煤工尘肺发病规律、未来发病趋势及发病危险性预测的研究

摘要

煤工尘肺(coal worker's pneumoconiosis,CWP)是指煤矿工人长期吸入生产性粉尘所引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的慢性全身性疾病,是一种不可逆转的、从医学角度尚不能彻底根治的职业病。我国煤工尘肺占尘肺总病例近50％,是煤炭企业发病最严重、患病人数最多的职业病。煤矿工人,特别是那些从事井下开采工作的矿工,即使暴露在较低的粉尘环境中,也有罹患煤工尘肺的危险。因此,减少煤矿工人数目能够降低煤工尘肺发病人数。但煤炭作为我国一次能源的主体,承载着经济发展、社会进步和民族振兴的历史重任,而我国现有采煤技术也不允许减少煤矿工人,煤工尘肺的防治依然是我国职业卫生工作重点。
　　 煤工尘肺无论在国内还是国外发病情况均很严重。在美国,煤工尘肺约占尘肺总病例的70％。八十年代初,美国联邦煤矿工业安全局认为一个在煤矿工作十年以上的矿工,如死于呼吸道疾病,就有确凿的理由认为是死于尘肺。在英国,煤工尘肺约占尘肺总病例的75％以上。在我国,据国家煤矿安全监察局对23个省市16792个煤矿企业的调查统计,截至2005年,累计尘肺病例153027例,累计尘肺病死亡人数58,681人,现患病例94,346人。2005年新增尘肺病例5629例,尘肺病死亡人数2470人;仅国有重点煤矿新增尘肺病例4153例,占总数的73.78％,死亡人数2338人(94.65％)。煤矿尘肺病发病情况十分严重,累积检出的尘肺病人数目巨大,且每年还在快速增加。我国在1990～1992年和1992～1993年间由原煤炭部对全国统配煤矿和全国乡镇煤矿尘肺病发病情况进行流行病学调查,至今已有十余年未进行过煤矿尘肺病流行病学调查,尘肺病发病的基本特征及其发病规律已很不清楚。因此,在既往和当前生产工艺与经济条件下,我国目前煤工尘肺发病基本特征如何?其不同年代动态变化趋势如何的?现有条件下,未来煤工尘肺发病趋势将如何变化?其接尘矿工未来防治的重点在哪?这些都是我们目前无法掌握、但又无法回避的现实问题,也是我国各级政府和职业卫生工作者在新形势下面临的新情况、新问题和新挑战。
　　 胸部x线检查是煤工尘肺监测和诊断的金标准。我国目前要求接触煤尘浓度符合国家卫生标准劳动者,每3年进行1次胸部x线检查;接触煤尘浓度超过国家卫生标准劳动者,每2年进行1次胸部x线检查。健康检查制度的制订大大的提高了煤工尘肺检出率。但是,如果矿工接受x线检查后发现肺部小阴影时,表明他们的肺部已经被吸入的粉尘所损害,可能会被诊断为煤工尘肺疑似患者(0+),或煤工尘肺患者。所以,若想降低煤工尘肺的发病数目,只能采取一级预防措施,从根本上防止健康煤矿工人发展成煤工尘肺患者。另外,由于接尘矿工较多,繁重的体检工作以及巨大的经济支出周期性的进行,容易使企业力不从心,粉尘防治及煤工尘肺监测力度不够,最终导致煤工尘肺发病人数上升。因此,采取可行有效的方式识别潜伏期的煤工尘肺患者,早期发现尘肺患者,确定煤工尘肺高发人群,将更有利于快捷、准确掌握煤工尘肺发病特征动态变化规律,明确阐述煤工尘肺未来发病特征;同时,减少企业负担,保证其能够长期有效的监测和管理煤工尘肺,从根本上减低煤工尘肺的发生。
　　 目的：
　　 铁法煤业集团为建国后兴建的煤矿,具有50年的开采历程,经历了我国粉尘防治法律法规以及防尘措施和设备由无到有、由粗到细的过程。其煤矿开采设备的更新和防尘措施的实施以及矿工粉尘暴露的经历可以作为我国国有煤矿不同年代变化的代表。因此,本研究将以铁法煤业集团煤工尘肺发病特点、发病规律及未来发病趋势作为国有煤矿在过去和现在的生产条件和防尘措施下的煤工尘肺流行规律的代表,为探索适合煤矿企业职业卫生管理模式提供重要信息支持。
　　 材料与方法：
