Fysisk arbetsbelastning och arbetskapacitet i yrkesgrupper

Introduktion

1.1 Bakgrund

När det gäller yrkesinriktad rehabilitering krävs en balans mellan arbetsbelastning och individens arbetsförmåga för att framgångsrikt återgå till arbetet efter en skada eller sjukdom. Därför är det av stort värde att utvärdera ett brett spektrum av fysiska arbetskrav och att bedöma medarbetarens arbetsförmåga över yrkesgrupper. Även om flera tillvägagångssätt har gjorts i detta avseende, finns det få objektiva data tillgängliga hittills och det finns inga fastställda referensvärden för att utvärdera om, när och hur återgång till arbete är möjlig. En anledning kan vara att objektivering av arbetsbelastning och arbetskapacitet är metodiskt utmanande på grund av deras flerdimensionella karaktär [1, 2].

Fysisk aktivitet definieras som alla kroppsrörelser som produceras av skelettmuskler som resulterar i energiförbrukning [3]. Inom klassisk arbetsfysiologi ansågs därför energiförbrukning som underlag för bedömning av arbetsbelastningens storlek [4, 5]. Energikostnaden för fysisk aktivitet behöver dock inte nödvändigtvis vara likvärdig med kroppsrörelse [6]. Av den anledningen inkluderar moderna koncept även andra aspekter som återspeglar allvaret i manuellt arbete. 'Dictionary of Occupational Titles' (DOT), utvecklad av den amerikanska regeringen, klassificerar yrken i fem kategorier (stillasittande, lätt, medel, tung, mycket tung) baserat på mängden energi som förbrukas samt på intensiteten och varaktigheten av lyft eller bär under arbete [7]. DOT-klassificeringen har dock inte baserats på kvantitativa arbetsrelaterade analyser, utan snarare på konsensusmöten med experter. Dessutom har dess giltighet inte fastställts.

Arbetskapaciteten kan bedömas med hjälp av funktionella kapacitetsutvärderingar (FCE), som mäter försökspersoners förmåga att utföra specifika aktiviteter [8]. Över hela världen finns det olika FCE-protokoll tillgängliga, jobbspecifika [9], patologispecifika [10, 11] eller av mer allmän typ. Soer et al. tillämpat ett utvärderingssystem bestående av 12 arbetsrelaterade tester för att fastställa funktionsförmåga hos friska medarbetare [12]. Bedömningen omfattade olika lyft- och energiövningar samt koordinationsuppgifter. Från testresultaten erhölls normativa FCE-värden för varje DOT-kategori, som kan jämföras med patientdata för att kunna ge arbetsrekommendationer.

Men eftersom giltigheten av DOT inte har bevisats krävs ytterligare analys av arbetsbelastningsbedömning. Dessutom är tillämpningen av sådana komplexa FCE-verktyg relaterad till höga kostnader och ansträngningar och kan därför inte vara lämplig i ett allmänt kliniskt eller fältmässigt sammanhang. Särskilt i stora populationer är det svårt att implementera mycket noggranna instrument på grund av höga kostnader och dålig genomförbarhet [13].

Av dessa skäl kommer denna studie att fokusera på arbetsbelastning genom att undersöka ett brett spektrum av fysiska arbetskrav över yrkesgrupper och sätta dem i relation till anställdas aeroba kapacitet. Eftersom fysisk aktivitet kännetecknas av olika dimensioner, såsom varaktighet och intensitet [3], kommer dessa faktorer att beaktas för en omfattande analys.

1.2 Särskilda mål

Det primära syftet med denna studie är att undersöka friska anställda i Schweiz angående energiförbrukning, metaboliska ekvivalenter (MET), fysisk aktivitetslängd vid olika intensiteter och antalet steg som tas under en normal arbetsdag med fokus på skillnader mellan yrkesgrupper. Vidare kommer sambandet mellan fysisk aktivitet och aerob kapacitet att undersökas.

1.3 Hypoteser

1.3.1 Individer som utövar tungt arbete är mer fysiskt aktiva och förbrukar mer energi än de med lätt arbete.

1.3.2 Aerob kapacitet (VO2max) korrelerar positivt med arbete och icke-arbetsrelaterad fysisk aktivitet.

1.4 Potentiell betydelse

Denna studie förväntas ge detaljerad information om fysiska arbetskrav och prestationskriterier för olika yrkesgrupper. Detta kan vara värdefullt för behandling och professionell återanpassning efter en skada eller sjukdom, eftersom det hittills inte finns några fastställda referensvärden. Objektiv arbetsbelastningsdata kan förbättra interventionsstrategier och läkares rekommendationer för en framgångsrik återgång till arbete.

