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Published in: BMC Musculoskeletal Disorders 1/2009

Open Access 01-12-2009 | Research article

Cumulative occupational lumbar load and lumbar disc disease – results of a German multi-center case-control study (EPILIFT)

Authors: Andreas Seidler, Annekatrin Bergmann, Matthias Jäger, Rolf Ellegast, Dirk Ditchen, Gine Elsner, Joachim Grifka, Johannes Haerting, Friedrich Hofmann, Oliver Linhardt, Alwin Luttmann, Martina Michaelis, Gabriela Petereit-Haack, Barbara Schumann, Ulrich Bolm-Audorff

Published in: BMC Musculoskeletal Disorders | Issue 1/2009

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Abstract

Background

The to date evidence for a dose-response relationship between physical workload and the development of lumbar disc diseases is limited. We therefore investigated the possible etiologic relevance of cumulative occupational lumbar load to lumbar disc diseases in a multi-center case-control study.

Methods

In four study regions in Germany (Frankfurt/Main, Freiburg, Halle/Saale, Regensburg), patients seeking medical care for pain associated with clinically and radiologically verified lumbar disc herniation (286 males, 278 females) or symptomatic lumbar disc narrowing (145 males, 206 females) were prospectively recruited. Population control subjects (453 males and 448 females) were drawn from the regional population registers. Cases and control subjects were between 25 and 70 years of age. In a structured personal interview, a complete occupational history was elicited to identify subjects with certain minimum workloads. On the basis of job task-specific supplementary surveys performed by technical experts, the situational lumbar load represented by the compressive force at the lumbosacral disc was determined via biomechanical model calculations for any working situation with object handling and load-intensive postures during the total working life. For this analysis, all manual handling of objects of about 5 kilograms or more and postures with trunk inclination of 20 degrees or more are included in the calculation of cumulative lumbar load. Confounder selection was based on biologic plausibility and on the change-in-estimate criterion. Odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) were calculated separately for men and women using unconditional logistic regression analysis, adjusted for age, region, and unemployment as major life event (in males) or psychosocial strain at work (in females), respectively. To further elucidate the contribution of past physical workload to the development of lumbar disc diseases, we performed lag-time analyses.

Results

We found a positive dose-response relationship between cumulative occupational lumbar load and lumbar disc herniation as well as lumbar disc narrowing among men and women. Even past lumbar load seems to contribute to the risk of lumbar disc disease.

