Fizyczne obciążenie pracą i zdolność do pracy w różnych grupach zawodowych

Wstęp

1.1 Tło

Jeśli chodzi o rehabilitację zawodową, aby pomyślnie powrócić do pracy po urazie lub chorobie, wymagana jest równowaga między obciążeniem pracą a zdolnością do pracy danej osoby. Dlatego też bardzo cenna jest ocena szerokiego zakresu wymagań pracy fizycznej oraz ocena zdolności pracowników do pracy w różnych grupach zawodowych. Chociaż podjęto kilka podejść w tym zakresie, jak dotąd dostępnych jest niewiele obiektywnych danych i nie istnieją ustalone wartości odniesienia umożliwiające ocenę, czy, kiedy i jak powrót do pracy jest możliwy. Jednym z powodów może być to, że uprzedmiotowienie obciążenia pracą i zdolności do pracy jest trudne metodycznie ze względu na ich wielowymiarowy charakter [1, 2].

Aktywność fizyczna jest definiowana jako każdy ruch ciała wytwarzany przez mięśnie szkieletowe, powodujący wydatek energetyczny [3]. W klasycznej fizjologii pracy wydatek energetyczny był zatem uznawany za podstawę do oceny wielkości obciążenia pracą [4, 5]. Jednak koszt energetyczny aktywności fizycznej niekoniecznie musi być równoważny ruchowi ciała [6]. Z tego powodu współczesne koncepcje uwzględniają także inne aspekty odzwierciedlające nasilenie pracy fizycznej. „Słownik tytułów zawodowych” (DOT), opracowany przez rząd Stanów Zjednoczonych, dzieli zawody na pięć kategorii (siedzący tryb życia, lekki, średni, ciężki, bardzo ciężki) w oparciu o ilość wydatkowanej energii oraz intensywność i czas trwania podnoszenia lub przenoszenia podczas pracy [7]. Klasyfikacja DOT nie została jednak oparta na ilościowych analizach związanych z pracą, ale raczej na konsensusowych spotkaniach ekspertów. Ponadto jego ważność nie została ustalona.

Zdolność do pracy można ocenić za pomocą funkcjonalnych ocen zdolności (FCE), które mierzą zdolność badanych do wykonywania określonych czynności [8]. Na całym świecie dostępne są różne protokoły FCE, które są specyficzne dla danej pracy [9], specyficzne dla patologii [10, 11] lub bardziej ogólnego typu. Soer i in. zastosowali system oceny składający się z 12 testów związanych z pracą w celu określenia wydolności funkcjonalnej zdrowych pracowników [12]. Ocena obejmowała różnorodne ćwiczenia podnoszące i energetyczne oraz zadania koordynacyjne. Na podstawie wyników testu uzyskano normatywne wartości FCE dla każdej kategorii DOT, które można porównać z danymi pacjenta w celu sformułowania zaleceń dotyczących pracy.

Ponieważ jednak nie udowodniono trafności DOT, wymagana jest dalsza analiza dotycząca oceny obciążenia pracą. Ponadto zastosowanie tak złożonych narzędzi FCE wiąże się z dużymi kosztami i wysiłkiem, a zatem może nie być odpowiednie w ogólnym kontekście klinicznym lub terenowym. Szczególnie w dużych populacjach wdrożenie bardzo dokładnych instrumentów jest trudne ze względu na wysokie koszty i słabą praktyczność [13].

Z tych powodów niniejsze badanie skupi się na obciążeniu pracą, badając szeroki zakres wymagań dotyczących pracy fizycznej w różnych grupach zawodowych i porównując je z wydolnością tlenową pracowników. Ponieważ aktywność fizyczna charakteryzuje się różnymi wymiarami, takimi jak czas trwania i intensywność [3], czynniki te zostaną uwzględnione w kompleksowej analizie.

1.2 Cele szczegółowe

Głównym celem tego badania jest zbadanie zdrowych pracowników w Szwajcarii pod kątem wydatku energetycznego, równoważników metabolicznych (MET), czasu trwania aktywności fizycznej o różnej intensywności oraz liczby kroków wykonywanych podczas normalnego dnia pracy, ze szczególnym uwzględnieniem różnic między grupami zawodowymi. Ponadto zbadany zostanie związek między aktywnością fizyczną a wydolnością tlenową.

