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Behavior

Coletando dados de sono, circadiano, fadiga e desempenho em ambientes operacionais complexos

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

A perda de sono e o desalinhamento circadiano contribuem para inúmeros acidentes e incidentes operacionais. A efetividade das contramedidas e dos projetos de agendamento de trabalho visando mitigar a fadiga pode ser um desafio para avaliar em ambientes operacionais. Este manuscrito resume uma abordagem para coleta de dados de sono, circadiano, fadiga e desempenho em ambientes operacionais complexos.

Abstract

A perda de sono e o desalinhamento circadiano contribuem para uma proporção significativa de acidentes e incidentes operacionais. As contramedidas e os projetos de agendamento de trabalho destinados à mitigação da fadiga são tipicamente avaliados em ambientes de laboratório controlados, mas a efetividade de traduzir tais estratégias para ambientes operacionais pode ser um desafio para avaliar. Este manuscrito resume uma abordagem para a coleta de dados de sono, circadiano, fadiga e desempenho em um ambiente operacional complexo. Nós estudamos 44 pilotos de avião mais de 34 dias, enquanto eles voaram um cronograma fixo, que incluiu uma coleta de dados de base com 5 dias de vôos do meio da manhã, quatro voos antecipados, quatro voos de alta carga de trabalho no meio do dia, e quatro vôos atrasados que desembarcaram após a meia-noite. Cada bloco de trabalho foi separado por 3 – 4 dias de descanso. Para avaliar o sono, os participantes usavam um monitor de atividade de pesquisa-validado pulso-gasto continuamente e completou diários de sono diário. Para avaliar a fase circadiana, os pilotos foram solicitados a coletar toda a urina produzida em quatro ou oito caixas horária durante as 24 h após cada bloco de plantão para a avaliação de 6-sulfatoximelatonina (aMT6s), que é um biomarcador do ritmo circadiano. Para avaliar a fadiga subjetiva e o desempenho objetivo, os participantes foram fornecidos com um dispositivo de tela sensível ao toque usado para completar a escala de fadiga de SamN-Perelli e a tarefa de vigilância psicomotora (PVT) durante e após cada voo, e em tempo de wakeboard, meio-dia e Dormir. Usando esses métodos, verificou-se que a duração do sono foi reduzida durante os primeiros começos e acabamentos tardios em relação à linha de base. A fase Circadian desloc de acordo com a programação do dever, mas havia uma escala larga no pico aMT6s entre indivíduos em cada programação. O desempenho de PVT foi pior no início, alta carga de trabalho e horários atrasados em relação à linha de base. Globalmente, a combinação desses métodos foi prática e efetiva para avaliar a influência da perda de sono e da fase circadiana sobre a fadiga e o desempenho em um ambiente operacional complexo.

Introduction

A fadiga, decorrente da perda de sono e do desalinhamento circadiano, é uma séria ameaça à segurança em ocupações que requerem operações de 24 h, horários irregulares e horas de trabalho estendidas1,2. A pesquisa laboratorial tem sido instrumental na caracterização de como as mudanças na duração do sono e no tempo influenciam o estado de alerta e o desempenho subsequentes3,4,5. Esses estudos formam a base para recomendações de gerenciamento de risco de fadiga e práticas de agendamento de trabalho em ambientes operacionais6.

Neste manuscrito, um estudo de campo das operações de aviação é usado para demonstrar uma abordagem para coletar dados de sono, circadiano, fadiga e desempenho em configurações operacionais complexas7. Nós estudamos 44 pilotos de avião mais de 34 dias, enquanto eles voaram um cronograma que incluiu períodos de voos de meio da manhã, voos antecipadas, vôos de alta carga de trabalho no meio do dia, e vôos atrasados que desembarcaram depois da meia-noite. Cada bloco de trabalho foi separado por 3 – 4 dias de descanso. Os pilotos coletaram dados objetivos e subjetivos durante a totalidade do período de estudo, incluindo o direito de voo e os dias de descanso.

Dadas as diferenças entre ambientes laboratoriais e reais, a implementação de estratégias e contramedidas desenvolvidas no laboratório nem sempre se traduz em operações como esperado. Diferenças individuais, uma ampla gama de cronogramas de trabalho operacional, operações irregulares e imprevisíveis, práticas organizacionais e cultura, e acordos trabalhistas são alguns dos fatores que podem complicar a aplicação da ciência em práticas utilização operacional. Como resultado, é importante avaliar o impacto de tais intervenções usando métodos consistentes e confiáveis para avaliar o sono, ritmos circadianos, fadiga ou estado de alerta e desempenho. O nível de monitorização e recolha de dados deve ser mantido proporcional aos níveis de fadiga esperados e aos riscos associados à segurança no âmbito de uma operação8. Além disso, em qualquer ambiente sensível à segurança, a manutenção de operações seguras é fundamental para o protocolo investigatório.

