Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

جمع بيانات النوم وسيركاديان والتعب والأداء في البيئات التشغيلية المعقدة

Published: August 8, 2019 doi: 10.3791/59851
Automatic Translation
1, 2, 1, 1, 3
1San Jose State University Research Foundation, 2ASRS Research and Technology Solutions, 3Fatigue Countermeasures Laboratory, NASA Ames Research Center

Summary

فقدان النوم وعدم التوافق circadian تسهم في العديد من الحوادث التشغيلية والحوادث. ويمكن أن تكون فعالية التدابير المضادة وتصاميم جدولة العمل الرامية إلى التخفيف من التعب أمرا صعبا في البيئات التشغيلية. تلخص هذه المخطوطة نهجًا لجمع بيانات النوم وسيركاديان والتعب والأداء في البيئات التشغيلية المعقدة.

Abstract

ويسهم فقدان النوم وعدم المواءمة الدائرية في تحقيق نسبة ذات مغزى من الحوادث والحوادث التشغيلية. وعادة ما يتم تقييم التدابير المضادة وتصاميم جدولة العمل الرامية إلى التخفيف من التعب في بيئات مختبرية خاضعة للرقابة، ولكن فعالية ترجمة هذه الاستراتيجيات إلى بيئات تشغيلية يمكن أن تكون صعبة في التقييم. تلخص هذه المخطوطة نهجًا لجمع بيانات النوم وسيركاديان والتعب والأداء في بيئة تشغيلية معقدة. لقد درسنا 44 طياراً من طياري الخطوط الجوية على مدى 34 يوماً أثناء رحلاتهم بجدول زمني ثابت، تضمن جمع بيانات أساسية مع 5 أيام من رحلات منتصف الصباح، وأربع رحلات مبكرة، وأربع رحلات عالية عبء العمل في منتصف النهار، وأربع رحلات متأخرة هبطت بعد منتصف الليل. تم فصل كل كتلة عمل من قبل 3-4 أيام من الراحة. ولتقييم النوم، ارتدى المشاركون جهاز مراقبة النشاط الذي يتم التحقق من صحته بالمعصم بشكل مستمر وأكملوا يوميات النوم اليومية. لتقييم المرحلة circadian، وطلب من الطيارين لجمع جميع البول المنتجة في أربع أو ثماني صناديق في الساعة خلال 24 ساعة بعد كل كتلة واجب لتقييم 6-sulfatoxymelatonin (aMT6s)، وهو علامة حيوية للإيقاع circadian. ولتقييم التعب الذاتي والأداء الموضوعي، تم تزويد المشاركين بجهاز بشاشة تعمل باللمس يستخدم لإكمال مقياس التعب سامن بيريللي ومهمة اليقظة النفسية الحركية (PVT) أثناء وبعد كل رحلة، وفي وقت الاستيقاظ، منتصف اليوم، و النوم. باستخدام هذه الطرق، وجد أن مدة النوم تم تخفيضها خلال البدايات المبكرة والتشطيبات المتأخرة بالنسبة إلى خط الأساس. تحولت المرحلة Circadian وفقا لجدول الرسوم الجمركية، ولكن كان هناك مجموعة واسعة في ذروة aMT6s بين الأفراد على كل جدول زمني. وكان أداء الـ PVT أسوأ في الجداول الزمنية المبكرة والعالية، والمتأخرة بالنسبة إلى خط الأساس. وعموما، كان الجمع بين هذه الأساليب عملية وفعالة لتقييم تأثير فقدان النوم ومرحلة circadian على التعب والأداء في بيئة تشغيلية معقدة.

Introduction

التعب، الناجم عن فقدان النوم وعدم التوافق circadian، هو تهديد خطير للسلامة في المهن التي تتطلب24 ح العمليات، والجداول الزمنية غير النظامية، وساعات العمل الممتدة 1،2. وقد لعبت البحوث المختبرية دوراً أساسياً في تحديد كيفية تأثير التغيرات في مدة النوم وتوقيته على اليقظة والأداء اللاحقين3و4و5. وتشكل هذه الدراسات الأساس لتوصيات إدارة مخاطر التعب وممارساتجدولة العمل في البيئات التشغيلية 6.

في هذه المخطوطة، يتم استخدام دراسة ميدانية لعمليات الطيران لإظهار نهج لجمع بيانات النوم، circadian، والتعب، والأداء في البيئات التشغيلية المعقدة7. لقد درسنا 44 طياراً من طياري الخطوط الجوية على مدى 34 يوماً أثناء رحلاتهم بجدول زمني يتضمن فترات من الرحلات الجوية في منتصف الصباح، والرحلات المبكرة، والرحلات الجوية المتوسطة التي تتطلب أعباء عمل عالية، والرحلات المتأخرة التي هبطت بعد منتصف الليل. تم فصل كل كتلة عمل من قبل 3-4 أيام من الراحة. جمع الطيارون بيانات موضوعية وذاتية طوال فترة الدراسة بما في ذلك كل من واجب الطيران وأيام الراحة.

وبالنظر إلى الاختلافات بين البيئات المختبرية وبيئات العالم الحقيقي، فإن تنفيذ الاستراتيجيات والتدابير المضادة التي وضعت في المختبر لا يترجم دائما إلى عمليات كما هو متوقع. الاختلافات الفردية، ومجموعة واسعة من جداول العمل التشغيلية، والعمليات غير النظامية والتي لا يمكن التنبؤ بها، والممارسات التنظيمية والثقافة، واتفاقات العمل هي بعض العوامل التي يمكن أن تعقد تطبيق العلم في عملية استخدام العمليات. ونتيجة لذلك، من المهم تقييم تأثير هذه التدخلات باستخدام طرق متسقة وموثوق بها لتقييم النوم، والإيقاعات الدائرية، والتعب أو اليقظة، والأداء. يجب الحفاظ على مستوى الرصد وجمع البيانات يتناسب مع المستويات المتوقعة من التعب والمخاطر المرتبطة به على السلامة داخل عملية8. وعلاوة على ذلك، فإن الحفاظ على العمليات الآمنة في أي مكان حساس للسلامة أمر بالغ الأهمية بالنسبة لبروتوكول التحقيق.

الطريقة القياسية الذهبية لتقييم مدة النوم ونوعيته من خلال التصوير المتعدد الجوانب (PSG)، والذي ينطوي على قياس نشاط الدماغ، ومعدل ضربات القلب، وحركة العين، ونشاط العضلات من خلال مجموعة من الأقطاب الكهربائية وأجهزة الاستشعار الموضوعة على فروة الرأس، الوجه، والصدر. على الرغم من قوة، PSG ليست عملية لجمع معلومات النوم في معظم البيئات التشغيلية. وقد تم تطوير العديد من الأجهزة القابلة للارتداء لتقدير توقيتالنوم، والمدة، والجودة، ولكن تم التحقق من صحة عدد قليل 9،10. وقد استخدمت على نطاق واسع مزيج من الأكتيغرافيا البالية المعصم ويوميات النوم اليومية لتقدير النوم في الدراسات الميدانية عبر مجموعة من المهن11،12،13،14 وقد تم التحقق من صحتها ضد باريس سان جيرمان، مما يدل على التوافق لمدة النوم15. وبالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام يوميات الأكتيغرافيا والنوم للدراسات الميدانية يضع عبئاً منخفضاً من الجهد على المشاركين في الدراسة، لأن معظم أجهزة الأكتيغرافيا ترتدي على المعصم غير المهيمن وأزيلت فقط للاستحمام أو السباحة، مثل ساعة اليد. وبالمثل، يمكن عادة إكمال مذكرات النوم المصممة تصميمًا جيدًا، والتي يتم عرضها على هاتف أو جهاز بشاشة تعمل باللمس، من قبل المشاركين في أقل من دقيقتين.

يتم تنسيق دورة النوم والاستيقاظ من قبل منظم ضربات القلب circadian الموجود في النوى فوق شياماتيك من تحت المهاد16. هذا منظم ضربات القلب أيضا مزامنة العديد من الجوانب الأخرى للوظيفة البيولوجية مثل درجة حرارة الجسم والإيقاعات الهرمونية (على سبيل المثال، الميلاتونين والكورتيزول). إيقاع circadian الذاتية هو بالقرب من, ولكن ليس بالضبط, 24 ح; لذلك، يجب إعادة تعيين كل يوم للسماح لمزامنة مستقرة (أي، entrainment) إلى يوم 24 ساعة. العامل الأساسي لإعادة ضبط جهاز تنظيم ضربات القلب circadian هو الضوء. في البيئات التشغيلية التي تتطلب جداول غير القياسية وعمليات 24 ح، يمكن أن يحدث عدم المحاذاة circadian، والتي محرك circadian للنوم يتزامن مع العمل المقرر11. فمن الممكن تحديد متى منظم ضربات القلب circadian هو تعزيز النوم والاستيقاظ عن طريق قياس توقيت الذروة (أي المرحلة circadian) من إيقاعات الإشارات البيولوجية التي يتم التحكم فيها من قبل إيقاع circadian.

ومن المهم قياس المرحلة الدائرية بعد تنفيذ التدابير المضادة من أجل فهم أفضل ما إذا كانت هذه التقنيات ناجحة في مواءمة جهاز تنظيم ضربات القلب الدائري مع جدول العمل المفروض. وكثير من نواتج نظام circadian المستخدم لتحديد المرحلة في البيئات المختبرية عرضة للإخفاء، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام في بيئة ميدانية. على سبيل المثال، من الصعب الكشف عن التغيرات الدائرية في درجة حرارة الجسم في الأفراد الذين يعيشون حياة حرة الذين قد يشاركون في أنشطة مثل ممارسة التمارين الرياضية التي تغير درجة حرارة الجسم. يتم قمع الميلاتونين بشكل حاد عن طريق التعرض للضوء, مما يجعل جمع الميلاتونين في الدم أو اللعاب مستحيلة في الحالات التي لا يمكن السيطرة على الضوء. ومع ذلك, 6-سوفاتوكسيميلاتونين (aMT6s), المستقلب الرئيسي من الميلاتونين, تفرز في البول وأقل تأثرا بالآثار اخفاء الضوء, مما يجعلها مرشحا مثاليا لقياس المرحلة circadian في البيئات التشغيلية17, 18.

