Inhalt

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Systematischer Review zu den Wirkungen von WLAN

Leitung: Frank Gollnick

WLAN-Geräte verwenden zur drahtlosen Übertragung digitaler Information gepulste elektromagnetische Felder (EMF) im Hochfrequenzbereich, zurzeit bei Frequenzen von etwa 2,4 GHz oder 5 GHz. Obwohl die Aussendungen schwach sind, bestehen Bedenken bezüglich möglicher schädlicher Gesundheitswirkungen durch die von dieser Technologie erzeugten Hochfrequenzfelder.

In vielen wissenschaftlichen Studien wurden mögliche biologische Effekte oder gesundheitliche Auswirkungen durch die Exposition gegenüber EMF von WLAN-Geräten sowie die aktuellen Feldverteilungen in alltäglichen Umgebungen untersucht. Außerdem gibt es viele Studien zu biologischen oder gesundheitlichen Wirkungen aufgrund der Exposition gegenüber Hochfrequenzsignalen, die mit den Aussendungen von WLAN-Geräten vergleichbar sind. In dem durchgeführten Review wurden die experimentellen Studien aus der Gesamtheit dieser Studien systematisch analysiert, um die tatsächlichen Belege für biologische oder gesundheitliche Wirkungen der Felder von WLAN-Geräten zu erfassen und zu untersuchen.

Die Untersuchung ergab, dass sich in ungefähr der Hälfte der Studien, die in die finale Bewertung einbezogen wurden, Effekte zeigten. Die Aussagekraft der zurzeit vorhandenen Datengrundlage ist jedoch durch die in vielen Fällen schlechte Studienqualität eingeschränkt. Insgesamt ergab sich kein klarer Hinweis auf schädliche gesundheitliche Auswirkungen durch den normalen Gebrauch von WLAN-Geräten im Rahmen gesetzlicher Grenzwerte. Es fehlen allerdings zurzeit noch mehr qualitativ hochwertige experimentelle Studien sowie Studien in anderen Frequenzbändern als dem 2,4 GHz-Band.

Studie zur Wirkung niederfrequenter magnetischer Felder in der Umwelt auf medizinische Implantate

Leitung: Dominik Stunder

Die Exposition des Menschen durch elektromagnetische Felder in der Umwelt nimmt infolge der Nutzung moderner Technologien zur Informations- und Kommunikationsübertragung, dem Ausbau der Übertragungsnetze und der technischen Weiterentwicklung seit Jahren zu. Alle Anwendungsbereiche elektrischer Energie sind mit niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern verbunden, dies gilt auch für die Stromübertragung oder elektrisch betriebene Transportmittel wie Züge, Fahrstühle oder E-Autos. 46% der europäischen Bevölkerung sind nach einer Eurobarometerumfrage ziemlich bis sehr besorgt über mögliche Gesundheitsrisiken durch elektromagnetische Felder. Insbesondere stellt sich dabei die Frage nach der Sicherheit von Menschen mit elektronischen, sog. aktiven Implantaten wie Herzschrittmachern oder automatischen Defibrillatoren.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die durch niederfrequente magnetische Felder verschiedener äußerer Quellen im menschlichen Körper induzierten Spannungen zu messen, um damit eine Datengrundlage für die Abschätzung möglicher Störungen von Implantaten zu schaffen. Dazu sollen in einem ersten Schritt geeignete Messsysteme entwickelt werden, mit denen die im Körper an den Elektroden kardialer Implantate induzierten Spannungen und Signalverläufe für beliebige magnetische Felder bis 50 kHz gemessen werden können.

Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Praktikabilität, Wirksamkeit und Weiterentwicklung des berufsgenossenschaftlichen Grundsatzes „G46“ unter besonderer Berücksichtigung des Aspektes „Rückenschmerzen"

Leitung: E. Ochsmann

Rückenschmerzen sind ein großes volksgesundheitliches und volkswirtschatliches Problem. Die Berufsgenossenschaften haben sich diesem Problem gestellt und mit dem Berufsgenossenschaftlichen Grundsatz G46 ein Instrument erarbeitet, dass die Sekundärprävention von Rückenschmerzen zum Ziel hat. Im Rahmen des vorgestellten Vorhabens soll nun in der Praxis die Wirksamkeit und Praktikabilität des Berufsgenossenschaftlichen Grundsatzes G46 untersucht werden. Der G46 als ein von Experten generiertes Instrument kann so den Kriterien der Evidenz-basierten Medizin unterzogenund angepasst werden. Außerdem erhofft man sich aus den Studienergebnissen Verbesserungsmöglichkeiten ableiten zu können. In einem Nebenschritt sollen auch Hinweise für die Praktikabilität des G 46 durch die durchführenden Ärzte erhoben werden, um Handlungsanweisungen für die Implementierung des G 46 in den betrieblichen Alltag abzuleiten.

Eine umfassende Erhebung aller Ziele des G 46 ist im Rahmen dieser ersten Studie nicht möglich, daher wird ein Studien­schwerpunkt auf die Rückenschmerzen gesetzt. Es werden Zerspanungsmechaniker-Arbeitsplätze einer differenzierten Gefährdungsanalyse unterzogen und 400 Beschäftigte nach einem projektbezogenen G 46 Untersuchungsprotokoll unter­sucht. Nach uni- und multivariaten Analysen sollen diejenigen Variablen der Gefährdungsbeurteilung und des G 46 erhoben werden, die besonders prädiktiv für den Evaluations-Endpunkt „Rückenschmerzen“ sind.

Darüber hinaus werden die durchführenden Ärzte des BAD sowie die untersuchten Mitarbeiter zur praktischen Durchfürhung des G46 befragt werden. Daraus wiederum werden Handlungshilfen für die Implementierung des G46 abgeleitet.

Weiterentwicklung eines Feldmesssystems zur Erfassung von Bewegung und Haltung des Menschen (CUELA-Digital-System)

In der Orthopädie, Arbeitsmedizin oder auch in der Rehabilitation wird unter anderem die Funktion der Gelenke bzw. Wirbelsäule geprüft. Hierzu kann die Neutral-Null-Methode verwendet werden. Dabei wird der Bewegungsausschlag eines Gelenkes, bezogen auf eine einheitlich definierte Neutralstellung, durch den Untersuchenden ermittelt. Der Untersuchende ermittelt die gewünschten Winkelwerte durch Abschätzen oder Anhalten von Winkelmessern und notiert die Ergebnisse. Es ist zu untersuchen, ob dieses Verfahren durch ein PC gebundenes Messverfahren vereinfacht und unterstützt werden kann.

Das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung hat ein Personengebundenes Messsystem (CUELA) entwickelt, das die Erfassung der menschlichen Bewegung und Haltung während der Arbeit an realen Arbeitsplätzen ermöglicht. Mit einer speziellen Software wird die Körperhaltung und -bewegung einer Person an ihrem Arbeitsplatz analysiert, um die berufsbedingte Belastungssituation des Muskel-Skelett-Systems zu bewerten. Das CUELA System soll nun weiterentwickelt werden, wobei bisherige speziell angefertigte Systemkomponenten durch handelsübliche Komponenten ersetzt werden sollen, was Produktionsaufwand und -kosten senken soll. Außerdem soll durch einen Umstieg von der analogen Signalübertragung zur digitalen Datenübertragung die Störanfälligkeit des Systems reduziert werden. Durch die Weiterentwicklung bietet das CUELA System nun die Möglichkeit, die funktionsdiagnostische Untersuchung zu unterstützen.