O método padrão-ouro para avaliar a duração e a qualidade do sono é através da polissonografia (PSG), que envolve a medição da atividade cerebral, frequência cardíaca, movimento ocular e atividade muscular através de uma coleção de eletrodos e sensores colocados no couro cabeludo, face, e no peito. Embora robusto, o PSG não é prático para coletar informações de sono na maioria dos ambientes operacionais. Muitos dispositivos wearable foram desenvolvidos para estimar o tempo, a duração e a qualidade do sono, mas poucos foram validados9,10. A combinação de actigrafia pulso-desgastado e diários diários do sono foram amplamente utilizados para estimar o sono em estudos de campo através de uma escala das ocupações11,12,13,14 e foram validados contra PSG, mostrando concordância para a duração do sono15. Além disso, usar actigrafia e diários do sono para estudos de campo coloca uma carga baixa do esforço em participants do estudo, porque a maioria de dispositivos do actigrafia são desgastados no pulso não-dominante e removidos somente para regar ou nadar, muito como um relógio de pulso. Da mesma forma, um diário de sono bem desenhado, apresentado em um dispositivo de telefone ou tela sensível ao toque, normalmente pode ser completado por participantes em menos de dois minutos.

O ciclo vigília-sono é coordenado pelo pacemaker circadiano localizado nos núcleos suprachiasmáticos do hipotálamo16. Este pacemaker igualmente sincroniza muitos outros aspectos da função biológica tal como a temperatura de corpo e os ritmos hormonais (por exemplo, melatonina e cortisol). O ritmo circadiano endógeno está próximo a, mas não exatamente, 24 h; Portanto, ele deve ser redefinido a cada dia para permitir a sincronização estável (ou seja, arrastamento) para o dia 24 h. O agente de reposição preliminar do pacemaker circadiano é claro. Em ambientes operacionais que necessitam de cronogramas não padronizados e 24 operações h, pode ocorrer desalinhamento circadiano, no qual a unidade circadiana para dormir coincide com o trabalho programado11. É possível determinar quando o pacemaker circadiano está promovendo o sono e a vigília medindo o sincronismo máximo (isto é, fase circadiano) dos ritmos de sinais biológicos que são controlados pelo ritmo circadiano.

É importante medir a fase circadiana após a implementação de contramedidas para melhor compreender se tais técnicas são bem-sucedidas no alinhamento do pacemaker circadiano com o cronograma de trabalho instituído. Muitas das saídas do sistema circadiano usado para determinar a fase em configurações laboratoriais são propensos a mascaramento, tornando-os inadequados para uso em um ambiente de campo. Por exemplo, mudanças circadianas na temperatura corporal são difíceis de detectar em indivíduos de vida livre que podem se envolver em atividades como o exercício que altera sua temperatura corporal. A melatonina é agudamente suprimida pela exposição à luz, tornando a coleta de melatonina no sangue ou saliva impossível em situações onde a luz não pode ser controlada. No entanto, 6-sulfatoximelatonina (aMT6s), o principal metabolito da melatonina, é excretado na urina e é menos afetado pelos efeitos de mascaramento da luz, tornando-se um candidato ideal para medir a fase circadiana em ambientes operacionais17, de 18 anos.

Além de medir as mudanças na fisiologia, também é importante medir o impacto das mudanças no cronograma de trabalho sobre fadiga subjetiva ou estado de alerta. Embora existam várias escalas disponíveis para medir diferentes aspectos de estado de alerta e fadiga, o mais comumente usado na aviação são os 7 pontos SamN-Perelli escala de fadiga (SP)19 e 9-Point Karolinska sleepiness Scale (KSS)20. O SP também é comumente usado em estudos de campo de trabalhadores de turnos em uma ampla gama de ocupações21,22,23,24. O KSS foi validado contra medidas objetivas de sonolência, tais como Eletroencefalografia (EEG) e movimentos oculares lentos do rolamento20,25, bem como o desempenho25. Esta escala é comumente utilizada em estudos tanto no laboratório quanto no campo24,26. Pode haver outras escalas subjetivas que são apropriadas para diferentes turnos ou ambientes ocupacionais. É importante escolher uma escala que tenha sido validada e idealmente tenha limiares significativos para níveis de alerta "aceitável". Por exemplo, os escores do KSS acima de 7 estão associados a altos níveis de sinais fisiológicos de sonolência e desempenho de condução prejudicada25,27, enquanto as classificações de SamN-Perelli se relacionam diretamente com os deveres de vôo28. Para o estudo descrito neste manuscrito, utilizou-se o SamN-Perelli, pois foi originalmente desenvolvido como medida subjetiva de fadiga em uma população estudada constituída por pilotos. 28 anos de