بالإضافة إلى قياس التغيرات في علم وظائف الأعضاء، من المهم أيضا لقياس تأثير التغييرات في جدول العمل على التعب الذاتي أو اليقظة. في حين أن هناك العديد من المقاييس المتاحة لقياس جوانب مختلفة من اليقظة والتعب، والأكثر استخداما في الطيران هي 7 نقطة سامن بيريللي مقياس التعب (SP)19 و 9 نقطة كارولينسكا مقياس النعاس (KSS)20. كما يشيع استخدام SP في الدراسات الميدانية للعمال التحول عبر مجموعة واسعة من المهن21،22،23،24. وقد تم التحقق من صحة KSS ضد المقاييس الموضوعية للنعاس مثل تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) وحركات العين المتداول بطيئة20،25،فضلا عن الأداء25. ويستخدم هذا المقياس عادة في الدراسات في كل من المختبر والميدان24،26. وقد تكون هناك مقاييس ذاتية أخرى مناسبة لمختلف البيئات النوبات أو البيئات المهنية. ومن المهم اختيار جدول تم التحقق من صحته ولديه عتبات ذات مغزى لمستويات اليقظة "المقبولة". على سبيل المثال، ترتبط درجات KSS أكثر من 7 مع مستويات عالية من العلامات الفسيولوجية للنعاس وضعف أداء القيادة25،27، في حين أن تصنيفات سامن بيريللي تتصل مباشرة بواجبات الطيران28. بالنسبة للدراسة الموصوفة في هذه المخطوطة، تم استخدام سامن بيريللي، لأنه تم تطويره في الأصل كمقياس ذاتي للتعب في مجموعة دراسة تتألف من طيارين. 28

على الرغم من أن قياس النوم والمرحلة الدائرية هو عنصر مهم في تقييم التدخل، فإن النتيجة الرئيسية للاهتمام بالدراسات الميدانية هي الأداء الموضوعي عادة. هناك مجموعة متنوعة من الاختبارات التي تم تطويرها لتقييم الأداء المعرفي، ولكن الاختبار الأكثر حساسية وموثوق بها لقياس آثار فقدان النوم وعدم التوافق circadian هو مهمة اليقظة النفسية الحركية (PVT). PVT الأصلي (PVT-192) هو اختبار وقت رد فعل بسيط، حيث يتم تقديم الفرد مع التحفيز وصدرت تعليمات للرد على التحفيز عن طريق الضغط على زر في أسرع وقت ممكن29. وقد تم التحقق من صحة PVT في ظل ظروف فقدان النوم الحاد والمزمن وعدم التوافق circadian4،5،30. ويمكن تغيير مدة المهمة بناء على تصميم الدراسة31و32 ؛ على الرغم من أن، يتم تفضيل مدة 10 دقيقة التقليدية في الدراسات المختبرية33،34. في حين أن مدة 5 دقائق PVT هو عادة أكثر جدوى في الدراسات الميدانية حيث يمكن أن تتداخل المتطلبات التشغيلية مع إدارة الاختبار35.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن PVT يظهر القليل من الآثار التعليمية أو لا شيء، وبسيط الاستخدام، مما يجعلها اختبارا عمليا للنشر في البيئات الميدانية حيث قد لا يلاحظ المشاركون في الدراسة أثناء الاختبار36. يسمح انتشار أجهزة الشاشات التي تعمل باللمس في كل مكان بسهولة نشر PVT، ولكن يجب على الباحثين توخي الحذر عند تنفيذ PVT، لأن هناك العديد من جوانب أجهزة الشاشات التي تعمل باللمس التي يمكن أن تدخل الخطأ في جمع بيانات PVT37 ،38. على سبيل المثال، تركيبات الأجهزة والبرامج المختلفة لها latencies نظام مختلف، والتطبيقات الأخرى التي تعمل في الخلفية يمكن إدخال خطأ غير معروف في أوقات رد الفعل المسجلة. ونتيجة لذلك، من المهم جمع بيانات PVT باستخدام PVT تم التحقق من صحتها، مع الأجهزة والبرامج المتسقة، مع WiFi، ومع إيقاف تشغيل كافة التطبيقات الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، وبالنظر إلى أنه ليس من العملي مراقبة المشاركين في الدراسة أثناء الاختبارات في البيئات التشغيلية، فمن الأهمية بمكان أن يتم تدريب المشاركين على إكمال كل PVT مع الجهاز في نفس الاتجاه، وذلك باستخدام نفس الإصبع38، 39.

كل عنصر من هذه العناصر لجمع البيانات مهم وقد استخدمت هذه الأدوات في دراسات تشغيلية أخرىفي السنوات40و41و42و43الماضية. ومع ذلك، وبالإضافة إلى التحديات الموصوفة أعلاه، قد يكون من الصعب تحقيق الامتثال لإجراءات الدراسة عندما يُطلب من المشاركين إنجاز المهام بصورة مستقلة، لا سيما عندما تشمل هذه المهام عنصراً حساساً للوقت. والعنصر الأخير المهم في جمع البيانات في البيئات التشغيلية هو تنظيم المعلومات بطريقة تجعل من السهل على الأفراد إنجاز المهام في الوقت المحدد. يمكن تخصيص تطبيق PVT+ لناسا لأجهزة تعمل باللمس لتقديم المهام للمشاركين في تسلسل، وتوجيههم من خلال إجراءات الدراسة. على سبيل المثال، في الدراسة المعروضة هنا، يتم تزويد طياري الخطوط الجوية بأجهزة تعمل باللمس محملة مسبقًا بالتطبيق الذي يتم استخدامه لإكمال يوميات النوم كل صباح ومساء. وتستخدم الأجهزة أيضا لاستكمال اختبارات PVT وتصنيفات التعب، من بين مهام أخرى، في الصباح، في أعلى النسب (TOD) من كل رحلة، بعد الرحلة، وفي المساء قبل النوم. وقد أتاح هذا العرض للمعلومات للطيارين إكمال إجراءات الدراسة بأقل قدر من الإزعاج لمهامهم المتصلة بالعمل.

وقد يكون من الصعب جداجمع البيانات بين الطيارين، لأن طبيعة العمل تتطلب منهم السفر لمسافات طويلة والعمل في أماكن محصورة (أي قمرة القيادة) مع العديد من الانحرافات وأعباء العمل التي لا يمكن التنبؤ بها في كثير من الأحيان. على الرغم من هذه التحديات، فمن الأهمية بمكان لجمع البيانات في هذه الأعداد، لأن التعب الطيار هو تهديد لعمليات الطيران الآمنة40،44،45. والكثافة العالية لعمليات شركات الطيران تؤدي إلى تدهور أداء الطاقم وتزيد من خطر الحوادث المتعلقة بالتعب46،47،48،49،50. باستخدام مزيج من الأساليب المذكورة أعلاه، قمنا بقياس النوم، والإيقاعات circadian، والتعب والأداء بين 44 طيارا شركات الطيران لمسافات قصيرة على مدى 34 يوما. وخلال الدراسة، طار الطيارون بجدول زمني ثابت يتضمن جمع بيانات أساسية مع 5 أيام من الرحلات الجوية في منتصف الصباح، وأربع رحلات جوية مبكرة، وأربع رحلات جوية عالية عبء العمل في منتصف النهار، وأربع رحلات متأخرة تهبط بعد منتصف الليل. تم فصل كل كتلة عمل من قبل 3-4 أيام من الراحة. وتبين هذه النتائج كيف يمكن استخدام جمع البيانات الشاملة، بما في ذلك مقاييس النوم، والإيقاعات الدائرية، والتعب، والأداء، في البيئات التشغيلية.

في هذه الحالة، كان الغرض من الدراسة تقييم النوم، إيقاعات circadian، والتعب، والأداء حسب وقت بدء العمل على النحو التالي. 1) خط الأساس: خلال كتلة واجب الأول، عملت جميع الطيارين 5 أيام أن كل منهما شملت رحلتين من حوالي 2 ح لكل منهما، بدءا من منتصف الصباح، للسماح لحلقة النوم ليلا كافية. وأعقب هذا الكتلة 4 أيام راحة. 2) يبدأ في وقت مبكر: خلال كتلة واجب في وقت مبكر، عملت جميع الطيارين 5 أيام أن كل منهما شملت رحلتين من حوالي 2 ح، كل بدءا من حوالي 5:00 صباحا و 8:00 صباحا. وأعقب هذا الكتلة 3 أيام راحة. 3) نوبات عبء العمل العالي في منتصف النهار: خلال كتلة العمل في منتصف النهار، عمل جميع الطيارين 5 أيام، والتي شملت كل 2-4 رحلات من حوالي 2-6 ساعة لكل منهما، بدءا من منتصف اليوم تقريبا. وأعقب هذا الكتلة 3 أيام راحة. 4) التشطيبات المتأخرة: خلال كتلة واجب في وقت متأخر، عملت جميع الطيارين 5 أيام، والتي شملت رحلتين من حوالي 3 ح لكل منهما، بدءا من وقت متأخر من بعد الظهر حوالي الساعة 4:00 مساء وتنتهي حوالي منتصف الليل. وأعقب هذا الكتلة 3 أيام راحة.

Protocol

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) من مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا، وقدمت جميع المواضيع موافقة خطية مستنيرة. وتتفق جميع إجراءات الدراسة مع الإجراءات الممنوعة في البروتوكول الذي وافق عليه مجلس إدارة ناسا (رقم البروتوكول HRI-319).

