Modelos musculoesqueléticos de columna lumbar de OpenSim en el análisis de levantamientos de cargas: Una revisión sistemática exploratoria

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.18041/2322-634X/rcso.1.2025.11817

Palabras clave:

: Levantamiento de cargas, Opensim, Columna lumbar

Resumen

Introducción: La prevalencia del dolor lumbar en trabajadores constituye un desafío global con impacto económico y social considerable. Aunque OpenSim ofrece potencial para analizar levantamientos de carga en la columna lumbar, las revisiones actuales son insuficientes.

Objetivo: Identificar la literatura existente sobre modelos musculoesqueléticos de columna lumbar en OpenSim y su aplicación en el análisis de levantamientos de carga.

Método: Se realizó una revisión sistemática exploratoria siguiendo el marco metodológico propuesto por Arskey y O'Malley por Levac et al, además de las directrices PRISMA. La búsqueda abarcó 7 bases de datos y se aplicaron criterios específicos de inclusión y exclusión. Los artículos fueron seleccionados y verificados por dos revisores.

Resultados: De 697 artículos revisados, 18 fueron seleccionados como elegibles, presentando 5 modelos para el análisis del levantamiento de carga, con la participación de 11 individuos sanos. Destaca el modelo de Akhavanfar et al., validado para tareas dinámicas de elevación/descenso, prometiendo una estimación más precisa de las cargas espinales. Esta mejora podría tener implicaciones significativas en la ergonomía laboral, previniendo lesiones.

Conclusiones: El uso de modelos musculoesqueléticos en OpenSim representa un avance clave en la investigación, ofreciendo herramientas para mejorar la comprensión y gestión de la salud de los trabajadores, con potencial para impulsar intervenciones ergonómicas más efectivas.

Descargas

Referencias

Garcés Tabares K. Trastornos musculoesqueléticos (TME) por manipulación de cargas en obra en construcción. 2019;

Cardenas Castellanos B, Holguin Ortega CM, Sandoval Pelaez E. Absentismo laboral y prevalencia de síntomas Musculoesqueleticos en área de desprese de empresa avícola del Valle del Cauca 2015. 2017;

Escamilla SM. Prevalencia de desórdenes musculo esqueléticos y diseño de un manual de promoción de la salud y prevención de esta patología en trabajadores de la obra entre verde, de la empresa Construcciones Tarento SAS. 2015;

Pinto WJC. Factores asociados a la enfermedad discal lumbar de origen laboral, calificados por la junta de calificación de invalidez regional de Meta (Colombia). Revista Colombiana de Salud Ocupacional. 2015;5(4):18–22.

Kim HK, Zhang Y. Estimation of lumbar spinal loading and trunk muscle forces during asymmetric lifting tasks: application of whole-body musculoskeletal modelling in OpenSim. Ergonomics. 2017;60(4):563–76.

Beaucage-Gauvreau E, Robertson WSP, Brandon SCE, Fraser R, Freeman BJC, Graham RB, et al. Validation of an OpenSim full-body model with detailed lumbar spine for estimating lower lumbar spine loads during symmetric and asymmetric lifting tasks. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2019;22(5):451–64.

Rojas JAS, Sanabria JSG, Carrillo CGH. Análisis del impacto del sector de la construcción en la economía colombiana. Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento. 2020;24(66):109–18.

Delp SL, Anderson FC, Arnold AS, Loan P, Habib A, John CT, et al. OpenSim: open-source software to create and analyze dynamic simulations of movement. IEEE Trans Biomed Eng. 2007;54(11):1940–50.

Raabe ME, Chaudhari AMW. An investigation of jogging biomechanics using the full-body lumbar spine model: Model development and validation. J Biomech. 2016;49(7):1238–43.

Bruno AG, Mokhtarzadeh H, Allaire BT, Velie KR, Clara De Paolis Kaluza M, Anderson DE, et al. Incorporation of CT-Based Measurements of Trunk Anatomy Into Subject-Specific Musculoskeletal Models of the Spine Influences Vertebral Loading Predictions. J Orthop Res. 2017;35:2164–73.

Fernández-Sánchez H, King K, Enríquez-Hernández CB, Fernández-Sánchez H, King K, Enríquez-Hernández CB. Revisiones Sistemáticas Exploratorias como metodología para la síntesis del conocimiento científico. Enfermería Universitaria [Internet]. 2020 Feb 14 [cited 2021 Sep 15];17(1):87–94. Available from: http://revista-enfermeria.unam.mx:80/ojs/index.php/enfermeriauniversitaria/article/view/697

Yepes-Nuñez JJ, Urrutia G, Romero-Garcia M, Alonso-Fernandez S. The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews Declaración PRISMA 2020: una guía actualizada para la publicación de revisiones sistemáticas. Rev Esp Cardiol. 2021;74(9):790–9.

Akhavanfar M, Mir-Orefice A, Uchida TK, Graham RB. An Enhanced Spine Model Validated for Simulating Dynamic Lifting Tasks in OpenSim. Ann Biomed Eng. 2024;52(2):259–69.