　　 调查对象为铁法煤业集团所属8个煤矿自建矿以来的所有接尘矿工,要求①接尘工龄1年以上:②在该矿接尘工龄占所有接尘工龄的二分之一以上;③有近两年内进行健康体检或煤工尘肺定诊检查的结果;④工作史变化明确、完整,或通过查档等能够补充完整。
　　 调查以各煤矿劳资科职工数据库记录信息为主,完成健康接尘矿工调查表;通过铁法煤业集团职工医院职业病科定期检查诊断资料完成煤工尘肺患者调查表。如遇不能解释或矛盾的问题,对在职矿工在上岗前工作准备时进行面对面访谈做补充;对已退休矿工(存活)进行电话访谈做补充;对已死亡矿工则向亲属或同期工作同事进行咨询以明确结果。资料收集中反复核查并进行逻辑性排查,保证资料的可靠性。所有资料输入微机,利用Foxpro6.0进行数据双份录入,由2名数据员对资料同时进行双份录入,逻辑检错,保证输入质量。
　　 接尘工龄是开始接尘至脱离粉尘作业的实际接尘时间或开始接尘到诊断煤工尘肺时的实际接尘时间(年)。接尘工种分为4种:掘进工(掘进作业工龄占全部工龄1/2以上者);(2)采煤工(采煤作业工龄占全部接尘工龄1/2,掘进作业工龄不足2年者);(3)混合工(掘进作业工龄2年以上,但占全部接尘工龄不足1/2者);(4)辅助工(掘进作业工龄不足2年,采煤作业工龄占全部工龄1/2以下的运输、机电等为主的工人)。开始接尘年代以开展各种防尘措施的时间变化为依据,划分为1958年前、1958年-、1968年-和1978年后参加接尘作业4个队列。不同职业特征煤工尘肺患者平均发病年龄、发病工龄、发病潜伏期等采用单因素方差分析;现患率、晋期率之间的差异采用χ2检验或精确概率法分析。
　　 采用寿命表法与分层调整技术相结合,分析不同接尘工龄、接尘年代和接尘工种等因素各水平队列累计发病率的分布,探明煤工尘肺发病规律及动态变化趋势;根据接尘矿工煤工尘肺平均发病率和同地区男性居民年龄别预期寿命资料,预测不同年龄健康接尘矿工煤工尘肺未来发病人数和今后30年内不同时间段发病人数,探索煤工尘肺未来发病趋势。
　　 将接尘工龄大于5年的未患煤工尘肺矿工和煤工尘肺患者分别按3:1:1比例随机分为训练样本、判别样本、测验样本。以出生年代、开始接尘年代、开始接尘年龄、接尘工种、接尘工龄和脱尘时间为输入量,煤工尘肺发病概率为输出量,隐含层含有15个神经元,在Bayesian正规化法基础上构建6:15:1三层神经网络预测模型。最大训练次数为300,学习速率为0.05,训练精度0.001。利用敏感度分析评价输入层因子对输出层变量的影响。通过ROC曲线确定煤工尘肺发病的预测概率最优截断点,并计算在不同截断点下的灵敏度、特异度、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)、Youden Index等评价指标,识别煤工尘肺高发人群和低发人群,预测其职业特征。
　　 所有资料采用SAS6.12、MATLAB(2006)神经网络工具箱和SPSS11.5进行统计学分析,以P＜0.05为差异有统计学意义。
　　 结果：
　　 本研究共调查16154名接尘矿工,其中,未患煤工尘肺接尘矿工15918人,煤工尘肺患者236人,患病率为1.46％。其中,掘进工201人,混合工9人,采煤工23人,辅助工3人;平均接尘工龄为23.35年;定诊时平均年龄为52.78岁。2000年后发病高峰期的接尘工龄较1980年前推迟10年。
　　 确诊为Ⅰ期煤工尘肺的212名患者平均潜伏期为28.83年;2000年后定诊的煤工尘肺患者潜伏期比1980年前延长了约20年。有140名煤工尘肺患者是脱尘后发病的,占59.32％。1990年后定诊患者中89.65％是脱尘后发病的,脱尘时间为8.71年;2000年后定诊患者都是脱尘后发病,脱尘时间为17.85年。有77名煤工尘肺患者由Ⅰ期晋升为Ⅱ期,晋期时间为8.35年;21名患者由Ⅱ期晋升为Ⅲ期,晋期时间为7.32年。有50名煤工尘肺患者并发肺结核,并发率为21.19％;Ⅲ期患者肺结核并发率最高,为45.8％;随定诊时间的推移,肺结核并发率逐渐下降。有83名煤工尘肺患者死亡,死亡率为35.2％,平均死亡年龄为62.84岁.Ⅲ期患者死亡率较高,为50％,平均寿命为58.36岁,随煤工尘肺期别下降,死亡率下降,平均寿命延长。死亡年龄随年代推移而延长,由1980年前的58.35岁延长到2000年后的70.75岁,已经接近正常人群寿命。