1. اختيار المشاركين والتحضير للتجربة

  1. تحديد الجدول الزمني للدراسة
    1. (ب) إدراج فترة أساسية لجمع البيانات من أجل تقييم النتائج في غياب التدخل.
  2. تحديد وقت جمع البيانات أثناء التجربة
    1. عند تقييم التعب، من الأهمية بمكان أن تشمل مقاييس النتائج أكثر من نقطة بيانات واحدة بسبب التغيرات في وقت اليوم في التعب والأداء.
    2. جمع بيانات الأداء بالاقتران مع المهام الحرجة التشغيلية عند الإمكان. في حالة طياري الخطوط الجوية، من المفيد جمع تصنيف PVT والتعب في TOD من رحلة، والتي هي في المرحلة النهائية من الرحلة البحرية، قبل أن تحدث المهمة الحاسمة للهبوط.
      ملاحظة: وقد تكون هناك حاجة إلى مزيد من البيانات في الرحلات الجوية لتقييم نتائج الرحلات الطويلة أو في بيئات تشغيلية أخرى. قد يكون الباحث مهتمًا، على سبيل المثال، بالتغير في التعب عبر فترة الراحة، الأمر الذي يتطلب اتخاذ تدابير قبل وبعد الاستراحة.
  3. وقد تختلف إجراءات التوظيف باختلاف أهداف الدراسة. (ب) ضمان توظيف المشاركين في منظمة واحدة وتمثيلهم للسكان العاديين في المنظمة المختارة؛ ولذلك، لا يلزم تطبيق معايير فحص إضافية.
    ملاحظة: في البيئات المختبرية، يتم فحص المشاركين عادة من المشاركة إذا كانوا يعانون من حالات صحية مزمنة أو درجة خارج النطاق الطبيعي على استبيانات اضطراب النوم. في البيئات التشغيلية، قد يكون المشاركون يعانون من حالات مزمنة واضطرابات نوم غير مشخصة، ولكن ينبغي عموما ً إدراج هؤلاء الأفراد في الدراسات من أجل قياس فعالية التدخلات عبر مجموعة واسعة من العمال. وينبغي دعوة الأفراد للمشاركة في الدراسة عن طريق البريد الإلكتروني أو العرض الشخصي للسكان الذين يهمهم الأمر.
    1. جعل المشاركين يتعاملون مع موظفي الدراسة مباشرة ويؤكدون لهم أن قرارات التوظيف لن تتخذ بناء على بيانات فردية.
    2. اتخاذ أي احتياطات إضافية قد تكون ضرورية لحماية سرية المشاركين من صاحب العمل، مثل الحصول على شهادة سرية من المعهد الوطني للصحة أو رسالة من إدارة الشركة تؤكد المتطوعين أن عملهم لن يتأثر بمشاركتهم في الدراسة.
    3. هل يخضع المشاركون لموافقة مستنيرة تؤكد أن المشاركة في البحوث طوعية تماماً. التأكد من أن المتطوعين المهتمين يمكنهم اتباع جدول عمل الدراسة وثنيهم عن تداول نوبات العمل أثناء الدراسة.
  4. دعوة المشاركين الذين تطوعوا في الدراسة لحضور دورة تدريبية/ إحاطة مدة تتكون من 30 إلى 60 دقيقة.
    1. تزويد المشاركين بمجموعة أدوات لجمع البيانات تتضمن شاشة النشاط، وجهاز شاشة اللمس مع التطبيق المناسب المثبت، ولوازم جمع البول. هل قام المشاركون بملء استبيانات الخلفية [على سبيل المثال، مؤشر جودة النوم في بيتسبرغ (PSQI)51، مقياس شدة التعب (FSS)52، مقياس النعاس Epworth (ESS)53، قائمة مرجعية للقوة الفردية (CIS)54، استبيان الصباح/المساء (MEQ)55] لتقدير مدى انتشار قضايا النوم الأساسية في السكان. ويمكن أيضا استخدام هذه الاستبيانات كمتغيرات مشتركة في تحليل البيانات.
    2. استعراض جميع جوانب الدراسة مع المشاركين وتدريبهم على إجراءات استكمال الاستبيانات والاختبارات الدراسية. اوجب على المشاركين إكمال مذكرات نوم واحدة وجميع الاستبيانات اليومية أمام موظفي الدراسة للتأكد من أن المشارك يفهم كيفية إكمال الأسئلة واستخدام التطبيق. تدريب المشاركين على الإجراءات المناسبة لاستكمال العلاج بحماية الأصناف النباتية على النحو المبين في الفرع 6 أدناه.
    3. تزويد المشاركين بمراقب نشاط معتمد من خلال البحث. إرشاد المشاركين إلى ارتداء جهاز مراقبة النشاط في جميع الأوقات، فقط إزالته عندما يكون منغمسا في الماء. اطلب من المشاركين ملاحظة وقت عمليات إزالة مراقبة النشاط في التطبيق.
    4. تزويد المشاركين بمواد جمع البول وتوجيههم إلى إجراءات جمع البول. إذا كان المشارك غير راغب أو غير قادر على جمع عينات البول، ثم يمكن إدراج هذا العنصر من الدراسة كدراسة فرعية اختيارية إذا وافق عليها مجلس المراجعة الأخلاقية.

2. التصميم التجريبي

  1. جدول العمل: تأكد من أن جميع الأفراد يتبعون نفس الجدول الزمني (أو الجدول المتوازن في حالة إجراء تجربة معشاة). وبالإضافة إلى ذلك، قم بتضمين حالة خط أساس أو حالة وهمية في التجربة لتفسير النتائج في غياب التدخل أو التلاعب في الجدول الزمني.
    ملاحظة:     من المحتمل أن يكون من الضروري العمل بشكل وثيق مع المنظمة الشريكة لتنفيذ الجدول التجريبي. وقد تكون هناك اعتبارات أخرى ضرورية حسب السكان الذين يتعين دراستهم. في حالة دراستنا، التي قمنا فيها بتقييم طياري الخطوط الجوية قصيرة المدى، قمنا بتصميم جدول زمني يسمح لهم بالعودة إلى ديارهم كل يوم للتأكد من أن لديهم بيئة نوم متسقة. وينبغي أن يكون الجدول الزمني النهائي لتقييم نتائج الفائدة مماثلاً للجدول البياني في الشكل 1.
    1. بروتوكول جمع البيانات في أيام غير العمل:
      1. إرشاد المشاركين لإكمال مذكرات النوم كل يوم في غضون 30 دقيقة من الاستيقاظ والذهاب إلى السرير.
      2. اطلب من المشاركين ارتداء جهاز مراقبة النشاط بشكل مستمر.
      3. إرشاد المشاركين إلى إكمال مقياس التعب سامن بيريللي (SP) وPVT 3x في اليوم: صباح (1-2 ساعة بعد الاستيقاظ)، منتصف اليوم (8-9 ساعة بعد الاستيقاظ)، والمساء (1-2 ساعة قبل الذهاب إلى السرير).
    2. بروتوكول جمع البيانات في أيام العمل:
      1. إرشاد المشاركين لإكمال مذكرات النوم كل يوم في غضون 30 دقيقة من الاستيقاظ والذهاب إلى السرير.
  2. الجدول الزمني لجمع البيانات: كفالة أن يتضمن الجدول الزمني لجمع البيانات جمع بيانات الـ PVT في الأوقات ذات الصلة من الناحية التشغيلية وفي نقاط زمنية متعددة في اليوم (على الأقل، في الصباح، ومنتصف النهار، والمساء) من أجل تقييم التغيرات في الأداء المرتبطة فقدان النوم أو عدم المحاذاة circadian. بالإضافة إلى ذلك، تحقق من أن جدول جمع البيانات لا يثقل بشكل مفرط على المشارك بجمع البيانات غير الضرورية.
    ملاحظة: إن التوازن بين جمع ما يكفي من المعلومات لتقييم التدخلات وعدم إثقال كاهل المشارك أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الامتثال للدراسة والتقليل إلى أدنى حد من الانسحاب من الدراسة.

3. إجراءات جمع الأكتيغرافيا

  1. حدد جهاز عرض نشاط تم التحقق من صحته ضد PSG في بيئة مختبرية (الشكل2).
    ملاحظة: تتضمن بعض شاشات النشاط ميزات إضافية، مثل درجة الحرارة ومعدل ضربات القلب، ولكن كما هو موضح سابقًا، يمكن أن تتأثر هذه الميزات بأنشطة الفرد. هناك سمتان مفيدتان متوفرتان على بعض الأجهزة هما علامات الأحداث وأجهزة استشعار الضوء. يمكن أن تكون معلومات الإضاءة مفيدة في تفسير معلومات المرحلة circadian ويمكن استخدام علامات الحدث لوضع علامة على الوقت في السرير وإزالة رصد النشاط، ولكن هذه الميزات ليست مطلوبة لجمع معلومات النوم.
  2. إرشاد المشاركين إلى ارتداء جهاز مراقبة النشاط بشكل مريح وآمن مثبت على معصم اليد غير المهيمنة خلال الفترة التجريبية بأكملها. إذا لم يتم تثبيت جهاز مراقبة النشاط بشكل آمن على المعصم، يمكن أن تتعرض عمليات العد للأنشطة للخطر. إظهار التجهيزات المناسبة خلال جلسة الإحاطة السابقة للدراسة.
  3. إرشاد المشاركين إلى ارتداء جهاز مراقبة النشاط أثناء التمرين ولكن إزالته قبل السباحة والاستحمام. وينبغي ملاحظة عمليات إزالة مراقبة النشاط في مذكرات النوم اليومية للتمييز بين الخمول بسبب عمليات إزالة مراقبة النشاط من القيلولة.
  4. إذا كان جهاز عرض النشاط يتضمن ميزة علامة حدث، اطلب من المشارك ضرب العلامة كلما تمت إزالة جهاز عرض النشاط. وبالإضافة إلى ذلك، أوعز إلى المشارك بالضغط على علامة الحدث عند الذهاب إلى السرير والاستيقاظ لكل حلقة نوم. وهذا من شأنه أن يعزز المعلومات التي تم الحصول عليها في مذكرات النوم ويساعد في التحليل.

