BILAG 1 Projektbeskrivelse Muskel-skelet lidelser ved tungt løftearbejde en undersøgelse af lufthavnsportører Overlæge Sigurd Mikkelsen, dr. med. Overlæge Charlotte Brauer, ph.d. Lektor Erik Bruun Simonsen, cand. scient., ph.d. Lektor Tine Alkjær Eriksen, cand. scient., ph.d. Adjunkt, Lau Caspar Thygesen, ph.d. Seniorforsker, speciallæge Karin Helweg-Larsen Overlæge Jane Frølund Thomsen, ph.d. Professor, overlæge Jens Peter Bonde, dr.med.
BILAG 1. PROJEKTBESKRIVELSE FORMÅL Det er projektets overordnede formål at bidrage med ny viden om sammenhængen mellem tungt løftearbejde og nedslidningslidelser for derved at øge mulighederne for en effektiv forebyggelse af disse lidelser. Denne målsætning opnås ved at kombinere ny teknologi (AnyBody, http://www.anybody.aau.dk/) til belastningsvurdering med en epidemiologisk undersøgelse af risikoen for at udvikle slidlidelser i lænderyg, hofter, knæ og skuldre ved tungt løftearbejde, belyst ved bagagehåndtering. Projektet sigter mod at bestemme en dosis-response sammenhæng og dermed også en bestemmelse af, hvad der kan betegnes som et sikkert løftearbejde uden risiko for slidlidelser i bevægeapparatet. Mere specifikt skal undersøgelsen besvare følgende spørgsmål: Hvad er kraftbelastningerne i lænderyg, hofter, knæ og skuldre ved typiske arbejdsopgaver med bagagehåndtering blandt lufthavnsportører, herunder hvordan belastningerne ændres ved brug af tekniske hjælpemidler? Hvad er risikoen for udvikling af behandlingskrævende lidelser i lænderyg, knæ, hofter og skuldre blandt lufthavnsportører sammenlignet med en kontrolgruppe uden tungt løftearbejde? Hvordan hænger risikoen for udvikling af behandlingskrævende lidelser i lænderyg, knæ, hofter og skuldre sammen med de belastninger lufthavnsportørerne udsættes for ved bagagehåndtering (intern dosis-response) og har risikoen ændret sig gennem årene? Hvad er den samfundsøkonomiske gevinst ved effektiv forebyggelse af muskel-skelet lidelser forårsaget af løftearbejde? Undersøgelsen vil endvidere på sin hjemmeside etablere en side til forebyggelse ud fra eksisterende viden og den viden, der indhentes ved undersøgelsen. Siden skal kunne anvendes af terapeuter til vurdering af rygbelastninger under løft. Vi vil placere et større antal løftesituationer, og ved hver situation skal hjemmesiden kunne angive muligheder for aflastning via avancerede computersimulationer, også for asymmetriske løft. BAGGRUND OG STATUS OVER FORELIGGENDE VIDEN Generelt Slidgigt og andre muskel-skelet sygdomme er ofte kroniske og invaliderende lidelser, der rapporteres med stigende hyppighed i Danmark. Danske og udenlandske undersøgelser har påvist en sammenhæng mellem fysisk belastende arbejde og udviklingen af slidgigt [1]. Hyppige løft af byrder over ca. 15-20 kg og vrid og foroverbøjning i lænden er anerkendte risikofaktorer for udvikling af lænderygsmerter (lumbago, ischias) [2]. Fysiske arbejdsmæssige belastningers betydning for udvikling af slidgigt og diskusprolaps i lænderyggen er mere usikker [2], men nyere undersøgelser peger på en sammenhæng [3-7] Tungt løftearbejde er en anerkendt risikofaktor for slidgigt i hoften[8, 9], og knæliggende og hugsiddende arbejde for slidgigt i knæene [10, 11]. Det er mere usikkert om tungt løftearbejde kan føre til slidgigt i knæene [10, 11], men nyere undersøgelser peger på en sammenhæng [12-14]. 1