Conclusion

According to our study, cumulative physical workload is related to lumbar disc diseases among men and women.
Literature
1.
go back to reference Hult L: Cervical, dorsal, and lumbar spinal syndroms. Acta Orthop Scand. 1954, 17 (Suppl): 1-102.CrossRef Hult L: Cervical, dorsal, and lumbar spinal syndroms. Acta Orthop Scand. 1954, 17 (Suppl): 1-102.CrossRef
3.
go back to reference Riihimäki H, Wickström G, Hänninen K, Mattsson T, Waris P, Zitting A: Radiographically detectable degenerative lumbar changes as risk indicators of back pain. Scand J Work Environ Health. 1989, 15: 280-5.CrossRefPubMed Riihimäki H, Wickström G, Hänninen K, Mattsson T, Waris P, Zitting A: Radiographically detectable degenerative lumbar changes as risk indicators of back pain. Scand J Work Environ Health. 1989, 15: 280-5.CrossRefPubMed
4.
go back to reference Wickström G, Nummi J, Nurminen M: Restriction and pain during forward bending in concrete reinforcement workers. Scand J Work Environ Health. 1978, 4 (Suppl 1): 29-38.CrossRefPubMed Wickström G, Nummi J, Nurminen M: Restriction and pain during forward bending in concrete reinforcement workers. Scand J Work Environ Health. 1978, 4 (Suppl 1): 29-38.CrossRefPubMed
5.
go back to reference Wickström G, Niskanne T, Riihimäki H: Strain on the back in concrete reinforcement work. Br J Ind Med. 1985, 42: 233-9.PubMedPubMedCentral Wickström G, Niskanne T, Riihimäki H: Strain on the back in concrete reinforcement work. Br J Ind Med. 1985, 42: 233-9.PubMedPubMedCentral
6.
go back to reference Elsner G, Nienhaus A, Beck W: Berufsbedingte degenerativeDiskopathien im Lendenwirbelsäulenbereich. Soz Präventivmed. 1997, 42: 144-54. 10.1007/BF01300565.CrossRefPubMed Elsner G, Nienhaus A, Beck W: Berufsbedingte degenerativeDiskopathien im Lendenwirbelsäulenbereich. Soz Präventivmed. 1997, 42: 144-54. 10.1007/BF01300565.CrossRefPubMed
7.
go back to reference Riihimäki H: Back pain and heavy physical work: a comparative study of concrete reinforcement workers and maintenance house painters. Br J Ind Med. 1985, 42: 226-32.PubMedPubMedCentral Riihimäki H: Back pain and heavy physical work: a comparative study of concrete reinforcement workers and maintenance house painters. Br J Ind Med. 1985, 42: 226-32.PubMedPubMedCentral
9.
go back to reference Braun W: Ursachen des lumbalen Bandscheibenvorfalls. 1969, Stuttgart: Hippokrates-Verlag Braun W: Ursachen des lumbalen Bandscheibenvorfalls. 1969, Stuttgart: Hippokrates-Verlag
10.
go back to reference Heliövaara M: Occupation and risk of herniated lumbar intervertebral disc or sciatica leading to hospitalization. J Chronic Dis. 1987, 40: 259-264. 10.1016/0021-9681(87)90162-7.CrossRefPubMed Heliövaara M: Occupation and risk of herniated lumbar intervertebral disc or sciatica leading to hospitalization. J Chronic Dis. 1987, 40: 259-264. 10.1016/0021-9681(87)90162-7.CrossRefPubMed
11.
go back to reference Hofmann F, Bolm-Audorff U, Michaelis M, Nübling M, Stößel U: Berufliche Wirbelsäulenerkrankungen bei Beschäftigten im Pflegeberuf – epidemiologische und versicherungsrechtliche Aspekte (I), Teil 1: Übersicht über international publizierte Studien. Versicherungsmedizin. 1997, 49: 220-224.PubMed Hofmann F, Bolm-Audorff U, Michaelis M, Nübling M, Stößel U: Berufliche Wirbelsäulenerkrankungen bei Beschäftigten im Pflegeberuf – epidemiologische und versicherungsrechtliche Aspekte (I), Teil 1: Übersicht über international publizierte Studien. Versicherungsmedizin. 1997, 49: 220-224.PubMed
12.
go back to reference Jörgensen S, Hein O, Gyntelberg F: Heavy lifting at work and risk of genital prolapse and herniated lumbar disc in assistant nurse. Occup Med. 1994, 44: 46-49. 10.1093/occmed/44.1.47.CrossRef Jörgensen S, Hein O, Gyntelberg F: Heavy lifting at work and risk of genital prolapse and herniated lumbar disc in assistant nurse. Occup Med. 1994, 44: 46-49. 10.1093/occmed/44.1.47.CrossRef
13.