4. الاستبيان القائم على التطبيق، يوميات النوم، وجمع PVT

  1. حدد تطبيق جمع البيانات يوميًا.
    ملاحظة: يجب التحقق من الاستبيانات المستندة إلى التطبيقات مقابل الإصدارات الورقية التي تم التحقق من صحتها لضمان أن تعكس الإصدارات المستندة إلى التطبيق بأمانة الأدوات الأصلية. وعلى وجه الخصوص، ينبغي فحص الاستبيانات التي تتضمن مقاييس تناظرية مرئية للتأكد من أن مطوري التطبيقات لم يحولوا النتائج إلى مقاييس من نوع Likert. وبالمثل، ينبغي التحقق من جميع الأسئلة والردود للتأكد من أن خيارات اللغة الأصلية والردود مدرجة بالكامل وأن تصور الأسئلة والردود لا يتأثر بحجم شاشة الجهاز المستخدم.
  2. الاستبيانات: أن يستكمل المشاركون استبيانات خط الأساس (المبينة في الفرع 1-4-1) والمعلومات الديمغرافية قبل الانخراط في أي إجراءات دراسية للمساعدة في تفسير نتائج الدراسة.
  3. يوميات النوم: اطلب من المشاركين إكمال يوميات النوم قبل وبعد حلقة النوم الرئيسية للفرد. من المستحسن تزويد المشاركين بمذكرات نوم قائمة على التطبيق بدلاً من الورق لأن 1) من السهل على المشارك إكمال و 2) يوميات النوم المستندة إلى التطبيق يتم ختمها في الوقت، مما يقلل من إمكانية قيام الفرد إكمال مذكرات النوم بأثر رجعي.
    1. الاستيقاظ مذكرات النوم: عند الاستيقاظ من حلقة النوم الرئيسية، وقد تشير المشاركين 1) وقت الاستيقاظ، 2) عدد ومدة الصحوة، و 3) نوعية النوم.
    2. يوميات النوم قبل النوم: قبل الذهاب إلى السرير مباشرة، أوعز إلى المشاركين بتوثيق مدة وتوقيت أي قيلولة وأوقات النوم المتوقعة.
  4. PVT: إرشاد المشاركين إلى أخذ PVT في أوقات محددة مسبقاً طوال الدراسة باستخدام منهجية دقيقة على النحو المبين أدناه (في القسم 6).
  5. تقديم معلومات الدراسة بشكل واضح وموجز، بحيث يتم عرض المشاركين على المهام بطريقة تسمح لهم بتحديد ما يحتاجون إلى القيام به بسرعة.
    ملاحظة: نحن نستخدم تطبيق PVT+ من ناسا لدراساتنا. وPVT + ناسا هو تطبيق لأجهزة تعمل باللمس وضعت في مركز أبحاث أميس ناسا. يتم تخصيص التطبيق لكل تجربة لتضمين أو استبعاد استبيانات مختلفة حسب الحاجة. يعرض التطبيق كل نشاط يحتاج المشارك إلى إكماله بالتسلسل (انظر الشكل3). بالنسبة لهذه الدراسة، تعرض الصفحة الرئيسية للتطبيق ثلاثة روابط رئيسية: "تسجيل الدراسة"، "يوم الراحة" و "يوم العمل". يتضمن رابط "التسجيل في الدراسة" الاستبيانات التالية التي سيتم إكمالها خلال يوم التدريب: التركيبة السكانية، وMEQ، ورابطة الدول المستقلة، وESS. بعد الانتهاء، لا يكون الرابط مرئيًا للمشاركين. وتشمل وصلة "يوم الراحة" الاستبيانات التي يتعين استكمالها خلال أيام الإجازة: يوميات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ ومذكرات النوم الصباحية؛ SP وPVT لصباح وبعد الظهر، والمساء؛ ومذكرات النوم المسائية ، قدمت في هذا الترتيب. يعرض الرابط "يوم العمل" ثلاثة وصلات رئيسية: الصباح (يوميات النوم)؛ مهام العمل; والمساء (مذكرات النوم). ويتألف ارتباط مهام العمل من ثلاث وصلات: ما قبل الطيران (SP، PVT، وقت التنقل)؛ وفترة الانتقال إلى الخدمة؛ والرحلات التي تستغرق وقتا ً عصيباً؛ والرحلات التي تستغرق وقتاً عصيباً؛ والرحلات التي تستغرق وقتاً عصيباً؛ والرحلات الجوية() و"المهام القصيرة جداً" سجل في TOD، الذي يعرض عدد الرحلات التي اختارها المشارك لإكمال الاختبارات لتلك الرحلة معينة (SP، PVT)؛ وما بعد الرحلة (SP, PVT).

5. إجراء جمع البول

  1. استخدام جمع البول لقياس إنتاج aMT6s لتقدير المرحلة circadian (تكييفها لجمع البول في الطيارين من الإجراءات التي وضعتها لوكلي18 وهال56).
    1. إرشاد المشاركين لجمع عينات البول بعد أي تدخل من المتوقع أن يغير مرحلة circadian. تزويد المشاركين بمجموعة البول وسجل البول والتعليمات في يوم التدريب. وتشمل مجموعةالبول (الشكل 4) قبعة مبولة أو حاوية جمع المبولة، والعديد من الماصات، وخمسة أنابيب جمع البول المسمى لكل 24 ساعة جمع، واثنين من أنابيب إضافية وتسميات ملصقا أبيض، وأكياس نظيفة قفل الرمز البريدي المخاطر الحيوية، ومواد الشحن، والجليد حزمة، سجل جمعالبول (الشكل 5)، ونسخة من التعليمات للرجوع إليها خلال كل كتلة جمع (المبينة في القسم 5.2).
    2. تعليمات عامة عامة: إعلام المشاركين أنهم بحاجة إلى جمع جميع البول المنتجة على مدى فترة 24 ساعة. تبدأ كتلة التجميع الأولى من الوقت الذي يستيقظ فيه المشارك في أول يوم لجمع البول ويستمر في 4 كتل ح خلال النهار وكتلة 8 ح بين عشية وضحاها. في المجموع، كل مجموعة 24 ساعة تشمل خمس عينات.
    3. تزويد المشاركين بالتعليمات الواردة أدناه ومراجعة كل خطوة في الإجراء أثناء التدريب السابق للدراسة. التأكد من تزويد المشاركين بعلامة شحن مدفوعة مسبقًا وموجهة.
  2. استخدم إرشادات جمع البول التالية للمشاركين:
    عندما تستيقظ في اليوم الأول انتقل إلى الحمام في المرحاض كالمعتاد. سوف تبدأ في جمع البول الخاص بك بعد أن تذهب إلى الحمام للمرة الأولى.
    في بداية كل كتلة مجموعة تسجيل التاريخ ووقت البدء التقريبي ووقت النهاية التقريبي كتلة المجموعة على سجل المجموعة (على سبيل المثال، 07:00-11:00 AM). قد تتبول أكثر من مرة خلال كتلة جمع 4 ح (أو خلال كتلة جمع 8 ساعة بين عشية وضحاها). في هذه الحالة، سوف تتبول في نفس حاوية جمع البول.. على سبيل المثال، أثناء إطار مجموعة 07:00–11:00 AM يمكنك التبول في 8:00 صباحاً و 10:55 ص. كل من هذه الفراغات البول سوف تختلط معا في نفس حاوية جمع. في نهاية كتلة جمع سوف تأخذ عينة. في كل مرة تتبول فيها، يسجل الوقت المحدد للساعة التي تتبول فيها على سجل المجموعات. في كل مرة تتبول فيها، يجب أن يدخل كل بولك إلى حاوية التجميع.
    قم بإفراغ المثانة قبل أخذ عينة فقط. على سبيل المثال، إذا انتهت كتلة المجموعة في الساعة 11:00 صباحًا، حاول التبول في حاوية المجموعة قبل الساعة 11:00 صباحًا مباشرةً، ثم خذ العينة. في نهاية كتلة جمع، تسجيل الحجم الإجمالي للبول التي تم جمعها باستخدام علامات على الحاوية.
    خذ ماصة جديدة ونقل كمية صغيرة من البول من حاوية جمع إلى أنبوب صغير. ملء الأنبوب مع ما يكفي من البول بحيث يكون على الأقل نصف كامل. انحني للأنبوب لا تملأ الأنبوب تماما، لأن البول يوسع عندما يتم تجميده، ويمكن كسر الأنبوب إذا ملأت. بعد ملء الأنبوب، ثم يمكنك رمي ماصة بعيدا. يتم تسمية كل أنبوب عينة مع رقم ومرتبة في ترتيب رقمي. استخدام أنابيب العينة في ترتيب رقمي (أي، استخدام 1 أولا، ثم 2، الخ).
    ضع الأنبوب الصغير في كيس خطر حيوي بقفل مضغوط. ضع حقيبة قفل مضغوط كبيرة في صندوق الشحن مع حزمة باردة. بعد أخذ العينة، قم بتسجيل رقم الأنبوب ووقت الساعة الذي أخذت العينة عليه في سجل التجميع، ثم تجاهل البول المتبقي في المرحاض. شطف حاوية جمع بالماء (لا تستخدم أي شيء آخر غير الماء لشطف حاوية جمع). كرر العملية لكتل التجميع النهارية الثلاث التالية (على سبيل المثال، 11:00 ص– 3:00 م، 3:00 م– 7:00 م، و7:00 م – 11:00 م).
    للحصول على كتلة جمع بين عشية وضحاها، وجمع عينة النهار الرابعة الخاصة بك فقط قبل أن تذهب إلى السرير. يجب أن تكون حاوية التجميع فارغة عند الذهاب إلى السرير. سوف تشمل كتلة جمع بين عشية وضحاها كل البول الذي يتبول خلال الليل، فضلا عن البول من أول مرة كنت التبول في الصباح. عندما تستيقظ في الصباح، سوف تتبول في حاوية جمع. سيتم خلط أي بول من الليل مع هذا البول الأول الذي تنتجه في الصباح. إذا كنت لا تستيقظ خلال الليل، ثم عينة بين عشية وضحاها قد تشمل فقط التبول الصباح الأول الخاص بك. بعد التبول لأول مرة في اليوم الثاني، تكتمل كتلة التجميع بين عشية وضحاها.
    يرجى جمع كل البول الذي تنتجه في فترة 24 ساعة. إذا كنت التبول عن طريق الخطأ في المرحاض، ثم يرجى ملاحظة هذا على سجل جمع البول الخاص بك واسمحوا لنا أن نعرف أنك غاب عن جمع.

6. أساليب إدارة PVT

ملاحظة: كما هو موضح في المقدمة، ناسا-PVT هو 5 دقائق من الاهتمام المستمر، اختبار وقت رد الفعل الذي يقيس السرعة التي يستجيب بها الأفراد لتحفيز البصرية. يمكن تغيير مدة الاختبار استنادًا إلى تصميم الدراسة. هناك العديد من التصاميم PVT التي تم تطويرها، بما في ذلك تلك التي تضيء الهدف35،57 أو نمط لوحة الاختيار39. وقد صُممت المركبة ناسا -PVT لمحاكاة جهاز المختبر PVT-192 الذي يكون الهدف فيه في شكل عداد ميلي ثانية.

  1. اقرأ الإرشادات التالية لكل مشارك للتأكد من أن كل مشارك يتلقى نفس التدريب: "يرجى الاحتفاظ بالجهاز في موضع المناظر الطبيعية في كل مرة وتمرير كل إبهام من إبهامك فوق الجهاز في غضون بضعة ملليمترات من الشاشة طوال الوقت الذي تكون فيه أخذ هذا الاختبار. أثناء الاختبار، انقر فوق الشاشة باستخدام إبهام يدك المهيمنة (أي اليد التي تكتب بها عادةً) بمجرد أن ترى الأرقام الحمراء تُتمرير في المربع. يجب عليك استخدام إبهامك من يدك المهيمنة للرد على المحفزات في جميع الاختبارات. تظهر الأرقام في العرض مدى سرعة استجابتك في كل مرة. كلما كان العدد أقل، كلما كان ذلك أفضل. في محاولة لبذل قصارى جهدكم والحصول على أقل عدد يمكنك ربما في كل مرة. إذا قمت بالنقر على الشاشة في وقت مبكر جدا (قبل ظهور الأرقام) سترى رسالة خطأ ('FS') تشير إلى بداية خاطئة. إذا نقرت باستخدام إبهامك غير المهيمن، فسترى الرسالة 'ERR'، مما يشير إلى وجود خطأ. تجنب 'FS' و 'خطأ'. إذا نسيت رفع إبهامك، فإن شاشة النص تذكرك بعد وقت قصير." يعرض الشكل 6 شاشة العرض التوضيحي NASA-PVT الذي يعرض الموضع الصحيح للجهاز الذي يعمل باللمس أثناء أخذ PVT وموقع الإبهام.
  2. إرشاد المشاركين إلى الاحتفاظ بالجهاز الذي يعمل باللمس في وضع الطائرة، مع إيقاف تشغيل WiFi في جميع الأوقات.
    ملاحظة: وهذا مهم بشكل خاص لمهمة PVT حيث تتأثر دقة ساعة توقيت داخلية بوظائف الاتصال، مما يؤثر على وقت رد الفعل38.
  3. إرشاد المشاركين لبدء PVT في وقت خال من الانحرافات. في حالة حدوث الانحرافات، يكون المشاركون لاحظوا عدد الانحرافات داخل التطبيق بعد الاختبار.
    ملاحظة: وبالنظر إلى متطلبات البيئات التشغيلية، من الممكن ألا يتمكن المشاركون من إكمال اختبار مجدول لـ PVT. وفي هذه الحالة، ينبغي توجيه المشاركين إلى أخذ الحماية النباتية في أقرب وقت ممكن بعد الاختبار الذي لم يتم التوصل إليه. ومن المهم أيضاً إبلاغ المشاركين بأنه ينبغي لهم الإبقاء على ما لا يقل عن 30 دقيقة بين جلسات اختبار PVT.

Representative Results

باستخدام الأساليب الموصوفة، تمكنا من جمع أكثر من 700 يوم من البيانات وأكثر من 3000 PVTs وتصنيفات التعب بين 44 الطيارين لمسافات قصيرة7. وكان الهدف من هذه الدراسة هو توصيف التغيرات في النوم، والمرحلة الدائرية، وتصنيفات التعب، والأداء بين الطيارين على المدى القصير من خلال وقت بدء العمل وعبء العمل خلال الرحلات النهارية.

ولحساب تصميم الدراسة داخل المواضيع، تم تقييم جميع آثار الحالة للاطلاع على نتائج النوم والأداء باستخدام تحليل التدابير المتكررة للتباين مع التباينات المشتركة غير المنظمة، باستخدام المشارك كعامل متكرر. لتقييم ما إذا كانت نتائج النوم والأداء تختلف يوما بعد يوم على جدول زمني معين، تم تطبيق نماذج الآثار المختلطة الخطية على التغيرات في النوم والأداء يوما بعد يوم. ولمراعاة الاختلافات الفردية في التكيف مع جدول زمني معين، سُمح للاعتراض والميل بالاختلاف حسب الفرد.

وكان الهدف الأول الذي تم تناوله بهذه الأساليب هو دراسة أثر وقت بدء العمل على النوم. تم حساب مدة النوم، ووقت النوم، ووقت الاستيقاظ، ونوعية النوم باستخدام مذكرات النوم والرسم البياني. ويُوضَّع في الشكل 7مثال على الرسم البياني المستمد من رصد النشاط. وقد ثبت أن توقيت النوم ومدته اختلفا اختلافا كبيرا كدالة لوقت بدء العمل باستخدام تحليل الانحدار متعدد الآثار. يعرض الجدول 1 وقت النوم ووقت الاستيقاظ ومدة النوم وجودة النوم حسب نوع الجدول الزمني كما ذكر المشاركون في مذكرات النوم. ذهب المشاركون إلى الفراش في المتوسط في حوالي 23:10 (SD = 1:41) على كتلة خط الأساس. ويختلف وقت النوم لكتلة الجدول الزمني للخدمة المبكرة اختلافاً كبيراً عن خط الأساس (p < 0.01) حيث أبلغ المشاركون عن أوقات نوم سابقة. كما اختلفت أوقات النوم لجداول منتصف اليوم وأوقات العمل المتأخرة اختلافاً كبيراً عن خط الأساس (p < 0.01)، حيث أبلغ المشاركون عن أوقات نوم لاحقة. ذهب المشاركون إلى الفراش في وقت لاحق بشكل ملحوظ (p < 0.01) في أيام الراحة مقارنة بخط الأساس.

يعرض الشكل 8 مدة النوم المشتقة من متوسط actigraphy حسب اليوم لكل نوع جدول. حصل المشاركون على نوم أقل بكثير (p < 0.01) في البدايات المبكرة مقارنة بخط الأساس. مدة السكون على أنواع الجدول الأخرى لا تختلف عن خط الأساس. لم يكن زمن النوم وكفاءة النوم التي تم الحصول عليها من الأكتيغرافيا مختلفة بشكل ملحوظ عن خط الأساس لأي من أنواع الجدول الزمني. كان الاستيقاظ بعد بداية النوم (WASO) مختلفاً بشكل ملحوظ بالنسبة للبدايات المبكرة مقارنة بخط الأساس (p < 0.05)، حيث أبلغ الطيارون عن كونهم أكثر يقظة خلال البدايات المبكرة. لم تكن هناك فروق بين الأساس وأنواع الجدول الأخرى. ولم تكن هناك فروق كبيرة بين أيام الراحة وأساس الأساس.

وكان الهدف الثاني الذي عولج تتمثل في هذه الأساليب هو دراسة أثر وقت بدء العمل على مرحلة سيركاديان على النحو الذي تقيسه الـ aMT6s. توقيت الذروة (acrophase) من إيقاع aMT6s هو علامة موثوق بها من المرحلة circadian58. ويبين الشكل 9 مثالاً على إيقاع aMT6s على مدى 24 ساعة للفرد الواحد، في حين يبين الشكل 10 الطور aMT6s لكل فرد شارك في إجراءات جمع البول عن طريق كتلة الدراسة. تمشيا مع النتائج على النوم، ووجد أن يعني المرحلة circadian تم تغيير كبير وفقا لوقت بدء العمل. من المهم ملاحظة معلومات جمع البيانات المفقودة في الشكل 10. بعض الأفراد واجهوا صعوبة في إجراءات جمع البول لبعض الكتل أو نسوا تسجيل توقيت جمع العينات الخاصة بهم. وفي هذه الحالات، لم يكن من الممكن توليد تقديرات موثوقة للمرحلة الدائرية من تركيز aMT6s، ونتيجة لذلك بعض البيانات مفقودة. في الحالات التي يكون فيها جمع معلومات المرحلة circadian مهم، قد يكون من الحكمة استدعاء المشاركين قبل كل جمع البول لضمان اتباع الإجراءات بشكل صحيح.

وكان الهدف الثالث الذي عولجت بهذه الأساليب هو دراسة أثر وقت بدء العمل على التعب المبلغ عنه ذاتياً على النحو الذي يقيسه البرنامج الاستراتيجي، والأداء الموضوعي الذي يقاس بـ PVT. تمشيا مع النتائج التي توصلنا إليها مع النوم، وذلك باستخدام تحليل الانحدار مختلطة الآثار، وجدنا أن كل من التعب (الجدول2) وأوقات رد فعل PVT (الشكل 11) كانت أسوأ خلال البدايات المبكرة، وارتفاع عبء العمل في منتصف النهار نوبات، والتشطيبات في وقت متأخر، نسبة إلى جمع بيانات خط الأساس لدينا (p < 0.001 SP; p < 0.01 PVT RT). وأظهر المشاركون زيادة كبيرة في الثغرات لكل نوع من أنواع الجدول الزمني مقارنة بخط الأساس (p < 0.01 في وقت مبكر؛ p < 0.05 منتصف اليوم؛ p < 0.01 تأخر). وكان الأداء في أيام الراحة مماثلا ً لأداء خط الأساس. ويرد وصف لهذه النتائج أيضا في الجدول3.

Figure 1
الشكل 1: بروتوكول الدراسة حسب الوقت من اليوم لكل يوم من أيام الدراسة. تمثل الأشرطة الرمادية الداكنة فترات الطيران بما في ذلك وقت تقرير ما قبل الرحلة (القضبان المفتوحة)، وتمثل الأشرطة الرمادية الفاتحة فترات النوم. أيام 1-5 تمثل كتلة واجب خط الأساس، أيام 10-14 تمثل بداية الخدمة المبكرة، أيام 18-22 تمثل بداية واجب منتصف اليوم، وأيام 26-30 تمثل البدايات المتأخرة. تمثل القضبان المظللة أول كتلة بعد انتهاء الخدمة في يوم الراحة عند جمع البول. هذا الرقم مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: جهاز رصد النشاط/مقياس التسارع الذي يرتديه على معصم اليد غير المهيمنة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: مثال على الاختبارات التي تم التقاطها خلال أيام الراحة باستخدام تطبيق شاشة اللمس. من اليسار إلى اليمين: (أ) تعرض الصفحة الرئيسية للتطبيق ارتباطين. (ب) يعرض يوم الراحة ثلاث وصلات: الصباح، منتصف النهار، المساء؛ (C) يعرض الرابط الصباحي الاختبارات التي أجريت في الصباح. (د) يعرض رابط منتصف النهار الاختبارات التي أجريت في فترة ما بعد الظهر، و (E) يعرض الرابط المسائي الاختبار الذي تم التقاطه في المساء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: طقم البول. تحتوي المجموعةعلى (أ) قبعة مبولة أو حاوية جمع المبولة، (B) ماصات، (C) أنبوب جمع البول، (D) ملصقات بيضاء، (E) حقيبة الخطر الحيوي، (F) حزمة الجليد، و (G) الشحن المواد. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: مثال على سجل جمع البول.

