A Biomechanical Analysis of Caregiver Assisted Wheelchair to Car Transfers

Wheelchair to Car Transfers
Vol. 21 No. 1 : 2026 (503-520)

Jeevinthiran Karunagaran Jeevinthiran Karunagaran
Mitchelle Jyy Jinn Law Mitchelle Jyy Jinn Law
Mohamad Ikhwan Zaini Ridzwan Mohamad Ikhwan Zaini Ridzwan
Nur Shuhaidatul Sarmiza Abdul Halim Nur Shuhaidatul Sarmiza Abdul Halim
Ying Heng Yeo Ying Heng Yeo
Chan Ping Yi Chan Ping Yi
Zaidi Mohd Ripin Zaidi Mohd Ripin

Abstract
Car transfers for patients with mobility impairments are risky for caregivers due to constrained spaces and high biomechanical stresses. This study aimed to measure muscle activations and spine loads comparing the manual transfer method with a modified lifter prototype. Muscle activations at eight key muscles using surface electromyography and lumbar loads at the L5/S1 disk using full-body motion tracking, and force plates were evaluated. A total of 13 participants took part in the study. An Analysis of Covariance (ANCOVA) showed that patient weight significantly influenced lumbar loads while caregiver experience and height did not. After adjusting for patient weight, average peak axial compression forces and anterior-posterior (AP) shear forces were significantly lower when the lifter prototype was used (both p < 0.001). Significant reductions in muscle activations were also found with the lifter prototype for the left and right erector spinae longissimus (p < 0.001 and p = 0.028, respectively), left anterior deltoid (p = 0.007) and left biceps brachii (p = 0.003). This study provides the first biomechanical evaluation of car transfers on caregiver, highlighting the high loads experienced. The significant reductions in both lumbar loads and muscle activations with the prototype lifter prove that better interventions are needed to make this process safer for all parties involved.
Keywords : Biomechanical analysis; car transfer; injury prevention; patient handling,
Abstrak
Tekanan biomekanikal yang dialami oleh penjaga semasa pemindahan pesakit ke dalam kereta, dengan dan tanpa prototaip pengangkat yang diubah suai, telah dinilai. Oleh kerana ruang yang terhad, pemindahan pesakit dengan masalah mobiliti ke kereta adalah berisiko kepada penjaga mereka. Kajian ini bertujuan untuk mengukur pengaktifan otot dan beban pada tulang belakang semasa pemindahan dari kerusi roda ke kereta, dengan membandingkan kaedah pemindahan manual dengan prototaip pengangkat yang diubah suai. Pengaktifan otot pada lapan otot utama diukur dengan menggunakan elektromiografi permukaan, manakala beban lumbar pada cakera L5/S1 dinilai menggunakan penjejakan pergerakan seluruh badan dan plat daya. Seramai 13 peserta terlibat dalam kajian ini. Analisis Kovarians (ANCOVA) menunjukkan bahawa berat pesakit mempunyai kesan signifikan terhadap beban lumbar, manakala pengalaman dan ketinggian penjaga tidak. Setelah pelarasan berat pesakit, purata daya mampatan paksi puncak dan daya ricih anterior-posterior) didapati menurun dengan ketara apabila menggunakan prototaip pengangkat (kedua-dua p < 0.001). Selain itu, penggunaan prototaip pengangkat menunjukkan pengurangan signifikan dalam pengaktifan otot erektor spinae longissimus kiri (p<0.001), erector spinae longissimus kanan (p=0.028), deltoid anterior kiri (p=0.007) dan biseps brakii kiri (p=0.003). Kajian ini menyediakan penilaian biomekanikal pertama bagi pemindahan pesakit ke dalam kereta dari sudut penjaga, sekali gus menunjukkan beban tinggi yang dialami. Pengurangan yang signifikan dalam kedua-dua beban lumbar dan pengaktifan otot dengan penggunaan prototaip pengangkat membuktikan bahawa intervensi yang lebih baik diperlukan untuk menjadikan proses ini lebih selamat bagi semua pihak yang terlibat.
Kata Kunci : Analisis biomekanik; pemindahan kereta; pencegahan kecederaan; pengendalian pesakit,

Correspondance Address
Mohamad Ikhwan Zaini Ridzwan. Neurorehabilitation Engineering and Assistance Systems Research, School of Mechanical Engineering, Universiti Sains Malaysia Engineering Campus, 14300 Nibong Tebal, Pulau Pinang, Malaysia. Tel: +604 5996302 Email: mikhwanr@usm.my


FIGURE 1: NEAR-1 lifter prototype and thigh strap