Metoder

2.1 Studiedesign

2.1.1 Primära och sekundära resultat

Vårt primära mål är att analysera arbetsrelaterade fysiska aktivitetsparametrar mätt med SenseWear Mini-armbandet och aerob kapacitet bestämt av 20-meters skyttelkörningstestet över yrkesgrupper. Vidare kommer upplevd arbetsintensitet, aktivitetsbeteende inom rekreation, livskvalitet, kroppssammansättning och flera person- och jobbrelaterade faktorer att undersökas som sekundära utfall.

2.1.2 Studieförfaranden

I denna tvärsnittsstudie planerar vi att rekrytera friska och heltidsanställda vuxna från olika yrkesområden i Baselregionen, Schweiz. Det är tänkt att starta med en pilotstudie i januari 2013, där totalt 15 personer ska granskas.

Rekryteringen inleds i maj 2013 och kommer att avslutas så snart 300 personer ingår i studien.

Potentiella ämnen kommer att kontaktas och tillfrågas om studiedeltagande via telefon eller mail. Villiga individer som uppfyller inklusionskriterierna kommer att fylla i formuläret för informerat samtycke innan mätproceduren påbörjas.

Vid det första studiebesöket kommer kroppsmått att utföras såsom längd, vikt och midjemått (WC) och body mass index (BMI) kommer att beräknas. Dessutom kommer en mängd personliga och jobbrelaterade faktorer att registreras. Dessutom kommer försökspersonerna att utföra en 20-meters skyttelkörning för att mäta aerob kapacitet.

Under den efterföljande veckan kommer deltagarna att instrueras att dokumentera sina dagliga arbetsaktiviteter och att betygsätta sin arbetsrelaterade fysiska ansträngning två gånger per dag med hjälp av Borg-skalan. Dessutom, genom att bära SenseWear Mini-armbandet sju dagar i rad, kommer fysisk aktivitet och energiförbrukning att objektifieras.

En vecka senare vid det andra studiebesöket kommer alla försökspersoner att fylla i flera självskrivna enkäter om arbete och icke-arbetsrelaterat fysiskt aktivitetsbeteende (IPAQ), hälsorelaterad livskvalitet (SF-36) och självbedömning av yrkesaktivitet och dess intensitet (VAS). Dessutom kommer öppna frågor att ställas till varje deltagare om den senaste veckans fysiska ansträngning i jämförelse med en vanlig vecka.

Tidsåtgången för de två studiebesöken som sker på individens arbetsplats kommer att vara cirka 90 minuter per person. Dessutom kommer varje deltagare att bära aktivitetsmonitorn sju dagar i rad.

Avslutande kriterier för mätningarna är hudirritationer orsakade av SenseWear Mini-armbandet och ansträngningsdyspné under 20-meters skyttelkörning.

2.2 Urval av studiedeltagare

2.2.1 Rekrytering

I denna studie är det tänkt att rekrytera 300 försökspersoner från olika yrkesgrupper med låg, måttlig och högintensiv yrkesaktivitet, vilka definieras i ett senare avsnitt (se kapitel 2.3.2). Baserat på denna klassificering kommer företag att väljas ut. I varje yrkesgrupp kommer 100 deltagare att skrivas in. Vidare kommer homogenitet av ålder och kön inom varje grupp att inriktas på rekrytering.

Först kommer vi att kontakta ledningen för potentiella företag för att presentera vårt projekt. Om de är intresserade av ett samarbete kommer vi att be om kontaktuppgifter till potentiellt rekryterbara medarbetare, som sedan tilltalas av en medlem i vårt forskarteam. Individer kommer att informeras och ombeds att delta i studien via telefon eller e-post. Vidare planeras att dela ut studieblad i företagen, så att intresserade medarbetare har möjlighet att kontakta oss direkt. I båda lägena kommer rekryterings- och informationsprocessen att göras externt.

2.2.2 Inklusionskriterier

Friska och heltidsanställda personer mellan 18 och 65 år, som har tillräckliga kunskaper i det tyska språket för att själva kunna fylla i de självinställda frågeformulären.

2.2.3 Uteslutningskriterier

Försökspersoner som inte gett sitt samtycke till deltagande samt personer med rörelsebegränsningar, olika sjukdomar och olyckor inom de senaste tre månaderna som påverkar produktiviteten på arbetsplatsen kan inte delta i denna studie. Vidare kommer nattskiftsarbetare att uteslutas från deltagande.