Embora a medição do sono e da fase circadiana seja um componente importante na avaliação de uma intervenção, um desfecho primário de interesse em estudos de campo é tipicamente um desempenho objetivo. Há uma variedade de testes que foram desenvolvidos para avaliar o desempenho cognitivo, mas o teste mais sensível e confiável para medir os efeitos da perda de sono e o desalinhamento circadiano é a tarefa de vigilância psicomotora (PVT). O PVT original (PVT-192) é um teste de tempo de reação simples, onde um indivíduo é apresentado com um estímulo e é instruído a responder ao estímulo pressionando um botão o mais rápido possível29. O Pvt foi validado em condições de perda aguda e crônica do sono e desalinhamento circadiano4,5,30. A duração da tarefa pode ser variada com base na concepção do estudo31,32; embora, a duração tradicional de 10 min seja preferida em estudos laboratoriais33,34. enquanto uma duração de 5 min PVT é tipicamente mais viável em estudos de campo onde as demandas operacionais podem interferir com a administração do teste35.

Além disso, o PVT mostra pouco ou nenhum efeito de aprendizagem e é simples de usar, tornando-se um teste prático para a implantação em ambientes de campo onde os participantes do estudo não podem ser observados durante o teste36. A ubiqüidade dos dispositivos de tela sensível ao toque permite a fácil implantação do PVT, mas os pesquisadores devem ser cautelosos ao implementar o PVT, porque existem inúmeros aspectos de dispositivos de tela sensível ao toque que podem introduzir erro na coleção de dados PVT37 ,38. Por exemplo, diferentes combinações de hardware e software têm latências de sistema diferentes e outros aplicativos em execução em segundo plano podem introduzir erros desconhecidos nos tempos de reação gravados. Como resultado, é importante coletar dados PVT usando um PVT validado, com hardware e software consistentes, com Wi-Fi e com todos os outros aplicativos desativados. Além disso, uma vez que não é prático observar os participantes do estudo durante os testes em ambientes operacionais, é fundamental que os participantes sejam treinados para completar cada PVT com o dispositivo na mesma orientação, usando o mesmo dedo38, 39.

Cada um desses elementos de coleta de dados é importante e essas ferramentas têm sido utilizadas em outros estudos operacionais no passado40,41,42,43. No entanto, além dos desafios descritos acima, pode ser difícil alcançar a conformidade com os procedimentos de estudo quando os participantes são obrigados a concluir tarefas de forma independente, especialmente quando tais tarefas incluem um componente sensível ao tempo. Um elemento final que é importante na coleta de dados em ambientes operacionais é a organização de informações de uma maneira que facilita para as pessoas concluírem tarefas no tempo. O aplicativo da NASA PVT + para dispositivos touchscreen pode ser personalizado para apresentar tarefas aos participantes em sequência, orientando-os através de procedimentos de estudo. Por exemplo, no estudo aqui apresentado, os pilotos de companhias aéreas são fornecidos com dispositivos touchscreen pré-carregados com uma aplicação que é usada para completar diários de sono todas as manhãs e à noite. Os dispositivos também são usados para completar testes PVT e classificações de fadiga, entre outras tarefas, de manhã, no topo de descida (TOD) de cada voo, pós-voo, e à noite antes de dormir. Esta apresentação de informações permitiu que os pilotos completem os procedimentos de estudo com o mínimo inconveniente para suas tarefas relacionadas ao trabalho.

Pode ser muito difícil coletar dados entre os pilotos, pois a natureza do trabalho exige que eles viajem longas distâncias e trabalhem em espaços confinados (ou seja, cockpits) com muitas distrações e cargas de trabalho muitas vezes imprevisíveis. Apesar desses desafios, é fundamental coletar dados nessa população, pois a fadiga piloto é uma ameaça às operações seguras de aviação40,44,45. A alta intensidade das operações da companhia aérea é favorável à degradação do desempenho da tripulação e aumenta o risco de incidentes relacionados à fadiga46,47,48,49,50. Usando a combinação de métodos descritos acima, medimos o sono, ritmos circadianos, fadiga e desempenho entre 44 pilotos de curto curso de avião durante 34 dias. Durante o estudo, os pilotos voaram um cronograma fixo que incluiu uma coleta de dados de linha de base com 5 dias de voos de meio da manhã, quatro voos antecipados, quatro voos de alta carga de trabalho no meio do dia e quatro voos atrasados aterrissando após a meia-noite. Cada bloco de trabalho foi separado por 3 – 4 dias de descanso. Esses achados demonstram como a coleta de dados abrangente, incluindo medidas de sono, ritmos circadianos, fadiga e desempenho, pode ser usada em ambientes operacionais.

