FOGLALKOZÁS-EGÉSZSÉGÜGY 3.3 5.6
Munkahelyi teheremelő és rezgéses terhelések és az ágyéki gerincbántalmak dózis/hatás összefüggése Tárgyszavak: gerincterhelés; kumulatív terhelés; teheremelés; biomechanika; rezgésterhelés; dózismodell.
A dolgozó embert munkaképes évei alatt érő terhelések, ha azonosak is, intenzitásuk és időtartamuk szerint erősen különbözhetnek. Ezért a terhelések pontos mennyiségi jellemzésére, másfelől a feldolgozandó részletes információk egyetlen érték megadásába való optimális tömörítésére dózisokon alapuló módszereket fejlesztettek ki a terhelések legkülönbözőbb fajtáira: – dozimetria a radioaktív sugárzás, – „azbesztévek” az azbesztterhelés, – „finomporévek” a kőszénbányászati porterhelés mérésére, – Mainzi-Dortmund-i dózismodell (MDD) nehéz súlyok emelésének és mozgatásának vizsgálatára.
Kumulált terhelési dózisok A legtöbb modell az ún. kumulatív dózis meghatározására épül. Ehhez össze kell adni a terhelési intenzitás és időtartam egyes munkaszakaszokra érvényes szorzatait. Ez az eljárás feltételezi, hogy a terhelések összegződnek, tehát a károsodások visszafordíthatatlanok, és a terhelésmentes időszakokban sem fejlődnek vissza (ellentétben pl. a dohányzással, amelynek abbahagyásával csaknem teljesen megszűnhet a kockázat). A kumulatív dózisok koncepciójának matematikai alapját az képezi, hogy az intenzitás és az időtartam bizonyos kapcsolatai egyenértékűek, vagyis hosszú idő csekély terhelési intenzitással ugyanúgy hat, mint a rövid, de nagy intenzitású időtartam. Az elvi ekvivalenciaviszony és a tapasztalatok között a szorzat tényezőinek súlyozásával lehet összhangot teremteni, pl. az igénybevétel intenzitását második vagy negyedik hatványán szerepeltetni. Az időszakonként változó terhelési szintek összeadása is hibát rejt, ugyanis az ekvivalencia-hipotézis csak egy bizonyos tartományban érvényes, igen nagy és igen kis terhelésekre nem használható.
Nagy terhek emelése és mozgatása A nagy súlyok mozgatását kívánó foglalkozások gyakorlóinak ágyéki gerincszakaszát nemcsak alkalmi folyamatok terhelik, hanem rendszerint évekig vannak kitéve ismétlődő terhelésnek. Felvetődik tehát a kérdés, hogy – hány évig lehet ilyen foglalkozásokat űzni, ill. – mekkora összterhelést visel el az ágyéki gerinc sérülés nélkül. Ilyen hosszú idejű terhelések vizsgálatára és határértékek meghatározására nem alkalmasak a gerincpreparátumok, amelyeket néhány óra alatt alá lehet vetni több ezer terhelési periódusnak, mivel nem veszik figyelembe sem a porckorong-anyagcserét, sem a gerincben végbemenő gyógyulási folyamatokat.