Figure 6
الشكل 6: مهمة اليقظة النفسية الحركية. (أ) يتم توجيه جهاز شاشة اللمس في موضع أفقي ويتم عرض الإبهام على الشاشة في بداية الاختبار. (B) يتم عرض أوقات رد الفعل على مربع مستطيل في الجزء الأوسط العلوي من الشاشة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 7
الشكل 7: Actogram من دورات النوم والاستيقاظ أكثر من 24 ساعة لمدة 14 يوما. اللون الأزرق الداكن يمثل فترات النوم; الأزرق الفاتح يمثل فترات الراحة. اللون الأسود يمثل الحركة. اللون الأصفر يمثل الضوء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 8
الشكل 8: متوسط مدة النوم المشتقة من الأكتيغرافيا بيوم في كل نوع من أنواع الجدول الزمني. اليوم الأول يمثل ليلة النوم قبل فترة العمل الأولى من كتلة معينة. تعيّن العلامة النجمية فرقًا كبيرًا (*p < 0.05, **p < 0.01) في الوسائل بين حالة الأساس وكتلة البدء المبكر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 9
الشكل 9: ملف تعريف MT6 لصناديق جمع البول الخمسة لكل حلقة من حلقات جمع البيانات لمشارك واحد. البيانات مخططة مرتين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 10
الشكل 10: 6-سلفادوكيميلاتونين (aMT6) أكروفاسي (الذروة) حسب الوقت (24 ساعة) من نادر circadian ونوع الجدول الزمني لكل فرد. تمثل الدوائر الممتلئة والمفتوحة والمثلثات والمربعات المشاركين الفرديين. هذا الرقم مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 11
الشكل 11: مهمة اليقظة النفسية الحركية (PVT) يعني وقت رد الفعل (RT)، والثغرات (RT > 500ms)، وسرعة الاستجابة (متوسط 1/RT) في اليوم على كل نوع من أنواع الجدول الزمني. تشير العلامات النجمية التالية لكل ميل إلى تغييرات في الأداء حسب اليوم في هذا الشرط. تشير الأقواس إلى الاختلافات في الميل بين أداء خط الأساس والميل في الأداء في كل من الشروط الأخرى (*p < 0.05, **p < 0.01). خط الأساس = الدوائر المملوءة، في وقت مبكر = الدوائر المفتوحة، منتصف اليوم = مثلثات مملوءة، في وقت متأخر = مثلثات مفتوحة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

جدول العمل ن وقت النوم (ح، SD) وقت الاستيقاظ (ح، SD) مدة النوم (ح، SD) نوعية النوم (SD)
خط الأساس (المرجع) 39 23:10 (1:41) 7:20 (1:49) 8.2 (0.9) 2.4 (0.7)
المبكر 42 21:14 (1:01)** 4:29 (0:47) 7.4 (0.9)** 2.5 (0.6)
منتصف النهار 41 01:19 (0:43)** 9:11 (0:58) 7.9 (1.1) 2.3 (0.6)
اواخر 40 02:18 (1:07)** 9:57 (1:11) 7.8 (1.4)* 2.3 (0.7)
أيام الراحة 42 23:47 (0:50)** 8:16 (0:58) 8.5 (0.9)* 2.4 (0.5)

الجدول 1: نتائج النوم المستمدة من مذكرات النوم (وقت النوم، ووقت الاستيقاظ، ومدة النوم، ونوعية النوم) حسب نوع الجدول الزمني. *p < 0.05, **p < 0.01; ح = ساعة، SD = الانحراف المعياري. هذا الجدول مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7

جدول العمل المتوسط (SD) p-القيمة
الاساس 3.51 (0.80) الرقم المرجعي.
واجب أوّل 4.03 (0.88) < 0.001
واجب منتصف النهار 3.85 (0.90) < 0.001
الخدمة المتأخرة 3.85 (0.89) < 0.001

الجدول 2: الوسائل والانحراف المعياري لدرجات سامن - بيريللي حسب حاجز الواجب. تصنيف أعلى يشير إلى مزيد من التعب.

جدول العمل (ن) (المشاركون) متوسط وقت رد الفعل (مللي ثانية، SD) سرعة الاستجابة (ق، SD) متوسط الثغرات (> 500 مللي ثانية)
خط الأساس (المرجع) 38 236 (48) 4.84 (0.61) 3.1 (4.1)
المبكر 40 257 (70)** 4.63 (0.66)** 4.4 (5.4)**
منتصف النهار 39 261 (62)** 4.56 (0.66)** 4.7 (5.1)*
اواخر 38 266 (64)** 4.51 (0.63)** 4.7 (5.0)**
أيام الراحة 40 249 (56) 4.69 (0.62) 4.0 (4.5)

الجدول 3: مهمة اليقظة النفسية الحركية (PVT) متوسط وقت رد الفعل (RT)، وسرعة الاستجابة (متوسط 1/RT)، والثغرات (RT > 500 مللي ثانية) حسب نوع الجدول الزمني. *p < 0.05, **p < 0.01; هذا الجدول مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7

Discussion

توفر الأساليب الموضحة في هذه المخطوطة نظرة ثاقبة على أنماط النوم، والمراحل الدائرية، وتقديرات التعب، وأداء الطيارين خلال الرحلات النهارية بما في ذلك البدايات المبكرة، وارتفاع عبء العمل في منتصف النهار، والتشطيبات المتأخرة. وقد أثبت الجمع بين هذه الأساليب أن هذه العوامل تتأثر جميعها بتغيرات متواضعة في وقت بدء العمل وعبء العمل. ومن خلال تقييم جدول دراسي منهجي ودمج هذه التدابير في تطبيق سهل الاستخدام بشاشة تعمل باللمس، تم جمع كمية كبيرة من البيانات في بيئة مليئة بالتحديات. وقد أتاح استخدام هذا المزيج من الأساليب تفسيراأوضح للتغيرات في اليقظة والأداء أثناء نوبات العمل النهارية غير التقليدية.

وكان هذا التصميم والتنفيذ لطرق قياس النوم الموضوعي، وcircadian، والتعب، وبيانات الأداء حاسمة في السماح بتحديد كيفية تأثير وقت بدء العمل على الطيارين خلال الرحلات النهارية في غياب تأخر الطائرة. وقد صُمم البروتوكول للسماح بإجراء مقارنات منهجية بين الظروف، مع التقليل في الوقت نفسه إلى أدنى حد من الإزعاج الذي يتعرض له المشاركون وتعظيم جمع البيانات في النقاط الزمنية ذات الصلة من الناحية التشغيلية. وهذه خطوات حاسمة لجمع بيانات ذات مغزى في البيئات التشغيلية. وقد تم التحقق من صحة هذه التدابير في كل من الدراسات المختبرية والميدانية، وهو أمر مهم لتفسير النتائج. وعلى الرغم من أن الدراسة صممت لتمكين المشاركين من إكمال إجراءات الدراسة بشكل مستقل، فإن جلسة الإحاطة السابقة للدراسة كانت حاسمة لضمان فهم المتطوعين لإجراءات الدراسة وأهمية الحفاظ على الاتساق عند الانتهاء دراسة الاختبارات والأسئلة، وخاصة بالنسبة لPVT.

والنتيجة التي تفيد بأن مدة النوم والتوقيت يتغيران وفقاً لوقت بدء العمل يتسق مع الدراسات السابقة في عينات أصغر من الأفراد الذين استخدموا PSG لتقييم توقيت النوم59،60. على الرغم من أن البدء المبكر والتشطيبات المتأخرة قد يكون من المتوقع أن تتعدى على توقيت النوم، فإن العينة الكبيرة من البيانات التي تم جمعها في بيئة تشغيلية توفر نظرة ثاقبة على الطرق غير المتوقعة التي يفقد بها المشاركون النوم. على سبيل المثال، منطقة صيانة التنبيه، التي تمثل أقوى محرك أقراص أن تكون مستيقظاً، تحدث قبل وقت النوم المعتاد. في الدراسات المختبرية، وقد تبين أن المشاركين صعوبة في النوم خلال منطقة صيانة الاستيقاظ61،62،63. وكان من المتوقع أن يحاول المشاركون الذهاب إلى الفراش قبل ساعات قليلة من الموعد العادي من أجل الاستعداد للبدء المبكر. وكان من المتوقع أيضا أنه نتيجة لمحاولة بدء النوم خلال منطقة صيانة الاستيقاظ، قد يظهر المشاركون زمن نوم طويل أثناء النوم قبل البدء المبكر؛ ومع ذلك، لم يكن هذا هو الحال. وتبرز هذه البيانات الاختلافات الهامة بين المختبر والميدان، وتبين الحاجة إلى جمع بيانات النوم في البيئات التشغيلية.

على الرغم من أنه تم الحصول على معلومات المرحلة circadian في مجموعة فرعية من الأفراد، فإن التغييرات في المرحلة circadian لوحظت في كل نوع الجدول الزمني يعكس التغييرات التي لوحظت في توقيت النوم. إضافة مرحلة circadian إلى هذا البروتوكول عززت القدرة على فهم لماذا تغيرت تصنيفات التعب والأداء من قبل وقت بدء العمل. اليقظة والأداء تتبع إيقاع circadian، مع أدنى اليقظة وأفقر أداء يتزامن عادة مع توقيت aMT6s acrophase. وعلى الرغم من أنه تبين أن إيقاعات معظم المشاركين تحولت في الاتجاه المتوقع بالنسبة لجدول العمل المفروض، فقد تبين أيضا أن هذا التحول متغير بين الأفراد. وهذا يشير إلى أن بعض الأفراد قد يجدون صعوبة أكبر في التكيف مع الجداول الزمنية المبكرة أو المتأخرة، مما يسبب اختلالاً متواضعاً في سيركاديان. وأدى الجمع بين هذه الأساليب إلى تعزيز تفسير هذه الاستنتاجات.