1.3 Hipotezy

1.3.1 Osoby wykonujące ciężką pracę są bardziej aktywne fizycznie i zużywają więcej energii niż osoby wykonujące pracę lekką.

1.3.2 Wydolność tlenowa (VO2max) dodatnio koreluje z pracą i aktywnością fizyczną niezwiązaną z pracą.

1.4 Potencjalne znaczenie

Oczekuje się, że niniejsze opracowanie dostarczy szczegółowych informacji o wymaganiach dotyczących pracy fizycznej i kryteriach wydajności różnych grup zawodowych. Może to być cenne w kontekście leczenia i reintegracji zawodowej po urazie lub chorobie, ponieważ do tej pory nie istnieją żadne ustalone wartości odniesienia. Obiektywne dane dotyczące obciążenia pracą mogą poprawić strategie interwencji i zalecenia klinicystów dotyczące pomyślnego powrotu do pracy.

Metody

2.1 Projekt badania

2.1.1 Wyniki pierwotne i wtórne

Naszym nadrzędnym celem jest analiza parametrów aktywności fizycznej związanych z pracą, mierzonych za pomocą opaski SenseWear Mini oraz wydolności tlenowej określanej testem biegu wahadłowego na dystansie 20 metrów w różnych grupach zawodowych. Ponadto postrzegana intensywność pracy, zachowania związane z aktywnością podczas rekreacji, jakość życia, skład ciała oraz kilka czynników osobistych i związanych z pracą zostaną zbadane jako wyniki drugorzędne.

2.1.2 Procedury badawcze

W tym badaniu przekrojowym planujemy rekrutację zdrowych i pełnoetatowych osób dorosłych z różnych dziedzin zawodowych w regionie Bazylei w Szwajcarii. Ma się rozpocząć od badania pilotażowego w styczniu 2013 r., w którym przebadanych zostanie łącznie 15 osób.

Rekrutacja rozpocznie się w maju 2013 r. i zakończy się, gdy badaniem zostanie objętych 300 osób.

Z potencjalnymi podmiotami skontaktujemy się i poprosimy o udział w badaniu telefonicznie lub pocztą. Chętne osoby spełniające kryteria włączenia wypełnią formularz świadomej zgody przed rozpoczęciem procedury pomiarowej.

Podczas pierwszej wizyty studyjnej dokonane zostaną pomiary ciała takie jak wzrost, waga i obwód talii (WC) oraz obliczony zostanie wskaźnik masy ciała (BMI). Ponadto rejestrowane będą różne czynniki osobiste i związane z pracą. Ponadto badani wykonają 20-metrowy bieg wahadłowy w celu pomiaru wydolności tlenowej.

W kolejnym tygodniu uczestnicy zostaną poinstruowani, aby dokumentować swoje codzienne czynności w pracy i oceniać wysiłek fizyczny związany z pracą dwa razy dziennie za pomocą skali Borga. Ponadto, nosząc opaskę SenseWear Mini przez siedem kolejnych dni, aktywność fizyczna i wydatek energetyczny zostaną zobiektywizowane.

Tydzień później, podczas drugiej wizyty studyjnej, wszyscy badani wypełnią kilka samodzielnie wypełnianych kwestionariuszy dotyczących zachowań związanych z aktywnością fizyczną związaną z pracą i poza pracą (IPAQ), jakości życia związanej ze zdrowiem (SF-36) oraz samooceny aktywności zawodowej i jego intensywność (VAS). Ponadto każdemu uczestnikowi zostaną zadane otwarte pytania dotyczące wysiłku fizycznego w minionym tygodniu w porównaniu z normalnym tygodniem.

Czas potrzebny na dwie wizyty studyjne odbywające się przy stanowisku pracy danej osoby wyniesie około 90 minut na osobę. Ponadto każdy uczestnik będzie nosił monitor aktywności przez siedem kolejnych dni.

Kryterium zakończenia pomiarów są podrażnienia skóry spowodowane przez opaskę SenseWear Mini oraz duszność wysiłkowa podczas biegu wahadłowego na dystansie 20 m.