2.3 Instrument

2.3.1 Person- och jobbrelaterade faktorer

För varje ämne kommer kön (man/kvinna) och anställning (tillfälligt/tillsvidare) att bedömas som binära variabler. Nationalitet (Schweizisk/EU/annan), civilstånd (ensamstående/gift/skild) och rökningsstatus (ja/nej/aldrig) kommer att registreras med tre kategorier, medan alkoholkonsumtion (aldrig/en gång till flera gånger per månad/en gång till flera gånger per vecka / en gång per dag), tyska kunskaper (mycket bra / bra / medel / dålig / mycket dålig), högsta utbildning (grundskola / lärlingsutbildning / högre yrkesskola / examen eller mognad / universitet) och arbetstidsmodell (flextid) / fixtid / skiftarbete / helgarbete) kommer att utvärderas med fyra, fem respektive sex kategorier. Ålder, modersmål, yrke, avokation, medicinering, sjukdomar, olycksfall och arbetstider kommer att ställas som öppna frågor. Dessutom, för att få en överblick över den individuella arbetsaktiviteten, kommer deltagarna att uppmanas att dagligen föra en lista över de huvudsakliga utförda uppgifterna inklusive tidsinformation i enlighet med frågeformuläret om yrkesintegration och pension [14].

2.3.2 Klassificering av yrken

De rapporterade yrkena kommer att klassificeras i 9 kategorier baserat på den internationella standardklassificeringen av yrken ISCO-88 [15] (1. Chefer, 2. Forskare, 3. Tekniker, 4. Kontorsarbetare, 5. Servicearbetare, 6. Jordbruksarbetare, 7. Hantverkare, 8. Maskinoperatörer, 9. Arbetare). Dessa 9 kategorier kommer sedan att kollapsas i 3 grupper med låg, måttlig och högintensiv yrkesaktivitet enligt Suvas experter inom området ergonomi (1:a gruppen: kategori 1 (chefer), 2 (forskare) och 4 (kontorsanställda) 2:a gruppen: kategori 3 (tekniker), 5 (servicearbetare) och 8 (maskinförare), 3:e grupp: kategori 6 (jordbruksarbetare), 7 (hantverkare) och 9 (arbetare). Tillförlitligheten för denna stratifiering har tidigare visats [16, 17].

2.3.3 Internationellt frågeformulär för fysisk aktivitet

International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) representerar ett bekvämt och enkelt instrument för att mäta hälsofrämjande fysisk aktivitet på befolkningsnivå. Den självadministrerade långa versionen av IPAQ, som är fritt tillgänglig på internet [18], kommer att användas i denna studie. Den innehåller 26 frågor och bedömer den senaste veckans frekvens (dagar) och varaktighet (tid per dag) av fysisk aktivitet inom områdena arbete, fritid, transport, hem och trädgård. Dessutom består varje domän av promenader, måttliga och kraftfulla aktiviteter.

Enligt IPAQ:s riktlinjer för dataanalys [19] kommer kontinuerliga poäng i form av MET-minuter per vecka att beräknas för varje domän. MET-minuter per vecka, definierade som energikostnader för fysisk aktivitet, kommer att beräknas genom att multiplicera intensiteten (specifikt MET-värde) för en aktivitet med dess frekvens (dagar) och varaktighet (minuter). Motsvarande MET-värden sätts av IPAQ-riktlinjerna baserat på kompendiet för fysisk aktivitet [20].

Enligt ett flertal validitets- och tillförlitlighetstester utförda i tolv olika länder anses IPAQ vara ett internationellt giltigt bedömningsverktyg med acceptabla mätegenskaper [21]. Den långa versionen av IPAQ:n översattes till tyska som en del av en avhandling och validerades i ett österrikiskt urval [22]. Det skulle kunna visas att det är lämpligt för forskningsändamål med avseende på upptäckt av fysisk aktivitet [23].

2.3.4 SF-36

SF-36 är ett generellt frågeformulär för livskvalitet som består av 36 objekt, som är formaterade som binära frågor eller som semantiska sex-punkts differentialskalor. Den hänvisar till de senaste fyra veckorna och innehåller nio innehållsområden som rör vitalitet, allmän hälsouppfattning, fysisk funktion, social funktion, rollbegränsningar (emotionella/fysiska problem), smärta, psykisk hälsa och hälsoförändring [24]. SF-36 anses vara guldstandarden för att mäta funktionsstatus och hälsorelaterad livskvalitet och är därför det mest använda frågeformuläret i detta sammanhang [25].