كما سمحت بيانات النوم التي تم جمعها بفهم أفضل للأسباب التي تغيرت فيها تقديرات التعب والأداء بالنسبة لجداول العمل المختلفة. على سبيل المثال، وجد أنه خلال البدايات المبكرة والتشطيبات المتأخرة، كانت تقييمات سامن بيريللي وأداء PVT أكثر فقراً يوماً بعد يوم في كل من تلك الجداول. وهذا منطقي، لأن الطيارين حصلوا على نوم أقل خلال البدايات المبكرة والتشطيبات المتأخرة بالنسبة إلى خط الأساس، مما يعني أنهم كانوا يتراكمون ديون النوم مع كل يوم على تلك الجداول. وعلى النقيض من ذلك، كان أداء العلاج بحماية الأصناف النباتية أكثر فقرا ً يوماً بعد يوم خلال جداول بدء العمل في منتصف النهار. وخلال جدول منتصف النهار، لم تختلف كمية النوم التي حصل عليها الطيارون عن مدة النوم أثناء جمع البيانات الأساسية. ونتيجة لذلك، تشير هذه النتيجة إلى أن ضعف الأداء الذي لوحظ خلال جداول العمل في منتصف النهار لم يكن من المرجح أن يكون مدفوعاً بتقييد النوم الحاد. كان من الصعب جداً تفسير تصنيفات التعب وبيانات الأداء دون بيانات السكون، مما يجعل الجمع بين هذه الأساليب مهمًا.

وعلى الرغم من أن هذه الأساليب قد صُممت ونُفذت بنجاح، فإن هذا النهج يمكن أن ينطوي على بعض التحديات. على سبيل المثال، من الممكن أن ينسى المشاركون متى أو كيفية إكمال بعض الإجراءات. من المفيد التواصل مع المتطوعين بانتظام للتأكد من أنهم يكملون المهام وفقا للبروتوكول، وخاصة خلال المرحلة الأولى من جمع البول. وبالإضافة إلى ذلك، يزداد خطر فقدان البيانات مع زيادة طول الدراسة، لأن الأفراد قد يفقدون أو يتلفون أجهزة الدراسة الخاصة بهم. إذا كان من المقرر إجراء دراسة لعدة أسابيع، كما كان الحال بالنسبة لهذه الدراسة، فقد يكون من المستصوب تنزيل البيانات عند نقطة الوسط للدراسة للحد من فقدان البيانات المحتمل واستعراض الامتثال للبروتوكول. وقد يقلل عدم كفاية البيانات أو عدم وجودها من إمكانية تفسير النتائج، ولذلك يجب الحرص على ضمان قيام الأفراد بجمع البيانات على النحو المناسب.

هناك العديد من التطبيقات الممكنة لهذه الأساليب في إعدادات التشغيل الأخرى. ويمكن استخدام هذه الأساليب لوصف النوم، والمرحلة الدائرية، والتعب، والأداء في المهن التي تنطوي على ممارسات جدولة غير عادية أو اعتبارات بيئية، مثل أثناء الرحلات الفضائية أو العمليات العسكرية. وبالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من التدخلات الواعدة والتدابير المضادة التي تم تقييمها في البيئات المختبرية، مثل استخدام الضوء الأزرق المخصب لتسريع التحول في المرحلة الدائرية، والقيلولة الاستراتيجية أثناء العمل، والمنومات لتحقيق أقصى قدر من النوم الفرص، والمنشطات مثل الكافيين لتحسين اليقظة. وعلى الرغم من أن هذه النهج قد يتبين أنها فعالة في ظل ظروف مختبرية خاضعة للمراقبة، يجب تقييم نشر هذه الأدوات والتكنولوجيا في البيئات التشغيلية للتأكد من فعاليتها في الحد من التعب في العالم الحقيقي. مزيج من الأكتيغرافيا، يوميات النوم، معلومات المرحلة circadian، وتصنيفات التعب، وجمع PVT، جنبا إلى جنب مع تطبيق البرمجيات سهلة الاستخدام لتسهيل إدارة المهام، ويوفر بيانات كافية لتقييم فعالية من التدخلات. والجمع بين هذه الأساليب ينطوي على إمكانات ترجمة كبيرة لبيئات تشغيلية معقدة أخرى، حيث قد يكون من الصعب بذل المزيد من الجهود لجمع البيانات الغازية.

Disclosures

EEFE هي مستشارة لعلوم نوم الطفل، وقد تلقت تمويل السفر من جامعة ولاية واشنطن، وجامعة شيكاغو، والطيارين الصوت بوجيه، والمجلس الوطني للسلامة، والأكاديمية الأمريكية لطب النوم وجمعية أبحاث النوم. وليس لدى المؤلفين الآخرين أي كشف للإبلاغ عنه.

Acknowledgments

نشكر المشاركين في الدراسة وموظفي الخطوط الجوية على دعمهم في جمع البيانات. كما نشكر أعضاء مختبر التدابير المضادة للإرهاق في مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا على مساعدتهم في هذا المشروع. وقد حظي هذا البحث بدعم برنامج السلامة على نطاق المنظومة التابع لوكالة ناسا.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Actiwatch Spectrum Pro Philips Respironics, Bend OR, USA 1099351 The number listed in the Catalog Number section is the Reference number for Actiwatch Spectrum Pro.
iPod Touch 5Th gen Apple Inc., Cupertino CA, USA A1509 The number listed in the Catalog Number section is the Model number. Newer generations of iPods can be used for data collection.
Medline DYND30261 Zip-Style Biohazard Specimen Bags, Plastic, Latex Free, 9" Length, 6" Width, Clear Medline Industries, Inc., Northfield IL DYND30261 The number listed in the catalog Number section is the Part number
Medline DYND80024 24 h Urine Collection Bottle, 3,000 mL Medline Industries, Inc., Northfield IL DYND80024 The number listed in the catalog Number section is the Part number
Moveland 3 mL Disposable Plastic Transfer Pipettes Moveland
Nordic Ice NOR1038 No-Sweat Reusable Long-Lasting Gel Pack, 16 oz. (Pack of 3) Nordic Cold Chain Solutions 0858687005050
Office Depot Brand Print-Or-Write Color Permanent Inkjet/Laser File Folder Labels, OD98817, 5/8" x 3 1/2", Dark Blue Office Depot, Inc.Boca Raton FL, USA 660-426
Philips Actiware 6.0.9 Respironics, Inc., Murrysville PA, USA 1104776 This software is used to analyze sleep recorded through Actiwatch Spectrum Pro
Push cap, neutral for 7 mL tubes Sarstedt, Numbrecht, Germany 65.793
SAS software 9.4 SAS Institute, Cary, NC https://www.sas.com/en_us/software/visual-statistics.html This software is used to analyze the data. Any statistical software (e.g., SPSS, R) can be used.
Shipping material FedEx, USPS, UPS Any company can be used.
Specimen Collector Urine/Stool White 26 oz. McKesson Corporation, San Francisco CA 16-9522 The number listed in the catalog Number section is the Part number
Tube 7 mL, 50 mm x 16 mm, PS Sarstedt, Numbrecht, Germany 58.485