2.2 Selekcja uczestników badania

2.2.1 Rekrutacja

W niniejszym badaniu planuje się rekrutację 300 osób z różnych grup zawodowych o niskiej, średniej i wysokiej intensywności aktywności zawodowej, które zostały zdefiniowane w dalszej części (patrz rozdział 2.3.2). Na podstawie tej klasyfikacji zostaną wybrane firmy. W każdej grupie zawodowej zapisanych zostanie 100 uczestników. Ponadto celem rekrutacji będzie jednorodność wieku i płci w każdej grupie.

W pierwszej kolejności skontaktujemy się z kierownictwem potencjalnych przedsiębiorstw w celu przedstawienia naszego projektu. Jeśli są zainteresowani współpracą, poprosimy o dane kontaktowe potencjalnych pracowników, z którymi następnie skontaktuje się członek naszego zespołu badawczego. Osoby zostaną poinformowane i poproszone o udział w badaniu telefonicznie lub mailowo. Ponadto planowana jest dystrybucja ulotek studyjnych w firmach, tak aby zainteresowani pracownicy mieli możliwość bezpośredniego kontaktu z nami. W obu sytuacjach proces rekrutacji i informacji będzie prowadzony na zewnątrz.

2.2.2 Kryteria włączenia

Zdrowe i zatrudnione w pełnym wymiarze czasu pracy osoby w wieku od 18 do 65 lat, które znają język niemiecki w stopniu wystarczającym do samodzielnego wypełnienia kwestionariuszy.

2.2.3 Kryteria wykluczenia

W badaniu nie mogą brać udziału osoby, które nie wyraziły zgody na udział, a także osoby z ograniczeniami ruchowymi, różnymi chorobami i wypadkami w ciągu ostatnich trzech miesięcy, które wpływają na produktywność w miejscu pracy. Ponadto pracownicy nocnej zmiany zostaną wykluczeni z uczestnictwa.

2.3 Instrumenty

2.3.1 Czynniki osobiste i związane z pracą

Dla każdego przedmiotu płeć (mężczyzna/kobieta) oraz zatrudnienie (tymczasowe/stałe) będą oceniane jako zmienne binarne. Narodowość (szwajcarska/europejska/inna), stan cywilny (stan wolny/żonaty/rozwiedziony) i palenie papierosów (tak/nie/nigdy) będą rejestrowane w trzech kategoriach, natomiast spożycie alkoholu (nigdy/raz do kilku razy w miesiącu/raz do kilka razy w tygodniu/raz dziennie), znajomość języka niemieckiego (bardzo dobra/dobra/średnia/zła/bardzo zła), wykształcenie wyższe (szkoła obowiązkowa/praktyka/wyższa szkoła zawodowa/dyplom lub dojrzałość/wyższa szkoła) oraz model czasu pracy (flextime / stały czas / praca zmianowa / praca w weekendy) będą oceniane odpowiednio w czterech, pięciu i sześciu kategoriach. Wiek, język ojczysty, zawód, zamiłowanie, lekarstwa, choroby, wypadki i godziny pracy będą zadawane jako pytania otwarte. Ponadto, aby uzyskać przegląd indywidualnej aktywności zawodowej, uczestnicy będą proszeni o prowadzenie dziennej listy głównych ukończonych zadań, w tym informacji o czasie, zgodnie z kwestionariuszem dotyczącym integracji zawodowej i emerytury [14].

2.3.2 Klasyfikacja zawodów

Zgłoszone zawody zostaną podzielone na 9 kategorii na podstawie Międzynarodowej Standardowej Klasyfikacji Zawodów ISCO-88 [15] (1. Kierownicy, 2. Naukowcy, 3. Technicy, 4. Pracownicy biurowi, 5. Pracownicy usług, 6. Robotnicy rolni, 7. Rzemieślnicy, 8. Operatorzy maszyn, 9. Robotnicy). Te 9 kategorii zostanie następnie podzielonych na 3 grupy o niskiej, średniej i wysokiej intensywności aktywności zawodowej według ekspertów Suva w dziedzinie ergonomii (1. grupa: kategorie 1 (menedżerowie), 2 (naukowcy) i 4 (pracownicy biurowi ); 2. grupa: kategorie 3 (technicy), 5 (pracownicy usług) i 8 (operatorzy maszyn); 3. grupa: kategorie 6 (pracownicy rolni), 7 (rzemieślnicy) i 9 (robotnicy). Wiarygodność tego rozwarstwienia wykazano już wcześniej [16, 17].

