facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Wiki
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАВИСИМОСТИ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ И ЛЕГКИХ С ВУТ ОТ ЗАПЫЛЕННОСТИ РА-БОЧЕЙ ЗОНЫ

Автор Доклада: 
Фишман Б.Б., Лежнев О.К., Раздобреев А.С.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАВИСИМОСТИ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ И ЛЕГКИХ С ВУТ ОТ ЗАПЫЛЕННОСТИ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Фишман Борис Борисович, академик РАЕН, д-р мед. наук, проф.
Лежнев О.К., аспирант
Раздобреев А.С., аспирант
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

 

Проведена оценка структуры и уровня заболеваемости верхних дыхательных путей и легких у рабочих огнеупорного производства в зависимости от интенсивности действия пылевого фактора. Предложен метод математического анализа для изучения алгоритма: пылевой фактор – заболеваемость с ВУТ с построением адекватных математических моделей.
Ключевые слова:
производство муллитовых огнеупоров, условия труда, заболеваемость верхних дыхательных путей и легких с ВУТ у рабочих, математический анализ зависимости “пылевая нагрузка – заболеваемость с ВУТ”.

The estimation of structure and a level of desease of the top respiratory ways and easy at workers of fire-resistant manufacture Is lead depending on intensity of action of the dust factor. The method of the mathematical analysis for studying algorithm is offered: the dust factor - desease with time disabilitywith construction of adequate mathematical models.
Key words:manufacture by of mulliteproduct,working conditions, desease of the top respiratory ways and easy with at workers, the mathematical analysis of dependence “ dust loading - desease with time disability”.

Материалы и методы

Исследования проводились на крупнейшем в Европе ОАО “Боровичский комбинат огнеупоров“(БКО) в период с 1978 по 2010 года.

Состояние здоровья рабочих оценивалось по показателю временной утраты трудоспособности (ВУТ) по группе заболеваний верхних дыхательных путей и легких. Исследование осуществлялось методом сплошной выборки в период за 20 лет по всем профессиональным группам рабочих и инженерно-технического персонала пяти основных цехов комбината. Среди оцениваемых показателей за основу были взяты число случаев заболеваний и дней нетрудопособности с учетом половых признаков, профессии, возраста, стажа и места работы в помесячной динамике. В целом в разработку было взято 30210 случаев заболеваемости по обращаемости, учитываемой по журналу выдачи листов нетрудоспособности в МСЧ комбината. Для установления доли заболеваний верхних дыхательных путей в общей структуре заболеваемости с ВУТ проведена экспертная оценка заболеваемости по всем нозологическим формам и группам заболеваний в период за 20 лет в целом по комбинату.

Как показали наши исследования [4, 5]уровень заболеваемости по стандартизованным среднемноголетним показателям в пересчете на 100 круглогодичных рабочих характеризуется высокими показателями частоты (96,6), длительности (1161,1) и тяжести заболевания (12,0), превышающих аналогичные показатели в целом по промышленности региона.

В динамике заболеваемости на комбинате с 1989 года отмечается отчетливая тенденция к снижению как числа случаев, так и числа дней нетрудоспособности.

В структуре заболеваемости с ВУТ по числу случаев на 100 рабочих в сравнении с заболеваемостью на промпредприятиях региона ведущее место среди заболеваний верхних дыхательных путей занимают: ОРЗ - соответственно 33,35 и 32,15% (критерий значимости различий “t” Стьюдента = 2,3 при Р<0,05 с учетом поправки Бонферрони); острые фарингиты и ангины - 5,87 и 5,48% (при Р>0,05); грипп - 6,77 и 3,61% (при Р>0,05); острые бронхиты и пневмонии - соответственно 1,83 и 1,96% (при Р>0,05) и 1,17 и 1,39% (при Р>0,05). Среди хронических заболеваний легких удельный вес хронического бронхита (ХБ) составил соответственно 2,66 и 2,73% (при Р<0,05) и туберкулеза легких - 0,34 и 0,39% (при Р<0,05).