go back to reference Kelsey JL, Githens PB, White AA, Holford TR, Walter SD, O'Connor T, Ostfeld AM, Weil U, Southwick WO, Calogero JA: An epidemiologic study of lifting and twisting on the job and risk for acute prolapsed lumbar intervertebral disc. J Orthop Res. 1984, 2: 61-66. 10.1002/jor.1100020110.CrossRefPubMed Kelsey JL, Githens PB, White AA, Holford TR, Walter SD, O'Connor T, Ostfeld AM, Weil U, Southwick WO, Calogero JA: An epidemiologic study of lifting and twisting on the job and risk for acute prolapsed lumbar intervertebral disc. J Orthop Res. 1984, 2: 61-66. 10.1002/jor.1100020110.CrossRefPubMed
14.
go back to reference Chaffin DB, Park KS: A longitudinal study of low-back pain as associated with occupational weight lifting factors. Am Ind Hyg Assoc J. 1973, 34: 523-25.CrossRef Chaffin DB, Park KS: A longitudinal study of low-back pain as associated with occupational weight lifting factors. Am Ind Hyg Assoc J. 1973, 34: 523-25.CrossRef
15.
go back to reference Seidler A, Bolm-Audorff U, Heiskel H, Henkel N, Roth-Küver B, Kaiser U, Bickeböller R, Willingstorfer WJ, Beck W, Elsner G: The role of cumulative physical work load in lumbar spine disease: risk factors for lumbar osteochondrosis and spondylosis associated with chronic complaints. Occup Environ Med. 2001, 58: 735-746. 10.1136/oem.58.11.735.CrossRefPubMedPubMedCentral Seidler A, Bolm-Audorff U, Heiskel H, Henkel N, Roth-Küver B, Kaiser U, Bickeböller R, Willingstorfer WJ, Beck W, Elsner G: The role of cumulative physical work load in lumbar spine disease: risk factors for lumbar osteochondrosis and spondylosis associated with chronic complaints. Occup Environ Med. 2001, 58: 735-746. 10.1136/oem.58.11.735.CrossRefPubMedPubMedCentral
16.
go back to reference Seidler A, Bolm-Audorff U, Siol T, Henkel N, Fuchs C, Schug C, Leheta F, Marquard C, Schmitt E, Ulrich PT, Beck W, Missalla A, Elsner G: Occupational risk factors for symptomatic lumbar disc herniation; a case-control study. Occup Environ Med. 2003, 60: 821-830. 10.1136/oem.60.11.821.CrossRefPubMedPubMedCentral Seidler A, Bolm-Audorff U, Siol T, Henkel N, Fuchs C, Schug C, Leheta F, Marquard C, Schmitt E, Ulrich PT, Beck W, Missalla A, Elsner G: Occupational risk factors for symptomatic lumbar disc herniation; a case-control study. Occup Environ Med. 2003, 60: 821-830. 10.1136/oem.60.11.821.CrossRefPubMedPubMedCentral
17.
go back to reference Bolm-Audorff U: Berufskrankheiten der Wirbelsäule durch Heben oder Tragen schwerer Lasten. Handbuch der Arbeitsmedizin, 10. Ergänzungslieferung. Edited by: Konietzko J, Dupuis H. 1993, Landsberg: Ecomed-Verlag, IV-7.8.3- Bolm-Audorff U: Berufskrankheiten der Wirbelsäule durch Heben oder Tragen schwerer Lasten. Handbuch der Arbeitsmedizin, 10. Ergänzungslieferung. Edited by: Konietzko J, Dupuis H. 1993, Landsberg: Ecomed-Verlag, IV-7.8.3-
18.
go back to reference Bolm-Audorff U, Brandenburg S, Brüning T, Dupuis H, Ellegast R, Elsner G, Franz K, Grasshoff H, Grosser V, Hanisch L, Hartmann B, Hartung E, Hering KG, Heuchert G, Jäger M, Krämer J, Kranig A, Ludolph E, Luttmann A, Nienhaus A, Pieper W, Pöhl KD, Remé T, Riede D, Rompe G, Schäfer K, Schilling S, Schmitt E, Schröter F, Seidler A, Spallek M, Weber M: Medizinische Beurteilungskriterien zu bandscheibenbedingten Berufskrankheiten der Lendenwirbelsäule (I) Konsensempfehlungen zur Zusammenhangsbegutachtung der auf Anregung des HVBG eingerichteten interdisziplinären Arbeitsgruppe. Trauma und Berufskrankheit. 2005, 7: 211-252. 10.1007/s10039-005-1027-5.CrossRef Bolm-Audorff U, Brandenburg S, Brüning T, Dupuis H, Ellegast R, Elsner G, Franz K, Grasshoff H, Grosser V, Hanisch L, Hartmann B, Hartung E, Hering KG, Heuchert G, Jäger M, Krämer J, Kranig A, Ludolph E, Luttmann A, Nienhaus A, Pieper W, Pöhl KD, Remé T, Riede D, Rompe G, Schäfer K, Schilling S, Schmitt E, Schröter F, Seidler A, Spallek M, Weber M: Medizinische Beurteilungskriterien zu bandscheibenbedingten Berufskrankheiten der Lendenwirbelsäule (I) Konsensempfehlungen zur Zusammenhangsbegutachtung der auf Anregung des HVBG eingerichteten interdisziplinären Arbeitsgruppe. Trauma und Berufskrankheit. 2005, 7: 211-252. 10.1007/s10039-005-1027-5.CrossRef