2.3.3 Międzynarodowy Kwestionariusz Aktywności Fizycznej

Międzynarodowy kwestionariusz aktywności fizycznej (IPAQ) jest wygodnym i prostym narzędziem do pomiaru prozdrowotnej aktywności fizycznej na poziomie populacji. W niniejszym badaniu wykorzystana zostanie długa wersja kwestionariusza IPAQ do samodzielnego samodzielnego wypełniania, dostępna bezpłatnie w Internecie [18]. Zawiera 26 pytań i ocenia częstotliwość (dni) i czas trwania (pora dnia) aktywności fizycznej w minionym tygodniu w zakresie pracy, czasu wolnego, transportu, domu i ogrodu. Ponadto na każdą domenę składają się spacery, aktywność umiarkowana i energiczna.

Zgodnie z wytycznymi IPAQ dotyczącymi analizy danych [19] dla każdej domeny obliczane będą wyniki ciągłe w postaci MET-minut tygodniowo. MET-minuty tygodniowo, określane jako koszt energii związany z aktywnością fizyczną, zostaną obliczone poprzez pomnożenie intensywności (konkretnej wartości MET) aktywności przez jej częstotliwość (dni) i czas trwania (minuty). Odpowiednie wartości MET określają wytyczne IPAQ na podstawie kompendium aktywności fizycznej [20].

Według licznych testów ważności i rzetelności przeprowadzonych w dwunastu różnych krajach, IPAQ jest uznawany za międzynarodowo ważne narzędzie oceny o akceptowalnych właściwościach pomiarowych [21]. Długa wersja kwestionariusza IPAQ została przetłumaczona na język niemiecki jako część pracy doktorskiej i zweryfikowana na próbie austriackiej [22]. Można wykazać, że nadaje się do celów badawczych w zakresie wykrywania aktywności fizycznej [23].

2.3.4 SF-36

SF-36 to ogólny kwestionariusz jakości życia składający się z 36 pozycji, które są sformatowane jako pytania binarne lub semantyczne sześciopunktowe skale różnicowe. Odnosi się do ostatnich czterech tygodni i obejmuje dziewięć obszarów merytorycznych dotyczących witalności, ogólnego postrzegania zdrowia, funkcjonowania fizycznego, funkcjonowania społecznego, ograniczeń ról (problemy emocjonalne/fizyczne), bólu, zdrowia psychicznego i zmiany zdrowia [24]. Kwestionariusz SF-36 jest uważany za złoty standard pomiaru stanu funkcjonalnego i jakości życia związanej ze zdrowiem i dlatego jest najczęściej używanym kwestionariuszem w tym kontekście [25].

Ponieważ zaburzenia fizyczne i psychiczne, a także ból mogą wpływać na zachowania związane z aktywnością, SF-36 zostanie użyty w niniejszym badaniu w celu dostosowania do potencjalnych czynników zakłócających.

2.3.5 Wizualna skala analogowa

Wizualna skala analogowa (VAS) to przyrząd do pomiaru subiektywnych cech, których nie można bezpośrednio zmierzyć. Osoby wyrażają swoją odpowiedź na pozycję VAS, zaznaczając pozycję wzdłuż ciągłej linii między dwoma punktami końcowymi.

Wskazane miejsce zostanie następnie określone ilościowo za pomocą określonej skali [26]. W badaniach epidemiologicznych i klinicznych najczęściej spotykanym VAS jest prosta pozioma linia o długości 100 mm, której końce reprezentują skrajne granice mierzonego parametru (najgorszy – najlepszy) [27]. Wynik VAS ustala się mierząc odległość w mm od lewego końca linii do punktu zaznaczonego przez uczestnika. Trafność i wiarygodność VAS została naukowo przetestowana dla różnych parametrów, takich jak ostry i przewlekły ból [28, 29].

W tym badaniu indywidualne postrzeganie pracy w ciągu ostatniego tygodnia oraz niezwiązanego z pracą wysiłku fizycznego i wysiłku zostanie ocenione za pomocą 100 mm VAS. Może to być cenne dla oceny, czy badany okres (czas ekspozycji) jest reprezentatywny i odzwierciedla normalny tydzień.