A tehermozgatás terhelési dózisai Az ágyéki gerinc terhelését dózisokból kiindulva, dózisokra bontva ki lehet fejezni egységes mértékszámokkal. Ezáltal összehasonlíthatóvá válnak – különböző munkahelyeken és foglalkozási ágakban, – különböző idő alatt és különböző időközönként végzett tevékenységek. Németországban a terhelési dózisvizsgálatok a foglalkozási betegséget megállapító (elismerő) eljárásokban váltak jelentőssé („megítélési dózis). A kumulált gerincterhelés mennyiségi jellemzéséhez a fenti elven, lineáris dózisszámítást alkalmazva szorzatokat képeznek a porckorong-kompresszióból és egy-egy terhelési periódus időtartamából, majd a szorzatokat összeadják pl. egy műszak valamennyi tevékenységére. Itt is egyenlő súllyal vesz részt a számításban – a gerincet összenyomó erő és – az erőhatás (az expozíció) időtartama, eszerint tehát – 1 kN 1 másodpercen át, vagy – 1 kN 10 x 1 s alatt azonos kumulatív terhelést jelent a gerincnek. Ez a „dózis-linearitás” nagy erő rövid idejű és kisebb erő tartós hatásának egyenlő károsító potenciált tulajdonít, nem törődve a nagy erőkkel közismerten előidézhető gyógyíthatatlan károkkal, sérülésekkel. A lineáris összefüggést a károsodás gyakorisága és a kompressziós erő között kísérleti eredmények nem támasztják alá, ezért a porckorongerők és a hatásidőtartam különböző súlyozásán alapuló modelleket fejlesztettek ki. Ezeket használják az elmúlt néhány évben valós terhelések elemzésére. Az 1990-es években a dózis-linearitásra azonban még sokan építették kísérleteiket és számítottak ki kumulált dózisokat. Ebből egymástól nagy mértékben, akár több nagyságrenddel is eltérő terhelési alsóhatár-irányértékek
származtak. Nem járt tehát eredménnyel az ágyéki gerinc tartós terhelésének mennyiségi jellemzésére alkalmas konszenzusos és egységes érték megállapítására irányuló törekvés.
Nem lineáris terhelési dózisok Az epidemiológiai eredményeket is tekintetbe vevő ún. Mainz-Dortmund-i dózismodell (MDD) mint egységesítő javaslat, 1999-ben a foglalkozási betegségek listájára való felvételt eldöntő eljárásban is felmerült. Az MDD kifejlesztéséhez először kiválasztották mindazokat a foglalkozási csoportokat, amelyekre epidemiológiai felmérések ágyéki gerinc megbetegedések, ún. lumbális szindróma („lumbalsyndrom”) emelés, cipelés és hajolás általi kifejlődésének szignifikánsan emelt kockázatát mutatták ki, mégpedig a foglalkozási betegségek német hivatalos listáján 2108 számmal szereplő betegség kritériumával összhangban. Ebbe a foglalkozási csoportba kiemelt helyen tartoznak a betonépítők, a kikötői munkások és a betegápolásban dolgozók. Ezután definiálták az ezen foglalkozásokra jellemző tevékenységeket és meghatározták a velük járó terhelést: a lumboszakrális porckorongot összenyomó erőt és az egy műszak, valamint a több évtized alatt kumulálódott dózist. A műszakos dózis meghatározásához újabb megközelítéssel, ún. aránytalan időbeli és erőmegterhelésből indultak ki, az ágyéki gerinc egyes szakaszain végzett ciklikus kompressziós kísérletek eredményeinek felhasználásával. A munkában töltött időtartamokra ilyen módon összesített ágyéki gerincterhelési dózisból kétségtelenül kiderül, hogy a vizsgált csoportokra fennáll a porckorongsérüléssel összefüggő megbetegedések kialakulásának kockázata. A fenti eredményeket ki kell terjeszteni bizonyos munkákra a mezőgazdaságban, az út- és mélyépítésben, valamint a szállítási ágazatban, ahol nagy súlyok mozgatása és derékhajlításhoz az egész testet érő rezgés, rázkódás is hozzáadódik. Mivel e kétféle terhelés szinergikusan hat az ágyéki gerincre és mai ismereteink szerint a megfelelő kórképeket meg sem lehet különböztetni, a dózis/hatás összefüggések elemzésekor a két terhelésfajta szuperponálódását kell feltételezni.
