職業グループ全体の身体的作業負荷と作業能力

序章

1.1 背景

職業リハビリテーションに関しては、怪我や病気からの復帰を成功させるためには、仕事量と個人の仕事能力のバランスが必要です。 したがって、幅広い肉体労働要件を評価し、職業グループ全体で従業員の労働能力を評価することは非常に価値があります。 この点に関していくつかのアプローチがなされてきましたが、これまでのところ利用可能な客観的なデータはほとんどなく、職場復帰が可能かどうか、いつ、どのように可能であるかを評価するための確立された基準値はありません。 理由の 1 つは、ワークロードと作業能力を客観化することは、多次元的な性質があるため系統的に困難であることです [1、2]。

身体活動は、エネルギー消費をもたらす骨格筋によって生成されるあらゆる身体運動として定義されます [3]。 したがって、古典的な仕事の生理学では、エネルギー消費量が仕事量を評価するための基礎と考えられていました [4, 5]。 ただし、身体活動のエネルギーコストは、必ずしも体の動きと同等であるとは限りません [6]。 そのため、現代の概念には、手作業の厳しさを反映した他の側面も含まれています。 米国政府によって開発された「職業タイトル辞書」(DOT) は、消費されるエネルギーの量と強度と期間に基づいて、職業を 5 つのカテゴリ (座りっぱなし、軽い、中程度、重い、非常に重い) に分類しています。作業中の持ち上げまたは運搬[7]。 ただし、DOT分類は、定量的な作業関連の分析に基づいているのではなく、専門家の合意会議に基づいています. また、その有効性は確立されていません。

作業能力は、被験者が特定の活動を行う能力を測定する機能的能力評価 (FCE) を使用して評価できます [8]。 世界中で、ジョブ固有 [9]、病理学固有 [10、11]、またはより一般的なタイプのさまざまな FCE プロトコルが利用可能です。 Soer等。健康な従業員の機能的能力を確立するために、12の仕事関連のテストからなる評価システムを適用しました[12]。 評価には、さまざまなリフティングやエネルギッシュなエクササイズ、およびコーディネーション タスクが含まれていました。 テスト結果から、DOT カテゴリごとに規範的な FCE 値が取得されました。これは、作業の推奨事項を作成するために患者データと比較できます。

ただし、DOT の有効性は証明されていないため、ワークロード評価に関するさらなる分析が必要です。 さらに、このような複雑な FCE ツールの適用は、多額の費用と労力に関連しているため、一般的な臨床または現場の状況では適切ではない可能性があります。 特に人口が多い場合、コストが高く実用性が低いため、高精度の機器を実装することは困難です [13]。

これらの理由から、本研究では、職業グループ全体で幅広い身体的作業要件を調査し、それらを従業員の有酸素能力と関連付けることによって、作業負荷に焦点を当てます。 身体活動は、持続時間や強度 [3] などのさまざまな側面によって特徴付けられるため、これらの要因は包括的な分析のために考慮されます。

1.2 具体的な目的

この研究の主な目的は、スイスの健康な従業員を対象に、エネルギー消費量、代謝当量 (MET)、さまざまな強度での身体活動時間、および通常の勤務日の歩数について、職業グループ間の違いに焦点を当てて調査することです。 さらに、身体活動と有酸素能力との関連性が検討されます。

1.3 仮説

1.3.1 重い仕事をしている個人は、軽い仕事をしている人々よりも身体活動が活発であり、より多くのエネルギーを消費します。

1.3.2 有酸素能力 (VO2max) は、仕事や仕事に関係のない身体活動と正の相関があります。

1.4 潜在的な重要性

この研究は、さまざまな職業グループの肉体労働要件とパフォーマンス基準に関する詳細な情報を提供することが期待されています。 これまでのところ確立された参照値が存在しないため、怪我や病気の後の治療や専門家としての社会復帰に関して、これは価値があるかもしれません。 客観的なワークロード データは、介入戦略と、職場復帰を成功させるための臨床医の推奨事項を改善する可能性があります。