Neste caso, a finalidade do estudo era avaliar o sono, os ritmos circadiano, a fatiga, e o desempenho pela hora de começo do dever como segue. 1) linha de base: durante o primeiro bloco do dever, todos os pilotos trabalharam 5 dias que cada um incluiu dois vôos de aproximadamente 2 h cada, começando no mid-Morning, para permitir um episódio adequado do sono da noite. Este bloco foi seguido por 4 dias de descanso. 2) começo adiantado: durante o bloco adiantado do dever, todos os pilotos trabalharam 5 dias que cada um incluiu dois vôos de aproximadamente 2 h, cada um que começa entre aproximadamente 5:00 AM e 8:00 AM. Este bloco foi seguido por 3 dias de descanso. 3) alta-carga de trabalho turnos meados-dia: durante o meio-dia bloco de dever, todos os pilotos trabalharam 5 dias, que cada um incluiu 2 – 4 voos de ~ 2 – 6 h cada, começando em aproximadamente meados de-dia. Este bloco foi seguido por 3 dias de descanso. 4) revestimentos atrasados: durante o bloco atrasado do dever, todos os pilotos trabalharam 5 dias, que incluíram dois vôos de aproximadamente 3 h cada, começando no fim da tarde em torno de 4:00 PM e terminando em torno da meia-noite. Este bloco foi seguido por 3 dias de descanso.

Protocol

Este estudo foi aprovado pelo Conselho de revisão institucional (IRB) do centro de pesquisa Ames da NASA, e todos os sujeitos forneceram consentimento informado por escrito. Todos os procedimentos de estudo conformaram-se àqueles do protocolo aprovado pela NASA IRB (protocolo número HRI-319).

1. seleção participante e preparação para o experimento

  1. Determinando o cronograma do estudo
    1. Incluir um período de coleta de dados de base para avaliar os resultados na ausência de intervenção.
  2. Identificando quando coletar dados durante o experimento
    1. Ao avaliar a fadiga, é fundamental que as medidas de desfecho incluam mais de um ponto de dados devido às mudanças de tempo do dia na fadiga e no desempenho.
    2. Colete dados de desempenho em conjunto com tarefas operacionalmente críticas quando possível. No caso de pilotos de avião, é útil para coletar um PVT e classificação de fadiga no TOD de um vôo, que está na fase final do cruzeiro, pouco antes da tarefa crítica de pouso ocorre.
      Nota: Mais dados de PVT de bordo podem ser necessários para avaliar os resultados de voos mais longos ou em outros ambientes operacionais. Um pesquisador pode estar interessado, por exemplo, na mudança de fadiga em uma pausa de descanso, o que requer medidas a serem tomadas pré e pós-ruptura.
  3. Os procedimentos de recrutamento podem variar consoante os objectivos do estudo. Garantir que os participantes sejam empregados por uma única organização e que representem a população típica da organização escolhida; Portanto, nenhum critério de triagem adicional precisa ser aplicado.
    Nota: Em ambientes de laboratório, os participantes são tipicamente selecionados fora de participação se eles têm condições crônicas de saúde ou pontuação fora da faixa normal em questionários de distúrbio do sono. Em ambientes operacionais, os participantes podem ter condições crônicas e distúrbios do sono não diagnosticados, mas esses indivíduos geralmente devem ser incluídos em estudos, a fim de avaliar a eficácia das intervenções em um amplo espectro de trabalhadores. Os indivíduos devem ser convidados a participar do estudo por e-mail ou apresentação presencial para a população de interesse.
    1. Os participantes se envolverem diretamente com o pessoal do estudo e assegurarão que as decisões de emprego não serão feitas com base em dados individuais.
    2. Tomar quaisquer precauções adicionais que possam ser necessárias para proteger a confidencialidade dos participantes do seu empregador, tais como a obtenção de um certificado de confidencialidade do Instituto Nacional de saúde ou uma carta de gestão da empresa assegurando voluntários que o seu emprego não será afetado pela sua participação no estudo.
    3. Os participantes passam por consentimento informado confirmando que a participação na pesquisa é estritamente voluntária. Assegure-se de que os voluntários interessados possam acompanhar o horário de trabalho do estudo e desencorajar os turnos de trabalho durante o estudo.
  4. Convide os participantes que se voluntariaram no estudo para participar de uma sessão de treinamento/briefing de 30 a 60 min.
    1. Forneça aos participantes um kit de coleta de dados que inclua o monitor de atividade, o dispositivo touchscreen com o aplicativo apropriado instalado e suprimentos de coleta de urina. Os participantes concluem questionários de fundo [por exemplo, índice de qualidade do sono de Pittsburgh (PSQI)51, escala de severidade de fadiga (fss)52, escala de sonolência de epworth (ESS)53, lista de verificação de força individual (CIS)54, Questionário de Morningness/Eveningness (MEQ)55] estimar a prevalência de problemas de sono basal na população. Esses questionários também podem ser utilizados como covariáveis na análise dos dados.
    2. Revisar todos os aspectos do estudo com os participantes e treiná-los em procedimentos para completar questionários e testes de estudo. Os participantes concluem um diário de sono e todos os questionários diários em frente ao pessoal do estudo para garantir que o participante entenda como completar as perguntas e usar o aplicativo. Treinar os participantes sobre os procedimentos adequados para completar o PVT, conforme descrito na seção 6 abaixo.
    3. Forneça aos participantes um monitor de atividade validado para pesquisa. Instrua os participantes a usar o monitor de atividade em todos os momentos, apenas removendo-o quando ele pode ser imerso em água. Peça aos participantes que observem o tempo de remoções do monitor de atividade no aplicativo.
    4. Forneça aos participantes materiais de coleta de urina e Oriente-os aos procedimentos de coleta de urina. Se um participante não está disposto ou incapaz de coletar amostras de urina, então este elemento do estudo pode ser incluído como um subestudo opcional, se aprovado pelo Conselho de ética de revisão.