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fischer, D., Lombardi, D. A., Folkard, S., Willetts, J., Christiani, D. C. Updating the "Risk Index": A systematic review and meta-analysis of occupational injuries and work schedule characteristics. Chronobiology International. 34 (10), 1423-1438 (2017).
  2. Williamson, A., et al. The link between fatigue and safety. Accident Analysis and Prevention. 43 (2), 498-515 (2011).
  3. Dawson, D., Reid, K. Fatigue, alcohol and performance impairment. Nature. 388 (6639), 235 (1997).
  4. Van Dongen, H. P., Maislin, G., Mullington, J. M., Dinges, D. F. The cumulative cost of additional wakefulness: dose-response effects on neurobehavioral functions and sleep physiology from chronic sleep restriction and total sleep deprivation. Sleep. 26 (2), 117-126 (2003).
  5. Santhi, N., Horowitz, T. S., Duffy, J. F., Czeisler, C. A. Acute sleep deprivation and circadian misalignment associated with transition onto the first night of work impairs visual selective attention. PLoS One. 2 (11), e1233 (2007).
  6. Gander, P. H. Evolving Regulatory Approaches for Managing Fatigue Risk in Transport Operations. Reviews of Human Factors and Ergonomics. , 253-271 (2015).
  7. Flynn-Evans, E. E., et al. Sleep and neurobehavioral performance vary by work start time during non-traditional day shifts. Sleep Health. 4 (5), 476-484 (2018).
  8. Gander, P., et al. Principles and practice of sleep medicine. Kryger, M., Roth, T., Dement, W. C. 6, Elsevier. (2016).
  9. Mantua, J., Gravel, N., Spencer, R. M. Reliability of sleep measures from four personal health monitoring devices compared to research-based actigraphy and polysomnography. Sensors (Basel). 16 (5), 646 (2016).
  10. de Zambotti, M., Claudatos, S., Inkelis, S., Colrain, I. M., Baker, F. C. Evaluation of a consumer fitness-tracking device to assess sleep in adults. Chronobiology Internations. 32 (7), 1024-1028 (2015).
  11. Flynn-Evans, E. E., Barger, L. K., Kubey, A. A., Sullivan, J. P., Czeisler, C. A. Circadian misalignment affects sleep and medication use before and during spaceflight. Npj Microgravity. 2, 15019 (2016).
  12. Gander, P., Millar, M., Webster, C., Merry, A. Sleep loss and performance of anaesthesia trainees and specialists. Chronobiology International. 25 (6), 1077-1091 (2008).
  13. Gander, P., van den Berg, M., Signal, L. Sleep and sleepiness of fishermen on rotating schedules. Chronobiology International. 25 (2-3), 389-398 (2008).
  14. Roach, G. D., Darwent, D., Sletten, T. L., Dawson, D. Long-haul pilots use in-flight napping as a countermeasure to fatigue. Applied Ergonomics. 42 (2), 214-218 (2011).
  15. Signal, T. L., Gale, J., Gander, P. H. Sleep measurement in flight crew: comparing actigraphic and subjective estimates to polysomnography. Aviation Space and Environmental. 76 (11), 1058-1063 (2005).
  16. Czeisler, C. A., Gooley, J. J. Sleep and circadian rhythms in humans. Cold Spring Harbor and Symposia on Quantitative Biology. 72, 579-597 (2007).
  17. Bojkowski, C. J., Arendt, J., Shih, M. C., Markey, S. P. Melatonin secretion in humans assessed by measuring its metabolite, 6-sulfatoxymelatonin. Clinical Chemistry. 33 (8), 1343-1348 (1987).
  18. Lockley, S. W., Skene, D. J., Arendt, J., Tabandeh, H., Bird, A. C., Defrance, R. Relationship between melatonin rhythms and visual loss in the blind. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 82 (11), 3763-3770 (1997).
  19. Samn, S. W., Perelli, L. P. Estimating aircrew fatigue: a technique with application to airlift operations. School of Aerospace Medicine Brooks AFB, TX. , (1982).
  20. Åkerstedt, T., Gillberg, M. Subjective and objective sleepiness in the active individual. International Journal of Neuroscience. 52 (1-2), 29-37 (1990).
  21. Jay, S. M., Dawson, D., Ferguson, S. A., Lamond, N. Driver fatigue during extended rail operations. Applied Ergonomics. 39 (5), 623-629 (2008).
  22. Dorrian, J., Baulk, S. D., Dawson, D. Work hours, workload, sleep and fatigue in Australian Rail Industry employees. Applied Ergonomics. 42 (2), 202-209 (2011).
  23. Ferguson, S. A., Baker, A. A., Lamond, N., Kennaway, D. J., Dawson, D. Sleep in a live-in mining operation: the influence of start times and restricted non-work activities. Applied Ergonomics. 42 (1), 71-75 (2010).
  24. Gander, P. H., et al. Crew fatigue safety performance indicators for fatigue risk management systems. Aviation Space and Environmental Medicine. 85 (2), 139-147 (2014).
  25. Kaida, K., et al. Validation of the Karolinska sleepiness scale against performance and EEG variables. Clinical Neurophysiology. 117 (7), 1574-1581 (2006).
  26. Short, M. A., et al. The effect of split sleep schedules (6h-on/6h-off) on neurobehavioural performance, sleep and sleepiness. Applied Ergonomics. 54, 72-82 (2016).
  27. Reyner, L., Horne, J. A. Falling asleep whilst driving: are drivers aware of prior sleepiness? International Journal of Legal Medicine. 111 (3), 120-123 (1998).
  28. Samn, S., Perelli, L. Estimating Aircrew Fatigue: A Technique with Application to Airlift Operations. , Brooks Air Force Base. San Antonio, TX. (1982).
  29. Dinges, D. F., Powell, J. W. Microcomputer analysis of performance on a portable, simple visual RT task sustained operations. Behavior Research Methods, Instruments & Computers. 17 (6), 3 (1985).
  30. Basner, M., Dinges, D. F. Maximizing sensitivity of the psychomotor vigilance test (PVT) to sleep loss. Sleep. 34 (5), 581-591 (2011).
  31. Grant, D. A., Honn, K. A., Layton, M. E., Riedy, S. M., Van Dongen, H. P. A. 3-minute smartphone-based and tablet-based psychomotor vigilance tests for the assessment of reduced alertness due to sleep deprivation. Behavioral Research Methods. 49, 9 (2017).
  32. Veksler, B. Z., Gunzelmann, G. Functional equivalence of sleep loss and time on task effects in sustained attention. Cognitive Science. 42 (2), 32 (2018).
  33. Belenky, G., et al. Patterns of performance degradation and restoration during sleep restriction and subsequent recovery: a sleep dose-response study. Journal of Sleep Research. 12 (1), 1-12 (2003).
  34. Lamond, N., et al. The impact of a week of simulated night work on sleep, circadian phase, and performance. Occupational Environmental Medicine. 60 (11), e13 (2003).
  35. Thorne, D. R., et al. The Walter Reed palm-held psychomotor vigilance test. Behav Res Methods. 37 (1), 111-118 (2005).
  36. Dinges, D. F., Kribbs, N. B. Sleep, sleepiness and performance. Folkard, S., Monk, T. H. , John Wiley & Sons. 97-128 (1991).
  37. Jota, R., Ng, A., Dietz, P., Wigdor, D. How fast is fast enough?: a study of the effects of latency in direct-touch pointing tasks. CHI Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems Pages. , 2291-2300 (2013).
  38. Arsintescu, L., Mulligan, J. B., Flynn-Evans, E. E. Evaluation of a Psychomotor Vigilance Task for Touch Screen Devices. Human Factors. 59 (4), 661-670 (2017).
  39. Kay, M., et al. The 7th Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare. Proceedings of Pervasive Health, New York, NY, , IEEE. 248-251 (2013).
  40. Bourgeois-Bougrine, S., Carbon, P., Gounelle, C., Mollard, R., Coblentz, A. Perceived fatigue for short- and long-haul flights: a survey of 739 airline pilots. Aviation Space and Environmental Medicine. 74 (10), 1072-1077 (2003).
  41. Petrilli, R. M., Roach, G. D., Dawson, D., Lamond, N. The sleep, subjective fatigue, and sustained attention of commercial airline pilots during an international pattern. Chronobiology International. 23 (6), 1357-1362 (2006).
  42. Rai, B., Foing, B. H., Kaur, J. Working hours, sleep, salivary cortisol, fatigue and neuro-behavior during Mars analog mission: five crews study. Neuroscence Letters. 516 (2), 177-181 (2012).
  43. Barker, L. M., Nussbaum, M. A. Fatigue, performance and the work environment: a survey of registered nurses. Journal of Advanced Nursing. 67 (6), 1370-1382 (2011).
  44. Samel, A., Wegmann, H. M., Vejvoda, M. Aircrew fatigue in long-haul operations. Accidend Analysis & Prevention. 29 (4), 439-452 (1997).
  45. Reis, C., Mestre, C., Canhao, H. Prevalence of fatigue in a group of airline pilots. Aviation Space and Environmental Medicine. 84 (8), 828-833 (2013).
  46. Marcus, J. H., Rosekind, M. R. Fatigue in transportation: NTSB investigations and safety recommendations. Inury Prevention. 23 (4), 232-238 (2017).
  47. Goode, J. H. Are pilots at risk of accidents due to fatigue? Journal of Safety Research. 34 (3), 309-313 (2003).
  48. O'Hagan, A. D., Issartel, J., Fletcher, R., Warrington, G. Duty hours and incidents in flight among commercial airline pilots. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics. 22 (2), 165-172 (2016).
  49. National Transportation Safety Board. Uncontrolled collision with terrain. American International Airways Flight 808. NTSB/AAR-94/04. , National Transportation Safety Board. Washington, DC. (1994).
  50. Federal Aviation Administration. FAA Report. Regulatory Impact Analysis. Flightcrew Member Duty and Rest Requirements PART 117 . , https://www.faa.gov/regulations_policies/rulemaking/recently_published/media/2120-AJ58RegEval.pdf (2011).
  51. Buysse, D. J., Reynolds, C. F. III, Monk, T. H., Berman, S. R., Kupfer, D. J. The Pittsburgh Sleep Quality Index: a new instrument for psychiatric practice and research. Psychiatry Research. 28 (2), 193-213 (1989).
  52. Krupp, L. B., LaRocca, N. G., Muir-Nash, J., Steinberg, A. D. The fatigue severity scale. Application to patients with multiple sclerosis and systemic lupus erythematosus. Archives of Neurology. 46 (10), 1121-1123 (1989).
  53. Johns, M. W. A new method for measuring daytime sleepiness: the Epworth sleepiness scale. Sleep. 14 (6), 540-545 (1991).
  54. Vercoulen, J. H., et al. Dimensional assessment of chronic fatigue syndrome. Journal of Psychosomatic Research. 38 (5), 383-392 (1994).
  55. Horne, J. A., Ostberg, O. A self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms. International Journal of Chronobiology. 4 (2), 97-110 (1976).
  56. Zaidi, F. H., Hull, J. T., Peirson, S. N., Wulff, K., Aeschbach, D., Gooley, J. J., Brainard, G. C., Gregory-Evans, K., Rizzo, J. F. III, Czeisler, C. A., Foster, R. G. Short-wavelength light sensitivity of circadian, pupillary, and visual awareness in humans lacking an outer retina. Current Biology. 17 (24), 2122-2128 (2007).
  57. Honn, K. A., Riedy, S. M., Grant, D. A. Validation of a portable, touch-screen psychomotor vigilance test. Aerospace Medicine and Human Performance. 86 (5), 428-434 (2015).
  58. Aldhous, M. E., Arendt, J. Radioimmunoassay for 6-sulphatoxymelatonin in urine using an iodinated tracer. Annals Clinical Biochemistry. 25 (Pt 3), 298-303 (1988).
  59. Kecklund, G., Akerstedt, T. Effects of timing of shifts on sleepiness and sleep duration. Journal of Sleep Research. 4 (S2), 47-50 (1995).
  60. Folkard, S., Barton, J. Does the ‘forbidden zone’ for sleep onset influence morning shift sleep duration? Ergonomics. 36 (1-3), 85-91 (1993).
  61. Lavie, P. Ultrashort sleep-waking schedule. III. "Gates" and "forbidden zones" for sleep. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 63 (5), 414-425 (1986).
  62. Shekleton, J. A., et al. Improved neurobehavioral performance during the wake maintenance zone. Journal of Clinical Sleep Medicine. 9 (4), 353-362 (2013).
  63. Strogatz, S. H., Kronauer, R. E., Czeisler, C. A. Circadian pacemaker interferes with sleep onset at specific times each day: role in insomnia. American Journal of Physiology. 253 (1 Pt 2), R172-R178 (1987).

Tags

السلوك العدد 150 التعب النوم مرحلة circadian اليقظة مهمة اليقظة النفسية الحركية ناسا-PVT
جمع بيانات النوم وسيركاديان والتعب والأداء في البيئات التشغيلية المعقدة
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Arsintescu, L., Kato, K. H.,… More

Arsintescu, L., Kato, K. H., Hilditch, C. J., Gregory, K. B., Flynn-Evans, E. Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments. J. Vis. Exp. (150), e59851, doi:10.3791/59851 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter