Fysisk arbejdsbelastning og arbejdskapacitet på tværs af erhvervsgrupper

Introduktion

1.1 Baggrund

Med hensyn til erhvervsrettet rehabilitering kræves en balance mellem arbejdsbyrde og den enkeltes arbejdsevne for at vende tilbage til arbejdet med succes efter en skade eller sygdom. Derfor er det af stor værdi at evaluere en bred vifte af fysiske arbejdskrav og vurdere medarbejderens arbejdsevne på tværs af faggrupper. Selv om der er foretaget flere tilgange i denne henseende, er der få objektive data tilgængelige indtil videre, og der findes ingen fastlagte referenceværdier til at vurdere, om, hvornår og hvordan det er muligt at vende tilbage til arbejdet. En årsag kunne være, at objektivering af arbejdsbyrde og arbejdskapacitet er metodisk udfordrende på grund af deres multidimensionelle karakter [1, 2].

Fysisk aktivitet defineres som enhver kropslig bevægelse produceret af skeletmuskler, der resulterer i energiforbrug [3]. I den klassiske arbejdsfysiologi blev energiforbrug derfor anset som grundlag for vurdering af mængden af ​​arbejdsbelastning [4, 5]. Energiomkostningerne ved fysisk aktivitet svarer dog ikke nødvendigvis til kropsbevægelse [6]. Af den grund omfatter moderne koncepter også andre aspekter, der afspejler alvoren af ​​manuelt arbejde. 'Dictionary of Occupational Titles' (DOT), udviklet af den amerikanske regering, klassificerer erhverv i fem kategorier (stillesiddende, let, medium, tung, meget tung) baseret på mængden af ​​brugt energi samt på intensiteten og varigheden af løft eller bæring under arbejde [7]. DOT-klassifikationen har dog ikke været baseret på kvantitative arbejdsrelaterede analyser, men snarere på konsensusmøder mellem eksperter. Desuden er dens gyldighed ikke fastslået.

Arbejdskapaciteten kan vurderes ved hjælp af funktionelle kapacitetsevalueringer (FCE'er), som måler forsøgspersoners evne til at udføre specifikke aktiviteter [8]. På verdensplan er der forskellige FCE-protokoller tilgængelige, som er jobspecifikke [9], patologispecifikke [10, 11] eller af en mere generel type. Soer et al. anvendt et evalueringssystem bestående af 12 arbejdsrelaterede test for at etablere funktionsevne hos raske medarbejdere [12]. Vurderingen omfattede forskellige løfte- og energiøvelser samt koordinationsopgaver. Ud fra testresultaterne blev der opnået normative FCE-værdier for hver DOT-kategori, som kan sammenlignes med patientdata for at give arbejdsanbefalinger.

Men da gyldigheden af ​​DOT ikke er blevet bevist, er yderligere analyse vedrørende arbejdsbyrdevurdering påkrævet. Desuden er anvendelsen af ​​sådanne komplekse FCE-værktøjer relateret til høje udgifter og indsats og kan derfor ikke være passende i en generel klinisk eller feltmæssig sammenhæng. Især i store populationer er det vanskeligt at implementere meget nøjagtige instrumenter på grund af høje omkostninger og dårlig gennemførlighed [13].

Af disse grunde vil nærværende undersøgelse fokusere på arbejdsbelastning ved at undersøge en bred vifte af fysiske arbejdskrav på tværs af faggrupper og sætte dem i relation til medarbejdernes aerobe kapacitet. Da fysisk aktivitet er karakteriseret ved forskellige dimensioner, såsom varighed og intensitet [3], vil disse faktorer blive taget i betragtning til en omfattende analyse.

1.2 Specifikke mål

Det primære formål med denne undersøgelse er at undersøge raske medarbejdere i Schweiz med hensyn til energiforbrug, metaboliske ækvivalenter (MET'er), fysisk aktivitetsvarighed ved forskellige intensiteter og antallet af skridt taget i løbet af en normal arbejdsdag med fokus på forskelle mellem faggrupper. Endvidere vil sammenhængen mellem fysisk aktivitet og aerob kapacitet blive undersøgt.