Publikation
Schiefer C, Ellegast RP, Hermanns I, Kraus T, Ochsmann E, Larue C, Plamondon A. Optimization of inertial sensor-based motion capturing for magnetically distorted field applications. J Biomech Eng. 2014 Dec 1;136(12). doi: 10.1115/1.4028822.

Schiefer C, Kraus T, Ellegast RP, Ochsmann E. A technical support tool for joint range of motion determination in functional diagnostics - an inter-rater study. JOURNAL OF OCCUPATIONAL MEDICINE AND TOXICOLOGY. 2015 Apr; 10 (16). Doi:10.1186/s12995-015-0058-5.

 

 

 

Beeinflussung kardialer Implantate durch niederfrequente elektrische und magnetische Felder

Leitung: D. Stunder

Elektromagnetische Felder können kardiale Implantate (Herzschrittmacher, Defibrillatoren) in ihrer Funktion beeinträchtigen. Viele Implantatträger fühlen sich daher einer latenten Gefahr ausgesetzt, da es keine genaueren Angaben gibt, welche Felder für Implantatträger tatsächlich ein Risiko darstellen. Bei Arbeitnehmern, die beruflich starken elektrischen oder magnetischen Feldern ausgesetzt sind, kann eine Implantation Einschränkungen in der gewohnten Arbeitsumgebung bzw. einen Wechsel des Arbeitsplatzes erfordern.

Das Forschungszentrum für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit (femu) untersucht das Störverhalten implantierter Systeme durch äußere elektromagnetische Felder. In enger Kooperation mit der Kardiologie wurde ein Test entwickelt, mit dem die individuellen Störschwellen für Implantatträger ermittelt werden können. In den bereits seit drei Jahren laufenden Untersuchungen zeigen sich die Implantate oft störfester als vermutet. Die Implantatträger werden im Rahmen der 1-2 stündigen Untersuchungen kurzzeitigen (ca. 1,5 s) elektromagnetischen Feldern ausgesetzt, dabei wird die Implantatfunktion kontinuierlich überwacht. Hieraus lässt sich die Störfestigkeit des Implantats ermitteln.

Die aus dieser Studie gewonnenen Rückschlüsse fließen in die internationale Normungsarbeit zur Sicherheit von Personen in elektrischen und magnetischen Feldern sowie in nationale Regelwerke zur Arbeitssicherheit ein.  

Publikation
Seckler T, Stunder D, Schikowsky C, Joosten S, Zink MD, Kraus T, Marx N, Napp A. Effect of lead position and orientation on electromagnetic interference in patients with bipolar cardiovascular implantable electronic devices. Europace. 2016 Feb 2. pii: euv458. [Epub ahead of print]

Napp A, Joosten S, Stunder D, Knackstedt C, Zink M, Bellmann B, Marx N, Schauerte P, Silny J. Electromagnetic interference with implantable cardioverter-defibrillators at power frequency: an in vivo study. Circulation. 2014 Jan 28;129(4):441-50. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.003081. Epub 2013 Oct 25.

Psychosoziale Gefährdungsbeurteilungen in Kindertagesstätten

Leitung: J. Lang

Der Ausbau von Betreuungsplätzen für Kinder im Vorschulalter in Kindertageseinrichtungen wird derzeit in Deutschland stark vorangetrieben (Fleckenstein, 2010) Gleichzeitig haben die Beschäftigten aufgrund der neu eingetretenen Veränderung in der tarifvertraglichen Regulierung des Sozial- und Erziehungsdienstes vor allem im Rahmen der betrieblichen Gesundheitsförderung einen individuellen Anspruch auf eine Gefährdungsbeurteilung. Physische und psychische Belastungen, die durch die Arbeitstätigkeit im Sozialen und Erziehungsdienst auftreten können, sollen dadurch objektivierbar werden und bei möglichen Gesundheitsgefährdungen entsprechende Maßnahmen in Absprache mit den Beschäftigten eingeleitet werden. Daher ist anzunehmen, dass in naher Zukunft derartige Gefährdungsbeurteilungen mehr und mehr zum Einsatz kommen.

Grundgedanken und Ziele

Während die gesundheitlichen Auswirkungen psychischer und sozialer Belastungen am Arbeitsplatz bereits seit längerem in der Forschung diskutiert werden (vgl. z.B. meta-analytische Ergebnisse von Kuoppola, et al., 2008; Stansfeld & Candy, 2006) gewinnen sie nun auch in der Praxis neben den klassischen physikalischen Belastungen immer mehr an Aufmerksamkeit. Fehlzeiten und Arbeitsunfähigkeitstage aufgrund psychischer Beanspruchung nehmen zu (BDP, 2008). Daher werden die Forderungen nach einem präventiv arbeitenden betrieblichen Gesundheitsmanagement bei den Arbeitnehmern immer stärker. Gleichzeitig zeigen wissenschaftliche Studien, dass zusätzlich vom Arbeitgeber aufgestellte Ressourcen und Maßnahmen zur Stressreduktion als Zeichen der Wertschätzung nicht nur zu weniger Fehlzeiten, aber auch zu mehr Arbeitszufriedenheit, erhöhter Produktivität und höherem Commitment der Mitarbeiter führen (als Überblick s. Sparks et al., 2001). In der Literatur finden sich eine Vielzahl an Beobachtungsverfahren zur Erfassung psychosozialer Stressoren am Arbeitsplatz. Eine berufsgruppenspezifische Gefährdungsbeurteilung wäre dabei von großer Relevanz, weil empirisch belegt werden konnte, dass selbst theoretisch fundierte Arbeitscharakteristiken sich je nach Berufsgruppe unterschiedlich auf die Gesundheit der Mitarbeiter auswirken (Pousette & Hanse, 2002). Aufgrund der empirischen Erkenntnisse, der veränderten Rechtslage der Mitarbeiter und dem zunehmendem Bedarf an ErzieherInnen für die verantwortungsvolle Tätigkeit der Kinderbetreuung ist die Entwicklung eines berufsgruppenspezifischen, wissenschaftlich fundierten Beobachtungsinstruments von großer Bedeutung. Überdies vermittelt die Durchführung von psychosozialen Gefährdungsbeurteilungen den Beschäftigten, dass sowohl sie als Person, aber auch in der Ausübung ihrer anspruchsvollen und verantwortungsvollen Arbeit mit Kindern wahrgenommen und ernst genommen werden. Die Gefährdungsbeurteilung ermöglicht Ihnen zum Teil auch die Möglichkeit der Partizipation in der Gestaltung ihrer Arbeitsplätze. Wird diese Gefährdungsbeurteilung auf Basis wissenschaftlich fundierter und zugeschnittener Instrumente durchgeführt, bildet sie eine solide Basis für die Ableitung von Interventionsmaßnahmen um eventuelle erkennbar gewordene Probleme anzugehen und die Belastungen für die Zukunft zu reduzieren bzw. an die Ressourcen anzupassen. Durch ein strukturiertes Vorgehen werden die Maßnahmen und deren Effektivität zudem auch messbar und überprüfbar, was zu einer Transparenz des betrieblichen Gesundheitsmanagements beiträgt.

eLearning Tool – Förderung psychischer Gesundheit als Führungsaufgabe

Leitung: J. Lang

Viele Führungskräfte sehen sich Druck von allen Seiten ausgesetzt: Sie müssen Zielvorgaben erfüllen und ihre Ergebnisse gegenüber ihren eigenen Vorgesetzten rechtfertigen. Gleichzeitig sollen sie ihre Mitarbeitenden gesund führen und diese vor Überlastung schützen. Und obendrein wollen sie selber gesund und leistungsfähig bleiben. Keine leichte Aufgabe! Angesichts knapper Personalressourcen und zunehmender Arbeitsverdichtung verlangt es einer Führungskraft viel ab, wenn sie auch im Stress einen ruhigen Kopf bewahren und einen fürsorglichen Blick auf ihre Mitarbeitenden pflegen möchte. Das eLearning-Programm zielt ab auf die Förderung psychischer Gesundheit durch gesundheitsgerechtes Führungsverhalten. Denn Stress kann "ansteckend" wirken. Das gilt erst recht für den Stress der Führungskraft: Chefs geben oft ihren Stress an die Mitarbeiter weiter. Stressprävention beginnt folglich immer bei der Führungskraft selbst.

