läbi riikliku programmi „Eestikeelsed kõrgkooliõpikud“. Arvo LeolaÕpiku väljaandmist toetasid Haridus- ja Teadusministeerium ning Sihtasutus Archimedes.Õpiku trükkimist toetas Energia- ja geotehnika doktorikool III, finantseerib Euroopa Liidu Regionaalarengu Fond (Eesti Maaülikooli ASTRA projekt Väärtusahelapõhine biomajandus)

The Effect of Functional Electrical Stimulation and Therapeutic Exercises on Trunk Muscle Tone and Dynamic Sitting Balance in Persons with Chronic Spinal Cord Injury: A Crossover Trial

Background and objectives: Functional electrical stimulation (FES) has shown good results in improving static and dynamic sitting balance in persons with spinal cord injuries. There is limited information about how regular surface FES combined with therapeutic exercise (TE) affect dynamic sitting balance and muscle tone. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of a six-week physical therapy program consisting of FES and TE on muscle tone and sitting balance in persons with spinal cord injury (SCI). It was also important to explore the relationship between muscle tone and dynamic sitting balance. The third objective was to assess the change of characteristics over a six month period, when no intervention was carried out. Material and methods: Five men with SCI were alternately allocated to two study groups: SCI_FES+TE and SCI_TE. Eight healthy control group participants were recruited to collect reference data. SCI participants’ intervention lasted for six weeks in their homes. SCI_FES+TE conducted exercises with FES applied on erector spinae (ES) and rectus abdominis (RA) muscles. SCI_TE conducted exercises only. Muscle oscillation frequency (MOF; characterizing muscle tone) and limits of stability (LOS; characterizing sitting balance) were measured. A crossover study design was used. The time between the initial intervention and the crossover was seven months (ClinicalTrials registration ID NCT03517787). Results: MOF in SCI_FES+TE increased by 6.0% for ES and 6.1% for RA muscles. LOS of flexion increased 30.1% in SCI_FES+TE. Increase in lateral directions was similar for both study groups. Moderate to high negative correlation was found between MOF and LOS. After seven months, MOF of ES decreased 0.8%, MOF or RA decreased 1.4%, LOS of flexion decreased 31.9%, and LOS of lateral flexion to the left decreased 46.4%. Conclusions: The six-week therapy program combining FES and TE increased trunk muscle tone and dynamic sitting balance in flexion more than TE alone. Higher antagonist muscle tone negatively affects dynamic sitting balance and center of pressure (COP) trajectory distance in various directions. After seven months, a slight decline in trunk muscles tone values and an extensive decrease in sitting balance values were noticed