1.3 Hypoteser

1.3.1 Personer, der udøver tungt arbejde, er mere fysisk aktive og forbruger mere energi end dem med let arbejde.

1.3.2 Aerob kapacitet (VO2max) korrelerer positivt med arbejde og ikke-arbejdsrelateret fysisk aktivitet.

1.4 Potentiel betydning

Denne undersøgelse forventes at give detaljerede oplysninger om fysiske arbejdskrav og præstationskriterier for forskellige erhvervsgrupper. Dette kan være værdifuldt i forhold til behandling og professionel reintegration efter en skade eller sygdom, da der hidtil ikke findes etablerede referenceværdier. Objektive arbejdsbelastningsdata kan forbedre interventionsstrategier og klinikeres anbefalinger for en vellykket tilbagevenden til arbejde.

Metoder

2.1 Studiedesign

2.1.1 Primære og sekundære resultater

Vores primære mål er at analysere arbejdsrelaterede fysiske aktivitetsparametre målt ved SenseWear Mini-armbåndet og aerob kapacitet bestemt af 20-meters shuttle-testen på tværs af erhvervsgrupper. Endvidere vil oplevet arbejdsintensitet, aktivitetsadfærd i rekreation, livskvalitet, kropssammensætning og flere person- og jobrelaterede faktorer blive undersøgt som sekundære resultater.

2.1.2 Undersøgelsesprocedurer

I denne tværsnitsundersøgelse planlægger vi at rekruttere raske og fuldtidsbeskæftigede voksne fra forskellige fagområder i Basel-regionen, Schweiz. Det er hensigten at starte med en pilotundersøgelse i januar 2013, hvor i alt 15 personer vil blive undersøgt.

Rekruttering påbegyndes i maj 2013 og afsluttes, så snart 300 personer er inkluderet i undersøgelsen.

Potentielle emner vil blive kontaktet og bedt om studiedeltagelse telefonisk eller pr. mail. Villige personer, der opfylder inklusionskriterierne, udfylder den informerede samtykkeformular, inden måleproceduren påbegyndes.

Ved det første studiebesøg vil der blive udført kropsmål såsom højde, vægt og taljeomkreds (WC) og body mass index (BMI) vil blive beregnet. Derudover vil en række personlige og jobrelaterede faktorer blive registreret. Desuden vil forsøgspersoner udføre en 20-meters pendulkørsel for at måle aerob kapacitet.

I løbet af den efterfølgende uge vil deltagerne blive instrueret i at dokumentere deres daglige arbejdsaktiviteter og vurdere deres arbejdsrelaterede fysiske anstrengelser to gange om dagen ved hjælp af Borg-skalaen. Desuden vil fysisk aktivitet og energiforbrug blive objektiveret ved at bære SenseWear Mini-armbåndet syv på hinanden følgende dage.

En uge senere ved det andet studiebesøg vil alle forsøgspersoner udfylde flere selvadministrerede spørgeskemaer vedrørende arbejde og ikke-arbejdsrelateret fysisk aktivitetsadfærd (IPAQ), sundhedsrelateret livskvalitet (SF-36) og selvevaluering af professionel aktivitet og dens intensitet (VAS). Derudover vil der blive stillet åbne spørgsmål til hver deltager om sidste uges fysiske anstrengelse i forhold til en normal uge.

Tidsforbruget til de to studiebesøg, der finder sted på den enkeltes arbejdsstation, vil være omkring 90 minutter pr. person. Derudover vil hver deltager bære aktivitetsmonitoren syv på hinanden følgende dage.

Afslutningskriterier for målingerne er hudirritationer forårsaget af SenseWear Mini-armbåndet og anstrengende dyspnø under 20 meter pendulkørsel.

