Work-related musculoskeletal disorders - exposure assessment and gender aspects

Abstract

Work-related musculoskeletal disorders are widespread, and are, for unclear reasons, more common among females than in males. Several risk factors have been described; constrained and awkward postures, repetitive and/or force demanding motions, and lack of recovery. The exposure to such risk factors was systematically assessed in 116 male and 206 female fish-processing industry workers. Large differences were shown, females to a much higher extent performed repetitive work with constrained neck postures, while males had heavier, but more varied work tasks. Surface electromyography (EMG) was evaluated as a measurement method of muscular activity. An important aspect is time for recovery of muscle fibres, especially in work tasks that demand low level, long duration activity. Muscle fibres are recruited according to a predefined order, some them, probably, being active whenever the muscle is used. To assess recovery time in these, a method that quantifies resting time of the entire muscles is needed. Such a method, 'muscular rest', was further developed and validated. It discriminated well between workers in occupations with high and low prevalence of neck/shoulder myalgia. EMG is, moreover, extensively used to assess the level of muscular activity during work. Large differences have been shown between individuals that perform the same work task, which could be due to differences in strength or working technique, or to a measurement error. The precision of the method has been poorly known. Six females repeated three different work tasks at three different occasions. For m.trapezius, the variation between days (within individual) was small, 8%. For the forearm extensors, it was somewhat larger, 33%, probably because of less adequate normalisation. To study the impact of gender on the development of neck and upper limb disorders, 105 males and 172 females with identical repetitive and force demanding work tasks were examined. The prevalence of disorders was much higher among the females. Further, the physical exposure was quantified, separately for the genders, by EMG, as well as by inclinometry and goniometry for working postures and movements. When normalising to a maximal exertion, a significant difference was shown, with higher exposures for females. The relative peak load was 50% higher for m.trapezius, and 44% higher for the forearm extensors. Further, females had 45% less muscular rest in the forearm extensors, and 40% higher wrist flexion/extension velocity on the right side. It is likely that a substantial share of the excess morbidity among females can be explained by higher physical exposure at work.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Värk i leder och muskler tillhör de vanligaste orsakerna till långtidssjukskrivningar och förtidspensioneringar. En betydande del av dessa tillstånd är orsakade av belastningsergonomiska faktorer i arbetslivet, och kan således förebyggas. Arbetsrelaterade besvär i nacke, axlar och armar är betydligt vanligare bland kvinnor än bland män. Orsakerna till detta är ofullständigt kända. Arbetsmarknaden är könssegregerad så till vida att män och kvinnor till stor del finns i olika yrken. I studier där man tagit hänsyn till yrkestitel kvarstår emellertid överrisken för kvinnor. Flera kända riskfaktorer finns, låsta eller obekväma arbetsställningar, repetitivt och/eller kraftkrävande arbete samt brist på återhämtning. Kombinationer av dessa ökar risken ytterligare. Det är tänkbart att exponering för dessa riskfaktorer skiljer mellan könen, även inom grupper med samma yrkestitel.



Exponeringen för fysiska riskfaktorer utvärderades systematisk för 206 kvinnliga och 116 manliga arbetare med samma yrkestitel, fiskberedare. Stora skillnader påvisades mellan könen. Två tredjedelar av det arbete som utfördes av kvinnor var högrepetitivt, med arbetscykler kortare än 10 sekunder. Det medförde hög eller mycket hög låsningsgrad av arbetet, på grund av synkrav. För männen förekom sådant arbete endast 15 % av tiden, i övrigt var deras arbete betydligt mer varierat. Däremot utförde männen i högre utsträckning tunga lyft. När man korrigerar för yrkestitel missar man denna skillnad i fördelning av riskfaktorer mellan könen, och kan dra felaktiga slutsatser om samband mellan kön och sjukdom.



För att på ett objektivt sätt kvantifiera förekomst och nivå av arbetsställningar, arbetsrörelser och muskelaktivitet krävs pålitliga mätmetoder. I avhandlingen utvärderas elektromyografi (EMG) för mätning av muskelaktivitet. Via elektroder på hudytan registreras elektriska signaler från underliggande muskler. Då en viktig faktor är återhämtningstid för muskelceller, i situationer där låggradig men långvarig muskelaktivitet föreligger (t.ex. vid datorarbete). Då muskelcellerna aktiveras i en förutbestämd ordning är, sannolikt, vissa av dem utsatta för belastning varje gång muskeln används. För att kvantifiera återhämtningstiden för dessa behövs en mätmetod som kan uppskatta när hela muskeln vilar. En sådan metod, ”muskulär vila”, har vidareutvecklats och prövats. Den visade sig väl kunna skilja mellan arbeten med hög (städning) och låg (varierat kontorsarbete) risk för muskelbesvär i nacke/skulderregionen.



