Analyse der Hüftgelenksbelastung bei beruflichen und außerberuflichen Tätigkeiten (IFA Report 3/2016)

Kurzfassung:

Die Arthrose des Hüftgelenks (Coxarthrose) ist eine Erkrankung mit hoher sozioökonomischer Relevanz. Neben beträchtlichen gesundheitlichen und ökonomischen Einschränkungen für die Betroffenen sind auch die Belastungen für das Gesundheitssystem und die Wirtschaft zu betrachten. Im Jahr 2011 etwa war die Coxarthrose die Ursache für ca. 2,6 Millionen Arbeitsunfähigkeitstage und ca. 1 600 Frühverrentungen in Deutschland. Die Coxarthrose zeigt eine multifaktorielle Verursachung, wobei in der epidemiologischen Literatur regelmäßig auch berufliche Tätigkeiten wie schweres Heben und Tragen als Risikofaktor genannt werden. Allerdings ist die Höhe der entstehenden Belastungen des Hüftgelenks durch berufliche Tätigkeiten und insbesondere deren möglicher Einfluss auf die Entstehung der Arthrose bislang weitgehend unklar.

Innerhalb dieses Projekts wurde in Kooperation der Berufsgenossenschaftlichen Unfallklinik Murnau (BGUM) und des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) versucht, die Höhe der mechanischen Belastungen des Hüftgelenks bei risikoassoziierten Tätigkeiten aus dem Arbeitsumfeld zu quantifizieren. Zum Vergleich wurden die entsprechenden Belastungen bei Alltagsaktivitäten wie Gehen ermittelt.

Anhand einer Umfrage unter den Unfallversicherungsträgern konnten Branchen und berufliche Aktivitäten mit einer potenziell hohen Hüftgelenksbelastung identifiziert werden. Aus diesen wurden das Heben, Tragen und Umsetzen von schweren Lasten (25 bis 50 kg), das Leiternsteigen sowie das Treppensteigen (ohne Zusatzlast und mit Zusatzlast von 25 kg) zur Untersuchung ausgewählt. Im Rahmen einer Labormessung wurden mittels Motion Capturing und verschiedener Kraftmesseinrichtungen die Ausführungen der ausgewählten Tätigkeiten von zwölf Fachkräften aus unterschiedlichen Branchen aufgezeichnet und ausgewertet. Die Berechnung der Belastung in Form von Hüftgelenkskräften erfolgte mittels Mehrkörpersimulation.

Anschließend konnten daraus mittels Finiter-Elemente-Analyse die Kontaktdrücke und deren geometrische Verteilung an den Knorpeloberflächen des Hüftgelenks berechnet werden. Auf diese Weise stand ein Indikator der Beanspruchung des Hüftgelenks zur Verfügung.

Die höchsten Hüftgelenkskräfte traten mit (637 ± 148) % des Körpergewichts beim Umsetzen der 50-kg-Last auf. Dies entsprach der 1,7-fachen Belastung beim Gehen mit (368 ± 78) % des Körpergewichts. Signifikant erhöhte Hüftgelenkskräfte im Vergleich zum Gehen zeigten sich für das Tragen von Lasten mit 40 und 50 kg, das Umsetzen von Lasten mit 25, 40 und 50 kg sowie für das Treppenaufsteigen mit 25 kg Zusatzlast. Im Rahmen der Finite-Elemente-Analyse wurden maximale Kontaktdrücke von 24,1 MPa berechnet (Heben von 50 kg), wobei von diesen hohen Drücken nur sehr kleine Bereiche der Gelenkfläche betroffen waren. Beim Gehen erreichte der maximale Druck 15 MPa.

Die Ergebnisse liefern eine quantitative Übersicht zu den Belastungen des Hüftgelenks bei beruflichen und alltäglichen Tätigkeiten. Sie stellen eine Hilfe für zukünftige quantitative Expositionsermittlungen in verschiedenen Branchen und Berufsfeldern dar und tragen damit zu einer besseren Einschätzung der Relevanz beruflich bedingter Belastungen bei der Entstehung von Coxarthrosen bei.