2.2 Udvælgelse af studiedeltagere

2.2.1 Rekruttering

I denne undersøgelse er det hensigten at rekruttere 300 forsøgspersoner fra forskellige erhvervsgrupper med lav-, moderat- og højintensiv erhvervsaktivitet, som er defineret i et senere afsnit (se kapitel 2.3.2). Ud fra denne klassificering vil virksomheder blive udvalgt. I hver faggruppe vil der blive tilmeldt 100 deltagere. Endvidere vil homogenitet af alder og køn inden for hver gruppe være rettet mod rekruttering.

Først vil vi kontakte ledelsen af ​​potentielle virksomheder for at præsentere vores projekt. Hvis de er interesserede i et samarbejde, vil vi bede om kontaktoplysninger på potentielt rekrutterbare medarbejdere, som derefter vil blive adresseret af et medlem af vores forskerteam. Enkeltpersoner vil blive informeret og bedt om studiedeltagelse via telefon eller e-mail. Endvidere er det planen at uddele studieflyers i virksomhederne, så interesserede medarbejdere har mulighed for at kontakte os direkte. I begge situationer vil rekrutterings- og informationsprocessen ske eksternt.

2.2.2 Inklusionskriterier

Raske og fuldtidsbeskæftigede personer mellem 18 og 65 år, som har et tilstrækkeligt kendskab til det tyske sprog til selv at kunne udfylde de selvadministrerede spørgeskemaer.

2.2.3 Eksklusionskriterier

Forsøgspersoner, der ikke har givet samtykke til deltagelse, samt personer med bevægelsesrestriktioner, forskellige sygdomme og ulykker inden for de sidste tre måneder, der påvirker produktiviteten på arbejdspladsen, kan ikke deltage i denne undersøgelse. Endvidere vil natholdsarbejdere være udelukket fra deltagelse.

2.3 Instrumenter

2.3.1 Personlige og jobrelaterede faktorer

For hvert fag vil køn (mand/kvinde) og beskæftigelse (midlertidig/fast) blive vurderet som binære variable. Nationalitet (Schweizisk / EU / andet), civilstand (enlig / gift / skilt) og rygestatus (ja / nej / aldrig) vil blive registreret med tre kategorier, mens alkoholforbrug (aldrig / én til flere gange om måneden / én gang til flere gange om ugen / en gang om dagen), tyskkundskaber (meget gode / gode / middel / dårlige / meget dårlige), højeste uddannelse (obligatorisk skole / læreplads / videregående erhvervsskole / diplom eller modenhed / universitet) og arbejdstidsmodel (flekstid) / fixtid / skifteholdsarbejde / weekendarbejde) vil blive evalueret med henholdsvis fire, fem og seks kategorier. Alder, modersmål, erhverv, afokation, medicin, sygdomme, ulykker og arbejdstider vil blive stillet som åbne spørgsmål. For at få et overblik over den enkelte arbejdsaktivitet vil deltagerne endvidere blive bedt om at føre en daglig liste over de vigtigste udførte opgaver inklusive tidsoplysninger i overensstemmelse med spørgeskemaet vedrørende faglig integration og pension [14].

2.3.2 Klassifikation af erhverv

De rapporterede erhverv vil blive klassificeret i 9 kategorier baseret på den internationale standardklassifikation af erhverv ISCO-88 [15] (1. Ledere, 2. Videnskabsfolk, 3. Teknikere, 4. Kontorarbejdere, 5. Servicearbejdere, 6. Landbrugsarbejdere, 7. Håndværkere, 8. Maskinførere, 9. Arbejdere). Disse 9 kategorier vil derefter blive kollapset i 3 grupper med lav, moderat og høj intensitet erhvervsaktivitet ifølge Suva-eksperter inden for ergonomi (1. gruppe: kategori 1 (ledere), 2 (videnskabsmænd) og 4 (kontormedarbejdere) 2. gruppe: kategori 3 (teknikere), 5 (servicearbejdere) og 8 (maskinførere); 3. gruppe: kategori 6 (landbrugsarbejdere), 7 (håndværkere) og 9 (arbejdere). Pålideligheden af ​​denne stratificering er tidligere blevet vist [16, 17].