A terheléses dóziskoncepció epidemiológiai alapjai A „súlyok kézi mozgatása” (vagy a manuelle Lastenhandhabung és a manual materials handling tükörfordításaként: „súlyok manuális kezelése”) mint ergonómiai fogalom, csak súlyok emelésére és hordozására vonatkozik, nem terjed ki húzásra, tolásra és lapátolásra, ez utóbbiakról epidemiológiai felmérések sem készültek. Számos epidemiológiai tanulmány mutatta ki viszont a foglalkozásuk szerint nehéz súlyokat mozgató munkásoknál az ágyéki gerincpanaszok, röntgeno-
lógiai elváltozások és porckorongsérv fokozott kockázatát egy exponálatlan kontrollcsoporthoz képest megnövekedett előfordulási gyakoriság formájában. Ezek a tanulmányok utóbb kiegészültek dózis/hatás vizsgálatokkal, amelyek összefüggést találtak a napi emelések száma, vagy az ápolónőknél a megállapított terhelési index és az ágyéki gerinc előreesése (prolapszusa), ill. egyéb tünetei, más kutatóknál a gerincet terhelő foglalkozásban eltöltött idő és a kritikus gerincszakaszt érintő tünetegyüttes, a lumbális szindróma között. Az MDD-munkacsoport szakirodalmi adatok és szakértők becslése alapján meghatározta a nehéz súlyok mozgatása és a törzs szélsőségesen hajlott helyzete általi terhelés nem túllépendő irányértékeit. Eszerint – a nyomóerő férfiak számára 3,2·103 N, – nők számára 2,5·103 N, – a megítélési dózis műszakonként férfiak esetében 5,5·103 Nh, – nők esetében 3,5·103 Nh, – az összes dózis a munkaképes évek alatt férfiak esetében 25·106 Nh, – nők esetében 17·106 Nh.
A Mainz-Dortmund-i dózismodell kipróbálása Egy 2001. évi német közlemény az ágyéki gerinccsigolya- és porcbántalmaiban (osteochondrosis, spondylosis) vagy a gerincszakasz előreesésében (prolapszus) szenvedő 229 beteg és 197 tagú gerincpanasz nélküli kontrollcsoport vizsgálatáról számol be. Az anamnézist az MDD alapján értékelve legalább 25·106 Nh összdózist állapítottak meg, ami a fenti három gerinctünetre 9,4-szeres kockázatnak felel meg. Megjegyzendő, hogy 5,0-szörösre azoknál is megnőtt e bántalmak kockázata, akik nem érték el a fenti összdózist, de 5 kg-nál nagyobb súlyokat cipeltek és/vagy szélsőséges törzshajlásban dolgoztak. Megjegyzendő, hogy a vizsgálat eredményeiből az összdózis és az ágyéki gerinc osteochondrosisa, spondylosisa és/vagy prolapszusa között a nyomóerő és a határdózis MDD-értékeinek elhanyagolásával is le lehet vezetni dózis/hatás összefüggést, amely már 2,6.106 Nh-nál is 2,8-szoros kockázatot jelez a lumbális szindrómára. Kérdés azonban, hogy a kérdőíven kitöltött több évtizedes adatok a súlyokról, az emelések magasságáról, műszakonkénti gyakoriságáról mennyire megbízhatók, továbbá hogy a tanulmányban a betegségek meghatározása minden esetben megegyezik-e a 2108 sz. foglalkozási betegség kritériumaival. A bizonytalanságok tisztázására a Német Szakszervezeti Szövetség hat német egyetem téma szerint illetékes tanszékének meghívásos kutatási pályázatot írt ki „Epidemiológiai eset/kontroll tanulmány a 2108 számú foglalkozási betegséggel kapcsolatos dózis/hatás összefüggések vizsgálatára” címmel. Ennek 500, különféle ágyéki gerincbántalmakban szenvedő vagy ilyenek diagnózisával rendelkező, kórházban, ambulanter vagy stacionáriusan kezelt
betegre és 1000 kontrollszemélyre kellett kiterjednie. A 2003-ban bemutatott tervek szerinti, 2005-ben lezárandó vizsgálat, amelyet az MDD megalkotója irányít, várhatóan elmélyültebb ismereteket tár majd fel a kritikus dózis/hatás összefüggésekről, amelyek jó szolgálatot tehetnek a megelőzésben és a foglalkozási betegséget megállapító döntéshozatalban.