Ebisch I, Lazaro-Pacheco D, Farris DJ, Holsgrove TP. Replicating spine loading during functional and daily activities: An in vivo, in silico, in vitro research pipeline. J Biomech. 2024;111916.

Alemi MM, Banks JJ, Lynch AC, Allaire BT, Bouxsein ML, Anderson DE. EMG validation of a subject-specific thoracolumbar spine musculoskeletal model during dynamic activities in older adults. Ann Biomed Eng. 2023;51(10):2313–22.

Zhao G, Wang H, Wang L, Ibrahim Y, Wan Y, Sun J, et al. The biomechanical effects of different bag‐carrying styles on lumbar spine and paraspinal muscles: a combined musculoskeletal and finite element study. Orthop Surg. 2023;15(1):315–27.

Akhavanfar M, Uchida TK, Clouthier AL, Graham RB. Sharing the load: modeling loads in OpenSim to simulate two-handed lifting. Multibody Syst Dyn. 2022;54(2):213–34.

Beaucage-Gauvreau E, Brandon SCE, Robertson WSP, Fraser R, Freeman BJC, Graham RB, et al. Lumbar spine loads are reduced for activities of daily living when using a braced arm-to-thigh technique. European Spine Journal. 2021;30:1035–42.

Honegger JD, Actis JA, Gates DH, Silverman AK, Munson AH, Petrella AJ. Development of a multiscale model of the human lumbar spine for investigation of tissue loads in people with and without a transtibial amputation during sit-to-stand. Biomech Model Mechanobiol. 2021;20(1):339–58.

Favier CD, Finnegan ME, Quest RA, Honeyfield L, McGregor AH, Phillips ATM. An open-source musculoskeletal model of the lumbar spine and lower limbs: a validation for movements of the lumbar spine. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2021;24(12):1310–25.

Ghezelbash F, Shirazi-Adl A, Plamondon A, Arjmand N. Comparison of different lifting analysis tools in estimating lower spinal loads–Evaluation of NIOSH criterion. J Biomech. 2020;112:110024.

Nguyen AQ, Rodriguez C, Kumar R, Gupta S, Anderson DE, Saifi C. Biomechanical analysis of complications following T10-Pelvis spinal fusion: A population based computational study. J Biomech. 2024;165:111969.

Caprara S, Moschini G, Snedeker JG, Farshad M, Senteler M. Spinal sagittal alignment goals based on statistical modelling and musculoskeletal simulations. J Biomech. 2020;102:109621.

Beaucage-Gauvreau E, Brandon SCE, Robertson WSP, Fraser R, Freeman BJC, Graham RB, et al. A braced arm-to-thigh (BATT) lifting technique reduces lumbar spine loads in healthy and low back pain participants. J Biomech. 2020;100:109584.

van der Have A, Van Rossom S, Jonkers I. Squat lifting imposes higher peak joint and muscle loading compared to stoop lifting. Applied Sciences. 2019;9(18):3794.

Wang K, Wang L, Deng Z, Jiang C, Niu W, Zhang M. Influence of passive elements on prediction of intradiscal pressure and muscle activation in lumbar musculoskeletal models. Comput Methods Programs Biomed. 2019;177:39–46.

Actis JA, Honegger JD, Gates DH, Petrella AJ, Nolasco LA, Silverman AK. Validation of lumbar spine loading from a musculoskeletal model including the lower limbs and lumbar spine. J Biomech [Internet]. 2018;68:107–14. Available from: https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2017.12.001

Kim HK, Zhang Y. Estimation of lumbar spinal loading and trunk muscle forces during asymmetric lifting tasks: application of whole-body musculoskeletal modelling in OpenSim. Ergonomics. 2017;60(4):563–76.

Beaucage-Gauvreau E, Robertson WSP, Brandon SCE, Fraser R, Freeman BJC, Graham RB, et al. Validation of an OpenSim full-body model with detailed lumbar spine for estimating lower lumbar spine loads during symmetric and asymmetric lifting tasks. Comput Methods Biomech Biomed Engin [Internet]. 2019;22(5):451–64. Available from: https://doi.org/10.1080/10255842.2018.1564819

Raabe ME, Chaudhari AMW. An investigation of jogging biomechanics using the full-body lumbar spine model: Model development and validation. J Biomech [Internet]. 2016;49(7):1238–43. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.jbiomech.2016.02.046

Descargas

Publicado

2025-02-11

Cómo citar

Quiñones Preciado, J. A., Peñuela Arango, S. ., Marquéz Garcia , L., & Gómez Salazar, L. . (2025). Modelos musculoesqueléticos de columna lumbar de OpenSim en el análisis de levantamientos de cargas: Una revisión sistemática exploratoria. Revista Colombiana De Salud Ocupacional, 15(1), e-11817. https://doi.org/10.18041/2322-634X/rcso.1.2025.11817

Artículos similares

1-10 de 244

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.