This thesis project investigated whether single-port robotic surgery (SP) provides meaningful ergonomic advantages over traditional multi-port laparoscopy (LAP) for main and assistant surgeons. Work-related musculoskeletal disorders (WRMSDs) are highly prevalent among minimally invasive surgeons, yet objective, role-specific biomechanical comparisons between these two modalities and roles remain scarce. The aims of the study were to quantify and compare head, trunk, and upper-arm postural demands in main and assistant surgeons during LAP  and SP robotic procedures, and to evaluate whether their exposure exceeded evidence-based action levels for neck and upper-extremity MSD prevention. 

An observational design was used at Karolinska University Hospital Solna, where thirteen experienced surgeons contributed to, in total 43 observed procedures (laparoscopic: 11 mains, 10 assistants; single-port robotic: 12 mains, 10 assistants). Wearable inertial measurement units continuously recorded head and trunk sagittal inclination (positive forward), and bilateral upper-arm elevation from incision to skin closure. For each role and modality, 10th, 50th, and 90th percentile angles were calculated and compared using t-tests (LAP vs SP within role). The postural results were interpreted in relation to established ergonomic thresholds for increased MSD risk, through one-sample one-tailed tests against recommended action levels (α=0.05). 

Single-port robotic surgery was associated with partial, role-specific ergonomic advantages: for main surgeons, singleport robotic surgery showed a trend toward less extreme backward head sagittal inclination compared to laparoscopic surgery: the 10th percentile head sagittal inclination was −11.9° in SP versus −18.9° in LAP (p = 0.32), closer to the −10° action level. The median head angles remained near neutral (LAP −2.0°, SP −0.6°) and 90th percentile forward head angles stayed well below the 50° action level (LAP 15.5°, SP 10.5°). Trunk sagittal inclination was modest for all roles (10th90th percentiles: −9.0° to 11.6°), although the 10th-percentile trunk angles were negative in all groups (SP main −1.8°, LAP main −5.3°, SP assistant −9.0°, LAP assistant −7.2°), hence below the 0° action level. In contrast, SP main surgeons showed significantly higher left-arm elevation than LAP main surgeons at the 10th (15.5° vs 11.9°, p=0.02) and 50th percentiles (26.6° vs 19.3°, p<0.001), while the 90th percentile was not significantly different (p=0.28). For the right arm, the medians were near the 30° action level in both modalities (LAP 26.0°, SP 32.0°), with 90th percentile values below 60° (LAP 42.3°, SP 47.4°). Assistants exhibited no significant LAP–SP differences in arm elevation, yet both groups were more backward than the −10° head sagittal inclination limit at the 10th percentile (LAP −16.0°, SP −22.0°) and worked with median arm angles clustered around 30° (left: 26.7°–28.7°; right: 23.6°–28.7°). Collectively, these statistics indicate that WRMSD risk in these procedures is dominated by neck and shoulder loading, particularly sustained backward head inclination and midrange arm elevation rather than lumbar forward inclination, and that SP technology only partially mitigates this burden for main surgeons while leaving assistant exposures largely unchanged. 

The findings demonstrate that single-port robotic technology does not provide a comprehensive ergonomic solution but redistributes biomechanical load within the surgical team. While console operation moderates extreme neck loading for main surgeons, shoulder elevation remains high, and assistant surgeons continue to experience pronounced backward head inclination and near-threshold arm elevations regardless of modality. Benchmarking against action levels confirms that many postural exposures fall in zones associated with elevated MSD risk, consistent with the high WRMSD prevalence reported in minimally invasive surgeons. Consequently, the thesis concludes that technological innovation must be complemented by multi-level ergonomic strategies including equipment and room redesign, optimized monitor and console positioning, task reallocation, role rotation, and ergonomics training aligned with Swedish work-environment regulations and the hierarchy of controls to sustainably reduce musculoskeletal risk in laparoscopic and single-port robotic surgery. 

I detta examensarbete undersöktes huruvida singelportsrobotkirurgi (SP) ger meningsfulla ergonomiska fördelar jämfört med traditionell laparoskopi med flera portar/ingångar (LAP) för både huvudoperatör och assistentkirurg. Arbetsrelaterade muskuloskeletala besvär (WRMSD) är mycket vanliga bland laparoskopikirurger, men objektiva, rollspecifika biomekaniska jämförelser mellan dessa metoder och roller är fortfarande sällsynta. Studiens mål var att kvantifiera och jämföra kraven på huvud-, bål- och överarmshållning hos chefs- och biträdande kirurger under robotprocedurer med LAP- och SP-teknik, och att utvärdera om deras exponering översteg evidensbaserade åtgärdsnivåer för att förebygga belastningsproblem i nacke och övre extremiteter. 

