background image

By 
Dr.Ashraf Hussain
PhD. Community Medicine

Occupational Respiratory Diseases 


background image

Occupational Respiratory diseases 

are broad group of pulmonary disorders that develop 
from inhalation of specific particles.

Historically, they have been a major cause of 
morbidity and mortality before workplace safety 
guidelines were rigorously established and enforced. 

Although each disease has a slightly unique 
presentation, they all lead to progressive 
deterioration in lung function that can cause severe 
respiratory compromise if appropriate measures are 
not undertaken. 


background image

background image

Occupational asthma

airflow limitation and airway hyper-
responsiveness caused by specific agents inhaled 
in the workplace.

Caused as a direct result of workplace exposure.

It does not include activation of pre-existing 
asthma.


background image

Two types of occupational asthma are recognised:

Allergic Occupational Asthma or (Immunological 

asthma) appears after a latent period of occupational 
exposure;

Non-immunological occupational asthma develops 

without a period of latency and is associated with 
exposure to high concentrations of irritants also 
called (Irritant Induced Occupational Asthma or 
Reactive Airways Disease).


background image

Irritant Induced Occupational Asthma 

Also called reactive airway dysfunction syndrom or 

reactive airway disease.

Usually develops after a single, very high exposure to 

an irritant chemical.

The high levels of exposure required are

usually the result of accidents or some major failure of 

controls, often in enclosed spaces

Frequently, individuals complain of a burning sensation 

in their nose and throat within minutes of exposure up 

to 24hrs (no latent period)

It is a direct “burn” effect on the airways and is not 

related to the immune system. 


background image

Examples of causal agents include ammonia, 
chlorine, acids and smoke. 

Symptoms will tend to improve over time and may 
go away entirely but if symptoms persist beyond 6 
months, persistent problems are possible


background image

Diagnostic criteria for reactive airways 
disease syndrome

Individual previously free from respiratory 
symptoms

History of inhalation of gas, fume, or vapour with 
irritant properties.

Rapid onset of asthma like symptoms after 
exposure

Bronchial hyper-responsiveness on methcholine
challenge test


background image

Allergic Occupational Asthma

Allergic Occupational Asthma is caused by 
sensitisation to a specific chemical agent in the 
workplace over a period of time. 

This is the mechanism for the vast majority 
(>90%) of cases of occupational asthma. 

The sensitisation process does not occur after one 
exposure but develops over time (i.e., latency 
period). 

The latency periods are variable and can be as 
short as several weeks or as long as 30 years.


background image

background image

If exposure is consistent, the period of greatest 
risk is the first two years of exposure but the risk 
does not go away after that but may reduce 
somewhat.

If exposure to the causative agent ceases 
completely, the condition will nearly always 
improve. 

If this happens within the first two years of the 
development of the condition then complete 
recovery is usual. 


background image

The longer exposure however, not only cause the 
tendency for the condition to get worse, but the less 
likely it is that there will be a complete recovery 

although a cessation of exposure is nearly always of 
benefit

.

For these reasons identifying a case of occupational 

asthma as early as possible is of paramount 
importance, and hence the reason for health 
surveillance.

Health surveillance is used to detect the early onset 
or symptoms of asthma. 


background image

It is deemed to be secondary prevention, (by 
detecting adverse effects early rather than total 
prevention) 

Health surveillance can take the form of a pre 
employment medical assessment, an annual 
respiratory questionnaire or lung function tests or 
both depending on the situation.

This should be carried out by a competent health 
professional 3 months and 12 months after job 
commencement and annually thereafter. 


background image

The respiratory questionnaire should be 

completed again and results compared to pre 

employment ones. 

If health surveillance indicates that an employee 

has become sensitized, the employer should 

remove the worker from working with the 

sensitizer and advise him/her to consult a doctor. 

This would also indicate that the existing control 

measures are inadequate and the Risk Assessment 

should be reviewed and any necessary changes 

should be made.


background image

Byssinosis

Also called Monday fever or cotton workers' lung.

Hypersensitive airways and acute reduction in FEV1 in susceptible 

individuals when they are exposed to dusts of cotton or flax.

Acute dyspnoea with cough and chest tightness on the first day of 

the working week, then symptoms improve on subsequent 

working days, despite continued exposure to the sensitizing agent.

As the disease progresses the symptoms recur on subsequent days 

of the week, and eventually even occur at weekends and during 

holidays.