Das eLearning-Tool zur Förderung der psychischen Gesundheit ist ein anwendungsorientiertes Programm aus der Forschung für die Praxis. Inhaltlich ruht es auf theoretisch fundierten Modellen aus der Arbeitspsychologie. Dabei wurde der cshwerpunkt der Wissensvermittlung auf die Ressourcenstärkung am Arbeitsplatz gelegt. Es liefert leicht verständliche Vorschläge, wie Führungskräfte ihre Mitarbeitenden vor stressbedingter Überlastung schützen und selber gesund bleiben können. Es sensibilisiert Vorgesetzte für die Wahrnehmung von Stress-Signalen und stärkt ihnen den Rücken für einen angemessenen Umgang mit überlasteten Beschäftigten. Führungskräfte erhalten außerdem Anregungen für einen veränderten Umgang mit den eigenen Stressoren.

Das Projekt entstammt der Initiative neue Qualität der Arbeit (INQA) gefördert durch das Bundesministerium für Arbeit und Soziales und wird im Rahmen von psyGA kostenfrei angeboten. psyGA bietet Unternehmen jeder Größe und Branche praxisnahe Unterstützung mit den verschiedensten Materialien und Tools. Das eLearning für Führungskräfte steht auf Deutsch und Englisch zur Verfügung und umfasst ca. 45 Minuten Bearbeitungszeit. Es steht sowohl zum Download als auch Online zur Verfügung.

psyga.info/ueber-psyga/materialien/elearning-tool/

Möglichkeiten der Prävention von Erkrankungen am Stütz- und Bewegungsapparat durch das Sicherheitsschuhwerk bei Mitarbeitern der Automobilindustrie

Leitung: E. Ochsmann  

Obgleich die körperliche Belastung für viele Arbeitnehmer durch eine Verbesserung der Arbeitsplatzbedingungen reduziert werden konnte, spielen Erkrankungen des Muskel-Skelett-Systems weiterhin eine große Rolle im betrieblichen Gesundheitsgeschehen. Das Ziel dieser Studie war es, den Einfluss unterschiedlicher Sicherheitsschuhe auf den Stütz- und Bewegungsapparat unter realen Arbeitsbedingungen bei gleichzeitigem Einsatz von Messtechnik zu untersuchen und die Frage zu klären, welche Konstruktionsmerkmale möglicherweise zu einer Reduktion der Belastung beitragen. Drei verschiedene Sicherheitsschuhe wurden von 40 Mitarbeitern der Automobilfertigung am Arbeitsplatz getestet. Neben der Abfrage des subjektiven Empfindens erfolgte mit dem CUELA-Messsytem eine Erfassung der Körperhaltung und plantaren Druckverteilung für ein Teil des Studienkollektivs (n=20). Die Ergebnisse der CUELA-Messung zeigten statistisch signifikante Unterschiede in der Körperhaltung als auch plantaren Druckverteilung. So war das Tragen eines einfachen Sicherheitsschuhs ohne ergonomische Besonderheiten gegenüber Modellen mit ergonomischen Bauteilen (u.a. Dämpfungselemente) durch eine größere Oberkörpervorneigung, vermehrte Hüftbeugung und höhere Druckbelastung gekennzeichnet. Die Abfrage des subjektiven Empfindens bestätigten diese Ergebnisse. Die Bewertung des einfachen Sicherheitsschuhs fiel aufgrund mangelnder Komforteigenschaften gegenüber den beiden anderen Schuhen deutlich schlechter aus. Der präventive Aspekt bei Sicherheitsschuhen bezog sich bisher vorrangig auf die Vermeidung von Gesundheitsschäden durch akute Arbeitsunfälle. Die vorliegenden Studienergebnisse konnten einen Einfluss der Sicherheitsschuhe nicht nur auf die plantare Druckverteilung, sondern ebenso auf die Körperhaltung nachweisen und geben damit Hinweise, dass der Fußschutz als präventives Instrument zur Gesunderhaltung des Stütz- und Bewegungsapparates langfristig geeignet ist.

Noll U. Möglichkeiten der Prävention von Erkrankungen am Stütz- und Bewegungsapparat durch das Sicherheitsschuhwerk bei Mitarbeitern der Automobilindustrie. Dissertation, 2011. http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opus3/volltexte/2011/3684/

Toxizität von Aluminium-haltigen Schweißrauchen im Bereich des zentralen Nervensystems und der Atemwege - Teilprojekt HRCT

Leitung: T. Kraus

Zusammenfassung

Die günstigen Materialeigenschaften von Aluminium führten in den letzten Jahren in der Industrie zu einer zunehmenden Verwendung dieses Werkstoffes. Als Fügeverfahren im Maschinenbau hat sich hierbei das Schutzgasschweißen von Aluminium besonders bewährt. Da in den letzten Jahren in der Literatur einzelne Berichte über die Neurotoxizität von Aluminium veröffentlicht wurden und zudem zur Diskussion steht, ob Aluminium-haltige Schweißrauche adverse Atemwegsveränderungen hervorrufen können, wurde diese Längsschnittstudie zur Toxizität von Aluminium-haltigen Schweißrauchen im Bereich des zentralen Nervensystems und der Atemwege als Verbundprojekt durchgeführt.

Kollektiv

In die Studie wurden zwei Kollektive eingeschlossen, die sich in ihrem Arbeitsspektrum und den daraus resultierenden Arbeitsbelastungen unterscheiden. Eine Gruppe stammt aus dem Bereich der Serienfertigung im Automobilbau eines großen Automobilherstellers, das zweite Kollektiv setzt sich aus Schweißern von 5 verschiedenen Firmen aus dem Bereich des Schienenfahrzeugbaus und des Spezialfahrzeugbaus zusammen.

Methode

Die Untersuchung wurde als Längsschnittstudie über ca. vier Jahre mit drei Querschnittsstudien im Abstand von jeweils zwei Jahren durchgeführt. Das Untersuchungsinstrumentarium umfasste eine standardisierte Anamneseerhebung, eine körperliche Untersuchung, eine Lungenfunktionsuntersuchung, eine hochauflösende Computertomographie (HRCT) der Lunge der Aluminiumschweißer, ein Biomonitoring (Aluminium in Urin und Plasma) und ein Ambient Monitoring sowie ausgewählte psychometrische Tests. Die Daten wurden differenziert nach der Exposition gegenüber Aluminium-haltigen Schweißrauchen analysiert. Die Subtests der EURO-NES Testbatterie wurden mit Hilfe einer multivariaten Covarianzanalyse im Wiederholungsdesign (MANCOVA) ausgewertet. Als Covariablen wurden Alter, Ausbildung und CDT berücksichtigt. Zusätzlich zu den Querschnittsstudien, wurde in jährlichem Abstand ein Belastungsmonitoring (Ambient Monitoring und Biomonitoring) bei den Schweißern durchgeführt.