A rezgéses terhelés mértékszámai A munkahelyi terhelések közt vannak már a legkisebb dózisban, ill. koncentrációban is egészségkárosító hatásúak (pl. a rákkeltő azbesztrostok), de a legtöbb igénybevétel csak bizonyos határérték felett ártalmas az egészségre. Ilyen és a nehéz súlyok mozgatásához hasonlóan nagy jelentőségű terhelés az egész testre ható rezgés vagy rázkódás, amelynek az ember mindennapjaiban is ki van téve (pl. autóban, kerékpáron), egyes munkahelyeken pedig ezeknél sokkal nagyobb fokban. Ezekre a 2057 sz. VDI- és a 2631 sz. ISOszabvány közli az egészségi kockázattal járó, kísérletileg megállapított terhelési határokat. A rezgéses terhelésre szintén alkalmaztak már 1985-ben egy ekvivalencia-összefüggést a KZr rezgésintenzitás (-erősség) és az időtartam között. Az egészségre ártalmas küszöbként a 8 órás expozíciót jelölték meg, KZr 16,2 mellett. A 2057 sz. VDI-szabvány 2001. évi átdolgozásakor a rezgéserősségi skála (K-értékek) helyett a súlyozott gyorsulást (m/s2) vezették be, így a megítélési rezgéserősséget is az awz(8) m/s2 megítélési gyorsulás váltotta fel, mindkettő napi dózisként. Az átalakításhoz jó közelítéssel megfelel a K-értékek elosztása 20-szal, pl.: KZr16,2 ≅ awz(8) 0,81 m/s2, KZr12,5 ≅ awz(8) 0,63 m/s2. Eszerint a megállapított KZr küszöb az új rendszerben awz(8) 0,81 m/s2nek felel meg a hatásában egyenértékű 4 óra alatt KZr23 (= awz(8) 1,15 m/s2)mal, vagy 1/2 óra alatt KZr65 (= awz(8) 3,25 m/s2)-tel lökésekkel kísért rezgés és a legkedvezőtlenebb testtartásban végzett munka esetére KZr12,5 (= awz(8) 0,63 m/s2) van érvényben.
Rezgések hatását vizsgáló program A német Szakszervezetek Szövetsége által támogatott „Egésztesti rezgések” című kutatási projektum keretében a munkahelyi rezgéses terhelés és az ágyéki gerincszakasz károsodása közötti összefüggéseket vizsgálták az alábbi feladatokkal és tisztázandó kérdésekkel: – megfelel-e az egészség veszélyeztetésének megítélésére a napi terhelés irányértékeként az érvényben levő KZr (ill. gyorsulási megfelelője),
– eljárás kifejlesztése a rezgéses terhelés Dv összdózisának meghatározására az egyéni munkahelyi terhelés megítéléséhez, – az eljárás kipróbálása gyakorlati körülmények között. Három, munkájuk során különböző mértékű rezgésnek kitett csoport – villástargonca-, tehergépkocsi- és földmunkagép-vezetők – összesen 388 tagján először kérdőív és klinikai vizsgálat segítségével eldöntötték, hogy érvényes-e rájuk az ún. lumbális szindróma diagnózisa. A kérdőíveken részletes anamnézist és „munkavállalói előéletükre” vonatkozó információkat kértek, és ezek alapján számították ki a rezgésterheléses értékeket és kumulálták őket összdózissá: n
D V = ∑ a 2wz ( 8 ) ⋅ di i =1
A képletben tehát a megítélési gyorsulás négyzete mint napi dózis szerepel, megszorozva a homogén expozíciójú napok (d) számával. Ezután három értéket teszteltek abból a szempontból, hogy használhatók-e a rezgéses terhelés ártalmassági küszöbeként: – a szabvány szerinti awz(8) 0,81 m/s2-et, – a lökésekkel kísért rezgési igénybevételre szóló awz(8) 0,63 m/s2-et és – egy lényegesen kisebb határértéket: awz(8) 0,4 m/s2-et.