If the workers who develop byssinosis are not removed from 

further exposure, they go on to develop long term respiratory 

impairment and subsequently have an excess risk of mortality 

from respiratory disease.


background image

background image

2. Interstitial lung diseases (ILDs)

are a heterogeneous group of more than 100 diseases that result 
in inflammation and/or scarring of the lung parenchyma. 

Both occupational and non-occupational ILDs have similar 
pathophysiology(ies), progressive fibrotic changes, structural 
abnormalities, and common physiologic sequelae.

Occupational ILDs have varied latency periods, usually 
measured in years, and present predominantly or exclusively 
with pulmonary manifestations.

Extra pulmonary symptoms and signs rarely occur (eg, cases of 
beryllium disease, silica-associated autoimmune disease, or 
renal disease).


background image

background image

Pneumoconiosis

Pneumoconiosis is the generic term for the inhalation 
of mineral dust and then the resultant diffuse, usually 
fibrotic, reaction in the acinar part of the lung. 

The term excludes asthma, neoplasia, and emphysema. 

Hundreds of types of pneumoconioses have been 
identified, but only three are common : asbestosis,  
silicosis, and coal workers’ pneumoconiosis.

In these conditions, the radiologic findings were 
resulting from the accumulation of inflammatory and 
fibrotic responses triggered by dust deposition.


background image

Coal Worker’s Pneumoconiosis (CWP

Also known as black lung disease 

Interstitial lung disease result from long term exposure 
(usually more than 20 years)  to high levels of Coal 
dust.

Simple CWP is largely only an abnormality on the 
chest radiograph; there are small spots in the upper 
lung zones that reflect inhalation of coal dust, but 
nothing more. 

Symptoms include shortness of breath, cough may be 
chronic and problematic in patients even after they 
leave the workplace and lowered pulmonary function. 


background image

However, it can develop into complicated CWP, which is 
also called progressive massive fibrosis in which the 
smaller shadows coalesce into large nodules, 1 to 2 
centimeters in diameter.

These lesions can distort and destroy normal lung 
architecture and result in severe shortness of breath, 
disability and can lead to death.

CWP is diagnosed based on chest X-ray or CT findings, 
and a history of work in coal mines. 

There is no cure for coal worker’s pneumoconiosis.


background image

Caplan Syndrome

Exposure to coal dust has been found to result in airflow 
obstruction and chronic bronchitis and is also associated with 
the development of rheumatoid arthritis, which when 
combined with CWP is known as Caplan syndrome


background image

Asbestosis


background image

background image

What is asbestos ? 

Asbestos is a set of six
naturally occurring silicate 
minerals , which is called by 
that name due to 
asbestiform habbit : 

long thin fibrous crystals, 
and each visible fiber 
composed of millions of 
microscopic "fibrils" that can 
be released by abrasion and 
other processes


background image

Characteristics of 
asbestos ? 

Asbestos fibers are: 

Very strong

Highly flexible

Non-biodegradable

Environmentally persistent

Resistant to breakdown by acid, alkali, 
water, heat, and flame


background image

Uses of Asbestos

Automotive Parts: Brake pads, clutches, gaskets and 
valves.

Tiles: Flooring, ceiling and roofing tiles were 
commonly made with asbestos. The adhesive used to 
lay down flooring tiles has also been a source of 
exposure.


background image

Cement: Asbestos-containing cement was used in 
building materials because the fibers provided 
strength without adding much weight. 

Its insulating and fire-resistant properties also made 

the mineral an ideal substance to add to cement.

Textiles: Asbestos was used in the production of 
cloths and garments for its resistance to heat and 
corrosive elements. Some of the most common 
textiles included blankets, fireman suits and rope.


background image

background image

background image

Asbestos exposure is a concern for the following 

workplaces and processes:

Mining of asbestos occurring from natural mineral 
deposits

Processing of asbestos minerals (millers)

Manufacture of asbestos-containing products

Construction industry - disturbing asbestos-containing 
materials during building renovations or demolitions

Mechanics - vehicle brake and clutch repairs

Marinas - renovating or demolishing ships constructed 
with asbestos-containing materials


background image

Insulation workers and heating trades

Sheet metal workers, plumbers and pipe fitters

Workers responsible for disposing of asbestos waste, 
and waste workers

Cement workers

Custodial workers - contact with deteriorating 
asbestos-containing materials in buildings


background image

Pathophysiology and health effects 

Factors 

Asbestos fibrils are small so can travel 
deeper into the lungs 

Sharp pentrate through tissues  

Hydophobic cant be coughed out 

Contain Iron so can be oxidised 
damaging neuclus   


background image

Diseases ?