2. projeto experimental

  1. Horário de trabalho: Assegure-se de que todos os indivíduos sigam o mesmo cronograma (ou cronograma equilibrado no caso de um experimento randomizado). Além disso, inclua uma condição basal ou placebo no experimento para interpretar os achados na ausência de intervenção ou manipulação de cronograma.
    Observação:     provavelmente será necessário trabalhar em estreita colaboração com a organização parceira para implementar o cronograma experimental. Outras considerações podem ser necessárias dependendo da população a ser estudada. No caso de nosso estudo, no qual avaliamos pilotos de curto curso, projetamos um cronograma que lhes permitiu voltar para casa todos os dias para garantir que eles tivessem um ambiente de sono consistente. O cronograma final para a avaliação dos resultados de interesse deve ser semelhante ao de uma diagramada na Figura 1.
    1. Protocolo de coleta de dados em dias de não trabalho:
      1. Instrua os participantes a completarem o diário de sono a cada dia dentro de 30 min de acordar e ir para a cama.
      2. Peça aos participantes que usem seu monitor de atividade continuamente.
      3. Instrua os participantes a completarem uma escala de fadiga de SamN-Perelli (SP) e uma PVT 3x por dia: manhã (1 – 2 h após acordar), meio-dia (8 – 9 h após acordar) e à noite (1 – 2 h antes de ir para a cama).
    2. Protocolo de coleta de dados em dias de trabalho:
      1. Instrua os participantes a completarem o diário de sono a cada dia dentro de 30 min de acordar e ir para a cama.
  2. Cronograma de coleta de dados: garantir que o cronograma de coleta de dados inclua a coleta de dados PVT em horários operacionalmente relevantes e em vários pontos de tempo por dia (no mínimo, manhã, meio dia e noite), a fim de avaliar as mudanças no desempenho associada à perda de sono ou ao desalinhamento circadiano. Além disso, verifique se a agenda de coleta de dados não sobrecarregar excessivamente o participante com a coleta de dados desnecessária.
    Nota: O equilíbrio entre a coleta de informações suficientes para avaliar intervenções e não sobrecarregar o participante é fundamental para manter a conformidade do estudo e minimizar a retirada do estudo.

3. procedimentos de coleta de actigraphy

  1. Selecione um monitor de atividade que tenha sido validado contra o PSG em um ambiente de laboratório (Figura 2).
    Nota: Alguns monitores de atividade incluem recursos adicionais, como temperatura e frequência cardíaca, mas como descrito anteriormente, esses recursos podem ser influenciados pelas atividades de um indivíduo. Dois recursos úteis disponíveis em alguns dispositivos são marcadores de eventos e sensores de luz. A informação da iluminação pode ser útil em interpretar a informação da fase circadiano e os marcadores do evento podem ser usados para marcar o tempo-em-cama e remoções do monitor da atividade, mas estas características não são exigidas para a coleção de informação do sono.
  2. Instrua os participantes a usar o monitor de atividade confortavelmente e firmemente fixados no pulso da mão não dominante durante todo o período experimental. Se o monitor de atividade não estiver firmemente fixado no pulso, as contagens de atividade poderão ser comprometidas. Demonstrar o encaixe apropriado durante a sessão de briefing pré-estudo.
  3. Instrua os participantes a usar o monitor de atividade durante o exercício, mas removê-lo antes de nadar e tomar banho. Remoções de monitor de atividade devem ser anotadas no diário de sono diário para distinguir a inatividade devido a remoções de monitor de atividade de cochilos.
  4. Se o monitor de atividade incluir um recurso de marcador de evento, peça ao participante para acertar o marcador sempre que o monitor de atividade for removido. Além disso, instrua o participante a pressionar o marcador de evento ao ir para a cama e acordar para cada episódio de sono. Isso melhorará as informações obtidas no diário de sono e ajudará na análise.