Arbejde med overarmene flekterede/abducerede over ca. 60 grader, og kraftbetonet repetitivt arbejde er en anerkendte risikofaktor for udvikling af skuldertendinit (supraspinatus-tendinit) [15, 16]. Nyere undersøgelser har påvist dosis-response sammenhænge mellem arbejdstid med løftet overarm over 90 grader og skuldertendinit, målt ved MR-scanninger[17], og klinisk undersøgelse [18]. De tidligere undersøgelser inkluderer kun få eller ingen studier, der gør det muligt at vurdere betydningen af grad og varighed af de relevante eksponeringer. Der savnes i høj grad gode epidemiologiske undersøgelser af sammenhængen mellem objektive og kvantitative mål for fysisk belastning og risikoen for at blive syg af de anførte muskel-skelet lidelser. Manglende viden mindsker muligheden for cost-effektiv forebyggelse. Lufthavnsportørernes arbejde Ved arbejde med læsning og losning af fly løftes dagligt i størrelsesordenen 5 tons bagage med en gennemsnitsvægt på ca. 15 kg., men meget varierende mellem arbejdsdage. En del af arbejdet foregår i akavede arbejdsstillinger, knæliggende, hugsiddende eller siddende og foroverbøjet i snævre lastrum, eller med løft over 60 grader. Arbejdet er præget af korte intensive arbejdsperioder på 20-30 minutter afbrudt af ikke-belastende kortere arbejdsperioder. I bagagehallerne er der dels læsning og tømning af bagagevogne til flyene, dels pakning og udpakning af bagage-kontainere. Belastningerne antages at være aftaget gennem årene på grund af indførelse af tekniske hjælpemidler (sliding carpets, Ramp-snakes, Power Stow, Bulk baggage carts, løftegrej i bagagehallerne etc) [23]. Der har også været ændringer i arbejdstidens længde med mulighed for 12-timers vagter, der kompenseres med flere fridage. Det er usikkert i hvilket omfang disse tiltag har ændret risikoen for muskel-skelet sygdomme. Der findes kun få undersøgelser af forekomsten af muskel-skelet lidelser blandt lufthavnsportører [19-21]Ingen af undersøgelserne indeholder en kontrolgruppe, og eksponeringsmål inden for gruppen af lufthavnsportører begrænsede sig til antal år i faget eller antal timer om ugen med læsning og lastning af fly. Undersøgelserne peger på at gener i ryg, knæ og arme er de hyppigste klager. Omfanget af ergonomisk belastning ved bagagehåndtering ved bagagebånd, pakning og udpakning af cargo og ved læsning og losning af fly er vurderet i andre undersøgelser [22-24]. De enkelte byrder ligger i niveauet 10-15 kg men med meget stor variationsbredde, og den samlede løftebyrde på en arbejdsdag er anslået til 9-10 tons (se [25]. Der er generelt enighed om, at arbejdet er belastende for ryg, knæ og skuldre/arme, især ved knæliggende arbejde i snævre lastrum [23]. Der findes ingen statistik over antallet af arbejdsskader blandt lufthavnsportører i lufthavnen. 3F Kastrup organiserer de fleste lufthavnsportører, men får ikke kendskab til alle arbejdsskadesager. 3F har oplyst, at en gennemgang af 75 registrerede arbejdsskadesager i perioden 2008-2009 har vist erstatninger for 27 anerkendte arbejdsbetingede ryglidelser på ca. 11 mill. kroner (mén og kapitaliseret erhvervsevnetab). PROJEKTETS NYHEDSVÆRDI AF BETYDNING FOR ARBEJDSMILJØET En ny metode (AnyBody) til måling af kompressionskræfter i lænderyggen og kroppens store led giver helt nye muligheder for at vurdere risikoen for lænderyg- og ledlidelser som følge af tungt løftearbejde. Undersøgelsens resultater vil have generel betydning for regulering af tungt 2
