$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
עייפות, הנובעת מנשירת שינה ומעגליות מוטעית, מהווה איום חמור על בטיחות במקצועות הדורשים פעילות של 24 שעות ביממה, לוחות זמנים לא סדירים ועבודות מורחבות בשעות1,2. מחקר מעבדה אינסטרומנטלי באפיון כיצד שינויים במשך השינה והעיתוי משפיעים על עירנות וביצועים נוספים3,4,5. מחקרים אלה יוצרים את הבסיס להמלצות לניהול סיכוני עייפות ולנוהלי תזמון עבודה בסביבות מבצעיות6.
בכתב יד זה, מחקר שדה של מבצעי תעופה משמש להפגין גישה לאיסוף שינה, מעגליות, עייפות ומידע ביצועים בהגדרות מבצעיות מורכבות7. למדנו 44 טייסי תעופה במשך 34 ימים בזמן שהם טסו לוח זמנים שכללו תקופות של טיסות אמצע הבוקר, טיסות מוקדמות, עומס עבודה גבוה באמצע היום, וטיסות מאוחרות שנחתו אחרי חצות. כל בלוק עבודה הופרד ב-3 – 4 ימים של מנוחה. טייסים אספו מידע אובייקטיבי וסובייקטיבי במהלך תקופת הלימוד, כולל מחויבות הטיסה וימי המנוחה.
בהתחשב בהבדלים בין סביבות מעבדה לבין העולם האמיתי, יישום של אסטרטגיות ואמצעי נגד שפותחו במעבדה לא תמיד לתרגם לפעולות כצפוי. הבדלים אישיים, מגוון רחב של לוחות זמנים תפעוליים של עבודה, פעולות לא סדירות ובלתי צפויות, פרקטיקות ותרבות, והסכמי עבודה הם חלק מהגורמים שיכולים לסבך את יישום המדע באופן מעשי שימוש תפעולי. כתוצאה מכך, חשוב להעריך את ההשפעה של התערבויות כאלה באמצעות שיטות עקביות ואמינות להערכת שינה, מקצבים מעגליות, עייפות או עירנות וביצועים. רמת ניטור ואיסוף נתונים חייב להישמר ביחס לרמות הצפויות של עייפות וסיכונים הקשורים לבטיחות בתוך פעולה8. יתרה מזאת, בכל הגדרה תלויית-בטיחות, הקפדה על פעולות בטוחות היא בעלת חשיבות עליונה לפרוטוקול החקירה.
השיטה הסטנדרטית הזהב להערכת משך השינה והאיכות היא דרך פוליסוגרפיה (PSG), אשר כרוכה במדידת פעילות המוח, קצב הלב, תנועת העין, ופעילות השריר באמצעות אוסף של אלקטרודות וחיישנים להציב על הקרקפת, פנים, והחזה. למרות שהוא חזק, PSG אינו מעשי לאיסוף מידע שינה בסביבות התפעוליות ביותר. התקנים לבישים רבים פותחו כדי להעריך תזמון שינה, משך, ואיכות, אבל מעטים אומתו9,10. השילוב של האקטגרפיה שחוקים ויומני השינה היומי נעשה שימוש נרחב כדי להעריך את השינה בלימודי שטח על פני מגוון של עיסוקים11,12,13,14 ואומת נגד PSG, מציג קונקורדנציה למשך שינה15. בנוסף, באמצעות האקטגרפיה ויומני שינה עבור לימודי שטח מציב נטל נמוך של מאמץ על משתתפי המחקר, כי רוב המכשירים האקטגרפיה הם שחוקים על פרק היד הלא דומיננטי והוסר רק למקלחת או שחייה, בדומה לשעון יד. כמו כן, יומן שינה מעוצב היטב, המוצג בטלפון או במכשיר מסך מגע, יכול להסתיים בדרך כלל באמצעות משתתפים בפחות משתי דקות.
מחזור השינה מתואם על ידי קוצב הלב האחראי הממוקם בגרעין העל-תצלובתי של ההיפותלמוס16. קוצב לב זה גם מסנכרן היבטים רבים אחרים של תפקוד ביולוגי כגון טמפרטורת הגוף ומקצבים הורמונליים (למשל, מלטונין ו קורטיזול). המקצב האנדודוגני הוא קרוב לגובה, אך לא בדיוק, 24 שעות; לכן, זה חייב להיות מאופס כל יום כדי לאפשר סנכרון יציב (כלומר, מטריה) עד 24 היום. הגורם הראשון לאיפוס. של קוצב הלב החוגה הוא אור בסביבות מבצעיות הדורשות לוחות זמנים שאינם סטנדרטיים ופעולות של 24 שעות, התאמת מעגליות יכולה להתרחש, שבה הכונן האחראי לשינה מסתדר עם עבודה מתוזמנת11. ניתן לקבוע מתי קוצב הלב האחראי מקדם את השינה וההתעוררות על-ידי מדידת התזמון השיא (דהיינו, שלב האחראי) של מקצבים האותות הביולוגיים הנשלטים על ידי הקצב המיקדיאני.