EMG används dessutom, sedan länge, för att ge en uppskattning av nivå på muskelaktivitet under arbete. För att ta hänsyn till skillnader i underhudsfett, vilket dämpar signalen från muskeln, föregås mätningen av normalisering mot en referenskontraktion, submaximal eller maximal. Stora skillnader påvisas, trots detta, ofta mellan individer, även då samma arbete utförs. Detta kan bero på skillnader i styrka eller arbetsteknik, men kan också vara ett metodfel. EMG-metodens precision har varit dåligt känd. EMG mättes därför på sex kvinnor som upprepade tre olika arbetsuppgifter vid tre tillfällen. För kappmuskeln var variationen mellan dagar (inom individ) 8 %, ett litet metodfel i förhållande till påvisade skillnader mellan individer. Fortfarande kan en viss skillnad i arbetsteknik mellan dagar ha förelegat, och metodfelet är sannolikt ännu mindre. För underarmens sträckmuskulatur var variationen något större, 33 %, vilket sannolikt berodde på variation införd i samband med normalisering. Denna behöver därför förbättras.



För att studera arbetsuppgiftens betydelse för utveckling av sjukdom i nacke och armar undersöktes 172 kvinnor och 105 män, som utförde exakt samma arbetsuppgifter, i en gummiindustri och i en monteringsindustri. Arbetet var såväl repetitivt och kraftkrävande som synkrävande. Även i detta arbete påvisades en fördubblad förekomst av besvär bland kvinnor.



Med ovannämnda metoder för mätning av muskelaktivitet, samt med inklinometri och goniometri för mätning av arbetsställningar och arbetsrörelser i huvud, överarmar och handleder, kvantifierades den fysiska belastningen hos 18 män och 19 kvinnor. Då påvisades en betydande skillnad i muskelaktivitet, i förhållande till styrka. Den relativa belastningen var 50 % högre i kappmuskeln och 44 % högre i underarmens sträckmuskulatur, i jämförelse med männen. Dessutom hade kvinnor 45 % mindre muskulär vila i underarmsmuskulaturen, och 40 % högre rörelsehastighet i handleden, på höger sida.



Då bristfälliga psykosociala förhållanden på arbetsplatsen visats öka risken för smärttillstånd i muskler och leder, inhämtades information om sådana via frågeformulär. Inga skillnader påvisades mellan män och kvinnors upplevelse beträffande någon av dimensionerna krav, kontroll och socialt stöd i arbetet.



Kvinnor utför oftare än män arbete som medför en förhöjd risk för muskel- och ledbesvär. Detta gäller såväl mellan som inom yrken och arbetsplatser. När män och kvinnor utför samma arbetsuppgifter blir den relativa fysiska belastningen högre för kvinnor, om man tar hänsyn till styrka. Med hänsyn till de överrisker som påvisats för ensidigt repetitivt arbete i förhållande till rörligt och varierat arbete (3-4 ggr), är det troligt att en betydande del av översjukligheten hos kvinnor kan förklaras av högre fysisk belastning i arbetet.



För att ytterligare belysa risken för besvär vid olika nivåer av exponering bör så kallade exponerings-responssamband beskrivas, separat för män och kvinnor. Detta kommer dessutom att ge möjlighet till fördjupad förståelse för betydelsen av faktorer som är knutna till kön, biologiska såväl som sociala, för uppkomsten av sjukdom. Det kommer också att öka möjligheterna till en striktare regleringar av arbetsmiljön, i form av kvantitativa hygieniska gränsvärden för belastnings-ergonomiska faktorer. Ett sådant gränsvärde skulle få störst preventiv effekt för kvinnor, eftersom dessa för närvarande är mer exponerade.

• author: Nordander, Catarina
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Dr Veiersted, Bo, STAMI, Oslo
• organization: Division of Occupational and Environmental Medicine, Lund University
• publishing date: 2004
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Environmental Health and Occupational Health
• keywords: Skelett, Occupational health, Yrkesmedicin, industrial medicine, arbetsmiljömedicin, reumatologi, muskelsystem, rheumatology locomotion, muscle system, Skeleton, repetitive work, sex, occupational, myalgia, Surface EMG, muscular activity
• pages: 116 pages
• defense location: University Hospital, Lund, F3
• defense date: 2004-11-12 10:15:00
• ISBN: 91-628-6151-4
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: Nordander C, Ohlsson K, Balogh I, Rylander L, Pålsson B, Skerfving S. Fish processing work: the impact of two sex dependent exposure profiles on musculoskeletal health. Occup Environ Med 1999;56(4):256-64. Article: Nordander C, Hansson G-Å, Rylander L, Asterland P, Unge Byström J, Ohlsson K, Balogh I, Skerfving S. Muscular rest and gap frequency as EMG measures of physical exposure: the impact of work tasks and individual related factors. Ergonomics. 2000;43(11):1904-19. Article: Nordander C, Balogh I, Mathiassen S-E, Ohlsson K, Unge J, Skerfving S., Hansson G-Å. Precision of direct technical measurements of physical workload of the shoulders and arms during manual handling. Part I: Surface electromyography of m. trapezius, m. infraspinatus and the forearm extensors. J Electromyogr Kinesiol 2004;14(4):443-454. Article: Nordander C, Ohlsson K, Balogh I, Hansson G-Å, Axmon A, Persson R, Skerfving S. Gender differences in musculoskeletal disorders and physical exposure, despite identical repetitive industrial tasks. Submitted.
• id: b40d24dc-8573-4805-8999-98dcc5e88c14 (old id 467431)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:38:16
• date last changed: 2019-03-08 02:19:30