løftearbejde og specielt for forebyggelsen af muskel-skeletlidelser ved bagagehåndtering og tilsvarende tungt løftearbejde. FORSKNINGSPLAN, HERUNDER REDEGØRELSE FOR VALG AF METODE OG FORVENTET TIDSFORLØB Design og materiale Undersøgelsen designes som en follow-up undersøgelse af en historisk kohorte af tidligere og nuværende lufthavnsportører i Københavns Lufthavn (CPH) sammenlignet med en tilsvarende kohorte af ufaglærte uden belastende arbejde (sikkerhedspersonel, catering, andre servicemedarbejdere mv) med registerbaserede oplysninger om kontakter til sundhedsvæsenet. Registerundersøgelsen suppleres med en spørgeskemaundersøgelse og en nested case-kontrol undersøgelse af lufthavnsportører med henblik at få mere detaljerede oplysninger om fysiske belastninger og tidspunkt sygdomsdebut end man kan få i et registerstudie. Kohorten af lufthavnsportører og kontrolgruppen etableres via oplysninger fra 3F-Kastrups medlemskartotek samt oplysninger fra CPH om firmaer i lufthavnen, der siden 1981 har beskæftiget ufaglært arbejdskraft. Ansatte i disse virksomhederne identificeres ved kobling af CVR/SE-numre med ATP-registret, og ufaglærte identificeres ved kobling til stillings- og fagkoder og uddannelsesniveau i Danmarks Statistik. I 3F s medlemskartotek er der fra 1986 registreret ca. 4600 lufthavnsportører. En oversigt over andre ufaglærte arbejdsområder i lufthavnen viser, at der via fagforenings- og virksomhedsregistre vil kunne etableres en kontrolgruppe af nogenlunde samme størrelse. Samlet forventes etableret en kohorte på ca. 5.000 i hver gruppe (lufthavnsportører og kontrolgruppe) ansat i 1981 og fremefter. Kontrolgruppen deltager kun i registerundersøgelsen. Metoder Udfald Udfald identificeres ved at følge kohorten i Landspatientregisteret og Sygesikringsregisteret. Landspatientregisteret (LPR) indeholder data om alle personer indlagt på danske hospitaler siden 1977. Registeret indeholder dato for indlæggelse og udskrivning og udskrivnings-diagnose (vigtigste årsag til behandling og diagnostiske procedurer (herunder operationer)). Der følges op på følgende ICD-10 diagnosekoder: slidgigt i hofte (M16) og knæ (M17), rygsøjle (M47), spinal stenose (M48.0), sygdomme i brusk mellem ryghvirvler og diskucprolaps (M50 og M51), ischias, lumbago og lændesmerter (M54.3-M54.5), sygdomme i knæskal og knæled (M22 og M23)), og sygdomme i skulder M75. Sygesikringsregisteret er et ydelsesregister, dvs. formålet er at registrere de ydelser, der leveres i primærsektoren, mhp afregning af disse ydelser til leverandørerne: almen praktiserende læger, speciallæger, fysioterapeuter, kiropraktorer, mm. Registeret indeholder data siden 1990. Registret indeholder ikke diagnosekoder, men en række ydelseskoder, der kan anvendes til at belyse kontakter til primærsektoren pga. muskel-skelet gener. Som eksempler kan nævnes artroskopi hos ortopædkirurg, blokader hos egen læge, manipulationsbehandling og akupunktur hos rheumatolog, kiropraktor-behandling, afspænding, øvelsesterapi og massage hos fysioterapeut mv. Vi har til registerkoblingen udvalgt 40 ydelseskoder som muskel-skelet udfald. 3
Spørgeskema Lufthavnsportørerne udfylder et spørgeskema om de væsentlige arbejdsfunktioner som lufthavnsportører, om sygehistorie vedr. muskel-skelet lidelser, og om aktuelt muskel-skeletbesvær. Der spørges om personlige forhold, højde, vægt, disposition, ulykker og helbredsforhold. Arbejdsfunktioner i spørgeskemaet grupperes svarende til de arbejdsfunktioner, hvor der måles belastninger ved videoregistreringer og AnyBody-teknologi (se nedenfor). Oplysningerne sammenholdes hvor det er muligt med arbejdsgiver-oplysninger om ansættelsesperioder og arbejdsfunktioner. Belastninger Alle historiske data om mængder og vægte af bagage, tekniske hjælpemidler og organsisering af arbejdet mv. indgår i vurderingen af udviklingen af belastningerne over tid. CPH har data for fordelinger af vægte, samlet indvejet tonnage, antal fly og flytyper og deres lastrum tilbage i tiden. På baggrund af vores kendskab til lufthavnsportørernes arbejde og tidligere