Ergebnisse

Bei den untersuchten Aluminiumschweißern zeigten sich zwischen den beiden Kollektiven ausgeprägte Unterschiede in der Aluminiumbelastung. Vermehrte Grenzwertüberschreitungen waren insbesondere bei den Aluminiumschweißern aus dem Schienen- und Spezialfahrzeugbau zu beobachten. In allen Querschnittsuntersuchungen zeigten die Aluminiumschweißer in beiden Kollektiven deutlich höhere interne Aluminiumbelastungen als die Probanden des Kontrollkollektives. Über den gesamten Beobachtungszeitraum wiesen die Probanden aus dem Schienenfahrzeugbau und dem Spezialfahrzeugbau höhere interne Aluminiumkonzentrationen auf als die Probanden aus dem Automobilbau .

Anamnestische Hinweise auf manifeste Aluminium-induzierte Erkrankungen ergaben sich in den beiden Kollektiven nicht. Bei der Abfrage von Beschwerden und Befinden klagten die Aluminiumschweißer aus beiden Kollektiven häufiger als die Probanden aus den Kontrollkollektiven über Atemwegsbeschwerden, Beschwerden von Seiten des Bewegungsapparates, über ein Verblitzen der Augen sowie Sonnenbrand-ähnliche Hautveränderungen.

Bei den Lungenfunktionsuntersuchungen ergaben sich keine eindeutigen Hinweise auf ein gehäuftes Auftreten restriktiver Ventilationsstörungen bei den Aluminiumschweißern. Auffallend waren z.T. schlechtere Ergebnisse in der Flußvolumenkurve insbesondere für den MEF25 bei den Aluminiumschweißern.

Im Bereich des zentralen Nervensystems ergaben sich für die durchgeführten psychometrischen Tests zum Teil ausgeprägte Schwankungen bei den einzelnen Querschnittsuntersuchungen. Bei synoptischer Bewertung sämtlicher anamnestischer Angaben und klinischer Untersuchungsbefunde über den gesamten Beobachtungszeitraum kann aus den Untersuchungsergebnissen keine neurotoxische Wirkung Aluminium-haltiger Schweißrauche für das untersuchte Kollektiv abgeleitet werden.

Ausblick

Unter Berücksichtigung der Ergebnisse des Forschungsprojektes sind die Atemwege als primäres Zielorgan Aluminium-haltiger Schweißrauche anzusehen. Eine Abgrenzung ursächlicher beruflicher (u.a. Aluminium, Ozon) und außerberuflicher Einflussfaktoren (Rauchen) sowie die anteilige Bewertung dieser Einzelnoxen an den gefundenen entzündlichen Lungenveränderungen ist derzeit nicht möglich. Bei Bewertung der hierzu vorliegenden Literatur und den von uns gefundenen Ergebnisse kann eine Neurotoxizität der Aluminium-haltigen Schweißrauche an den in die Studie einbezogenen Arbeitsplätzen nicht belegt werden. Limitiert wird diese Aussage durch das Ausscheiden einer großen Anzahl von Probanden aus dem Kollektiv des Schienenfahrzeugbaus und des Spezialfahrzeugbaus. Unter den Gesichtspunkten der Primärprävention ist eine Optimierung der Arbeitsplätze anzustreben. Neben geeigneten Absaugvorrichtungen ist insbesondere die Verwendung fremdbelüfteter Helme zu fordern. Auch bezüglich der UV-bedingten Beschwerden ist eine Expositionsminimierung anzustreben. Bei den geschilderten gehäuften Beschwerden von Seiten des Bewegungsapparates sollte eine Überprüfung der Arbeitsplatzergonomie erfolgen, um ggf. hieraus weitere Verbesserungen abzuleiten. Im Rahmen der Sekundärprävention hat das Biomonitoring, und hier insbesondere die Bestimmung der Aluminiumkonzentration im Urin bezogen auf Kreatinin, gegenüber dem Ambient Monitoring deutliche Vorteile. Zur Objektivierung und Quantifizierung von arbeitsplatzbezogenen Lungenfunktionsveränderungen bietet sich für die betriebsärztliche Praxis die Flußvolumenkurve an. Bei hochbelasteten Probanden und/oder bei anamnestischen sowie klinischen Hinweisen auf Schadstoffbedingte Lungenveränderungen ist die HRCT zur weiteren Abklärung der konventionellen Röntgenaufnahme der Lungen überlegen.

Weiterführende Literatur

Kiesswetter E, Schäper M, Buchta M, Schaller KH, Rossbach B, Kraus T, Letzel S. Longitudinal study on potential neurotoxic effects of aluminium: II. Assessment of exposure and neurobehavioral performance of Al welders in the automobile industry over 4 years. Int Arch Occup Environ Health. 2009 Nov;82(10):1191-210.

Kraus T, Schaller KH, Angerer J, Hilgers RD, Letzel S. Aluminosis—detection of an almost forgotten disease with HRCT. J Occup Med Toxicol. 2006 Feb 17;1:4.

MSE – Identifizierung und Priorisierung relevanter Präventionsthemen und Handlungsfelder arbeitsbezogener Muskel-Skeletterkrankungen (MSE) und Zusammenstellung erfolgsversprechener Präventionsmaßnahmen

Leitung: E. Ochsmann und J. Lang

In order to examine the present situation in Germany concerning work-related musculoskeletal disorders (MSDs) and establish the current state of knowledge regarding suitable areas for prevention and potential preventive strategies, Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) commissioned the Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin (DGAUM) to identify and prioritize relevant prevention issues and areas for action. Within DGAUM the project was implemented by the Institute for Occupational and Social Medicine of Aachen University Clinic, the Institute for Occupational, Social and Environmental Medicine of the Johannes Gutenberg University, Mainz, and the Freiburg Research Institute for Occupational and Social Medicine. The entire project was divided as a literature study into four different work packages:

WP1: Overview of work-related musculoskeletal disorders structured according to affected areas of the body and diagnoses, and their prevalence in various fields of activity/occupational groups (Aachen)

WP2: Attribution of the respective occupational stress/risk factors to MSDs (Aachen)

WP3: Documentation of indices and indicators concerning the effects of particular MSDs when determining prioritization of relevant prevention topics (Mainz)

WP4: An overview of potential prevention strategies evaluated for particular MSDs and a listing of nationally and internationally prioritized and planned prevention activities, together with main research focuses (Freiburg)

The insights gained from the findings of the individual work packages are to be used for prioritizing MSD prevention issues for a campaign planned by the German statutory accident insurance providers and the DGUV.