Respiratory :

Parenchymal asbestosis : Diffuse interstitial 
fibrosis

Asbestos-related pleural abnormalities

Pleura plaques

Benign asbestos pleural effusions

Diffuse pleural thickening

Pleural mesothelioma

Lung carcinoma


background image

Severity depends on:

o

Nature and extent of exposure

o

Concentration of asbestos fibers

o

Duration and Frequency of exposure

o

Cigarette smoking 


background image

Histopathology

On gross examination, visceral pleura is markedly 
thickened, especially on the lateral and diaphragmatic 
surface of the lung with localized fibrous plaques and 
pleural effusions.

Diffuse fibrosis of the lower lobe of the lung is visible on 
the cut section.

Fibrosis causes distortion of the lung parenchyma 
architecture, which causes the formation of enlarged air 
space surrounded by a thick fibrous wall and hyperplastic 
type II pneumocytes called honeycomb appearance.


background image

History and Physical

Usually, there is a history of 10 to 20 years of exposure to 
asbestos and progressively worsening dyspnea. 

Cough with sputum and wheezing are unusual while 
nonproductive cough is quite common.

History of loss of appetite and weight, hemoptysis indicates 
the suspicion of lung tumors. 

Physical examination reveals clubbing in 32% to 42%, 

Reduced chest expansion due to restrictive lung disease 
(38%). 

Right-sided heart failure from pulmonary vascular 
remodeling.


background image

background image

Mesothelioma 

Plural plaques 


background image

Silicosis


background image

Silicosis

Occupational lung disease caused by inhalation of crystalline 
silica dust

Marked by inflammation and scarring in the form of nodular 
lesions in the upper lobes of the lungs. 


background image

Silicosis is caused by inhalation of unbound (free) crystalline 

silica dust

Characterized by nodular pulmonary fibrosis.

Chronic silicosis initially causes no symptoms or only mild 

dyspnea.

But over years can advance to involve most of the lung and 

cause dyspnea, hypoxemia, pulmonary hypertension, and 

respiratory impairment. 

Diagnosis is based on history and chest x-ray findings.

No effective treatment exists except supportive care and, for 

severe cases, lung transplantation.


background image

Workers at greatest risk are those who move or blast rock 
and sand (miners, quarry workers, stonecutters) or who use 
silica-containing rock or sand abrasives (sand blasters; glass 
makers; foundry, gemstone, and ceramic workers; potters).

Coal miners are at risk of mixed silicosis and coal workers’ 
pneumoconiosis


background image

Factors that influence the likelihood of development of silicosis 

include

Duration and intensity of exposure

Form of silica

Surface characteristics (exposure to the uncoated form poses 
greater risk than the coated form)

Rapidity of inhalation after the dust is fractured and becomes 
airborne (exposure immediately after fracturing poses 
greater risk than delayed exposure)


background image

It is found in many 

rocks

, such as granite, sandstone, gneiss and 

slate, and in some 

metallic ores

Silica can be a main component of sand. It can also be in soil, 

mortar, plaster, and shingles. 


background image

The cutting, breaking, crushing, drilling, grinding, or abrasive 
blasting of these materials may produce fine to ultra fine airborne 
silica dust.


background image

background image

background image

background image

Pathophysiology

When silica dust particles are 

inhaled

embed

deeply 

into the tiny 

alveolar sacs 

and 

ducts

in the lungs. 

There, the lungs 

cannot

clear out the dust by mucous or 

coughing.

crystalline silica dust 

deposited

in the lungs

macrophages

ingest

the dust particles 

inflammation response 

produce

collagen

around the silica particle

fibrosis

and the formation of the 

nodular lesions.


background image

There is  only abnormal chest X-ray in the beginning and then slowly 

develop a cough and breathing difficulty. 

More than a third of people with silicosis have phlegm production and 

cough

Chronic bronchitis-like 

symptoms may occur, and the lungs have 

additional sounds called wheezes and crackles.

Compensatory emphysema  may develop also.


background image

Classification of silicosis 

1.

Chronic simple silicosis : 

long-term exposure (10 years 

or more) + low concentrations of silica dust → appearing 10–
30 years after first exposure.