4. questionário baseado em app, diário do sono, e coleção de PVT

  1. Selecione o aplicativo para coleta de dados diária.
    Nota: Os questionários baseados em aplicativos devem ser verificados com base em versões de papel validadas para garantir que as versões baseadas em aplicativos reflitam fielmente os instrumentos originais. Em particular, questionários que incluam escalas analógicas visuais devem ser verificados para confirmar que os desenvolvedores de aplicativos não transformarem os resultados em escalas do tipo Likert. Da mesma forma, todas as perguntas e respostas devem ser verificadas para confirmar que as opções de idioma e resposta originais são totalmente incluídas e que a visualização das perguntas e respostas não são comprometidas pelo tamanho da tela do dispositivo que está sendo usado.
  2. Questionários: os participantes concluem questionários de linha de base (descritos na seção 1.4.1) e informações demográficas antes de se envolver em qualquer procedimento de estudo para auxiliar na interpretação dos resultados do estudo.
  3. Diários de sono: peça aos participantes que completem o diário de sono antes e depois do episódio principal do sono do indivíduo. É desejável fornecer aos participantes um diário de sono baseado em aplicativo em vez de papel porque 1) é fácil para o participante concluir e 2) diários de sono baseados em aplicativos são carimbados, o que minimiza a possibilidade de que um indivíduo irá Termine o diário do sono retroativamente.
    1. Acordar diário do sono: ao acordar do episódio principal do sono, os participantes indicam 1) tempo de despertar, 2) número e duração de desperenings, e 3) qualidade do sono.
    2. Diário de dormir: pouco antes de ir para a cama, instrua os participantes a documentar a duração e o tempo de quaisquer cochilos e horários previstos.
  4. PVT: Instrua os participantes a tomar o PVT em épocas pré-determinadas durante todo o estudo usando a metodologia precisa como descrito abaixo (na seção 6).
  5. Apresentar informações de estudo de forma clara e concisa, de modo que os participantes são apresentados com tarefas de uma maneira que lhes permite determinar rapidamente o que eles precisam fazer.
    Nota: Nós usamos o aplicativo da NASA PVT + para nossos estudos. A NASA PVT + é uma aplicação para dispositivos touchscreen desenvolvidos na NASA Ames Research Center. O aplicativo é personalizado para cada experimento para incluir ou excluir vários questionários, conforme necessário. O aplicativo apresenta cada atividade que um participante precisa concluir em sequência (consulte a Figura 3). Para o presente estudo, a página principal do aplicativo exibe três links principais: "matrícula do estudo", "dia de descanso" e "dia do dever". O link "registro de estudo" inclui os seguintes questionários a serem concluídos durante o dia de treinamento: demografia, MEQ, CIS e ESS. Após a conclusão, o link não é visível para os participantes. O link "dia de descanso" inclui os questionários a serem concluídos durante dias de folga: diário de sono matinal; SP e PVT para manhã, tarde e noite; e diário de sono noturno, apresentado nessa ordem. O link "dia do dever" exibe três links principais: manhã (diário do sono); Tarefas de trabalho; e Evening (diário do sono). O link tarefas de trabalho é composto por três links: pré-voo (SP, PVT, horário de trajeto); Registro na TOD, que exibe o número de voos selecionados pelo participante para completar os testes para esse voo em particular (SP, PVT); e pós-voo (SP, PVT).