メソッド

2.1 試験デザイン

2.1.1 一次および二次アウトカム

私たちの主な目的は、SenseWear Mini アームバンドによって測定された仕事関連の身体活動パラメーターと、職業グループ全体の 20 メートル シャトル ラン テストによって決定された有酸素能力を分析することです。 さらに、知覚された作業強度、レクリエーションにおける活動行動、生活の質、体組成、およびいくつかの個人的および仕事関連の要因が二次的結果として調査されます。

2.1.2 試験手順

この横断研究では、スイスのバーゼル地域のさまざまな職業分野から、健康で正社員の成人を募集する予定です。 2013 年 1 月にパイロット調査を開始する予定で、合計 15 人が検査を受けます。

募集は 2013 年 5 月に開始され、研究に 300 人が含まれるとすぐに終了します。

潜在的な被験者は、電話またはメールで連絡を受け、研究への参加を求められます。 包含基準を満たす自発的な個人は、測定手順を開始する前にインフォームド コンセント フォームに記入します。

最初の研究訪問時に、身長、体重、胴囲（WC）などの身体測定が行われ、ボディマス指数（BMI）が計算されます。 さらに、さまざまな個人的および仕事関連の要因が記録されます。 さらに、被験者は有酸素容量を測定するために 20 メートルのシャトルランを行います。

次の週に、参加者は毎日の仕事の活動を記録し、仕事に関連する身体活動を 1 日 2 回 Borg Scale を使用して評価するように指示されます。 さらに、SenseWear Mini アームバンドを 7 日間連続して着用することで、身体活動とエネルギー消費が客観化されます。

1週間後の2回目の研究訪問で、すべての被験者は、仕事および仕事に関連しない身体活動行動（IPAQ）、健康関連の生活の質（SF-36）、および職業活動の自己評価に関するいくつかの自己管理式アンケートに回答します。とその強度 (VAS)。 さらに、通常の週と比較した過去 1 週間の身体活動について、各参加者に公開質問をします。

個人のワークステーションで行われる 2 回の調査訪問に必要な時間は、1 人あたり約 90 分です。 さらに、すべての参加者は 7 日間連続してアクティビティ モニターを着用します。

測定の終了基準は、SenseWear Mini アームバンドによる皮膚の炎症と、20 メートルのシャトルラン中の労作性呼吸困難です。

2.2 研究参加者の選択

2.2.1 募集

この研究では、後のセクションで定義されている、低強度、中強度、および高強度の職業活動を持つさまざまな職業グループから 300 人の被験者を募集することを目的としています (第 2.3.2 章を参照)。 この分類に基づいて、企業が選択されます。 各職種ごとに100名の参加者が登録されます。 また、各グループ内での年齢・性別の均一性を図り募集を行います。

まず、私たちのプロジェクトを提示するために、潜在的な企業の経営陣に連絡します。 彼らがコラボレーションに興味を持っている場合は、採用可能な従業員の連絡先の詳細を尋ねます。その後、調査チームのメンバーが対応します。 個人は、電話または電子メールで通知され、研究への参加を求められます。 また、研究チラシを社内に配布し、興味のある社員が直接連絡できるようにする予定です。 どちらの場合も、採用と情報プロセスは外部で行われます。

2.2.2 包含基準

18 歳から 65 歳までの健康で常勤の従業員で、自記式質問票に自分で記入するのに十分なドイツ語の知識がある方。

2.2.3 除外基準

参加に同意いただけない方、運動制限のある方、過去3ヶ月以内に職場での生産性に影響を与える様々な病気や事故に遭われた方は、本研究に参加できません。 また、夜勤者は参加対象外となります。