2.3.6 Skala Borga

Skala Borga stanowi prostą metodę oceny postrzeganego wysiłku i może być porównywana z innymi skalami, takimi jak VAS. Wykorzystuje się go do różnych celów, takich jak pomiar wysiłku pacjenta podczas próby wydolnościowej czy ocena intensywności treningu i współzawodnictwa u sportowców [30].

Oryginalna skala opracowana przez Borga, obejmująca zakres od 6 (całkowity brak wysiłku) do 20 (maksymalny wysiłek), została zaktualizowana i przekształcona w połączoną skalę kategorii CR10 z ocenami od 0 (całkowity brak wysiłku) do 10 (bardzo, bardzo ciężki) [ 31, 32].

Ten ostatni zostanie wykorzystany w niniejszym opracowaniu. Badani zostaną poinstruowani, aby ocenić wysiłek fizyczny związany z pracą dwa razy dziennie, pod koniec poranka i późnym popołudniem. Wskazana wartość Borga powinna odzwierciedlać, jak ciężka i uciążliwa jest dla nich praca, biorąc pod uwagę wszystkie odczucia fizycznego stresu, wysiłku i zmęczenia.

2.4 Pomiary

2.4.1 Pomiary antropometryczne

Pomiary antropometryczne obejmują wysokość ciała, masę ciała i obwód talii. Wysokość ciała zostanie oceniona bez butów miarką medyczną z dokładnością do mm. Pomiar masy ciała będzie wykonywany u osób w lekkim ubraniu bez butów wagą lekarską z dokładnością do 0,1 kg.

Obwód talii zostanie określony w połowie odległości między najniższym żebrem a grzebieniem biodrowym według Swiss Heart Foundation za pomocą miarki medycznej z dokładnością do 0,1 cm. Pomiar zostanie przeprowadzony na osobach stojących po umiarkowanym wydechu.

2.4.2 Bieg wahadłowy na 20 metrów

Wieloetapowy 20-metrowy bieg wahadłowy jest powszechnym sprawdzianem wytrzymałościowym służącym do oceny maksymalnej mocy tlenowej zdrowych osób dorosłych [33]. Jest prosty w użyciu i ekonomiczny, a duże grupy mogą być testowane jednocześnie.

Ten test zostanie przeprowadzony na płaskiej, antypoślizgowej powierzchni, a uczestnicy zostaną poinstruowani, aby biegać tam iz powrotem między dwiema liniami oddalonymi od siebie o 20 metrów (Rysunek 1). Prędkość biegu jest określana przez odstępy między dwoma sygnałami dźwiękowymi emitowanymi przez nagraną wcześniej taśmę. Badani muszą dotknąć 20-metrowych linii jednocześnie z dźwiękiem tych sygnałów. Początkowa prędkość jazdy wynosi 8,5 km/h. Co minutę (etap) interwały są skracane, a prędkość zwiększana o 0,5 km/h. Test kończy się, gdy badany podda się lub gdy nie będzie już w stanie utrzymać tempa i nie dotrze na czas (> 3 metry od 20-metrowej linii) dwa razy z rzędu.

Wynik testu odpowiada liczbie osiągniętych etapów. Zgodnie ze zwalidowaną tabelą [34], ten wynik służy do przewidywania maksymalnego poboru tlenu (VO2max), który można porównać z zależnymi od wieku danymi normatywnymi dla mężczyzn i kobiet.

Trafność 1-minutowej wersji etapowej 20-metrowego biegu wahadłowego do przewidywania VO2max u dorosłych została ustalona przez Légera i in. [35], którzy porównali maksymalną prędkość biegu wahadłowego z VO2max uzyskanym podczas wieloetapowego testu na bieżni.

Ponadto przed badaniem zostanie ocenione ciśnienie krwi i saturacja w celu wykrycia potencjalnych przeciwwskazań. Puls spoczynkowy i puls spoczynkowy (2 minuty po teście) będą mierzone, a tętno będzie stale rejestrowane podczas testu. Ponadto uczestnicy zostaną poinstruowani, aby ocenili odczuwany wysiłek fizyczny przed i po teście za pomocą skali Borga.