Main results

WP 1 Risk occupations
Based on an evaluation of reviews the following “top ten” risk occupations for MSD`s/symptoms were derived taking into account the frequency of employees in Germany in different branches:
1) Lumbar spine – metalworking occupations
2) Lumbar spine - transport and warehouse occupations
3) Lumbar spine – construction occupations
4) Lumbar spine - law enforcement and security occupations
5) Lumbar spine – health service
6) Shoulder and neck complaints – metalworking occupations
7) Shoulder – construction occupations
8) Tenosynovitis, synovitis, CTS – office occupations
9) Enthesopathies – assembly line workers (especially in meat/fish production)
10) Hip and knee joint arthrosis – agricultural occupations and forestry workers

WP 2.1 Physical factors
As in Work Package 1, based on an evaluation of review articles the following “top ten” risk activities for which successful prevention might be possible is compiled on the basis of the frequency of the disorders and assumed frequencies of the activities in the respective occupations:

  1. Lumbar spine – heavy lifting and carrying
  2. Lumbar spine – posture
  3. Lumbar spine – heavy labor
  4. Lumbar spine – whole body vibration when seated
  5. Neck/shoulder pain – sedentary activity with neck flexion > 20°
  6. Shoulder MSDs – combined stress of force and posture or force and rotation
  7. CTS hand/wrist MSDs – combined stresses of force and repetition
  8. Epicondylitis – combined stresses of repetition and force or posture and force
  9. Knee osteoarthritis – combined stress of force and posture
  10. Hip osteoarthritis – heavy lifting and carrying

WP 2.2 Psychosocial factors
A metanalysis using longitudinal studies has been performed on the question of psychosocial risk factors of MSD. The results point towards the influence of psychosocial risk factors on the development of lower back problems. Especially high monotonous work, low social support from supervisors and colleagues, job insecurity as well as high job demands increased the risk for the development of low back pain.
Our review suggests that psychosocial work stressors are antecedents of subsequent musculoskeletal problems. While some of the psychosocial work stressors in this investigation are inherent in a variety of jobs and cannot always easily be altered (e.g., high job demands), there are other psychosocial work stressors which are easier to change and for which there are already existing interventions.
Future research should conduct studies using cross lagged panel designs, where both predictor and criterion variables are assessed at both time points. This would allow to rule out an effect of a third variable potentially influencing both psychosocial risk factors and MSD. A thorough analysis of these relationships with the use of cross-lagged panel studies might lead to more specific statements on where to start with an intervention.

WP 2.3 Combination of psychosocial factors and physical factors
Only 16 studies were identified dealing with this issue. In all 16 studies, psychosocial factors - apart from physical occupational factors - can be assumed to have a separate effect on the occurrence of pain and complaints of the musculoskeletal system.

WP 3 Indices and indicators
The available data does not allow extensive analysis of the potential occupational influencing factors, particularly because this is secondary data, which brings with it not only the advantage of real-time analysis but also many disadvantages.
There is insufficient information available on the actual indirect costs, especially for the linking of diagnosis and occupational activity, and an urgent need for research at the international, European, and German levels is indicated.
Proposed measures are

  • Analysis of data from occupational physicians derived from checkups, including the corresponding information on stress in and outside the workplace at companies such as AUDI, at which thousands of employees are regularly examined
  • Conduction of a cross-cutting survey in major companies with the possibility of performing a prospective survey in the form of an intervention study based on it
  • Implementation of an occupation-specific MSD module within the framework of the Helmholtz cohorts

WP 4 Prevention strategies
Using an evaluation of review articles the following fields of action are derived:

  1.  Interventions with a clear focus on interventions related to work organization
  2. Interventions to reduce occupational disorders of the lower extremities
  3. Interventions with a clearer focus on the prevention of occupational disorders of the shoulders linked to static work postures, but also interventions to reduce disorders from manual handling of loads.
  4. Interventions to reduce the number of disorders caused by unfavourable static work postures, with consideration of combined disorders in the case of occupations with high rates of psycho-mental disorders.
  5. Standardization and implementation of economic analyses in intervention studies
  6. (Further) interventions, subject to especially close evaluation, in occupational groups with high exposure to manual load handling (e.g. in the construction industry or the healthcare professions).
  7. Interventions focused on occupational groups and sectors that to date have not – or have only recently – become the focus of attention, above all in the services sector, as well as generally in all small and medium sized enterprises (SMEs). Intensification of efforts to find successful access and practical tools for SMEs, and monitoring of the use of available tools. 
  8. (Further) development and systematization of the early warning systems in primary prevention (risk assessment tools) and secondary prevention (occupational health screening and surveillance).
  9. Comprehensive development of effective case management with workplace-focused return-to-work programs, with measures taken to remedy current co-operation deficits within the medical provision system.
  10. Support of high-quality evaluative research with appropriate intervention and measuring methods.

It has to be taken into account that especially in this WP the concentration on review articles might have caused a relevant bias.

Ausführliche Ergebnisse auf den Seiten der DGUV

Publikationen
Mayer J, Kraus T, Ochsmann E. Longitudinal evidence for the association between work-related physical exposure and neck and/or shoulder complaints: a systematic review. Int Arch Occup Environ Health. 2012 Aug;85(6):587-603.

Kraatz, S., Lang, J., Kraus, T., Münster, E., & Ochsmann, E. (2013). The incremental effect of psychosocial workplace factors on the development of neck and shoulder disorders: A systematic review of longitudinal studies. International Archives of Occupational and Environmental Health, 86, 375-395. doi: 10.1007/s00420-013-0848-y.

Lang, J., Ochsmann, E., Kraus, T., & Lang, J.W.B. (2012). Psychosocial work stressors as antecedents of musculoskeletal problems: A systematic review and meta-analysis of stability-adjusted longitudinal studies. Social Science & Medicine, 75, 1163-1174. doi:10.1016/j.socscimed.2012.04.015.

Differenziertes Vorsorgekonzept Asbest (DiVA) für aktuelle und ehemalige asbeststaubexponierte Beschäftigte des RWE-Konzerns

Leitung: M. Felten

Regelmäßige, standardisierte Untersuchungen gemäß dem Berufsgenossenschaftlichen Grundsatz G 1.2 haben sich zur Früherkennung der Lungenfibrosen infolge beruflicher Asbeststaubbelastungen durchaus bewährt. Bezüglich der Aufdeckung asbestbedingter Bronchialkarzinome im Frühstadium erwiesen sich als Hauptmängel die zu langen Untersuchungsintervalle von mehr als 3 Jahren und die geringe Treffsicherheit der konventionellen Röntgenuntersuchung. Es bestand also der Bedarf, ein Suchverfahren mit besserer Treffsicherheit in möglichst verkürzten Intervallen anzuwenden und angesichts der hohen Zahl der schon erfassten asbestexponierten Personen durch Vorauswahl von Risikogruppen die Effizienz des Früherkennungs­konzepts zu verbessern.

Im DIVA-Früherkennungskonzept für ehemals asbestbelastete Mitarbeiter eines Energiekonzerns wurden die Teilnehmer auf der Grundlage von Raucherstatus und Expositionsdauer in drei Risikogruppen eingeteilt und sowohl die Untersuchungs­intervalle als auch die Art der Untersuchungen an das angenommene Risiko, an einem Bronchialkarzinom zu erkranken, angepasst. Hochrisikoprobanden wurden im Unterschied zur herkömmlichen Praxis jährlich mit Niedrigdosis-CT und einer Sputumzytologie untersucht. Probanden der Gruppe mit angenommenem mittleren Erkrankungsrisiko wurden 2jährlich und die mit geringem Risiko auf herkömmliche Art 3jährlich untersucht.

Im Zeitraum zwischen März 2002 und Dezember 2005 wurden insgesamt 5561 ehemals asbestexponierte RWE-Mitarbeiter als vorgesehene Teilnehmer am DIVA-Programm erfasst. Von diesen waren bei 4840 ausreichende Angaben zur Risiko­reihung vorhanden. Nach Rückgabe derjenigen Teilnehmer an die Zentralstelle zur Erfassung asbeststaubgefährdeter Arbeit­nehmer (ZAs), die sehr spät erfasst wurden und solche mit Heimatadressen außerhalb des Einzugsgebiets der vorgesehen­en Untersuchungszentren, wurden 4552 Teilnehmer zur Erstuntersuchung eingeladen. Bis zum Stichtag 1. März 2006 wurden die Ergebnisse von 4065 Teilnehmern archiviert, die zum Teil schon zum zweiten und dritten Mal untersucht worden waren. Bei 187 Probanden der Hochrisikogruppe, die wie vorgesehen mit Niedrigdosis-CT untersucht wurden, fanden sich 9 Fälle eines Bronchialkarzinoms (4,8 %), von denen 5 (62,5 %) im Frühstadium waren.