Eftersom fysiska och psykiska störningar såväl som smärta kan påverka aktivitetsbeteendet, kommer SF-36 att användas i denna studie för att justera för potentiella konfounders.

2.3.5 Visuell analog skala

Visual Analogue Scale (VAS) är ett mätinstrument för subjektiva egenskaper som inte kan mätas direkt. Individer uttrycker sitt svar på ett VAS-objekt genom att markera en position längs en kontinuerlig linje mellan två slutpunkter.

Det angivna stället kommer sedan att kvantifieras med en definierad skala [26]. Inom epidemiologisk och klinisk forskning är den vanligaste VAS en rak horisontell linje på 100 mm längd med dess ändar som representerar extrema gränser för den uppmätta parametern (sämst - bäst) [27]. VAS-poängen bestäms genom att mäta avståndet i mm från den vänstra änden av linjen till den punkt som markerats av deltagaren. Validiteten och tillförlitligheten av VAS har testats vetenskapligt för en mängd olika parametrar, såsom akut och kronisk smärta [28, 29].

I denna studie kommer individens uppfattning om senaste veckans arbete och icke-arbetsrelaterad fysisk ansträngning och ansträngning att bedömas med 100 mm VAS. Detta kan vara värdefullt för att utvärdera om den undersökta perioden (exponeringstiden) är representativ och återspeglar en normal vecka.

2.3.6 Borg Skala

Borgskalan representerar en enkel metod för att bedöma upplevd ansträngning och kan jämföras med andra skalor, såsom VAS. Den används för olika ändamål, som att mäta patientens ansträngning under ett prestationstest eller bedöma intensiteten i träning och tävling hos idrottare [30].

Den ursprungliga skalan som utvecklats av Borg från 6 (ingen ansträngning alls) till 20 (maximal ansträngning) uppdaterades och omvandlades till en kombinerad kategori-kvotsskala CR10 med betygen 0 (ingen ansträngning alls) till 10 (mycket mycket hårt) [ 31, 32].

Det senare kommer att användas i denna studie. Försökspersonerna kommer att instrueras att betygsätta sin arbetsrelaterade fysiska ansträngning två gånger per dag, i slutet av förmiddagen och på sen eftermiddag. Det angivna Borg-värdet ska återspegla hur tungt och ansträngande arbete känns för dem med tanke på alla känslor av fysisk stress, ansträngning och trötthet.

2.4 Mätningar

2.4.1 Antropometriska mätningar

Antropometriska mått inkluderar kroppslängd, kroppsvikt och midjemått. Kroppslängden bedöms utan skor med en medicinsk mätsticka till närmaste mm. Mätningen av kroppsvikt kommer att utföras på försökspersoner i lätta kläder utan skor med en medicinsk våg med en noggrannhet på 0,1 kg.

Midjemåttet kommer att bestämmas halvvägs mellan det lägsta revbenet och höftbenskammen enligt Swiss Heart Foundation med hjälp av ett medicinskt måttband med en precision på 0,1 cm. Mätningen kommer att utföras på stående försökspersoner efter en måttlig utandning.

2.4.2 20-meters skyttelkörning

Flerstegs 20-meters skyttelkörning är ett vanligt konditionstest för att utvärdera den maximala aeroba kraften hos friska vuxna [33]. Den är enkel att använda och ekonomisk och stora grupper kan testas på en gång.

Detta test kommer att utföras på en plan, halkfri yta och deltagarna kommer att instrueras att springa fram och tillbaka mellan två linjer, som är 20 meter från varandra (Figur 1). Rörhastigheten bestäms av intervallen mellan två ljudsignaler som sänds ut av ett förinspelat band. Försökspersoner måste röra vid 20-meterslinjerna samtidigt med ljudet av dessa signaler. Starthastigheten är 8,5 km/h. Varje minut (etapp) kortas intervallerna och hastigheten ökas med 0,5 km/h. Testet avslutas när försökspersonen ger upp eller när han inte längre kan hålla tempot och inte når linjen i tid (> 3 meter från 20 meter linjen) två gånger i rad.

Testresultatet motsvarar antalet uppnådda stadier. Enligt en validerad tabell [34] används denna poäng för att förutsäga maximalt syreupptag (VO2max), vilket kan jämföras med åldersberoende normativa data för män och kvinnor.

Giltigheten av 1 minuts etappversionen av 20-meters skyttelkörningen för att förutsäga VO2max hos vuxna fastställdes av Léger et al. [35], som jämförde den maximala skyttelkörningshastigheten med VO2max som uppnåddes under ett flerstegs löpbandstest.