Often asymptomatic, but many patients eventually develop dyspnea

during exertion that progresses to dyspnea at rest.

Productive cough, when present, may be due to silicosis, coexisting 

chronic occupational (industrial) bronchitis, or smoking. 

Breath sounds diminish as the disorder progresses, and pulmonary 

consolidation, pulmonary hypertension, and respiratory failure 
with or without right ventricular failure may develop in 
advanced disease.


background image

2.

Accelerated silicosis 

: Patients often experience the same 

symptoms as those with chronic silicosis, but symptoms 

develop over a shorter period.

develops 5–10 years after first exposure to higher 

concentrations of silica dust

2.

Acute silicosis :

-develops a few weeks to 5 years after exposure to high 

concentrations of silica dust 

- Patients experience rapid progression of dyspnea, weight 

loss, and fatigue with diffuse bilateral crackles. 

-Respiratory failure often develops within 2 yr.


background image

4. Complicated silicosis : 

complicated by

1.

progressive Massive fibrosis

Also patients with silicosis are at risk of other disorders:

1.

Progressive systemic sclerosis

2.

Tuberculosis

3.

Nocardiosis

4.

Lung cancer

5.

Chronic kidney disease

6.

Possibly rheumatoid arthritis


background image

Prevention

The most effective preventive interventions for silicosis occur 

at an industrial rather than clinical level and include 

dust suppression, process isolation, ventilation, and use of 
non–silica-containing abrasives.

Respiratory masks provide imperfect protection and, 

although helpful, are not an adequate solution. 

Surveillance of exposed workers with respiratory 
questionnaires, spirometry, and chest x-rays is 
recommended. 

Other preventive measures include smoking cessation and 
pneumococcal and influenza vaccination.


background image

2. Hypersensitivity pneumonitis (HP), 

also known as extrinsic allergic alveolitis,

Granulomatous

inflammatory reaction caused by an 

immunological response to certain inhaled 

organic dusts 

and 

some low molecular weight chemicals.

Diagnosis based on history, physical examination, and 
radiographic findings.


background image

Hypersensitivity Pneumonitis (Cont.), 

Patients may report fever, chills, malaise, cough, dyspnea, 
and headaches 4-6 hours after heavy exposure to an inciting 
agent in 

acute HP.

Chronic

extrinsic allergic alveolitis is caused either by 

chronic exposure to low doses of the causative antigen, or as 
a consequence of repeated attacks of acute alveolitis over 
many years.

Characterized by cough, progressive dyspnea, fatigue, 
anorexia, and weight loss. 


background image

On examination, patients may present with fever, tachypnea, 
and diffuse fine basilar crackles; with muscle wasting, 
clubbing, and respiratory distress in severe cases.

Chest radiographs may show micronodular or reticular 
opacities in acute or subacute HP and progressive fibrosis 
with lung volume loss in chronic HP.


background image

Bagassosis:  This is a form of Hypersensitivity Pneumonitis
which is caused as a result of exposure to sugarcane fiber 
waste.

Bird Fancier's Lung caused as a result of dust present in the 
feathers of birds.

Farmers Lung: induced by the inhalation of biologic dusts 
coming from hay dust or mold  spores or any 
other agricultural products


background image

background image

background image

Lung Cancer

A number of occupations or occupational exposures are 

established or suspected risk factors for lung cancer.

The International Agency for Research on Cancer has 

identified some occupational exposure factors as being 

carcinogenic to the human lung (aluminum production, 

arsenic, asbestos, beryllium, cadmium, hexavalent chromium 

and coal gasification fumes, crystalline silica, nickel, radon, 

and soot)

Depending on the agent, additive or multiplicative modes of 

interaction have been shown to operate with cigarette 

smoking. 


background image

The majority of these cancers are caused by asbestos, 
followed by radon, silica, chromium.

Cigarette smoke and asbestos interact strongly in causing 
bronchogenic carcinomas, and the risk of carcinoma is 
greater in persons with the interstitial fibrosis of asbestosis.


background image

Lung infections: 

contact with other people who are ill 

infected from a source at work, such as a contaminated 
humidifier. 

Influenza and other infections such as tuberculosis or 
legionella can be occupational infections. 


background image



رفعت المحاضرة من قبل: Hatem Saleh
المشاهدات: لقد قام عضو واحد فقط و 85 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل