Физическая нагрузка и работоспособность в разных профессиональных группах

Введение

1.1 Предыстория

Что касается профессиональной реабилитации, то для успешного возвращения к работе после травмы или болезни необходим баланс между рабочей нагрузкой и работоспособностью человека. Поэтому очень важно оценить широкий спектр требований к физическому труду и оценить работоспособность сотрудников по профессиональным группам. Хотя в этом отношении было сделано несколько подходов, до сих пор имеется мало объективных данных и не существует установленных контрольных значений для оценки того, возможно ли, когда и как вернуться к работе. Одной из причин может быть то, что объективизация рабочей нагрузки и трудоспособности методически сложна из-за их многомерного характера [1, 2].

Физическая активность определяется как любое движение тела, производимое скелетными мышцами, приводящее к расходу энергии [3]. Поэтому в классической физиологии труда расход энергии рассматривался как основа для оценки объема рабочей нагрузки [4, 5]. Однако энергетические затраты на физическую активность не обязательно могут быть эквивалентны движению тела [6]. Поэтому современные концепции включают и другие аспекты, отражающие тяжесть ручного труда. «Словарь названий профессий» (DOT), разработанный правительством США, классифицирует профессии по пяти категориям (сидячие, легкие, средние, тяжелые, очень тяжелые) в зависимости от количества затрачиваемой энергии, а также интенсивности и продолжительности занятий. подъем или перенос во время работы [7]. Тем не менее, классификация DOT была основана не на количественном анализе, связанном с работой, а на консенсусных встречах экспертов. Кроме того, его достоверность не установлена.

Работоспособность можно оценить с помощью оценки функциональных возможностей (FCE), которые измеряют способность субъектов выполнять определенные действия [8]. Во всем мире доступны различные протоколы FCE, предназначенные для конкретных профессий [9], конкретных патологий [10, 11] или более общего типа. Соер и др. применили систему оценки, состоящую из 12 производственных тестов, для установления функциональных возможностей у здоровых работников [12]. Оценка включала различные подъемные и энергетические упражнения, а также координационные задачи. По результатам испытаний были получены нормативные значения FCE для каждой категории DOT, которые можно сравнить с данными пациентов, чтобы дать рекомендации по работе.

Однако, поскольку достоверность DOT не доказана, требуется дальнейший анализ оценки рабочей нагрузки. Кроме того, применение таких сложных инструментов FCE связано с большими затратами и усилиями и поэтому может быть неуместным в общем клиническом или полевом контексте. Особенно в больших популяциях применение высокоточных инструментов затруднено из-за высокой стоимости и плохой практичности [13].

По этим причинам настоящее исследование будет сосредоточено на рабочей нагрузке путем изучения широкого спектра требований к физической работе в профессиональных группах и сопоставления их с аэробными способностями сотрудников. Поскольку физическая активность характеризуется различными параметрами, такими как продолжительность и интенсивность [3], эти факторы будут рассмотрены для комплексного анализа.

1.2 Конкретные цели

Основной целью данного исследования является изучение показателей расхода энергии, метаболических эквивалентов (МЭТ), продолжительности физической активности различной интенсивности и количества шагов, пройденных в течение обычного рабочего дня, с акцентом на различия между профессиональными группами здоровых работников в Швейцарии. Кроме того, будет изучена связь между физической активностью и аэробной способностью.

1.3 Гипотезы

1.3.1 Лица, занимающиеся тяжелой работой, более физически активны и потребляют больше энергии, чем лица, занимающиеся легкой работой.

1.3.2 Аэробная способность (VO2max) положительно коррелирует с физической активностью, связанной с работой и не связанной с ней.

1.4 Потенциальное значение

Ожидается, что это исследование предоставит подробную информацию о требованиях к физическому труду и критериях производительности различных профессиональных групп. Это может быть полезно для лечения и профессиональной реинтеграции после травмы или болезни, поскольку до сих пор не существует установленных референтных значений. Объективные данные о рабочей нагрузке могут улучшить стратегии вмешательства и рекомендации врачей для успешного возвращения к работе.

Методы

2.1 Дизайн исследования

2.1.1 Первичные и вторичные результаты

Нашей основной целью является анализ связанных с работой параметров физической активности, измеряемых с помощью нарукавной повязки SenseWear Mini, и аэробных способностей, определяемых с помощью теста 20-метрового челночного бега в различных профессиональных группах. Кроме того, в качестве вторичных результатов будут исследованы воспринимаемая интенсивность работы, активность во время отдыха, качество жизни, состав тела и несколько личных и связанных с работой факторов.

2.1.2 Процедуры исследования

В этом кросс-секционном исследовании мы планируем набрать здоровых и работающих полный рабочий день взрослых из разных профессиональных областей в регионе Базель, Швейцария. Предполагается начать с пилотного исследования в январе 2013 года, в котором будут обследованы в общей сложности 15 человек.

Набор начнется в мае 2013 года и завершится, как только в исследование будет включено 300 человек.

С потенциальными субъектами свяжутся и попросят об участии в исследовании по телефону или по почте. Желающие принять участие лица, отвечающие критериям включения, заполняют форму информированного согласия перед началом процедуры измерения.

Во время первого исследовательского визита будут проведены измерения тела, такие как рост, вес и окружность талии (ОТ), а также будет рассчитан индекс массы тела (ИМТ). Кроме того, будут зарегистрированы различные личные и связанные с работой факторы. Кроме того, испытуемые выполнят 20-метровый челночный бег, чтобы измерить аэробные способности.

В течение следующей недели участникам будет предложено документировать свою повседневную рабочую деятельность и оценивать физическую нагрузку, связанную с работой, два раза в день с использованием шкалы Борга. Кроме того, при ношении нарукавной повязки SenseWear Mini в течение семи дней подряд физическая активность и расход энергии будут объективными.

Неделю спустя, во время второго исследовательского визита, все испытуемые заполнили несколько самостоятельных анкет, касающихся рабочего и не связанного с работой поведения в отношении физической активности (IPAQ), качества жизни, связанного со здоровьем (SF-36), и самооценки профессиональной деятельности. и его интенсивности (ВАШ). Кроме того, каждому участнику будут заданы открытые вопросы о физических нагрузках на прошлой неделе по сравнению с обычной неделей.

Время, необходимое для двух учебных посещений, проводимых на рабочем месте человека, составит около 90 минут на человека. Кроме того, каждый участник будет носить монитор активности семь дней подряд.

Критериями прекращения измерений являются раздражение кожи, вызванное нарукавной повязкой SenseWear Mini, и одышка при физической нагрузке во время 20-метрового челночного бега.

2.2 Отбор участников исследования

2.2.1 Вербовка

В этом исследовании предполагается набрать 300 человек из разных профессиональных групп с низкой, средней и высокой интенсивностью профессиональной деятельности, которые определены в следующем разделе (см. главу 2.3.2). На основе этой классификации будут отобраны компании. В каждой профессиональной группе будет набрано по 100 участников. Кроме того, при наборе будет направлена ​​однородность возраста и пола внутри каждой группы.

Сначала мы свяжемся с руководством потенциальных предприятий, чтобы представить наш проект. Если они заинтересованы в сотрудничестве, мы запросим контактные данные сотрудников, которых мы можем нанять, и к ним затем свяжется член нашей исследовательской группы. Люди будут проинформированы и им будет предложено принять участие в исследовании по телефону или по электронной почте. Кроме того, в компаниях планируется распространять учебные листовки, чтобы заинтересованные сотрудники имели возможность связаться с нами напрямую. В обоих случаях процесс найма и информирования будет осуществляться извне.

2.2.2 Критерии включения

Здоровые и работающие на полную ставку лица в возрасте от 18 до 65 лет, владеющие немецким языком в достаточной степени для самостоятельного заполнения анкет.

2.2.3 Критерии исключения

В данном исследовании не могут принимать участие лица, не давшие согласия на участие, а также имеющие ограничения в передвижении, различные заболевания и несчастные случаи в течение последних трех месяцев, влияющие на продуктивность на рабочем месте. Кроме того, от участия будут исключены работники ночной смены.

2.3 Инструменты

2.3.1 Личные и профессиональные факторы

Для каждого субъекта пол (мужской/женский) и занятость (временная/постоянная) будут оцениваться как бинарные переменные. Национальность (Швейцария/ЕС/другое), семейное положение (холост/замужем/разведен) и статус курения (да/нет/никогда) будут регистрироваться по трем категориям, а потребление алкоголя (никогда/от одного до нескольких раз в месяц/от одного до несколько раз в неделю/один раз в день), знание немецкого языка (очень хорошо/хорошо/средне/плохо/очень плохо), высшее образование (обязательная школа/ученичество/высшая профессиональная школа/диплом или зрелость/университет) и модель рабочего времени (гибкий график / фиксированное время / посменная работа / работа в выходные дни) будут оцениваться по четырем, пяти и шести категориям соответственно. Возраст, родной язык, профессия, призвание, лекарства, болезни, несчастные случаи и рабочее время будут заданы как открытые вопросы. Кроме того, чтобы получить представление об индивидуальной трудовой деятельности, участникам будет предложено вести ежедневный список основных выполненных задач, включая информацию о времени, в соответствии с анкетой о профессиональной интеграции и пенсии [14].

2.3.2 Классификация занятий

Указанные профессии будут классифицированы по 9 категориям на основе Международной стандартной классификации занятий ISCO-88 [15] (1. Руководители, 2. Ученые, 3. Техники, 4. Офисные работники, 5. Работники сферы обслуживания, 6. Сельскохозяйственные рабочие, 7. Ремесленники, 8. Механизаторы, 9. Разнорабочие). Эти 9 категорий затем будут свернуты в 3 группы с низкой, средней и высокой интенсивностью профессиональной деятельности по мнению экспертов Suva в области эргономики (1-я группа: категории 1 (менеджеры), 2 (ученые) и 4 (офисные работники). 2-я группа: категории 3 (техники), 5 (обслуживающие рабочие) и 8 (механизаторы); 3-я группа: категории 6 (сельскохозяйственные рабочие), 7 (мастера) и 9 (разнорабочие). Достоверность такой стратификации была показана ранее [16, 17].

2.3.3 Международный опросник по физической активности

Международный вопросник физической активности (IPAQ) представляет собой удобный и простой инструмент для измерения укрепляющей здоровье физической активности на уровне населения. В настоящем исследовании будет использоваться длинная версия IPAQ для самостоятельного администрирования, которая находится в свободном доступе в Интернете [18]. Он включает 26 вопросов и оценивает частоту (в днях) и продолжительность (время в день) физической активности на прошлой неделе в сферах работы, отдыха, транспорта, домашнего хозяйства и сада. Кроме того, каждый домен состоит из ходьбы, умеренной и активной деятельности.

Согласно рекомендациям IPAQ по анализу данных [19], для каждого домена будут рассчитываться непрерывные баллы в виде MET-минут в неделю. MET-минуты в неделю, определяемые как затраты энергии на физическую активность, будут рассчитываться путем умножения интенсивности (конкретного значения MET) активности на ее частоту (дни) и продолжительность (минуты). Соответствующие значения МЕТ установлены рекомендациями IPAQ на основе сборника физической активности [20].

Согласно многочисленным тестам на валидность и надежность, проведенным в двенадцати разных странах, IPAQ считается международно признанным инструментом оценки с приемлемыми свойствами измерения [21]. Полная версия IPAQ была переведена на немецкий язык как часть диссертации и прошла валидацию на австрийском образце [22]. Можно показать, что он подходит для исследовательских целей в отношении обнаружения физической активности [23].

2.3.4 СФ-36

SF-36 представляет собой общий опросник качества жизни, состоящий из 36 пунктов, которые отформатированы как бинарные вопросы или как семантические шестибалльные дифференциальные шкалы. Он относится к последним четырем неделям и включает девять содержательных областей, касающихся жизнеспособности, общего восприятия здоровья, физического функционирования, социального функционирования, ролевых ограничений (эмоциональные/физические проблемы), боли, психического здоровья и изменения здоровья [24]. SF-36 считается золотым стандартом для измерения функционального состояния и качества жизни, связанного со здоровьем, и поэтому является наиболее часто используемым опросником в этом контексте [25].

Поскольку физические и психические расстройства, а также боль могут влиять на активность, в настоящем исследовании будет использоваться SF-36 для корректировки потенциальных искажающих факторов.