Таб. 1

Заболеваемость верхних дыхательных путей и легких с ВУТ рабочих комбината огнеупоров(число случаев на 100 рабочих)

Профессия

ангины

ОРЗ

о. бронхиты

пневмонии

грипп

хр. бронхиты

Бегунщик

1,3

6,1

2,6

0,0

2,8

2,0

Дробильщик

5,9

6,4

3,9

1,7

2,3

1,7

Формовщик

3,2

13,3

9,3

0,0

4,3

0,0

Мельник

0,9

9,7

6,0

0,7

0,5

0,7

Прессовщик

1,0

5,5

2,9

0,7

3,1

1,3

Обжигальщик

2,0

4,7

5,8

1,6

2,9

0,7

Садчик

1,1

7,4

1,7

1,3

2,8

1,0

Сушильщик

4,8

17,4

4,8

0,0

6,5

6,5

Транспортировщик

0,8

4,6

2,0

0,8

1,8

0,3

Составитель массы

2,4

5,7

3,7

2,8

0,0

1,2

Сортировщик

1,1

5,0

2,5

0,4

1,5

0,9

Среднее по нозологической форме

2,2

7,8

4,1

0,9

2,6

1,5

 

Длительность одного случая заболевания на БКО не имеет отличий в сравнении с промпредприятиями региона по таким заболеваниям, как туберкулез легких, фарингиты и ангины, ОРЗ, обострения хронических заболеваний легких (Р>0,05). По остальным классам и нозологическим формам величина различия не превышает Р<0,05.

По отдельным нозологическим формам установлена прямая сильная корреляционная связь между показателями заболеваемости ХБ и туберкулезом легких [4]. Подобная связь на других предприятиях региона отсутствует.

Незначительную тенденцию к снижению по данным экспоненциального распределения имеет заболеваемость гриппом, ОРЗ, ХБ, пневмониями, ангинами и фарингитами; к росту - заболеваемость острыми бронхитами и к незначительному росту - туберкулезом легких.

Заболеваемость у мужчин по числу случаев составила 76,3%, по числу дней нетрудоспособности - 74%; у женщин соответственно 23,7 и 26%.

Распределение заболеваемости по профессиям с учетом пола показало более высокий уровень по числу случаев среди женщин у бегунщиков, мельников и прессовщиков, а также операторов, сушильщиков, садчиков и формировщиков.

По всем остальным профессиям уровень заболеваемости у мужчин как правило в 2 - 10 раз превышал этот показатель у женщин. Тяжесть заболевания была более выражена у женщин по всем без исключения профессиям, кроме операторов и сушильщиков. В суммарном эквиваленте средняя длительность случая заболевания у женщин составила 8,3; у мужчин - 7,3.

Наиболее выражена заболеваемость рабочих, связанных с процессами дезинтеграции, прессования, обжига и транспортировки по группе заболеваний ангинами, острыми бронхитами и ХБ.

При оценкезаболеваемости с учетом профессий, возраста и пола установлено, что заболеваемость среди мельников равномерно распределяется по всем возрастным группам, линейное распределение имеет незначительный уклон в сторону старших возрастных групп. Максимум модального распределения приходится на возрастные группы 45 - 49 лет. Максимум заболеваний приходится на стажевую группу, равную 5 годам.

Заболеваемость среди прессовщиков с учетом возрастных градаций носит четко выраженный регрессионный характер с прямолинейным нисходящим типом распределения. Уравнение регрессии носит характер аналогичный заболеваемости бегунщиков. Зависимость заболеваемости от стажевых характеристик носит идентичный характер.

Таким образом, по группе профессий, связанных с процессами дезинтеграции, наблюдается снижение уровня заболеваемости по регрессивному прямолинейному типу [2]по мере увеличения возрастных градаций. Аналогичная закономерность наблюдается и при оценке заболеваемости различных стажевых групп.