19.
go back to reference Richter P, Hemmann E, Merboth H, Fritz S, Hansgen C, Rudolf M: Das Erleben von Arbeitsintensität und Tätigkeitsspielraum – Entwicklung und Validierung eines Fragebogens zur orientierenden Analyse (FIT). Z Arbeits-Organisationspsychol. 2000, 44: 129-13. 10.1026//0932-4089.44.3.129.CrossRef Richter P, Hemmann E, Merboth H, Fritz S, Hansgen C, Rudolf M: Das Erleben von Arbeitsintensität und Tätigkeitsspielraum – Entwicklung und Validierung eines Fragebogens zur orientierenden Analyse (FIT). Z Arbeits-Organisationspsychol. 2000, 44: 129-13. 10.1026//0932-4089.44.3.129.CrossRef
20.
go back to reference Karasek R, Theorell T: Healthy work: stress, productivity and the reconstuction of working life. 1990, New York: Basic Books Karasek R, Theorell T: Healthy work: stress, productivity and the reconstuction of working life. 1990, New York: Basic Books
21.
go back to reference Kuorinka I, Jonsson B, Kilbom A, Vinterberg H, Biering-Sørensen F, Andersson G, Jørgensen K: Standardised Nordic questionnaires for the analysis of musculoskeletal symptoms. Appl Ergonom. 1987, 18: 233-7. 10.1016/0003-6870(87)90010-X.CrossRef Kuorinka I, Jonsson B, Kilbom A, Vinterberg H, Biering-Sørensen F, Andersson G, Jørgensen K: Standardised Nordic questionnaires for the analysis of musculoskeletal symptoms. Appl Ergonom. 1987, 18: 233-7. 10.1016/0003-6870(87)90010-X.CrossRef
22.
go back to reference Ellegast R, Ditchen D, Bergmann A, Bolm-Audorff U, Elsner G, Grifka J, Haerting J, Hofmann F, Jäger M, Linhardt O, Luttmann A, Michaelis M, Petereit-Haack G, Seidler A: Erhebungen zur beruflichen Wirbelsäulenexposition durch die Technischen Aufsichtsdienste der Unfallversicherungsträger im Rahmen der Deutschen Wirbelsäulenstudie. Zbl Arbeitsmed. 2007, 57: 251-263.CrossRef Ellegast R, Ditchen D, Bergmann A, Bolm-Audorff U, Elsner G, Grifka J, Haerting J, Hofmann F, Jäger M, Linhardt O, Luttmann A, Michaelis M, Petereit-Haack G, Seidler A: Erhebungen zur beruflichen Wirbelsäulenexposition durch die Technischen Aufsichtsdienste der Unfallversicherungsträger im Rahmen der Deutschen Wirbelsäulenstudie. Zbl Arbeitsmed. 2007, 57: 251-263.CrossRef
23.
go back to reference Jäger M, Luttmann A, Göllner R, Laurig W: The Dortmunder – Biomechanical model for quantification and assessment of the load on the lumbar spine. SAE Digital human modeling for design and engineeering. Edited by: Soc Autom Eng. 2001, SAE, Arlington: VA Jäger M, Luttmann A, Göllner R, Laurig W: The Dortmunder – Biomechanical model for quantification and assessment of the load on the lumbar spine. SAE Digital human modeling for design and engineeering. Edited by: Soc Autom Eng. 2001, SAE, Arlington: VA
24.
go back to reference Seidler A, Bergmann A, Ditchen A, Ellegast R, Elsner G, Grifka J, Haerting J, Hofmann F, Jäger M, Linhardt O, Luttmann A, Michaelis M, Petereit-Haack G, Bolm-Audorff U: Zusammenhang zwischen der kumulativen Wirbelsäulenbelastung durch Lastenhandhabungen und lumbalen Prolapserkrankungen – Ergebnisse der Deutschen Wirbelsäulenstudie. Zbl Arbeitsmed. 2007, 57: 290-303.CrossRef Seidler A, Bergmann A, Ditchen A, Ellegast R, Elsner G, Grifka J, Haerting J, Hofmann F, Jäger M, Linhardt O, Luttmann A, Michaelis M, Petereit-Haack G, Bolm-Audorff U: Zusammenhang zwischen der kumulativen Wirbelsäulenbelastung durch Lastenhandhabungen und lumbalen Prolapserkrankungen – Ergebnisse der Deutschen Wirbelsäulenstudie. Zbl Arbeitsmed. 2007, 57: 290-303.CrossRef
25.
go back to reference Bolm-Audorff U, Bergmann A, Ditchen D, Ellegast R, Elsner G, Grifka J, Haerting J, Hofmann F, Jäger M, Linhardt O, Luttmann A, Michaelis M, Petereit-Haack G, Seidler A: Zusammenhang zwischen manueller Lastenhandhabung und lumbaler Chondrose – Ergebnisse der Deutschen Wirbelsäulenstudie. Zbl Arbeitsmed. 2007, 57: 304-316.CrossRef Bolm-Audorff U, Bergmann A, Ditchen D, Ellegast R, Elsner G, Grifka J, Haerting J, Hofmann F, Jäger M, Linhardt O, Luttmann A, Michaelis M, Petereit-Haack G, Seidler A: Zusammenhang zwischen manueller Lastenhandhabung und lumbaler Chondrose – Ergebnisse der Deutschen Wirbelsäulenstudie. Zbl Arbeitsmed. 2007, 57: 304-316.CrossRef