2.3 楽器

2.3.1 個人および仕事関連の要因

各被験者について、性別（男性/女性）と雇用（臨時/常勤）を二値変数として評価します。 国籍（スイス・EU・その他）、婚姻状況（独身・既婚・離婚）、喫煙状況（はい・いいえ・まったくない）の3項目、飲酒量（まったくない・月に1回～数回・1回～1回～）の3項目で記録します。週に数回 / 1 日 1 回）、ドイツ語のスキル（非常に良い / 良い / 中程度 / 悪い / 非常に悪い）、最高の教育（義務教育学校 / 見習い制度 / 高等専門学校 / 卒業証書または成熟度 / 大学）、および労働時間モデル（フレックスタイム） /固定時間/シフト勤務/週末勤務)は、それぞれ4つ、5つ、6つのカテゴリで評価されます。 年齢、母国語、職業、趣味、薬、病気、事故、労働時間などを自由回答形式で質問します。 さらに、個々の作業活動の概要を把握するために、参加者は、専門職統合と年金に関するアンケートに従って、時間情報を含む主な完了タスクの毎日のリストを保持するよう求められます [14]。

2.3.2 職業の分類

報告された職業は、職業の国際標準分類 ISCO-88 [15] (1. マネージャー、2. 科学者、3. 技術者、4. オフィスワーカー、5. サービスワーカー、6. 農業従事者、7. 職人、8. 機械オペレーター、9. 労働者)。 これらの 9 つのカテゴリは、人間工学分野の Suva の専門家によると、低、中、高強度の職業活動を持つ 3 つのグループに分類されます (第 1 グループ: カテゴリ 1 (マネージャー)、2 (科学者)、および 4 (オフィス ワーカー) ); 2 番目のグループ: カテゴリ 3 (技術者)、5 (サービス労働者)、および 8 (機械オペレーター); 3 番目のグループ: カテゴリ 6 (農業従事者)、7 (職人)、および 9 (労働者)。 この層化の信頼性は以前に示されています [16, 17]。

2.3.3 国際身体活動アンケート

国際身体活動アンケート (IPAQ) は、人口レベルで身体活動を強化する健康を測定するための便利でシンプルな手段です。 インターネットで自由に入手できる自己管理型の IPAQ の長いバージョン [18] を、本研究で使用します。 これには 26 の質問が含まれており、過去 1 週間の仕事、余暇、移動、家事、庭での身体活動の頻度 (日) と期間 (1 日あたりの時間) を評価します。 さらに、各ドメインは、ウォーキング、中程度および活発な活動で構成されています。

データ分析のための IPAQ ガイドライン [19] に従って、各ドメインについて 1 週間あたりの MET-分形式の連続スコアが計算されます。 身体活動のエネルギー コストとして定義される 1 週間あたりの MET 分は、活動の強度 (特定の MET 値) にその頻度 (日) と期間 (分) を掛けることによって計算されます。 対応する MET 値は、身体活動の大要に基づいて IPAQ ガイドラインによって設定されています [20]。

12 か国で実施された多数の妥当性および信頼性テストによると、IPAQ は許容可能な測定特性を備えた国際的に有効な評価ツールと見なされています [21]。 IPAQ の長いバージョンは論文の一部としてドイツ語に翻訳され、オーストリアのサンプルで検証されました [22]。 身体活動の検出に関する研究目的に適していることが示される可能性があります [23]。

2.3.4 SF-36

SF-36 は、36 項目からなる一般的な生活の質に関する質問票で、2 項質問またはセマンティック 6 点差スケールとしてフォーマットされています。 これは過去 4 週間を指し、活力、一般的な健康認識、身体機能、社会的機能、役割の制限 (感情的/身体的問題)、痛み、精神的健康、および健康変化に関する 9 つの内容領域を含みます [24]。 SF-36 は、機能状態と健康関連の生活の質を測定するためのゴールド スタンダードであると考えられているため、この文脈で最も使用されるアンケートです [25]。