2.3.3 Internationalt spørgeskema om fysisk aktivitet

International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) repræsenterer et praktisk og enkelt instrument til at måle sundhedsfremmende fysisk aktivitet på befolkningsniveau. Den selvadministrerede lange version af IPAQ'en, der er frit tilgængelig på internettet [18], vil blive brugt i denne undersøgelse. Den omfatter 26 spørgsmål og vurderer den seneste uges hyppighed (dage) og varighed (tid pr. dag) af fysisk aktivitet inden for områderne arbejde, fritid, transport, bolig og have. Desuden består hvert domæne af gåture, moderate og energiske aktiviteter.

I henhold til IPAQ-retningslinjerne for dataanalyse [19] vil kontinuerlige scores i form af MET-minutter pr. uge blive beregnet for hvert domæne. MET-minutter om ugen, defineret som energiomkostninger ved fysisk aktivitet, vil blive beregnet ved at gange intensiteten (specifik MET-værdi) af en aktivitet med dens frekvens (dage) og varighed (minutter). De tilsvarende MET-værdier er fastsat af IPAQ-retningslinjerne baseret på kompendiet af fysisk aktivitet [20].

Ifølge talrige validitets- og reliabilitetstest udført i tolv forskellige lande anses IPAQ for at være et internationalt gyldigt vurderingsværktøj med acceptable måleegenskaber [21]. Den lange version af IPAQ'en blev oversat til tysk som en del af en afhandling og blev valideret i en østrigsk prøve [22]. Det kunne påvises, at det er velegnet til forskningsformål med hensyn til påvisning af fysisk aktivitet [23].

2.3.4 SF-36

SF-36 er et generelt livskvalitetsspørgeskema bestående af 36 punkter, som er formateret som binære spørgsmål eller som semantiske sekspunkts differentialskalaer. Den refererer til de seneste fire uger og omfatter ni indholdsområder vedrørende vitalitet, generel sundhedsopfattelse, fysisk funktion, social funktion, rollebegrænsninger (emotionelle/fysiske problemer), smerte, mental sundhed og sundhedsændringer [24]. SF-36 anses for at være guldstandarden for måling af funktionel status og sundhedsrelateret livskvalitet og er derfor det mest anvendte spørgeskema i denne sammenhæng [25].

Da fysiske og psykiske lidelser samt smerter kan påvirke aktivitetsadfærd, vil SF-36 blive brugt i denne undersøgelse til at justere for potentielle konfoundere.

2.3.5 Visuel analog skala

Visual Analogue Scale (VAS) er et måleinstrument for subjektive karakteristika, som ikke kan måles direkte. Individer udtrykker deres svar på et VAS-emne ved at markere en position langs en kontinuerlig linje mellem to endepunkter.

Det angivne locus vil derefter blive kvantificeret med en defineret skala [26]. I epidemiologisk og klinisk forskning er den mest almindelige VAS en lige vandret linje på 100 mm længde, hvor dens ender repræsenterer ekstreme grænser for den målte parameter (værst - bedst) [27]. VAS-scoren bestemmes ved at måle afstanden i mm fra venstre ende af linjen til det punkt, der er markeret af deltageren. Validiteten og pålideligheden af ​​VAS er blevet videnskabeligt testet for en række parametre, såsom akutte og kroniske smerter [28, 29].

I denne undersøgelse vil individets opfattelse af sidste uges arbejde og ikke-arbejdsrelateret fysisk anstrengelse og anstrengelse blive vurderet ved 100 mm VAS'er. Dette kan være værdifuldt for at vurdere, om den undersøgte periode (eksponeringstid) er repræsentativ og afspejler en normal uge.