2.3.5 Визуальная аналоговая шкала

Визуальная аналоговая шкала (ВАШ) — это инструмент для измерения субъективных характеристик, которые нельзя измерить напрямую. Люди выражают свою реакцию на элемент VAS, отмечая позицию вдоль непрерывной линии между двумя конечными точками.

Затем указанный локус будет количественно определен по определенной шкале [26]. В эпидемиологических и клинических исследованиях наиболее распространенной ВАШ является прямая горизонтальная линия длиной 100 мм, концы которой представляют крайние границы измеряемого параметра (худший - лучший) [27]. Оценка по ВАШ определяется путем измерения расстояния в мм от левого конца линии до точки, отмеченной участником. Валидность и надежность ВАШ были научно проверены для различных параметров, таких как острая и хроническая боль [28, 29].

В этом исследовании восприятие человеком работы на прошлой неделе и физических нагрузок и усилий, не связанных с работой, будет оцениваться с помощью 100-мм ВАШ. Это может быть полезно для оценки того, является ли исследуемый период (время воздействия) репрезентативным и отражает ли он обычную неделю.

2.3.6 Шкала Борга

Шкала Борга представляет собой простой метод оценки воспринимаемой нагрузки, и ее можно сравнить с другими шкалами, такими как ВАШ. Он используется для различных целей, например, для измерения напряжения пациента во время теста производительности или оценки интенсивности тренировок и соревнований у спортсменов [30].

Первоначальная шкала, разработанная Боргом в диапазоне от 6 (полное отсутствие нагрузки) до 20 (максимальная нагрузка), была обновлена ​​и преобразована в комбинированную шкалу категорий-соотношений CR10 с оценками от 0 (вообще ничего) до 10 (очень-очень тяжело) [ 31, 32].

Последний будет использоваться в настоящем исследовании. Субъекты будут проинструктированы оценивать физическую нагрузку, связанную с работой, два раза в день, в конце утра и ближе к вечеру. Указанное значение Borg должно отражать, насколько тяжелая и напряженная работа ощущается ими с учетом всех ощущений физического напряжения, усилия и усталости.

2.4 Измерения

2.4.1 Антропометрические измерения

Антропометрические измерения включают рост, массу тела и окружность талии. Рост будет оцениваться без обуви с помощью медицинской измерительной линейки с точностью до миллиметра. Измерение массы тела будет производиться у испытуемых в легкой одежде без обуви на медицинских весах с точностью до 0,1 кг.

Окружность талии будет определяться посередине между самым нижним ребром и гребнем подвздошной кости в соответствии с рекомендациями Swiss Heart Foundation с использованием медицинской измерительной ленты с точностью до 0,1 см. Измерение будет проводиться на стоящих испытуемых после умеренного выдоха.

2.4.2 Челночный бег на 20 метров

Многоэтапный челночный бег на 20 метров является распространенным фитнес-тестом на выносливость для оценки максимальной аэробной мощности здоровых взрослых [33]. Он прост в использовании и экономичен, и большие группы могут быть протестированы сразу.

Этот тест будет проводиться на плоской нескользкой поверхности, и участникам будет предложено бегать взад и вперед между двумя линиями, которые находятся на расстоянии 20 метров друг от друга (рис. 1). Скорость бега определяется интервалами между двумя звуковыми сигналами, издаваемыми предварительно записанной лентой. Испытуемые должны коснуться 20-метровой линии одновременно со звуком этих сигналов. Начальная скорость бега 8,5 км/ч. Каждую минуту (этап) интервалы сокращаются, а скорость увеличивается на 0,5 км/ч. Тест заканчивается, когда испытуемый сдается или когда он больше не может поддерживать темп и не достигает линии вовремя (> 3 метра от 20-метровой линии) два раза подряд.

Результат теста соответствует количеству пройденных этапов. Согласно утвержденной таблице [34], этот показатель используется для прогнозирования максимального потребления кислорода (VO2max), который можно сравнить с возрастными нормативными данными для мужчин и женщин.

Достоверность версии 1-минутного этапа 20-метрового челночного бега для прогнозирования VO2max у взрослых была установлена ​​Léger et al. [35], которые сравнили максимальную скорость челночного бега с VO2max, достигнутой во время многоэтапного тредмил-теста.