痛みだけでなく身体的および精神的障害が活動行動に影響を与える可能性があるため、SF-36 は潜在的な交絡因子を調整するために本研究で使用されます。

2.3.5 ビジュアルアナログスケール

Visual Analogue Scale (VAS) は、直接測定できない主観的な特性の測定器です。 個人は、2 つの終点の間の連続した線に沿って位置をマークすることによって、VAS 項目に対する応答を表します。

示された遺伝子座は、定義されたスケールによって定量化されます [26]。 疫学および臨床研究では、最も一般的な VAS は、長さ 100 mm の直線の水平線で、その両端が測定パラメータの極限 (最悪 - 最良) を表しています [27]。 VAS スコアは、ラインの左端から参加者がマークしたポイントまでの距離を mm 単位で測定することによって決定されます。 VAS の有効性と信頼性は、急性および慢性の痛みなどのさまざまなパラメーターについて科学的にテストされています [28, 29]。

この研究では、過去 1 週間の作業および非作業関連の身体活動と努力に対する個人の認識を 100mm VAS によって評価します。 これは、調査期間 (露出時間) が代表的であり、通常の週を反映しているかどうかを評価するのに役立ちます。

2.3.6 ボーグスケール

ボルグ スケールは、知覚された運動を評価する簡単な方法であり、VAS などの他のスケールと比較できます。 パフォーマンステスト中の患者の運動量の測定や、アスリートのトレーニングや競技の強度の評価など、さまざまな目的で使用されます [30]。

Borg によって開発された 6 (まったく運動なし) から 20 (最大限の運動) までの範囲のオリジナルのスケールが更新され、評価が 0 (まったく何もない) から 10 (非常に非常に難しい) の複合カテゴリ比率スケール CR10 に変換されました [ 31、32]。

後者は、本研究で使用されます。 被験者は、仕事に関連する身体活動を 1 日 2 回、朝の終わりと午後遅くに評価するように指示されます。 示されたボルグ値は、身体的ストレス、努力、および疲労のすべての感覚を考慮して、彼らがどれだけ重く激しい仕事を感じているかを反映する必要があります.

2.4 測定

2.4.1 人体測定

人体測定には、身長、体重、胴囲が含まれます。 身長は、靴を履かずに医療用測定棒で mm 単位で評価されます。 体重の測定は、靴を履いていない薄着の被験者に対して、0.1kgの精度の医療用体重計で行われます。

胴囲は、0.1 cm の精度の医療用測定テープを使用して、スイス心臓財団に従って、最下部の肋骨と腸骨稜の中間で決定されます。 測定は、中等度の呼気後に立っている被験者に対して実行されます。

2.4.2 20メートルシャトルラン

多段階の 20 メートル シャトル ランは、健康な成人の最大有酸素パワーを評価するための一般的な持久力フィットネス テストです [33]。 使い方が簡単で経済的で、大規模なグループを一度にテストできます。

このテストは、平らで滑りにくい表面で実施され、参加者は 20 メートル離れた 2 つの線の間を行ったり来たりするように指示されます (図 1)。 走行速度は、事前に録音されたテープから発せられる 2 つの音声信号の間隔によって決まります。 被験者は、これらの信号の音と同時に 20 メートルのラインに触れなければなりません。 走行初速は時速8.5km。 1分（ステージ）ごとにインターバルが短くなり、時速0.5kmずつ速度が上がります。 被験者があきらめるか、ペースを維持できなくなり、ラインに 2 回連続で間に合わなかった場合 (20 メートル ラインから 3 メートル以上離れた場合)、テストは終了します。

テスト結果は、到達したステージ数に対応します。 検証済みの表 [34] によると、このスコアは最大酸素摂取量 (VO2max) を予測するために使用され、これは男性と女性の年齢に依存する標準データと比較できます。