Hosszan tartó rezgéses terhelés értékelése A rezgésdózis és hatásai közötti összefüggés teljes felderítéséhez a mintát a dózis nagysága szerinti terheléses csoportokra osztották fel – a munkajogban egyezményesen 10 éves – tartós terhelés fogalmát. Az ennek megfelelő dózisirányérték (Dosisrichtwert) DVRI egy 1994. évi német monográfia szerint: DVRI = 0,812·221 munkanap/év x 10 év = 1450. Ez a dózisirányérték azt fejezi ki, hogy az ezen értéket meghaladó, 10 éves rezgésexpozíció egészségkárosító lehet, és feltehetően együtt jár a rezgés okozta lumbális szindróma jelentősen megnövekedett kockázatával. Az eredetileg aktuális foglalkozásuk alapján – a targoncásokat a legkisebb, a földmunkagép-vezetőket a legnagyobb terhelésű csoportba besorolt résztvevőket ekkor átrendezték korábbi munkaviszonyaikból származó rezgésterhelésük mértéke – csekély (porcsérülést nem okozó) – közepes (DV<1450) – nagy (DV > 1450) – igen nagy (a DV kétszeres túllépése) – szerinti I–IV csoportba, és az értékelést elvégezték mindhárom felsorolt küszöbértékre. Nyilvánvaló, hogy a választott küszöbtől függően változik a csoporthoz tartozás és ezzel az új csoportok nagysága.
A rezgéses terhelés és a lumbális szindróma összefüggése Csoportjellemzőként az awz(8) 0,81 m/s2 irányérték, tehát igen magas küszöb kijelölése esetén a mindig a küszöb alatt exponált I0,81-csoportban találták a lumbális szindromás személyek legkisebb, azaz 50%-os arányát, a legerősebben terhelteknél 71,4%-át. (A III0,81- és a IV0,81-csoportot összevonták a nagyobb képviselet érdekében.) Az I0,81 és a III/IV0,81 csoportok életkorral korrigált eredményei közt alig szignifikáns a különbség: a lumbális szindróma relatív kockázata a legerősebb terhelésű csoportban a küszöbérték alatt terhelthez képest 1,32. Vagyis awz(8) 0,81 m/s2-t mint határértéket választva nem mutatkozik meg élesen a kezdődő károsodás. Ezzel szemben leszállítva a küszöböt awz(8) 0,63 m/s2-re mint besorolási jellemzőre (a lehetséges veszélyeztetés kritériumára) a lumbális szindróma gyakorisága – az I0,63-csoportban 39,4% alá csökken, – a II0,63-csoportban 59%-ra nő, – a III/IV0,63-ban lényegileg változatlan. A küszöbérték leszállítása nyomán elvándoroltak a csoporthatárok: az I0,63-csoport létszáma 200-ról 132-re csökkent, a középső csoporté 59-ről 83ra nőtt, a III/IV-csoport 56-ról 100-ra gyarapodott. A lumbális szindróma gyakorisága a tagok létszámának csaknem megduplázódása ellenére az utóbbi csoportban nem változott, az I0,63-csoportban viszont határozottan nőtt a II0,63-ban csökkent. Ezáltal világosabb a károsodási kockázat kezdetének határértéke. Plauzibilitási szempontok alapján tehát arra lehet következtetni, hogy egy feltételezett veszélyeztetést legtalálóbban az awz(8) 0,63 m/s2 küszöbérték használatával lehet becsülni, ill. jelezni. Abból kiindulva, hogy az egészség veszélyeztetése már enyhébb terhelésnél megkezdődik, elvégezték a számításokat küszöbértékként az awz(8) 0,4 m/s2 megítélési gyorsulásra alapozva is. Jóllehet az I0,4-csoport létszáma 132-ről 59re csökkent, a lumbális szindróma gyakorisága változatlanul 39% maradt. Ez a populáció valószínűleg már awz(8) 0,63 m/s2-nél elérte alapkockázatát, amely a küszöb még mélyebbre, 0,4 m/s2-re szállításával nem csökkenthető tovább. A II0,4-csoportban szintén kisebb lett a szindróma gyakorisága (43,1%), ami kiegyenlítette a különbséget az I0,4-csoporthoz képest. Az III/IV0,4csoportban jelentősen megnőtt a károsodás kockázata akár az I0,4, akár a II0,4csoport viszonylatában (1,13/1,99, ill. 1,13/1,77)