Die mit Risikoreihung und differenzierter Untersuchung erreichten Ergebnisse des DIVA-Programms machen das Konzept zu einem bewährten Modell für das angestrebte und vom Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften beschlossene landesweite Früherkennungsprogramm.  

Validierung neuer Biomarker zur Früherkennung von Mesotheliomen in einer Längsschnittstudie – Teilprojekt Vitalstatus-Recherche

Leitung: M. Gube

Das Ziel dieses Teilprojektes, das in Kooperation mit diversen Abteilungen des Instituts für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung der Ruhr Universität Bochum (IPA; ehemals BGFA), dem Institut für Pathologie der Ruhr Universität Bochum und dem Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (IPASUM) durchgeführt wurde, war die Abschätzung des prädiktiven Wertes der Marker SMRP (soluble mesothelin-related peptides), CA 125 und CYFRA21-1 als potentielle Tumormarker für Lungenkrebs und malignes Mesotheliom in einer Kohorte ehemals asbestexponierter Arbeitnehmer in Deutschland. Hierzu erfolgte im Jahr 2007 ein Mortalitäts-follow up einer Kohorte von 626 ehemals Asbestexponierten, die in der Zeit von 1993 – 1997 an einer Studie im Rahmen der Nachbeobachtung teilgenommen hatten.

Bis zum Zeitpunkt des Follow-ups fanden sich 12 Lungenkrebserkrankungen und 20 Fälle maligner Mesotheliome in der Kohorte. Die analysierten Biomarker zeigten geringe Sensitivitäten (5 – 25%) und positive Vorhersagewerte (4 – 30%). Die Kombination der Marker resultierte in Sensitivitäten von 5 – 50% und positiven Vorhersagewerten von 3 – 14%.

Die analysierten Marker zeigten zwar hohe Spezifitäten, jedoch geringe Sensitivitäten, so dass die genannten Biomarker alleine, aber auch in Kombination wenig geeignet erscheinen als Prädiktoren der Diagnosen Lungenkrebs und malignes Mesotheliom.

Aufgrund der durchschnittlichen Latenz von Markeranalyse bis zur Diagnose von mehr als 4 Jahren sollte zur weiteren Überprüfung eine prospektive Studie mit Markeranalysen in jährlichen Abständen erfolgen.

Literatur

Gube M, Taeger D, Weber DG, Pesch B, Brand P, Johnen G, Müller-Lux A, Gross IM, Wiethege T, Weber A, Raithel HJ, Kraus T, Brüning T.
Performance of biomarkers SMRP, CA125, and CYFRA 21-1 as potential tumor markers for malignant mesothelioma and lung cancer in a cohort of workers formerly exposed to asbestos.
Arch Toxicol. 2011 85:185-192. Epub Aug 25 (2010)

Daniel Gilbert Weber, Georg Johnen, Dirk Taeger, Anne Weber, Isabelle Mercedes Gross, Beate Pesch, Thomas Kraus, Thomas Brüning and Monika Gube
Assessment of Confounding Factors Affecting the Tumor Markers SMRP, CA125, and CYFRA21-1 in Serum
Biomarker Insights 2010:5 1-8

Pesch B, Dirk Taeger, Georg Johnen, Isabelle M.Gross, Daniel G.Weber, Monika Gube, Alice Müller-Lux, Evelyn Heinze, Thorsten Wiethege, Volker Neumann, Andrea Tannapfel, Hans-Jürgen Raithel, Thomas Brüning, Kraus T
Cancer mortality in a surveillance cohort of German males formerly exposed to asbestos
Int J Hyg Environ Health. 2010 Jan;213(1):44-51. Epub 2009 Sep 26

Pilotstudie zum Einsatz neuartiger und nichtinvasiver Untersuchungsmethoden zur Frühdiagnostik adverser Atemwegseffekte bei Schweißern

Leitung: M. Gube

Schweißer sind bei ihrer beruflichen Tätigkeit einer komplexen Mischung verschiedener partikulärer und gasförmiger Gefahrstoffe ausgesetzt. Es ist bekannt, dass das Gefährdungspotential bzw. das Erkrankungsrisiko von der Art und Dosis der Exposition abhängt und die Gefährdungsanalyse verschiedener Schweißverfahren differenziert zu betrachten ist. Mit der vorliegenden Pilotstudie, die in Kooperation mit dem Institut für Schweiß- und Fügetechnik der RWTH Aachen und der Norddeutschen Metall-Berufsgenossenschaft durchgeführt wurde, sollte überprüft werden, ob durch den Einsatz neuartiger und nichtinvasiver Untersuchungsmethoden adverse Effekte an den Atemwegen bei Schweißern frühzeitig erkannt werden können und ob ggfs. Unter­schiede bei verschiedenen Schweißverfahren existieren.

Es konnte gezeigt werden, dass mit dem Schweißen assoziierte Langzeit- und Kurzzeiteffekte in der Lungenfunktion trotz heterogener Expositionsbedingungen detektiert werden können. Dabei fand sich eine Erhöhung der zentralen Atemwegwiderstände in der Impulsoszillometrie (IOS) in Abhängigkeit der Tätigkeitsdauer als Schweißer sowie eine Erhöhung mehrerer Parameter der Capnovolumetrie (CVS) nach bereits einer Arbeitsschicht. Diese Veränderungen gaben Hinweise auf eine Verengung der Atemwege sowie eine zunehmend inhomogene Ventilation. Die beschriebenen Effekte waren mittels IOS und CVS deutlicher nachzuweisen als mit der klassischen Lungenfunktionsdiagnostik.

Weiterhin fand sich im Atemkondensat (ausgefrorene Ausatemluft) eine Erhöhung diverser Biomarker (Nitrat, Malondialdehyd, H2O2 u.a.) in der Gruppe der Schweißer bereits vor einer Arbeitsschicht im Vergleich mit nicht schweißenden Kontrollpersonen. Nach Exposition gegenüber Schweißrauchen und –gasen fand sich unter denjenigen Schweißern, die adäquate persönliche Schutzausrüstungen trugen, ein signifikant geringerer Anstieg von Nitrat im Atemkondensat im Vergleich mit Personen, die keine ausreichende Schutzausrüstung trugen, während die H2O2-Konzentration bei denjenigen stärker anstieg, die während der Arbeitsschicht geraucht hatten.