成人の VO2max を予測するための 20 メートル シャトル ランの 1 分間ステージ バージョンの妥当性は、Léger らによって確立されました。 [35] は、最大シャトル走行速度を多段階トレッドミル テスト中に達成された VO2max と比較しました。

さらに、潜在的な禁忌を検出するために、検査前に血圧と酸素飽和度が評価されます。 安静時の脈拍と回復時の脈拍 (テストの 2 分後) が測定され、テスト中は心拍数が継続的に記録されます。 さらに、参加者は、ボルグ スケールを使用して、テストの前後に知覚された身体活動を評価するように指示されます。

2.4.3 SenseWear ミニ アームバンド

SenseWear Mini アームバンドは、Bodymedia (ピッツバーグ、ペンシルバニア、米国) が開発した小型、軽量、ワイヤレスの多感覚アクティビティ モニターで、3 軸加速度計からのモーション データと、熱流束、皮膚温度、ガルバニックなどの他のいくつかの生理学的センサーを統合します。皮膚反応。 妥当性は、ヨハンセンらによって確立されました。 [36] SenseWear Mini アームバンドのエネルギー消費量の推定値を、健康な成人の基準方法「二重標識水」と比較。

被験者は、睡眠中を含む 7 日間連続して左上腕 (上腕三頭筋領域) に SenseWear Mini アームバンドを着用するように指示されます。 この評価期間の信頼性は以前に示されています [37]。

ウォーターアクティビティやシャワーなど、着用していない期間を記録するために、参加者は日記をつけるよう求められます。 アームバンドのセンサーによって収集された生理学的データは、特定のアルゴリズム (プロフェッショナル ソフトウェア V.7.0、アルゴリズム V.2.2.4) によって処理され、参加者の 1 日のエネルギー消費量、メッツ、さまざまな強度での身体活動時間、歩数が計算されます。 これらの計算では、性別、年齢、身長、体重、喫煙状況、利き手も考慮されます。

2.5 統計分析

統計分析は、ソフトウェア R (バージョン 2.15.1) および IBM SPSS Statistics (バージョン 19.0) を使用して行われます。 0.05 未満の p 値が達成された場合、統計的有意性が得られます。

データは、職業グループ内の記述統計によって提示されます。 クロス テーブルは、カウントとパーセンテージとしてレポートされます。 順序変数は、中央値および四分位範囲 (IQR) として報告されます。 メトリック変数は、平均および標準偏差 (SD) として報告されます。

主要評価項目を評価するために、線形回帰が実行されます。 独立変数は「職業グループ」、従属変数は「1 日の平均活動エネルギー消費量」、「1 日の平均身体活動時間」、「1 日の平均歩数」です。 必要に応じて、個人および仕事関連の要因を共変量として回帰分析に含めることができます。 適切な場合、データは対数変換されます。 回帰結果は、対応する 95% 信頼区間 (C.I.) および p 値を使用した「職業カテゴリ」間の平均の差として表示されます。 対数分布データの場合、幾何平均比率が表示されます。

副次評価項目を評価するために、線形回帰が実施されます。 順序変数の場合、ノンパラメトリック法が適用されます。

さらに、すべての一次変数と二次変数について、身体活動期間の平均および個々の時間経過がプロットされます。

2.6 サンプルサイズの計算

SenseWear Mini アームバンドで測定された「1 日の平均活動エネルギー消費量」は、有効で信頼できるパラメーターであるため、現在の調査の最も重要な主要エンドポイントであると考えられます。 このため、この変数のみが累乗計算の対象となります。 以前の研究では、通常の勤務シフト中の「1 日の平均活動エネルギー消費量」の SD は 730 kcal であることがわかりました [38]。 3 つの職業グループ間の予想平均差は約 500 kcal です。 各職業グループの被験者数を 100 人と仮定すると、これらのグループ間で 500 kcal の平均差を検出する検出力は 90% を超えます。 この計算は、730 kcal の群内 SD と両側有意水準 5% の仮定に基づいています。