Кроме того, перед тестированием будут оцениваться артериальное давление и насыщение кислородом, чтобы выявить потенциальные противопоказания. Пульс покоя и пульс восстановления (через 2 минуты после теста) будут измеряться, а частота сердечных сокращений будет непрерывно записываться во время теста. Кроме того, участникам будет предложено оценить воспринимаемую ими физическую нагрузку до и после теста с использованием шкалы Борга.

2.4.3 Наручная повязка SenseWear Mini

Наручная повязка SenseWear Mini представляет собой небольшой, легкий и беспроводной мультисенсорный монитор активности, разработанный компанией Bodymedia (Питтсбург, Пенсильвания, США), который объединяет данные о движении с трехосного акселерометра вместе с несколькими другими физиологическими датчиками, такими как тепловой поток, температура кожи и гальванические датчики. реакция кожи. Валидность была установлена ​​Johannsen et al. [36] сравнивают оценки расхода энергии при использовании нарукавной повязки SenseWear Mini с критериальным методом «Double-Labeled-Water» у здоровых взрослых.

Субъекты будут проинструктированы носить нарукавную повязку SenseWear Mini на верхней части левой руки (в области трицепса) в течение 7 дней подряд, в том числе во время сна, за исключением одного часа в день, затрачиваемого на личную гигиену (23 часа в день). Надежность этого периода оценки была показана ранее [37].

Для записи периодов без ношения, таких как водные развлечения и душ, участников попросят вести дневник. Физиологические данные, собранные датчиками нарукавной повязки, будут обрабатываться специальными алгоритмами (профессиональное программное обеспечение V.7.0, алгоритм V.2.2.4) для расчета суточного расхода энергии участников, МЕТ, продолжительности физической активности различной интенсивности и количества шагов. В этих расчетах также будут учитываться пол, возраст, рост, вес, статус курения и рукопожатие.

2.5 Статистический анализ

Статистический анализ будет проводиться с использованием программного обеспечения R (версия 2.15.1) и IBM SPSS Statistics (версия 19.0). Статистическая значимость будет достигнута, если будет достигнуто значение р менее 0,05.

Данные будут представлены описательной статистикой внутри профессиональных групп. Кросс-таблицы представлены в виде количества и процента. Порядковые переменные представляются как медиана и межквартильный размах (IQR). Метрические переменные представлены как среднее значение и стандартное отклонение (SD).

Для оценки первичных конечных точек будет выполняться линейная регрессия. Независимая переменная - "профессиональная группа", зависимые переменные - "среднесуточный расход активной энергии", "среднесуточная продолжительность физической активности" и "среднесуточное количество шагов". При желании личные и связанные с работой факторы могут быть включены в регрессионный анализ как ковариаты. При необходимости данные будут лог-преобразованы. Результаты регрессии будут представлены в виде разницы средних между «категориями занятий» с соответствующими 95% доверительными интервалами (ДИ) и p-значениями. В случае логарифмически распределенных данных будут представлены средние геометрические отношения.

Для оценки вторичных конечных точек будет проведена линейная регрессия. В случае порядковых переменных будут применяться непараметрические методы.

Кроме того, для всех первичных и вторичных переменных будут нанесены графики средней и индивидуальной динамики периодов физической активности.

2.6 Расчет объема выборки

Поскольку «средний ежедневный расход активной энергии», измеренный нарукавной повязкой SenseWear Mini, представляет собой достоверный и надежный параметр, он считается наиболее важной первичной конечной точкой настоящего исследования. По этой причине только эта переменная подлежит расчету мощности. В предыдущем исследовании было установлено, что стандартное отклонение «среднесуточного расхода активной энергии» в течение нормальной рабочей смены составляет 730 ккал [38]. Ожидаемая средняя разница между тремя профессиональными группами составит около 500 ккал. Если предположить, что размер выборки составляет 100 человек в каждой профессиональной группе, мощность > 90% для обнаружения средней разницы в 500 ккал между любой из этих групп. Этот расчет основан на предположении, что стандартное отклонение внутри группы составляет 730 ккал, и на двустороннем уровне значимости 5%.