undersøgelser [24] regner vi med, at arbejdet kan beskrives nogenlunde udtømmende ved ca.15 forskellige arbejdsfunktioner. Spørgeskema og interviews vil sammenholdt med ansættelsesdata og andre arbejdsgiveroplysninger danne basis for en historisk beskrivelse af hvor stor en del af tiden den enkelte ansatte har arbejdet med disse arbejdsfunktioner (fx pakning af bagage, arbejde i bagagehal mv.). Belastninger af ryg, skuldre og knæ i de enkelte arbejdsfunktioner baseres på software systemet AnyBody, suppleret med måling af rygaccellerationer målt ved accellerometer og EMG af ryg- og skuldermuskler. Software systemet AnyBody er udviklet til analyse af bevægelsesstrategier samt belastning af muskler, sener og led under manuel håndtering. Detaljeringsgraden er høj. Systemet består af flere hundrede muskler, som er udstyret med fysiologiske egenskaber, f.eks. force-velocity relation, længde-spændingsrelation, og mekaniske elastiske egenskaber af sener og ledbånd. Input til systemet er bevægelsesdata, som regel registreret i tre dimensioner fra to eller flere kameraer samt reaktionskræfter fra omgivelserne, hvilket in casu vil være krafttransducere monteret på lufthavnsbagage. Output fra AnyBody er f.eks. kompressionskræfter på disci i lænderyggen eller ledkompressionskræfter i de større led i bevægeapparatet. I forbindelse med løftesituationer vil systemet kunne håndtere løft med hhv krum eller ret ryg samt skæve løft, da alle beregninger vil være tredimensionale. Dette er en helt ny og revolutionerende tilgang til et ergonomisk studie. For rygmodellen [26] er computermodeller valideret overfor discustryk målt in vivo [27]. Et antal løftesituationer vil blive videofilmet for et antal lufthavnsportører i typiske arbejdsfunktioner. Herefter vil en repræsentativ person i hver løftesituation blive udvalgt som model for computersimulationen i AnyBody. Der er altså ikke tale om at måle på et større antal personer og udføre traditionelle statistiske test, men om konstruktion af en computermodel, som kan udføre løft, som er karakteristiske for arbejdsfunktionen, og computermodellen vil kunne simulere belastningernes afhængighed af forhold, der kan variere i den enkelte arbejdsfunktion, fx højden af lasterum, afstand til luge, personens højde og vægt. Det vil dermed være muligt at estimere indviduelle belastninger tilbage i tid baseret på fordelingen af den enkeltes arbejdsfunktioner over tid. Ud over videoregistrering til brug for AnyBody måles rygaccellerationer målt ved accellerometer, og EMG af ryg- og skuldermuskler ved standard metoder [28] Der måles på ca. 20 repræsentative personer over en arbejdsdag med tidstro registrering arbejdsopgaver og typiske belastninger. EMGmålingerne vil belyse muskelbelastningen i ryg- og skuldermuskler over længere tid, accellero- 4
metrien vil belyse antallet af pludselige løft, og videoregistreringen antallet af løft fordelt over tid. Disse data anvendes deskriptivt. Nested case-kontrol undersøgelse. Formålet med den nestede case-kontrol undersøgelse er at få et mere deltaljeret billede af belastningerne forud for sygdomsdebut end man kan få gennem spørgeskemaer. Blandt lufthavnsportører indlagt for diskusprolaps (M51), lumbago (M54.3-M54.5), slidgigt i hofte og knæ (M16 og M17) og skulderlidelser (M75) udvælges 300 cases og 300 kontroller (lufthavnsportører uden disse sygdomme) til telefoninterview om sygdomsudvikling og arbejdsfunktioner i perioden forud for symptomdebut. Arbejdsfunktioner defineres som funktioner, hvor der foretages objektive målinger af belastningerne, og fastlægges i forskellige tidsvinduer forud for symptomdebut. Hver