2.3.6 Borg-skala

Borg-skalaen repræsenterer en simpel metode til at vurdere opfattet anstrengelse og kan sammenlignes med andre skalaer, såsom VAS. Det bruges til forskellige formål, såsom at måle patientens anstrengelse under en præstationstest eller vurdere intensiteten af ​​træning og konkurrence hos atleter [30].

Den originale skala udviklet af Borg fra 6 (ingen anstrengelse overhovedet) til 20 (maksimal anstrengelse) blev opdateret og transformeret til en kombineret kategori-forholdsskala CR10 med vurderingerne 0 (intet overhovedet) til 10 (meget meget hårdt) [ 31, 32].

Sidstnævnte vil blive brugt i nærværende undersøgelse. Forsøgspersonerne vil blive instrueret i at vurdere deres arbejdsrelaterede fysiske anstrengelse to gange om dagen, sidst på formiddagen og sidst på eftermiddagen. Den angivne Borg-værdi skal afspejle, hvor tungt og anstrengende arbejde føles for dem i betragtning af alle fornemmelser af fysisk stress, anstrengelse og træthed.

2.4 Målinger

2.4.1 Antropometriske målinger

Antropometriske mål inkluderer kropshøjde, kropsvægt og taljeomkreds. Kropshøjden vil blive vurderet uden sko af en medicinsk målestok til nærmeste mm. Målingen af ​​kropsvægt vil blive udført på forsøgspersoner i let tøj uden sko efter en medicinsk vægt med en nøjagtighed på 0,1 kg.

Taljeomkredsen bestemmes midtvejs mellem den nederste ribben og hoftekammen ifølge Swiss Heart Foundation ved hjælp af et medicinsk målebånd med en præcision på 0,1 cm. Målingen vil blive udført på stående personer efter et moderat udløb.

2.4.2 20 meter pendulkørsel

Flertrins 20 meter shuttleløb er en almindelig udholdenhedstest til at evaluere den maksimale aerobe kraft hos raske voksne [33]. Den er enkel i brug og økonomisk og store grupper kan testes på én gang.

Denne test vil blive udført på en flad, skridsikker overflade, og deltagerne vil blive instrueret i at løbe frem og tilbage mellem to linjer, som er 20 meter fra hinanden (Figur 1). Løbehastigheden bestemmes af intervaller mellem to lydsignaler, der udsendes af et forindspillet bånd. Forsøgspersoner skal røre ved 20 meter linjerne samtidigt med lyden af ​​disse signaler. Starthastigheden er 8,5 km/t. Hvert minut (etape) forkortes intervallerne, og hastigheden øges med 0,5 km/t. Testen slutter, når forsøgspersonen giver op, eller når han ikke længere kan holde tempoet og ikke når linjen i tide (> 3 meter væk fra 20 meter linjen) to gange i træk.

Testresultatet svarer til antallet af nåede stadier. Ifølge en valideret tabel [34] bruges denne score til at forudsige maksimal iltoptagelse (VO2max), som kan sammenlignes med aldersafhængige normative data for mænd og kvinder.

Validiteten af ​​1 minuts etapeversionen af ​​20-meters shuttleløbet til at forudsige VO2max hos voksne blev fastslået af Léger et al. [35], som sammenlignede den maksimale shuttlekørselshastighed med VO2max opnået under en flertrins løbebåndstest.

Derudover vil blodtryk og iltmætning blive vurderet før testning for at påvise potentielle kontraindikationer. Hvilepuls og restitutionspuls (2 minutter efter test) vil blive målt, og puls vil løbende blive registreret under testen. Endvidere vil deltagerne blive instrueret i at vurdere deres opfattede fysiske anstrengelse før og efter test ved hjælp af Borg-skalaen.