26.
go back to reference Elsner G, Seidler A: Zur Frage der evidenzbasierten Bewertung der Minderung der Erwerbsfähigkeit. Zbl Arbeitsmed. 2003, 53: 442-51. Elsner G, Seidler A: Zur Frage der evidenzbasierten Bewertung der Minderung der Erwerbsfähigkeit. Zbl Arbeitsmed. 2003, 53: 442-51.
27.
go back to reference Adams MA, McNally DS, Dolan P: "Stress" distributions inside intervertebral discs. The effects of age and degeneration. J Bone Joint Surg Br. 1996, 78: 965-72. 10.1302/0301-620X78B6.1287.CrossRefPubMed Adams MA, McNally DS, Dolan P: "Stress" distributions inside intervertebral discs. The effects of age and degeneration. J Bone Joint Surg Br. 1996, 78: 965-72. 10.1302/0301-620X78B6.1287.CrossRefPubMed
28.
go back to reference Handa T, Ishihara H, Oshima H, Osada R, Tsuji H, Obata K: Effects of hydrostatic pressure on matrix synthesis and matrix metalloproteinase production in the human lumbar intervertebral disc. Spine. 1997, 22: 1085-91. 10.1097/00007632-199705150-00006.CrossRefPubMed Handa T, Ishihara H, Oshima H, Osada R, Tsuji H, Obata K: Effects of hydrostatic pressure on matrix synthesis and matrix metalloproteinase production in the human lumbar intervertebral disc. Spine. 1997, 22: 1085-91. 10.1097/00007632-199705150-00006.CrossRefPubMed
29.
go back to reference Hutton WC, Toribatake Y, Elmer WA, Ganey TM, Tomita K, Whitesides TE: The effect of compressive force applied to the intervertebral disc in vivo. A study of proteoglycans and collagen. Spine. 1998, 23: 2524-37. 10.1097/00007632-199812010-00007.CrossRefPubMed Hutton WC, Toribatake Y, Elmer WA, Ganey TM, Tomita K, Whitesides TE: The effect of compressive force applied to the intervertebral disc in vivo. A study of proteoglycans and collagen. Spine. 1998, 23: 2524-37. 10.1097/00007632-199812010-00007.CrossRefPubMed
30.
go back to reference Iatridis JC, Mente PL, Stokes IA, Aronsson DD, Alini M: Compression-induced changes in intervertebral disc properties in a rat tail model. Spine. 1999, 24: 996-1002. 10.1097/00007632-199905150-00013.CrossRefPubMed Iatridis JC, Mente PL, Stokes IA, Aronsson DD, Alini M: Compression-induced changes in intervertebral disc properties in a rat tail model. Spine. 1999, 24: 996-1002. 10.1097/00007632-199905150-00013.CrossRefPubMed
31.
go back to reference Jäger M, Luttmann A, Bolm-Audorff U, Schäfer K, Hartung E, Kuhn S, Paul R, Francks HP: Mainz-Dortmunder Dosismodell (MDD) zur Beurteilung der Belastung der Lendenwirbelsäule durch Heben oder Tragen schwerer Lasten oder durch Tätigkeiten in extremer Rumpfbeugehaltung bei Verdacht auf Berufskrankheit Nr. 2108; Teil 1: Retrospektive Belastungsermittlung für risikobehaftete Tätigkeitsfelder. Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed. 1999, 34: 101-111. Jäger M, Luttmann A, Bolm-Audorff U, Schäfer K, Hartung E, Kuhn S, Paul R, Francks HP: Mainz-Dortmunder Dosismodell (MDD) zur Beurteilung der Belastung der Lendenwirbelsäule durch Heben oder Tragen schwerer Lasten oder durch Tätigkeiten in extremer Rumpfbeugehaltung bei Verdacht auf Berufskrankheit Nr. 2108; Teil 1: Retrospektive Belastungsermittlung für risikobehaftete Tätigkeitsfelder. Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed. 1999, 34: 101-111.
Metadata
Title
Cumulative occupational lumbar load and lumbar disc disease – results of a German multi-center case-control study (EPILIFT)
Authors
Andreas Seidler
Annekatrin Bergmann
Matthias Jäger
Rolf Ellegast
Dirk Ditchen
Gine Elsner
Joachim Grifka
Johannes Haerting
Friedrich Hofmann
Oliver Linhardt
Alwin Luttmann
Martina Michaelis
Gabriela Petereit-Haack
Barbara Schumann
Ulrich Bolm-Audorff
Publication date
01-12-2009
Publisher
BioMed Central
Published in
BMC Musculoskeletal Disorders / Issue 1/2009
Electronic ISSN: 1471-2474
DOI
https://doi.org/10.1186/1471-2474-10-48

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