kontrol tildeles fake -datoer svarende til case-debut datoer. Interviewene gennemføres efter en stram hierarkisk opbygget interviewprotokol, hvor der indbygges check af validiteten af svarene. Der spørges kun til faktuelle forhold, ikke til personernes vurdering af belastningerne. Interviewene gennemføres af et oplært studenterpanel under supervision. Interviewene optages på bånd med henblik på undersøgelse af scoringernes reliabilitet. Styrkeberegninger På basis af 3F s kartoteker over lufthavnsportører og forventninger baseret på den mandlige normalbefolkning fra 18 til 64 år vil registerundersøgelsen med 80% sikkerhed (power) kunne påvises en signifikant overrisiko (p<0.05) der er større end 1,75 for slidgigt i knæ og over 1,50 for øvrige udfald. Styrkeberegninger for den nestede case-kontrol undersøgelse forudsætter nærmere kendskab til fordelingen af belastningerne. Ovenstående dimensionering (300 cases og 300 kontroller) vurderes som tilstrækkelig, men vil blive justeret, når vi har de relevante belastningsdata. Dataanalyse Det tidsmæssige omfang af de enkelte arbejdsfunktioner vægtes med de arbejdsmæssige belastninger i de enkelte arbejdsfunktioner, og de enkelte personer tilskrives på den baggrund et belastningsindex for belastning af ryg, knæ og skuldre. Belastningsindex et vil blive beregnet for forskellige tidsvinduer forud for sygdomsdebut. Data analyseres som overlevelsesdata fra indtræden i kohorten eller starten på det relevante tidsvindue. DE PRAKTISKE MULIGHEDER FOR PROJEKTETS GENNEMFØRELSE Undersøgelsen, udføres af to yngre forskere og seniorforskere ved institutionerne. De yngre forskeres arbejde indgår i to PhD studier, det ene med hovedvægten på eksponeringsvurdering under vejledning af Erik B Simonsen og Sigurd Mikkelsen, og det andet med hovedvægten på relationerne mellem belastning og udfald under vejledning af Charlotte Brauer og Lau Thygesen. Belastningsdelen for de to PhD er koordineres, praktisk og vejledningsmæssigt. PhD-stillingerne besættes ved åbent opslag. De tre institutioner har en mangeårig bred forskningserfaring med fremskaffelse og analyser af data vedrørende muskuloskeletale lidelser og fysisk eksponering. SIF har adgang til fagøkonomiske ekspertise til vurdering gevinster ved effektiv forebyggelse. Undersøgelsen støttes af Københavns Lufthavne og SAS Ground Handling, og af 3F Kastrup, der vil bistå med den praktiske gennemførelse af projektet, fremskaffelse af informationer og indgå i en følgegruppe til projektet. 5
REFERENCER 1 Helweg-Larsen K, Davidsen M, Laursen B, et al. Slidgigt Forekomst og risikofaktorer - udviklingen i Danmark. Statens Institut for Folkesundhed, Syddansk Universitet 2009. 2 Hansson T. Ländryggsbesvär och arbete. Arbete och Hälsa 2001 (12):19-56. 3 Krause N, Rugulies R, Ragland DR, et al. Physical workload, ergonomic problems, and incidence of low back injury: a 7.5-year prospective study of San Francisco transit operators. Am J Ind Med 2004;46 (6):570-85. 4 Leino-Arjas P, Kaila-Kangas L, Notkola V, et al. Inpatient hospital care for back disorders in relation to industry and occupation in Finland. Scand J Work Environ Health 2002;28 (5):304-13. 5 Seidler A, Bolm-Audorff U, Siol T, et al. Occupational risk factors for symptomatic lumbar disc herniation; a case-control study. Occup Environ Med 2003;60 (11):821-30. 6 Seidler A, Bergmann A, Jager M, et al. Cumulative occupational lumbar load and lumbar disc disease--results of a German multi-center case-control study (EPILIFT). BMC Musculoskelet Disord 2009;10:48.:48. 