2.4.3 SenseWear Mini-armbånd

SenseWear Mini-armbåndet er en lille, let og trådløs multisensorisk aktivitetsmonitor udviklet af Bodymedia (Pittsburgh, Pennsylvania, USA), som integrerer bevægelsesdata fra et tre-akset accelerometer sammen med flere andre fysiologiske sensorer såsom varmeflux, hudtemperatur og galvanisk hudreaktion. Validiteten blev fastslået af Johannsen et al. [36] sammenligning af energiforbrugsestimater for SenseWear Mini-armbåndet med kriteriemetoden 'Double-Labeled-Water' hos raske voksne.

Forsøgspersonerne vil blive instrueret i at bære SenseWear Mini-armbåndet på den øverste venstre arm (tricepsområdet) i 7 på hinanden følgende dage, inklusive mens de sover, med undtagelse af en time dagligt brugt på personlig hygiejne (23 timer i døgnet). Pålideligheden af ​​denne vurderingsperiode er tidligere blevet vist [37].

Til registrering af perioder, der ikke bæres, såsom vandaktiviteter og brusere, vil deltagerne blive bedt om at føre dagbog. De fysiologiske data indsamlet af armbåndets sensorer vil blive behandlet af specifikke algoritmer (professionel software V.7.0, algoritme V.2.2.4) for at beregne deltagernes daglige energiforbrug, MET'er, fysisk aktivitetsvarighed ved forskellige intensiteter og antallet af trin. Køn, alder, højde, vægt, rygestatus og håndfasthed vil også blive taget i betragtning i disse beregninger.

2.5 Statistisk analyse

Statistiske analyser vil blive udført ved hjælp af softwaren R (version 2.15.1) og IBM SPSS Statistics (version 19.0). Statistisk signifikans opnås, hvis en p-værdi på mindre end 0,05 opnås.

Data vil blive præsenteret ved hjælp af beskrivende statistik inden for erhvervsgrupper. Krydstabeller rapporteres som antal og procenter. Ordinalvariable rapporteres som median og interkvartilområde (IQR). Metriske variabler rapporteres som middelværdi og standardafvigelse (SD).

For at evaluere primære endepunkter vil der blive udført lineære regressioner. Uafhængig variabel er "erhvervsgruppe", afhængige variable er "gennemsnitligt dagligt aktivt energiforbrug", "gennemsnitlig daglig fysisk aktivitetsvarighed" og "gennemsnitligt dagligt antal skridt". Eventuelt kan personlige og jobrelaterede faktorer indgå i regressionsanalyserne som kovariater. Hvis det er relevant, vil data blive logtransformeret. Regressionsresultater vil blive præsenteret som forskelle i middelværdier mellem "erhvervskategorier" med tilsvarende 95 % konfidensintervaller (C.I.) og p-værdier. I tilfælde af logaritmisk distribuerede data vil geometriske middelforhold blive præsenteret.

For at evaluere sekundære endepunkter vil der blive udført lineære regressioner. I tilfælde af ordinalvariable vil ikke-parametriske metoder blive anvendt.

Endvidere vil de gennemsnitlige og individuelle tidsforløb af fysisk aktivitetsperioder blive plottet for alle primære og sekundære variable.

2.6 Beregning af prøvestørrelse

Da "gennemsnitligt dagligt aktivt energiforbrug" målt med SenseWear Mini-armbåndet repræsenterer en gyldig og pålidelig parameter, anses det for at være det vigtigste primære endepunkt i denne undersøgelse. Af denne grund er det kun denne variabel, der er genstand for en effektberegning. I en tidligere undersøgelse blev SD for "gennemsnitligt dagligt aktivt energiforbrug" under et normalt arbejdsskift fundet at være 730 kcal [38]. Den forventede middelforskel mellem de tre erhvervsgrupper vil være omkring 500 kcal. Hvis man antager en stikprøvestørrelse på 100 forsøgspersoner i hver erhvervsgruppe, er der en styrke på >90 % til at påvise en gennemsnitlig forskel på 500 kcal mellem nogen af ​​disse grupper. Denne beregning er baseret på antagelsen om en inden for gruppe SD på 730 kcal og på et tosidet signifikansniveau på 5%.