　　 煤工尘肺累积发病率随接尘工龄的增加而上升。接尘工龄＜10年的矿工累计发病率为0.37％,接尘工龄为10年-和≥20年的累计发病率分别为12.15％和17.73％,三者发病率的分布差异有统计学意义。1958年前、1958年-、1968年-和1978年后的4个不同接尘年代队列接尘矿工煤工尘肺累计发病率分别为26.65％、18.89％、1.15％和0.06％,差别有统计学意义。1958年前开始接尘煤矿工人煤工尘肺累计发病率最高,1968年后开始接尘矿工煤工尘肺累计发病率剧减为1.15％,1978年以后开始接尘矿工累计发病率最低,仅为0.06％,不同开始接尘年代呈明显的递减趋势。掘进工的煤工尘肺累计发病率最高(25.90％),其次为混合工(14.53％),二者差别无统计学意义;采煤工和辅助工的煤工尘肺累计发病率分别为7.26％和0.89％,与掘进工和混合工相比,差别均有统计学意义。
　　 15390名迄今仍存活的未患煤工尘肺的接尘矿工未来约77人罹患煤工尘肺,主要集中在45-75岁之间,约65人(84.41％);65-70岁年龄组发病人数最多,425名未患煤工尘肺的接尘矿工中可能有18人未来罹患煤工尘肺,发病率为0.4343％。1958-1968年开始接尘的矿工未来可能罹患煤工尘肺的人数最多,约有41人,发病率为4.891％;其次是1958年以前开始接尘的矿工,未来发病率为3.434％。掘进工未来可能有66人罹患煤工尘肺,占总发病人数的85.12％;采煤工中未来煤工尘肺发病人数最少,不到1人,但辅助工的未来煤工尘肺发病率最低,约0.023％。未来20年内煤工尘肺可能发病人数最多,约有68人,占总发病人数的87.70％:2028年后,发病人数明显减少,约有9人可能罹患煤工尘肺,仅占总发病人数的12.30％。随着时间的推移,未来发病人数有递减趋势。
　　 在Bayesian正规化法基础上构建6:15:1三层神经网络预测模型,敏感度分析表明工种、接尘工龄对煤工尘肺发病影响最大,开始接尘年龄影响最小。对预测概率值进行ROC曲线分析,训练样本、判别样本和测验样本ROC曲线下面积分别为0.981(0.972-0.989)、0.969(0.941-0.997)和0.992(0.986-0.998),三个样本的ROC曲线最优截断点(Cut-off值)均为0.018。根据神经网络预测的煤工尘肺发病概率值,将未患煤工尘肺的所有接尘矿工分为4组:＜0.001,0.001-，0.015-和0.1-,分别包括接尘矿工7959人,5024人,1292人和144人。煤工尘肺发病概率值小于0.001的接尘矿工,平均接尘工龄为15.35年,脱尘时间不足1年,79.27％为采煤工和辅助工,绝大多数(99.67％)为1968年后开始接尘的矿工;大于0.015的接尘矿工(1436人),平均接尘工龄为26.78年,平均脱尘时间9.10年,72.14％为掘进工和混合工,绝大多数(92.62％)为1978年前开始接尘的矿工。
　　 结论：
　　 1、铁法煤业集团煤工尘肺肺结核并发率及死亡率随年代推移下降;其患者潜伏期、脱尘后发病时间、晋期年限及生存时间随年代推移而延长。
　　 2、煤工尘肺累计发病率随接尘工龄延长而增高,随接尘年代推移而下降;不同工种煤工尘肺累计发病率由高到低依次为掘进工、混合工、采煤工和辅助工;预测未来可能约有77人罹患煤工尘肺;1958-1968年开始接尘矿工和掘进工未来可能罹患煤工尘肺的人数最多;预测发病人数主要集中在未来20年内,20年后逐渐减少。
　　 3、接尘工龄大于25年的掘进工或混合工,是煤工尘肺的高发人群;接尘工龄小于10年的采煤工或辅助工是煤工尘肺的低发人群。