7 Sorensen IG, Jacobsen P, Gyntelberg F, et al. Occupational and other predictors of herniated lumbar disc disease - a 33-year follow-up in The Copenhagen Male Study. Spine 2011. 8 Jensen LK. Hip osteoarthritis: influence of work with heavy lifting, climbing stairs or ladders, or combining kneeling/squatting with heavy lifting. Occup Environ Med 2008;65 (1):6-19. 9 Vingård E. Höftledsartros och och arbete. Arbete och Hälsa 2001 (12):185-93. 10 Jensen LK. Knee osteoarthritis: influence of work involving heavy lifting, kneeling, climbing stairs or ladders, or kneeling/squatting combined with heavy lifting. Occup Environ Med 2008;65 (2):72-89. 11 Vingård E. Knäledsartros och och arbete. Arbete och Hälsa 2001 (12):195-293. 12 Amin S, Goggins J, Niu J, et al. Occupation-related squatting, kneeling, and heavy lifting and the knee joint: a magnetic resonance imaging-based study in men. J Rheumatol 2008;35 (8):1645-9. 13 Lin J, Li R, Kang X, et al. Risk factors for radiographic tibiofemoral knee osteoarthritis: The Wuchuan Osteiarthritis Study. Int J Rheumatol 2010;2010 (2010:385826):1-6. 14 Vrezas I, Elsner G, Bolm_Audorff U, et al. Case-control study of knee osteoarthritis and lifestyle factors considering their interaction with physical workload. Int Arch Occup Environ Health 2010;83:291-300. 15 Andersen JH, Kaergaard A, Mikkelsen S, et al. Risk factors in the onset of neck/shoulder pain in a prospective study of workers in industrial and service companies. Occup Environ Med 2003;60 (9):649-54. 16 Styf J. Skulderbesvär och och arbete. Arbete och Hälsa 2001 (12):119-44. 17 Svendsen SW, Gelineck J, Mathiassen SE, et al. Work above shoulder level and degenerative alterations of the rotator cuff tendons: a magnetic resonance imaging study. Arthritis Rheum 2004;50 (10):3314-22. 18 Svendsen SW, Bonde JP, Mathiassen SE, et al. Work related shoulder disorders: quantitative exposure-response relations with reference to arm posture. Occup Environ Med 2004;61 (10):844-53. 19 Undeutsch K, Gartner KH, Luopajarvi T, et al. Back complaints and findings in transport workers performing physically heavy work. Scand J Work Environ Health 1982;8 Suppl 1:92-6.:92-6. 20 Undeutsch K. The role of anthropometric measures on the musculoskeletal system of workers performing heavy physical work. Ann Physiol Anthropol 1984;3 (3):211-6. 21 van Poppel MN, Koes BW, Deville W, et al. Risk factors for back pain incidence in industry: a prospective study. Pain 1998;77 (1):81-6. 22 Rutenfranz J, Lowenthal I, Kylian H, et al. [Occupational health studies on airport transport workers. I. Results of ergonomic time and motion studies (author's transl)]. Int Arch Occup Environ Health 1980;47 (2):129-41. 23 Splittstoesser RE, Yang G, Knapik GG, et al. Spinal loading during manual materials handling in a kneeling posture. J Electromyogr Kinesiol 2007;17 (1):25-34. 24 Tapley S, Riley D. Bagage handling in narrow-bodied aircraft: Identification and assessment of musculoskeletal injury risk factors. Health and Safety Executive 2005:1-26. 25 Ripley D. Reducing the risks associated with the manual handling of air passenger baggage for narrow bodied aircraft. Literature review update. Health and Safety Executive 2009:1-26. 26 Hansen L, de ZM, Rasmussen J, et al. Anatomy and biomechanics of the back muscles in the lumbar spine with reference to biomechanical modeling. Spine 2006;31 (17):1888-99. 27 Wilke HJ, Neef P, Caimi M, et al. New in vivo measurements of pressures in the intervertebral disc in daily life. Spine (Phila Pa 1976;%1999 Apr 15;24 (8):755-62. 28 Andersen TB, Schibye B, Skotte J. Sudden movements of the spinal column during health-care work. Int J Ind Ergonomics 2001;28:47-53. 6