Tekniska mätningar genomfördes vid Karolinska universitetssjukhuset i Solna. Tretton erfarna kirurger deltog i totalt 43 observerade ingrepp (LAP: 11 huvudoperatörer, 10 assistenter; SP: 12 huvudoperatörer, 10 assistenter). Bärbara mätenheter (IMUs) registrerade kontinuerligt huvudets och bålens sagittala inklination (positiv framåt) samt bilateral överarmselevation. För varje roll och metod beräknades 10:e, 50:e och 90:e percentilvinklar. Resultaten jämfördes med ttest (LAP vs SP inom roll) samt med rekommenderade åtgärdsnivåer (α=0,05).   

SP var förenad med partiella, rollspecifika ergonomiska fördelar. För huvudoperatörer sågs en trend mot mindre extrem bakåtriktad huvudinklination vid SP jämfört med LAP: 10:e percentilen för huvudets sagittala inklination var −11,9° vid SP jämfört med −18,9° vid LAP (p=0,32), båda var mer bakåtriktande än åtgärdnivån, −10°, men LAP mer än SP. Medianvärdena låg nära neutral position (LAP −2,0°; SP −0,6°) och 90:e percentilen för framåtriktad huvudinklination låg tydligt under åtgärdsnivån 50° (LAP 15,5°; SP 10,5°). Bålens inklination var relativt neutral för samtliga roller (10:e–90:e percentilen: −9,0° till 11,6°), men 10:e-percentilvärdena var negativa i alla grupper (SP huvudoperatör −1,8°, LAP huvudoperatör −5,3°, SP assistent −9,0°, LAP assistent −7,2°) och var därmed mer bakåtriktad än åtgärdsnivån 0°.  

För överarmar uppvisade SP-huvudoperatörer högre elevation i låg–medelhög del av fördelningen: vänster arm var signifikant högre vid SP i 10:e (15,5° vs 11,9°, p=0,02) och 50:e percentilen (26,6° vs 19,3°, p <0,001), medan 90:e percentilen inte skilde sig signifikant (p=0,28). För höger arm sågs en signifikant skillnad i 10:e percentilen (p=0,02), men inte i 50:e (p=0,16) eller 90:e percentilen (p=0,52); medianvärden låg nära 30°-insatsnivån i båda metoderna (LAP 26,0°; SP 32,0°); 90:e percentilen låg under 60° (LAP 42,3°; SP 47,4°). Assistentkirurger uppvisade inga signifikanta skillnader mellan LAP och SP i arm-elevation, men båda grupperna hade mer bakåtböjt huvud än åtgärdsnivån, (−10°) för i 10:e percentilen (LAP −16,0°; SP −22,0°). De arbetade med medianvärden för arm-elevation samlade kring cirka 30°. Sammantaget indikerar resultaten att WRMSD-risken i dessa ingrepp domineras av belastning på nacke och axlar—särskilt kvarstående bakåtriktad huvudinklination och arm-elevation – s narare än av hög lumbal inklination, och att SP-teknik endast delvis reducerar denna belastning för huvudoperatörer medan assistenternas exponering i stort sett kvarstår.  

Resultaten visar att singelportsrobotteknik inte utgör en heltäckande ergonomisk lösning utan snarare omfördelar den biomekaniska belastningen inom operationsteamet. Även om konsolarbete kan dämpa extrema nackbelastningar hos huvudoperatörer kvarstår hög skulder belastning, och assistenter fortsätter att exponeras för uttalad bakåtriktad sagittal huvudinklination samt arm-elevation nära åtgärdsnivåerna oavsett metod. Jämförelse mot åtgärdsnivåer bekräftar att flera posturala exponeringar ligger i zoner med förhöjd MSD-risk; i linje med den höga WRMSD-förekomsten hos laparoskopikirurger. Avhandlingens slutsats är därför att teknisk innovation behöver kompletteras med flernivåbaserade ergonomiska åtgärder - inklusive utrustnings- och rumsutformning, optimerad monitor- och konsolplacering, omfördelning av arbetsuppgifter, rollrotation samt ergonomiutbildning, i linje med svenska arbetsmiljöregler och hierarkin av åtgärder— - för att långsiktigt minska muskuloskeletala besvär vid laparoskopikirurgi.