Dessutom kommer blodtryck och syremättnad att bedömas före testning för att upptäcka potentiella kontraindikationer. Vilopuls och återhämtningspuls (2 minuter efter testet) kommer att mätas och hjärtfrekvensen registreras kontinuerligt under testet. Dessutom kommer deltagarna att instrueras att bedöma sin upplevda fysiska ansträngning före och efter testet med hjälp av Borg-skalan.

2.4.3 SenseWear Mini armband

SenseWear Mini armband är en liten, lätt och trådlös multisensorisk aktivitetsmonitor utvecklad av Bodymedia (Pittsburgh, Pennsylvania, USA), som integrerar rörelsedata från en treaxlig accelerometer tillsammans med flera andra fysiologiska sensorer som värmeflöde, hudtemperatur och galvanisk hudreaktion. Validiteten fastställdes av Johannsen et al. [36] jämför energiförbrukningsuppskattningar för SenseWear Mini-armbandet med kriteriemetoden "Dubbelmärkt-vatten" hos friska vuxna.

Försökspersonerna kommer att instrueras att bära SenseWear Mini-armbandet på den övre vänstra armen (tricepsområdet) under 7 dagar i följd, inklusive när de sover, med undantag för en timme dagligen som ägnas åt personlig hygien (23 timmar per dag). Tillförlitligheten för denna bedömningsperiod har tidigare visats [37].

För att registrera icke-bärande perioder, såsom vattenaktiviteter och duschar, kommer deltagarna att uppmanas att föra dagbok. De fysiologiska data som samlas in av armbandets sensorer kommer att bearbetas av specifika algoritmer (professionell programvara V.7.0, algoritm V.2.2.4) för att beräkna deltagarnas dagliga energiförbrukning, METs, fysisk aktivitets varaktighet vid olika intensiteter och antalet steg. Kön, ålder, längd, vikt, rökstatus och handenhet kommer också att beaktas i dessa beräkningar.

2.5 Statistisk analys

Statistiska analyser kommer att göras med hjälp av programvaran R (version 2.15.1) och IBM SPSS Statistics (version 19.0). Statistisk signifikans erhålls om ett p-värde på mindre än 0,05 uppnås.

Data kommer att presenteras med beskrivande statistik inom yrkesgrupper. Korstabeller rapporteras som antal och procent. Ordinalvariabler rapporteras som median och interkvartilt intervall (IQR). Metriska variabler rapporteras som medelvärde och standardavvikelse (SD).

För att utvärdera primära ändpunkter kommer linjära regressioner att utföras. Oberoende variabel är "yrkesgrupp", beroende variabler är "genomsnittlig daglig aktiv energiförbrukning", "genomsnittlig daglig fysisk aktivitetsvaraktighet" och "genomsnittligt dagligt antal steg". Eventuellt kan personliga och jobbrelaterade faktorer inkluderas i regressionsanalyserna som kovariater. Om så är lämpligt kommer data att loggtransformeras. Regressionsresultat kommer att presenteras som skillnader i medelvärden mellan "yrkeskategorier" med motsvarande 95 % konfidensintervall (C.I.) och p-värden. Vid logaritmisk distribuerad data kommer geometriska medeltal att presenteras.

För att utvärdera sekundära ändpunkter kommer linjära regressioner att utföras. För ordinalvariabler kommer icke-parametriska metoder att tillämpas.

Vidare kommer medelvärdet och individuella tidsförlopp för fysiska aktivitetsperioder att plottas för alla primära och sekundära variabler.

2.6 Beräkning av provstorlek

Eftersom "genomsnittlig daglig aktiv energiförbrukning" uppmätt med SenseWear Mini-armbandet representerar en giltig och tillförlitlig parameter, anses det vara den viktigaste primära slutpunkten i denna undersökning. Av denna anledning är endast denna variabel föremål för en effektberäkning. I en tidigare studie visade sig SD för "genomsnittlig daglig aktiv energiförbrukning" under ett normalt arbetspass vara 730 kcal [38]. Den förväntade medelskillnaden mellan de tre yrkesgrupperna blir cirka 500 kcal. Om man antar en urvalsstorlek på 100 försökspersoner i varje yrkesgrupp, finns det en förmåga på >90 % att upptäcka en medelskillnad på 500 kcal mellan någon av dessa grupper. Denna beräkning är baserad på antagandet om ett inom grupp SD på 730 kcal och på en dubbelsidig signifikansnivå på 5 %.