2.4.3 Opaska SenseWear Mini

Opaska SenseWear Mini to mały, lekki i bezprzewodowy multisensoryczny monitor aktywności opracowany przez Bodymedia (Pittsburgh, Pensylwania, USA), który integruje dane ruchu z trójosiowego akcelerometru wraz z kilkoma innymi czujnikami fizjologicznymi, takimi jak strumień ciepła, temperatura skóry i galwaniczne reakcja skóry. Ważność została ustalona przez Johannsena i in. [36] porównując oszacowania wydatku energetycznego opaski SenseWear Mini z metodą kryterium „Doubly-Labeled-Water” u zdrowych osób dorosłych.

Osoby badane zostaną poinstruowane, aby nosić opaskę SenseWear Mini na lewym ramieniu (obszar tricepsa) przez 7 kolejnych dni, w tym podczas snu, z wyjątkiem jednej godziny dziennie przeznaczonej na higienę osobistą (23 godziny dziennie). Wiarygodność tego okresu oceny została już wcześniej wykazana [37].

W celu rejestrowania okresów nieużywania, takich jak zajęcia w wodzie i prysznice, uczestnicy zostaną poproszeni o prowadzenie dziennika. Dane fizjologiczne zebrane przez czujniki opaski zostaną przetworzone przez specjalne algorytmy (profesjonalne oprogramowanie V.7.0, algorytm V.2.2.4) w celu obliczenia dziennego wydatku energetycznego uczestników, MET, czasu trwania aktywności fizycznej o różnej intensywności oraz liczby kroków. Płeć, wiek, wzrost, waga, palenie tytoniu i ręczność będą również brane pod uwagę w tych obliczeniach.

2.5 Analiza statystyczna

Analizy statystyczne będą wykonywane przy użyciu oprogramowania R (wersja 2.15.1) oraz IBM SPSS Statistics (wersja 19.0). Istotność statystyczna zostanie uzyskana, jeśli zostanie osiągnięta wartość p mniejsza niż 0,05.

Dane prezentowane będą w formie statystyk opisowych w ramach grup zawodowych. Tabele krzyżowe są przedstawiane jako liczebności i procenty. Zmienne porządkowe przedstawiono jako medianę i rozstęp międzykwartylowy (IQR). Zmienne metryczne są przedstawiane jako średnia i odchylenie standardowe (SD).

Aby ocenić pierwszorzędowe punkty końcowe, zostaną przeprowadzone regresje liniowe. Zmienną niezależną jest „grupa zawodowa”, zmiennymi zależnymi są „średni dzienny wydatek energii czynnej”, „średni dzienny czas trwania aktywności fizycznej” oraz „średnia dzienna liczba kroków”. Opcjonalnie w analizach regresji można uwzględnić czynniki osobiste i związane z pracą jako współzmienne. W razie potrzeby dane zostaną przekształcone w dzienniku. Wyniki regresji zostaną przedstawione jako różnice średnich między „kategoriami zawodowymi” z odpowiednimi 95% przedziałami ufności (CI) i wartościami p. W przypadku danych o rozkładzie logarytmicznym zostaną przedstawione średnie geometryczne.

Aby ocenić drugorzędowe punkty końcowe, zostaną przeprowadzone regresje liniowe. W przypadku zmiennych porządkowych zastosowane zostaną metody nieparametryczne.

Ponadto średnie i poszczególne przebiegi czasowe okresów aktywności fizycznej zostaną wykreślone dla wszystkich głównych i drugorzędnych zmiennych.

2.6 Obliczenie wielkości próby

Ponieważ „średni dzienny wydatek energii czynnej” mierzony za pomocą opaski SenseWear Mini stanowi ważny i wiarygodny parametr, uważa się go za najważniejszy pierwszorzędowy punkt końcowy niniejszego badania. Z tego powodu tylko ta zmienna podlega obliczeniu mocy. W poprzednim badaniu SD „średniego dziennego wydatku energii czynnej” podczas normalnej zmiany roboczej wynosiło 730 kcal [38]. Spodziewana średnia różnica pomiędzy trzema grupami zawodowymi wyniesie około 500 kcal. Zakładając wielkość próby 100 osób w każdej grupie zawodowej, istnieje moc >90% do wykrycia średniej różnicy 500 kcal między dowolną z tych grup. Obliczenia te opierają się na założeniu SD wewnątrz grupy wynoszącego 730 kcal i dwustronnym poziomie istotności 5%.