חשוב למדוד את השלב הכולל לאחר יישום אמצעי הנגד על מנת להבין טוב יותר אם טכניקות כאלה מצליחות ליישר את קוצב הלב הקירקדיאני עם לוח הזמנים של העבודה שהטיל. רבים של תפוקות של מערכת אחראי המשמשים כדי לקבוע את השלב בהגדרות המעבדה נוטים מיסוך, מה שהופך אותם בלתי מתאים לשימוש בסביבה שדה. לדוגמה, שינויי מעגליות בטמפרטורת הגוף קשים לזיהוי באנשים בעלי חיים חופשיים העשויים לעסוק בפעילויות כגון פעילות גופנית המשנה את טמפרטורת הגוף. מלטונין מדוכאים בחריפות על ידי חשיפת אור, מה שהופך אוסף של מלטונין בדם או רוק בלתי אפשרי במצבים שבהם לא ניתן לשלוט באור. עם זאת, 6-sulfatoxymelatonin לטונין (aMT6s), המטולוליט העיקריים של מלטונין, מופרש בשתן והוא פחות מושפע מהשפעות המסיכה של האור, מה שהופך אותו למועמד אידיאלי למדידת השלב האחראי בסביבות מבצעיות17, . שמונה עשרה
בנוסף למדידת שינויים בפיזיולוגיה, חשוב גם למדוד את ההשפעה של שינויים בלוח הזמנים לעבודה על עייפות או עירנות סובייקטיבית. אמנם יש מספר סולמות זמינים למדוד היבטים שונים של עירנות ועייפות, הנפוץ ביותר בתעופה הם בקנה מידה של 7 נקודות Samn-Perelli עייפות (SP)19 ו 9-נקודת במשקל קראוליסקה (kss)20. SP משמשת גם בלימודי שטח של עובדי משמרות מעבר למגוון רחב של עיסוקים21,22,23,24. ה-kss אומת כנגד צעדים אובייקטיביים של שינה כגון אלקטרונצלוגרפיה (EEG) ותנועות איטיות מתגלגלות בעיניים20,25, וכן ביצועים25. בקנה מידה זה נעשה שימוש נפוץ במחקרים הן במעבדה והן בשדה24,26. ייתכנו סולמות סובייקטיביים אחרים, המתאימים לעבודות שונות או לסביבות תעסוקה. חשוב לבחור סולם שאומת ובאופן אידיאלי יש סף משמעותי עבור רמות של עירנות "מקובלת". לדוגמה, עשרות kss מעל 7 משויכים לרמות גבוהות של סימנים פיזיולוגיים של שינה וביצועי נהיגה לקויה25,27, בעוד דירוגים samn-perelli להתייחס ישירות לחובות טיסה28. עבור המחקר המתואר בכתב יד זה, Samn-Perelli שימש, כי הוא פותח במקור כאמצעי עייפות סובייקטיבית באוכלוסיית המחקר המורכב של טייסים. מיכל בן 28
למרות שמדידת שלב השינה והאחראי הוא מרכיב חשוב בהערכת התערבות, התוצאה העיקרית של עניין בלימודי שטח היא בדרך כלל ביצועים אובייקטיביים. יש מגוון של בדיקות שפותחו כדי להעריך את הביצועים הקוגניטיביים, אבל הבדיקה הרגישה והאמינה ביותר למדידת ההשפעות של אובדן שינה ומעגליות מעוות הוא משימת העירנות של הפסיכומוטורי (PVT). PVT המקורי (PVT-192) הוא מבחן זמן תגובה פשוט, שבו אדם מוצג עם גירוי והוא הורה להגיב על גירוי על ידי לחיצה על כפתור מהר ככל האפשר29. PVT כבר אומת בתנאים של אובדן שינה אקוטי וכרוני והיישור מוטעה4,5,30. משך הפעילות יכול להיות מגוון על בסיס העיצוב של המחקר31,32; למרות, המסורתית 10 דקות המשך הוא המועדף במחקרי מעבדה33,34. בעוד 5 דקות לאורך PVT הוא בדרך כלל אפשרי יותר במחקרים בשדה שבו דרישות תפעוליות יכול להפריע לניהול הבדיקה35.
בנוסף, PVT מראה מעט ללא השפעות למידה והוא פשוט לשימוש, מה שהופך אותו מבחן מעשי לפריסת בסביבות שדה שבו המשתתפים לימוד לא ניתן לצפות במהלך בדיקות36. ייתה של מסך מגע התקנים מאפשר פריסה קלה של PVT, אבל החוקרים צריכים להיות זהירים בעת יישום PVT, כי יש היבטים רבים של מסך מגע התקנים שיכולים להחדיר שגיאה באוסף של הנתונים PVT37 ,38. לדוגמה, צירופים שונים של חומרה ותוכנה כוללים השהיות מערכת שונות, ויישומים אחרים הפועלים ברקע יכולים להציג שגיאה לא ידועה בזמני התגובה המוקלטת. כתוצאה מכך, חשוב לאסוף נתונים PVT באמצעות PVT מאומת, עם חומרה ותוכנה עקבית, עם WiFi, עם כל היישומים האחרים כבויים. בנוסף, בהתחשב בכך שזה לא מעשי להתבונן משתתפי המחקר במהלך בדיקות בסביבות מבצעיות, הוא קריטי כי המשתתפים מאומנים להשלים את כל PVT עם המכשיר באותו אוריינטציה, באמצעות האצבע זהה38, 39.