Számítások különböző időhatárokkal A munkajogi szakvéleményekben való alkalmazáshoz javasolt 1450-es dózisirányérték, DVRI érvényességének ellenőrzése céljából a rezgésterheléses dózis és a lumbális szindróma összefüggéseinek elemzését – amelyek awz(8) 0,63 m/s2 napi dózis expozíciójának felelnek meg – megismételték a ter-
helések más csoportbeosztásával, a napi dózist megtartva az alábbi feltételezett DVRI-értékekkel: 725 – 8 éves, 862,5 – 10 éves, 1037,5 – 12 éves, 1717,5 – 20 éves folyamatos expozíció. Sem a DVRI 1450-nél kisebb, sem nagyobb értékeinél nem találtak a lumbális szindróma diagnózisának gyakorisági eloszlásában olyan határozott dózis/hatás összefüggést, mint éppen 1450-nél, vagyis az összefüggés optimuma ebben a DVDI-értéktartományban keresendő. Ez azonban nem jelenti azt, hogy ezt a dózisirányértéket alkalmazni lehet a foglalkozási betegségek szakértői gyakorlatában. Ugyanis az elismerés krónikus visszaeső, funkciókiesésekkel járó panaszokhoz, a lumbális szindrómában előrehaladott állapothoz van kötve. E szindróma diagnosztizálása még csak a betegség megjelenését jelzi, ami nem jelenti azt, hogy előre is fog haladni a funkciókiesésig. Egy adott állapotból ez utóbbi bekövetkezésének sem valószínűségét, sem idejét nem lehet előre jelezni.
Következtetések, összegzés Egy kutatási projektum adatbázisából kifejlesztett eljárás a munkával töltött évek alatti rezgéses terhelés jellemzésére egyrészt megtartja a 2057 sz. VDI-szabványban már évekkel ezelőtt rögzített terhelési határértéket, másrészt beépíti a kumulált dózisok koncepcióját. Modellszámítások alapján megállapítható, hogy – az idézett szabványban napi dózisként szereplő awz(8) = 0,81 m/s2 (régebben KZr = 16,2) nem képviseli az egészségkárosodás kezdetét, mivel az alapkockázat túl nagy értékeket feltételez, – a károsodás kezdetét jobban jellemzi az awz(8) = 0,63 m/s2 (napi dózis) megítélési gyorsulás, amelynél az alapkockázat eléri minimumát, az expozíciós csoportok elhatárolása pedig optimális, – a küszöb további leszállítása (0,4 m/s2-re) nem vonja maga után az alapkockázat csökkenését, tehát nem nyújt előnyt az egészségkárosodás kezdetének meghatározásához, sőt elmossa a veszélyeztetettségi tartomány határát. (Dr. Boros Tiborné) Jäger, M.; Luttmann, A.: Dosiskonzepte für manuelle Lastenhandhabung – Entwicklung biomechanischer Ansätze. = Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitssicherheit und Ergonomie, 53. k. 1. sz. 2003. p. 6–10. Bolm-Audorff, U.: Dosiskonzepte für manuelle Lastenhandhabung – epidemiologische Grundlagen. = Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitssicherheit und Ergonomie, 53. k. 1. sz. 2003. p. 11–14. Schwarze, S.; Notbohm, G. stb.: Dosiskonzept für Belastung und Beanspruchung durch Ganzkörperschwingungen. = Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitssicherheit und Ergonomie, 53. k. 1. sz. 2003. p. 15–29.