Заболеваемость рабочих, связанных с процессами обжига, отличается значительной вариабильностью и зависит от этапа технологического процесса. Так, заболеваемость среди обжигальщиков обладает прогрессивным ростом с учетом возрастных групп, среди сушильщиков и садчиков – регрессивным. Максимум заболеваемости среди садчиков приходится на возрастную группу, равную 20 - 24 года, у сушильщиков - 35 - 39 лет. Если при оценке заболеваемости с помощью полиномиального распределения максимум среди садчиков приходится на стажевую группу, равную 5 годам, то среди сушильщиков подобный максимум приходится на стажевую группу в 11 - 15 лет.

Среди сортировщиков заболеваемость имеет максимальную частоту среди возрастных групп 25 - 29 и 30 - 34 года. С увеличением возраста заболеваемость как по полиномиальному, так и по линейному распределению приобретает выраженный регрессионный характер. В данной профессии наибольшая заболеваемость при стаже в 5 лет.

Среди составителей массы заболеваемость наибольшая среди двух возрастных (20 - 29 лет) и одной стажевой группы (5 лет), среди формировщиков - в возрастных группах 40 - 44 и 45 - 49 лет со стажем 6 - 10 лет.

Заболеваемость транспортировщиков при учете линейного распределения носит равномерный характер с незначительной регрессией в сторону старших возрастных групп, по полиномиальному распределению максимум падает на возрастные группы 35 - 39 и 45 - 49 лет и стаж работы 5 лет.

При сравнении средних значений длительности одного случая заболевания по профессиям по отношению к среднестатистической величине по комбинату в целом установлены статистически значимые различия (Р < 0,001) по группе прочие и операторы, Р < 0,01 у прессовщиков и Р < 0,05 у мельников - остальным профессиям длительность случая заболевания не имела статистически значимых различий. Наиболее высокие показатели средней продолжительности одного случая заболевания с учетом сезонов года отмечены по профессиям мельник (8,3), составитель массы (8,1), бегунщик (7,2) и прессовщиков (7,8) при Р < 0,01.

Таким образом, приведенный анализ заболеваемости с ВУТ выявил специфическую особенность в заболеваемости верхних дыхательных путей и легких с ВУТ за счет высокого удельного веса заболеваний ОРЗ, ХБ и повышенной поражаемости отдельных профессиональных групп старших возрастов, что указывает на возможность формирования у них преморбитных стадий хронической патологии легких.

Запыленность воздуха рабочих мест как в целом по комбинату, так и по отдельным рабочим местам превышает ПДК.  Наиболее значимо превышение среднесменных показателей запыленности рабочих мест по технологическим операциям, связанных с транспортировкой и дезинтеграцией сырья.

У специальности “обжигальщик” наибольший удельный вес в сумме запыленности рабочего места приходится на технологический процесс, связанный с работой вращающих печей (81%). Запыленность при работе холодильных барабанов вращающих печей не превышает 19%. Помесячная динамика запыленности рабочего места обжигальщика характеризуется отсутствием сезонности (P>0,05).

На рабочем месте садчика месячная динамика уровней запыленности также характеризуется параболическим полиномиальным распределением по максимальным и средним величинам и отсутствием динамики по минимальным. На рабочем месте у сушильных барабанов вращающих печей полиномиальное распределение свидетельствует об отсутствии сезонности (P>0,05).

По специальности “дробильщик” структура запыленности рабочих мест определяется работой шнековых дробилок (42%), дроблении клинкера (31%) и дроблении сырья - 27%. Отмеченная особенность связана с влажностью огнеупорных глин на различных стадиях их переработки. Уровень запыленности рабочего места зависит от цикличности работы шнековых дробилок.

Запыленность рабочего места мельника максимальна при одновременной работе шаровых мельниц и дезинтеграторов в помещении стругачей (44%), непосредственно при работе шаровых мельниц (33%) и минимальна при помоле шамота.