כל אחד ממרכיבים אלה של איסוף נתונים חשוב וכלים אלה שימשו במחקרים תפעוליים אחרים40,41,42,43. עם זאת, בנוסף לאתגרים המתוארים לעיל, ייתכן שיהיה קשה להשיג תאימות להליכי לימוד כאשר המשתתפים נדרשים למשימות שהושלמו באופן עצמאי, במיוחד כאשר משימות כאלה כוללות רכיב תלוי-זמן. רכיב סופי החשוב באיסוף נתונים בסביבות תפעוליות הוא ארגון המידע באופן שמקל על אנשים להשלים משימות בזמן. היישום PVT של נאס א + עבור התקני מסך מגע ניתן להתאמה אישית כדי להציג משימות למשתתפים ברצף, המנחה אותם באמצעות הליכי לימוד. לדוגמה, במחקר שהוצג כאן, טייסי התעופה מסופקים עם התקני מסך מגע טעון מראש עם יישום המשמש להשלמת יומני שינה מדי בוקר וערב. המכשירים משמשים גם כדי להשלים בדיקות PVT ודירוגים העייפות, בין משימות אחרות, בבוקר, בראש הירידה (טוד) של כל טיסה, לאחר הטיסה, ובערב לפני השינה. מצגת זו של מידע מותר טייסים להשלים הליכים לימודים עם אי נוחות מינימלית למשימות הקשורות לעבודה שלהם.
זה יכול להיות קשה מאוד לאסוף נתונים בין טייסים, כמו אופי העבודה מחייב אותם לנסוע מרחקים ארוכים ולעבוד בחללים סגורים (כלומר, בורות) עם הסחות דעת רבות ולעתים קרובות עומסי עבודה בלתי צפויים. למרות האתגרים הללו, חיוני לאסוף נתונים באוכלוסייה זו, משום עייפות פיילוט הוא איום על פעולות בטוח תעופה40,44,45. העוצמה הגבוהה של פעולות התעופה הוא מסיע השפלה של ביצועי הצוות ומגביר את הסיכון של מקרים הקשורים לעייפות46,47,48,49,50. באמצעות שילוב של שיטות שתוארו לעיל, אנו מדדו שינה, מקצבים מעגליות, עייפות וביצועים בקרב 44 הטייסים הקצר לגרור את טייסי התעופה מעל 34 ימים. במהלך המחקר, הטייסים הטיסו לוח זמנים קבוע שכלל איסוף נתונים בסיסיים עם חמישה ימים של טיסות באמצע הבוקר, ארבע טיסות מוקדמות, ארבע טיסות באמצע היום, וארבע טיסות מאוחרות שנוחתות אחרי חצות. כל בלוק עבודה הופרד ב-3 – 4 ימים של מנוחה. ממצאים אלה מדגימים כיצד איסוף נתונים מקיף, כולל מדדים של שינה, מקצבים מעגליות, עייפות וביצועים, ניתן להשתמש בסביבות מבצעיות.
במקרה זה, מטרת המחקר היתה להעריך שינה, מקצבים מעגליות, עייפות, וביצועים לפי זמן ההתחלה של התפקיד כדלקמן. 1) בסיס: במהלך בלוק החובה הראשון, כל הטייסים עבדו 5 ימים שכל אחד מהם כלל שתי טיסות של כ-2 כל אחד, החל באמצע הבוקר, כדי לאפשר פרק הולם של שינה נאותה ללילה. בלוק זה הלווה בארבעה ימי מנוחה. 2) מתחיל מוקדם: במהלך החסימה המוקדמת, כל הטייסים עבדו 5 ימים שכל אחד מהם כולל שתי טיסות של כ-2 שעות, כל אחד החל בין כ 5:00 AM ו 8:00. בלוק זה הלווה בשלושה ימי מנוחה. 3) היקף העבודה הגבוה משתנה באמצע היום: במהלך בלוק החובה באמצע היום, כל הטייסים עבדו 5 ימים, אשר כל אחד מהם כולל 2 – 4 טיסות של ~ 2 – 6 כל אחד, החל באמצע היום. בלוק זה הלווה בשלושה ימי מנוחה. 4) מסיים מאוחר: במהלך בלוק החובה המנוח, כל הטייסים עבדו 5 ימים, שכללו שתי טיסות של כ -3 שעות כל אחד, החל בשעות אחר הצהריים המאוחרות בסביבות 4:00 ומסתיימת בסביבות חצות. בלוק זה הלווה בשלושה ימי מנוחה.