Literatur

Gube M, Brand P, Conventz A, Ebel J, Göen T, Holzinger K, Müller-Lux A, Reissgen U, Schettgen T, Kraus T
Spirometry, Impulse Oscillometry and Capnovolumetry in welders and healthy male subjects
Respir Med. 2009 Sep;103(9):1350-7. Epub 2009 Apr 5

Gube M, Ebel J, Brand P, Göen T, Holzinger K, Reissgen U, Kraus T
Biological effect markers in exhaled breath condensate and biomonitoring in welders - impact of smoking and protection measure
Int Arch Occup Environ Health. 2010 Oct;83(7):803-11. Epub 2010 Feb 4

Effektmonitoring am kardiovaskulären und pulmonalen System bei experimenteller Exposition mit nanoskaligen Partikeln aus Schweißrauchen

Leitung: P. Brand

Arbeitsmedizinische Untersuchungen zur Wirkung von Schweißrauchen am realen Arbeitsplatz sind oft durch die Gegeben­heiten vor Ort beeinträchtigt. So ist es beispielsweise häufig nicht möglich, beobachtete physiologische Wirkungen der Rau­che einem bestimmten Schweißverfahren zuzuordnen und vielfach ist es auch unmöglich, zu bestimmen bei welchen Schweißrauchkonzentrationen diese Effekte aufgetreten sind. Deshalb wurde in Kooperation mit dem Institut für Schweiß- und Fügetechnik der RWTH die Aachener Arbeitsplatz-Simulationsanlage entwickelt und in einer Studie erprobt. Diese Anlage ermöglicht die Exposition mit Schweißrauchen unter exakt kontrollierbaren Bedingungen. In der Studie wurde unter­sucht, ob Exposition von Probanden mit Schweißrauchkonzentration die unterhalb des Arbeitsplatzgrenzwertes lagen, zu messbaren Beeinträchtigungen der Lungenfunktion und der kardiovaskulären Funktion führen und ob frühe entzündliche Reaktionen in der Lunge nicht-invasiv nachweisbar sind. Untersucht wurde ein in Praxis weit verbreitetes Schweißverfahren mit hoher wirtschaftlicher Bedeutung (Metall-Aktivgas-Schweißen). Es zeigte sich, dass bei Schweißrauchkonzentrationen unter dem Arbeitsplatz-Grenzwert keine akuten Effekte im menschlichen Körper nachgewiesen werden konnten.

Pulmonale und kardiovaskuläre Wirkung von Emissionen aus Weichlöt-Prozessen

Leitung: P. Brand

Emissionen von Weichlöt-Prozessen bestehen in der Regel vorwiegend aus Rauchpartikeln, die aus dem Flussmittel (Kolophonium) gebildet werden. Diese Substanzen können allergisierend wirken und die Atemwege reizen. In der Studie, die in Kooperation mit der Berufgenossenschaft (BGETEM) durchgeführt wurde, wurde untersucht, ob Exposition mit Lötrauchen mit Konzentrationen weit unterhalb des Arbeitsplatz-Grenzwertes beim Probanden zu einer messbaren Beeinträchtigungen der Lungenfunktion führen können und ob frühe entzündliche Reaktionen in der Lunge nicht-invasiv nachweisbar sind. Es zeigte sich, dass eine 6- stündige Exposition gegenüber Lötrauch zu einem signifikanten Anstieg von Nitrat im Atemkonden­sat (ausgefrorene Ausatemluft) führt. Dies kann als ein frühes, leichtes Anzeichen für eine beginnende entzündliche Reaktion gedeutet werden.

Untersuchung von Schweißrauch-assoziierten adversen Atemwegseffekten mit nichtinvasiven Untersuchungsmethoden

Leitung: M. Gube

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes, das in Kooperation mit dem Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA) und der Schweißtechnischen Versuchsanstalt Duisburg (SLV) durchgeführt wurde, wurde der Schweißrauch in der unmittelbaren Umgebung von Schweißern an einem definierten Arbeitsplatz für ausgewählte Schweiß­verfahren charakterisiert. Gleichzeitig wurde mit Hilfe von sensitiven, nichtinvasiven Untersuchungsmethoden in situ untersucht, inwieweit sich subklinische adverse Effekte der inhalativen Gefahrstoffe an den Atemwegen der exponierten Personen im Sinne der Prävention nachweisen lassen.

Es konnte bereits nach einer Kurzzeitexposition über nur 3 Stunden ein Anstieg von Nitrat und Nitrit im Atemkondensat (ausgefrorene Ausatemluft) nachgewiesen werden, der für das Verfahren des Lichtbogenhandschweißens mit legiertem Stahl am stärksten ausgeprägt war. Außerdem zeigte sich auch eine transiente Reduktion diverser Parameter in der Lungenfunktion, wobei auch diese Effekte am stärksten beim Lichtbogenhandschweißen mit legiertem Material nachzuweisen waren.

Hinsichtlich biologischer Effekte scheint somit das Verfahren des Lichtbogenhandschweißens mit legiertem Material von vorrangiger Bedeutung zu sein.

Literatur

Brand P, Gube M, Gerards K, Bertram J, Kaminski H, John AC, Kuhlbusch T, Wiemann M, Eisenbeis C, Winkler R, Kraus T
Internal exposure, effect monitoring, and lung function in welders after acute short-term exposure to welding fumes from different welding processes
J Occup Environ Med. 2010 Sep;52(9):887-92

Ist es sinnvoll Sputumzytologie und Thorax-CT (LDSCT) zur Früherkennung von Lungenkrebs bei ehemals asbestexponierten Kraftwerksarbeitern einzusetzen?

Leitung: M. Felten

Background: Low-dose spiral computed tomography (LDSCT) in comparison to conventional chest X-ray proved to be a highly sensitive method of diagnosing early stage lung cancer. However, centrally located early stage lung tumours remain a diagnostic challenge. We determined the practicability and efficacy of early detection of lung cancer when combining LDSCT and sputum cytology.

Methods: Of a cohort of 4446 formerly asbestos exposed power industry workers, we examined a subgroup of 187 (4.2%) high risk participants for lung cancer at least once with both LDSCT and sputum cytology. After the examination period the participants were followed-up for more than three years.

Results: The examinations resulted in the diagnosis of lung cancer in 12 participants (6.4%). Six were in clinical stage I. We found 10 non-small cell lung carcinomas and one small cell lung carcinoma. Sputum specimens showed suspicious pathological findings in seven cases and in 11 cases the results of LDSCT indicated malignancies. The overall sensitivity and specificity of sputum cytology was 58.0% and 98% with positive (PPV) and negative (NPV) predictive values of 70% and 97%. For LDSCT we calculated the sensitivity and specificity of 92% and 97%. The PPV and NPV were 65% and 99% respectively.

Conclusions: Our results confirmed that in surveillance programmes a combination of sputum cytology and LDSCT is well feasible and accepted by the participants. Sputum examination alone is not effective enough for the detection of lung cancer, especially at early stage. Even in well- defined risk groups highly exposed to asbestos, we cannot recommend the use of combined LDSCT and sputum cytology examinations as long as no survival benefit has been proved for the combination of both methods. For ensuring low rates of false-positive and false-negative results, programme planners must closely cooperate with experienced medical practitioners and pathologists in a well-functioning interdisciplinary network.

Publikationen

Felten MK, Knoll L, Schikowsky C, Das M, Feldhaus C, Hering KG, Böcking A, Kraus T. Is it useful to combine sputum cytology and low-dose spiral computed tomography for early detection of lung cancer in formerly asbestos-exposed power industry workers? Journal of Occupational Medicine and Toxicology 2014;9:14.

Schwankungen der Konzentrationen von Mesothelin und Osteopontin bei ehemals asbestexponierten Kraftwerksarbeitern

Leitung: M. Felten

Purpose: In patients developing malignant pleural mesothelioma (MPM) or lung cancer, using effective tumour markers is the quickest way to ensure early diagnosis and improve survival time. The aim of our study was to assess the influence of age and asbestos exposure on the blood levels of the proposed tumour markers, mesothelin and osteopontin, and to determine the change of these markers over time.

Methods: We analysed 3,329 blood samples of 2,262 participants including 1,894 formerly asbestos-exposed power industry workers, a mixed group of 266 participants with an unknown history of asbestos exposure and a group of 102 non-asbestos-exposed controls. Marker concentrations were determined using commercial ELISA kits.

Results: While age had a strong influence on marker levels, there was no association between exposure duration or benign asbestos-related disease and marker levels. In order to assess the maximum increase that can be expected to occur in asbestos-exposed workers those with an at least 10 % increase were selected (n = 290 for mesothelin and n = 81 for osteopontin). The 95th percentile of the annual change was 0.402 nmol/l for mesothelin and 334 ng/ml for osteopontin. In two patients with MPM and five with lung cancer, we could obtain more than one marker result before the diagnosis was made. Both MPM patients showed a steep increase of mesothelin levels.

Conclusions: Fixed cut-off values for deciding between intensive clinical work-up and continued surveillance appeared inadequate for the evaluated markers. While general conclusions cannot be drawn, we can say that the results of the two patients would be consistent with a mesothelin increase between 6 and 18 months before clinical symptoms developed.

Publikation

Felten MK, Khatab K, Knoll L, Schettgen T, Müller-Berndorff H, Kraus T. Changes of mesothelin and osteopontin levels over time in formerly asbestos-exposed power industry workers. International Archives of Occupational and Environmental Health 2014;87:195-204 (published online: 20 February 2013).

Nonresponse-Bias in einem Vorsorgeprogramm zur Früherkennung asbestbedingter Erkrankungen

Leitung: L. Knoll

Objectives: In a cohort study non-response might lead to a biased selection of cohort members and may affect the validity and reliability of the study outcome. To detect the possible effects of a non-response bias on study results, we evaluated the reasons for non-participation and the differences of respondents and non-respondents in a health surveillance program for power industry workers, formerly exposed to asbestos.

Methods: A cohort of former power plant workers was formed to participate in an early detection program for lung cancer. We evaluated the results of 1,019 individuals (mean age 66 yr), of which 839 took part in at least one examination, 180 refused to participate or did not respond. To obtain the reasons for non-response, we interviewed the cohort members by telephone or we requested them by mail to complete and return a brief questionnaire. Further sources of information were the communal registration offices and local health offices.  

Results: The main reasons for non-participation were refusal (35%), illness (23.3%), death (16.7%) and difficulties with traveling (13.3%). It was impossible to make contact with or obtain an explanation from 11.7%. In a logistic regression model we demonstrated that advanced age and a long travel distance from the study center negatively affected the participation rate (p<0.001). There was no difference between respondents and non-respondents regarding prevalence (p=0.559) and incidence of lung cancer (p=0.882).

Conclusion: We concluded that in our cohort non-participation did not cause a selection bias in terms of lung cancer rates.

Publikation
Knoll L, Felten MK, Ackermann D, Kraus T. Non-response bias in a surveillance program for asbestos related lung cancer. Journal of Occupational Health 2011;53:16-22. 

Humanbiomonitoring von Pyrethroiden bei professionellen Schädlingsbekämpfern und in der Allgemeinbevölkerung in Washington State, USA

Leitung: T. Schettgen/T. Kraus/B. Morrissey (Washington State Department of Health)

Pyrethroide sind hocheffektive Insektizide, die in Innenräumen und der Landwirtschaft zur Bekämpfung von Ektoparasiten sowie zum Schutze von Textilien eingesetzt werden. Ihre weitverbreitete Anwendung führt zu einer Pyrethroidbelastung der Allgemein¬bevölkerung, die in zahlreichen Studien bisher belegt und quantifiziert wurde.

Dennoch sind in den letzten Jahren viele synthetische Pyrethroide auf den Markt gekommen, deren Metabolite mit den bisherigen analytischen Methoden nicht nachweisbar waren, so etwa λ-Cyhalothrin/Bifenthrin oder Esfenvalerat. Zur Beurteilung, ob und wie weit auch diese Pyrethroide von der Allgemeinbevölkerung aufgenommen werden, bedarf es neuer analytischer Methoden.

Um mehr über diese Hintergrundbelastung sowie die potentielle Aufnahme von professionellen Schädlingsbekämpfern beim Anwenden dieser Insektizide zu erfahren, wurde vom Washington State Department of Health (USA) ein Projekt zum Humanbiomonitoring ins Leben gerufen.

Von Mai 2010 bis Juni 2011 wurden im Rahmen des Washington Environmental Biomonitoring Surveys (WEBS) mehr als 1000 Urinproben einer repräsentativen Stichprobe der Bevölkerung (> 6 Jahre) gesammelt. Darüber hinaus wurden von Mai bis Oktober 2012 professionelle Schädlingsbekämpfer im Rahmen der PEST-Studie beprobt. Ziel dieser Studie war es, durch Befragungen zu erforschen, wie die individuellen Arbeitsbedingungen die inneren Expositionen beeinflussen. Die Ergebnisse sollen der verbesserten Ausbildung und Unterweisung dieser Schädlingsbekämpfer dienen.

In Zusammenarbeit mit den Projektverantwortlichen in Washington wurden in unserem Labor neue, hochempfindliche Methoden zum Humanbiomonitoring von Pyrethroiden mittels GC/MS/MS entwickelt. Ein Teil der im Rahmen der Studien gewonnenen Urinproben wurden in unserem Labor analysiert und die Ergebnisse in Zusammenarbeit mit den Projektverantwortlichen ausgewertet.

Humanbiomonitoring von Acrylnitril bei Rettungskräften sowie in der Allgemeinbevölkerung im Rahmen eines Chemie-Unfalls

Leitung: T. Schettgen/T. Kraus

Im Mai 2013 gelangte im Rahmen eines Zugunfalls in Belgien eine große Menge des kanzerogenen Acrylnitrils in die Umwelt. Im Rahmen der großangelegten Maßnahmen zur Feuerbekämpfung und zur Evakuierung der Bevölkerung wurden neben den dabei eingesetzten Rettungskräften auch große Teile der Allgemeinbevölkerung potentiell mit diesem krebserzeugenden Arbeitsstoff exponiert.

Ziel der Projektes war es, in Zusammenarbeit mit den betreuenden Sicherheitsfachkräften, Arbeitsmedizinern und weiteren Spezial-Laboratorien, möglichst zeitnah die tatsächlich von den betroffenen Personen aufgenommene Menge des Acrylnitrils im Rahmen einer großangelegten Humanbiomonitoring-Studie zu quantifizieren und so einen Beitrag zur Risiko-Kommunikation und Aufklärung der Bevölkerung zu leisten. Dabei wurden in unserem Labor im Blut der betroffenen Personen die Hämoglobin-Addukte des Acrylnitrils mittels einer hochempfindlichen GC/MS/MS-Analytik quantifiziert.

Publikationen

Van Nieuwenhuyse A, Fierens S, De Smedt T, De Cremer K, Vleminckx C, Mertens B, Van Overmeire I, Bader M, De Paepe P, Nemery B, Schettgen T, Stove C, Van Oyen H, Van Loco J.  Acrylonitrile exposure assessment in the emergency responders of a major train accident in Belgium: A human biomonitoring study. Toxicol Letters, in press. doi: 10.1016/j.toxlet.2014.08.013.

De Smedt T, De Cremer K, Vleminckx C, Fierens S, Mertens B, Van Overmeire I, Bader M, De Paepe P, Nemery B, Schettgen T, Stove C, Van Oyen H, Van Loco J, Van Nieuwenhuyse A.  Acrylonitrile exposure in the general population following a major train accident in Belgium: A human biomonitoring study. Toxicol Letters, in press. doi: 10.1016/j.toxlet.2014.09.009.

Schettgen T, Müller J, Fromme H, Angerer J. Simultaneous quantification of haemoglobin adducts of ethylene oxide, propylene oxide, acrylonitrile, acrylamide and glycidamide in human blood by isotope-dilution GC/NCI-MS/MS. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2010 Oct 1;878(27):2467-73. doi: 10.1016/j.jchromb.2009.11.043. Epub 2009 Dec 4.

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