Специальность “бегунщик“ из-за разнообразия специальных механизмов, предназначенных для изготовления технологических изделий, представлена наиболее широко. По удельному весу запыленности рабочих мест статистически значимые различия при (P<0,01) отмечаются при работе двухвального смесителя (19%) и бегунковых мешалок (18%). При остальных технологических операциях статистически значимых различий не установлено. Аналогично специальности “мельник” сезонность по параболическому типу отмечается только по максимальным уровням запыленности.

Для специальности “прессовщик” статистически значимые различия при (P<0,001) отмечены только при прессовании изделий на ленточном прессе. На остальном прессовочном оборудовании статистически значимые различия в уровнях запыленности отсутствуют. Соответственно, также отсутствует сезонная динамика в уровнях запыленности.

Для специальностей “составитель массы” и “пересыпщик” сезонность по параболическому типу при полиномиальном распределении отмечается только по максимальным уровням запыленности.

Статистически значимые различия при (P<0,001) по отношению к другим технологическим операциям установлены для специальности “транспортировщик” при транспортировке шамота силосного склада брикетного отделения (37%) и транспортировке сырья (33%).

Для оценки наличия связи между заболеваемостью и уровнями запыленности рабочих мест нами применены методы математического анализа [1, 2, 5, 6], в которых:

-      тип наблюдения - действительные величины;
-      наблюдения независимы;
-      контролируемая переменная Х - средний уровень запыленности;
-      переменная отклика Y- количество случаев заболеваемости.

Рассматривались следующие регрессионные модели:

1) линейная: y=ax+b;
2) квадратическая: y= ax2+bx+c;
3) показательная: y=bmx;
4) степенная: y=bxa;
5) гиперболическая: y=a+b/x;
6) обратная к линейной: y=1/(ax+b);
7) обратная к неполной квадратической: y=1/(ax2+c);
8) обратная к квадратической: y=1/(ax2+bx+c);
9) y = 1/ ax2+b lnx + c.

Анализом установлено, что в моделях 1 - 5 значения коэффициента детерминации R2 малые при уровне значимости a=0,05. Поэтому, исходя из F-теста, модели 1-5 математически незначимы.

В модели 6) R2=0,464. Соответственно, R= 0,6812, что свидетельствует о заметной зависимости “y” от “x” по шкале Чеддока. Значение F-теста = 8,66 при 10 степенях свободы превышает Fкрит.=5,12 , что свидетельствует о значимости регрессии, и модель может быть признана пригодной для практического использования. Однако ввиду соотношения R2 < 0,5 ценность данной модели для практики невысока.

В модели 7) y=1/ax2+c R2=0,562298; R=0,749866. При 0,7<R<0,9 теснота связи Y и X признается высокой (согласно шкале Чеддока). В подобном случае регрессия значима при уровне значимости a= 0,005, что является сильным свидетельством против нулевой гипотезы. Исследование остатков не противоречит гипотезе о нормальной распределенности, о том же свидетельствует и вид графиков остатков и подбора. Стандартные ошибки коэффициентов и регрессии существенно меньше исследуемых величин.

Вывод: Модель Y=1/ 0,002472 X2+0,138337 адекватна исследуемой зависимости и может быть пригодна для прогнозирования. Влияние фактора запыленности в данной модели составляет 56,2298%; при уровне значимости a=0,05 доверительные интервалы для коэффициентов следующие: для а: (0,000935; 0,004009), для с: (0,004299; 0,272375).

Примечание: по данным приведенного анализа между X и Y установлена обратная зависимость: чем больше запыленность, тем меньше заболеваемость.

В модели 8) y=1/ax2+bx+c R2=0,760327; R=0,871987, что согласно шкалы Чеддока указывает на наличие высокой связи между заболеваемостью и запыленностью. Регрессия значима при уровне значимости a=0,002 (>0,001615).

Вывод: Модель Y=1/ 0,012997х2 - 0,21896х + 1,185065 адекватна исследуемой зависимости. Влияние фактора запыленности в модели составляет 76,0327%. При уровне значимости a=0,05 доверительные интервалы для коэффициентов следующие: для а: (0,0041; 0,0218); для b: (-0,40; -0,037); для с: (0,3103; 2,0598).

Замечание.

Для функции y = 0,012997х2 - 0,21896х + 1,185065 изменение монотонности функции происходит в точке хо= - b/2a=8,4234823. Таким образом, при х< хо Y возрастает с ростом Х (рост запыленности влечет рост заболеваемости), а при х> хо Y убывает с ростом Х (т.е. рост запыленности влечет уменьшение заболеваемости).

Модель 9) Y=1/ ax2+b lnx+c = 1/ x2+0,007 lnx+1,867. Данная модель не улучшает предыдущую модель поскольку R2=0,753<0,760327 (R2 из модели 8), F=13,7<14,28 (F из модели 8) Se4=0,084>0,083 (Se4 из модели 8). Вместе с тем, отметим, что модель 9 также является адекватной исследуемой зависимости с надежностью a= 0,05.

Таким образом, из моделей 7, 8, 9 следует выбрать в качестве рабочей модель с наименьшей остаточной дисперсией –то есть модель 8. Y= 1/ 0,012997х2 - 0,21896х + 1,185065.

Из двухпараметрических моделей следует отдать предпочтение модели 7: y = 1/ 0,002472x2+0,138337.

При попытке улучшить эту модель путем введения в модель 7 сомножителя х3 вместо x2 получили модель 10) Y=1/ ax3+с после анализа которой R2=0,636236, R=0,797644, т.е. теснота связи Y и X высокая, согласно шкале Чеддока. Регрессия значима и уровень значимости достаточно высок a<0,002 (точнее 0,001881). Графики остатков и подбора и сами остатки не отвергают гипотезу о нормальном распределении остатков.

Таким образом, модель 10 также адекватна. Уровень значимости коэффициентов не превосходит a= 0,002. Стандартные ошибки много меньше оцениваемых значений. Влияние фактора запыленности в модели - 63,6236%. Остаточная дисперсия 0,009421 - наименьшая среди всех двухпараметрических моделей, что позволяет считать модель 10 наиболее приемлемой среди рассмотренных.

Заключение. Таким образом, проведенный регрессионный анализ указывает на отсутствие линейной математической зависимости между заболеваемостью рабочих с ВУТ и уровнем запыленности рабочих мест, что характеризует пыль как индифферентную. Поэтому, в формировании патологии верхних дыхательных путей и легких пылевой фактор носит не существенное значение.

Литература:

1. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ: Кн.1.-М.: Финансы и статистика, 1986 – 366 с.
2. Езекиэл М., Фокc К. А. Методы анализа корреляций и регрессии линейных и криволинейных: Пер. с англ.—М.: Статистика, 1966.—567 с.
3. Фишман Б.Б. Муллитоз, Том 1. (Особенности гигиены труда и заболеваемости рабочих при изготовлении высокоглиноземистых огнеупоров). Под редакцией академика РАМН В.Г.Артамоновой. Издательство НовГУ им.Ярослава Мудрого, 1998, 236 стр.
4. Фишман Б.Б., Артамонова В.Г., Величковский Б.Т. Муллитоз Том 11. (клиника, патогенез, профилактика). Издательство НовГУ им. Ярослава Мудрого, 1998, 203 стр.
5. Фишман Б.Б., Токмачев М.С. Применение методов математического моделирования в практике санитарно-гигиенического мониторинга. В сб. “Совершенствование статистики здоровья и здравоохранения в РФ”. Материалы 6-ой ежегодной Российской НПК НПО “МедСоцЭкономИнформ”, 27-28 мая 1999 г.
6. Шиган Е.Н. Методы прогнозирования и моделирования в социально-гигиенических исследованиях. М.: Медицина, 1986- 208 c.

8.5
Ваша оценка: Нет Средняя: 8.5 (2 голоса)
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.