5. procedimento de coleta de urina

  1. Use a coleta de urina para medir a produção de aMT6s para estimar a fase circadiana (adaptada para coleta de urina em pilotos de procedimentos desenvolvidos por Lockley18 e Hull56).
    1. Instrua os participantes a coletar amostras de urina após qualquer intervenção que se espera que mude a fase circadiana. Forneça aos participantes o kit de urina, o registro de urina e as instruções no dia do treinamento. O kit de urina (Figura 4) inclui um chapéu de urinol ou recipiente de coleta de urinóis, várias pipetas, cinco tubos de coleta de urina rotulados por 24 h de coleta, dois tubos extras e rótulos de adesivo branco, sacos de zip-lock de Biohazard limpos, materiais de transporte, um gelo Pack, um registo de recolha de urina (Figura 5) e uma cópia das instruções de referência durante cada bloco de recolha (descrito na secção 5,2).
    2. Instruções gerais de síntese: informar os participantes de que necessitam de recolher toda a urina produzida durante um período de 24 horas. O primeiro bloco de coleta começa a partir do momento em que o participante acorda no primeiro dia de coleta de urina e continua em blocos de 4 h durante o dia e um bloco de 8 h durante a noite. No total, cada coleção de 24 h inclui cinco amostras.
    3. Forneça aos participantes as instruções abaixo e revise com eles cada etapa do procedimento durante o treinamento pré-estudo. Assegure-se de que os participantes sejam fornecidos com uma etiqueta de remessa pré-paga e endereçada.
  2. Use as seguintes instruções de coleta de urina para os participantes:
    Quando você acorda no primeiro dia ir ao banheiro na casa de banho como de costume. Você começará recolher sua urina depois que você vai ao banheiro pela primeira vez.
    No início de cada bloco de coleta, registre a data, a hora de início e a hora de término aproximada do bloco de coleta no log de coleta (por exemplo, 07:00 – 11:00 AM). Você pode urinar mais de uma vez durante um bloco de coleta de 4 h (ou durante o bloco de coleta de 8 h durante a noite). Neste caso, você vai urinar no mesmo recipiente de coleta de urina.. Por exemplo, durante as 07:00 – 11:00 AM janela de coleção que você pode urinar em 8:00 AM e 10:55 AM. Ambos os vazios de urina misturarão junto no mesmo recipiente da coleção. No final do bloco de coleta, você levará uma amostra. Toda vez que você urinar, gravar o tempo exato do relógio você urinar no log de coleta. Toda vez que você urinar, toda a sua urina deve ir para o recipiente de coleta.
    Esvazie a bexiga antes de tomar uma amostra. Por exemplo, se o bloco de coleta terminar em 11:00 AM, tente urinar no contêiner de coleta pouco antes de 11:00 AM e, em seguida, pegue a amostra. No final do bloco de coleta, registre o volume total da urina coletada usando as marcações no recipiente.
    Tome uma pipeta nova e transfira uma pequena quantidade da urina do recipiente da coleção em um tubo pequeno. Encha o tubo com urina suficiente para que seja pelo menos meio cheio. Tampe o tubo. Não encha completamente o tubo, porque a urina se expande quando está congelada e pode quebrar o tubo se estiver sobrecarregada. Depois de encher o tubo, então você pode jogar a pipeta de distância. Cada tubo de amostra é rotulado com um número e arranjado em ordem numérica. Use os tubos de amostra em ordem numérica (ou seja, use 1 primeiro, depois 2, etc.).
    Coloc o tubo pequeno em um saco do Biohazard do fecho de correr-fechamento. Coloque o saco zip-lock grande na caixa de transporte com um pacote de frio. Após ter tomado a amostra, registre o número do tubo e a hora do relógio que você fêz exame da amostra no registro da coleção, a seguir descarte a urina restante no toalete. Enxágüe o recipiente da coleção com água (não use nada além da água para enxaguar o recipiente da coleção). Repita o processo para os próximos três blocos de coleta diurna (por exemplo, 11:00 AM – 3:00 PM, 3:00 PM – 7:00 PM e 7:00 PM – 11:00 PM).
    Para o bloco da coleção da noite, colete sua quarta amostra do dia apenas antes que você vá para a cama. O recipiente de coleta deve estar vazio quando você vai para a cama. O bloco de coleta durante a noite incluirá toda a urina que você urinar durante a noite, bem como a urina da primeira vez que você urinar na parte da manhã. Quando você acorda de manhã, você vai urinar no recipiente de coleta. Qualquer urina da noite será misturado com esta primeira urina que você produz na manhã. Se você não acordar durante a noite, em seguida, a amostra durante a noite só pode incluir a sua primeira micção matinal. Depois de ter urinado pela primeira vez no dia 2, o bloco de coleta durante a noite está completo.
    Por favor, colete toda a urina que você produz em um período de 24 horas. Se você urinar acidentalmente no banheiro, então por favor note isso em seu registro de coleta de urina e deixe-nos saber que você perdeu uma coleção. "

6. métodos de administração PVT

Nota: Como descrito na introdução, a NASA-PVT é um 5 min sustentado-atenção, teste de tempo de reação que mede a velocidade em que os indivíduos respondem a um estímulo visual. A duração do teste pode ser alterada com base no desenho do estudo. Existem inúmeros projetos Pvt que foram desenvolvidos, incluindo aqueles que iluminam um alvo35,57 ou checkboard padrão39. O NASA-PVT foi projetado para imitar o laboratório PVT-192 dispositivo em que o alvo está na forma de um contador de milissegundos.

  1. Leia as instruções a seguir para cada participante para garantir que cada um receba o mesmo treinamento: "por favor, segure o dispositivo na posição paisagem cada vez e passe cada um dos seus polegares sobre o dispositivo dentro de alguns milímetros da tela o tempo todo você está fazer este teste. Durante o teste, toque na tela usando o polegar de sua mão dominante (ou seja, a mão com a qual você normalmente escreve) assim que você ver os números vermelhos rolando na caixa. Você deve usar o polegar de sua mão dominante para responder aos estímulos em todos os testes. Os números no visor mostram o quão rápido você respondeu a cada vez. Quanto menor o número, melhor você fez. Tente fazer o seu melhor e obter o menor número que você possivelmente pode cada vez. Se você tocar na tela muito cedo (antes que os números apareçam) você verá uma mensagem de erro (' FS ') indicando um início falso. Se você tocar usando seu polegar não dominante, então você verá a mensagem ' ERR ', indicando um erro. Evite ' FS ' e ' ERR. ' Se você esquecer de levantar o polegar, a tela de texto irá lembrá-lo depois de um curto período de tempo. " Figura 6 exibe a tela do demo NASA-Pvt mostrando a posição correta do dispositivo touchscreen ao tomar o Pvt e localização do polegar.
  2. Instrua os participantes a manter o dispositivo touchscreen no modo avião, com WiFi desligado em todos os momentos.
    Nota: Isto é especialmente importante para a tarefa PVT onde a precisão do cronômetro interno é influenciada pelas funções de conectividade, influenciando assim o tempo de reação38.
  3. Instrua os participantes a iniciar o PVT em um momento que esteja livre de distrações. Se ocorrerem distrações, peça aos participantes que observem o número de distrações dentro do aplicativo após o teste.
    Nota: Atendendo às demandas dos ambientes operacionais, é possível que os participantes não possam completar um teste de PVT programado. Neste caso, os participantes devem ser instruídos a tomar o PVT o mais rapidamente possível após o teste perdido. Também é importante informar os participantes que eles devem manter pelo menos 30 min entre as sessões de teste PVT.

Representative Results

Usando os métodos descritos, fomos capazes de coletar mais de 700 dias de dados e mais de 3.000 PVTs e classificações de fadiga entre 44 pilotos de curta distância7. O objetivo deste estudo foi caracterizar alterações no sono, fase circadiana, classificações de fadiga e desempenho em pilotos de curto curso por tempo de início de trabalho e carga horária durante os voos diurnos.

Para dar conta do delineamento de estudo dentro dos sujeitos, todos os efeitos de condição foram avaliados quanto aos desfechos de sono e desempenho, utilizando-se medidas repetidas de análise de variância com covariâncias não estruturadas, utilizando-se como fator repetido o participante. Para avaliar se os desfechos de sono e desempenho variaram por dia em determinado cronograma, modelos de efeitos mistos lineares foram aplicados às alterações no sono e no desempenho por dia. Para dar conta de diferenças individuais na adaptação a um determinado cronograma, o intercepto e inclinação foram autorizados a variar por indivíduo.

O primeiro objetivo abordado com esses métodos foi examinar o impacto do tempo de início do trabalho no sono. A duração do sono, hora de dormir, tempo de vigília e qualidade do sono foram calculadas usando o diário de sono e a actigrafia. Um exemplo do actogram derivado do monitor de atividade é ilustrado na Figura 7. Demonstrou-se que o tempo de sono e a duração variaram significativamente em função da hora de início do trabalho usando a análise de regressão de efeitos mistos. A tabela 1 exibe a hora de dormir, o tempo de vigília, a duração do sono e a qualidade do sono por tipo de agendamento conforme relatado pelos participantes no diário de sono. Os participantes foram para a cama em média em torno de 23:10 (DP = 1:41) no bloco basal. A hora de dormir para o bloco de horário de serviço antecipado diferiu significativamente da linha de base (p < 0, 1) com os participantes relatando horários anteriores. O horário de trabalho para horários de plantão médio e tardio também diferiu significativamente da linha de base (p < 0, 1), com os participantes relatando mais tarde dormir. Os participantes foram para a cama significativamente mais tarde (p < 0, 1) em dias de descanso em comparação com a linha de base.

A Figura 8 exibe a média-actigrafia derivada da duração do sono por dia para cada tipo de agendamento. Os participantes obtiveram significativamente menos sono (p < 0, 1) em início precoce em relação à linha de base. A duração do sono nos outros tipos de agendamento não foi diferente da linha de base. A latência do sono e a eficiência do sono obtidas da actigrafia não foram significativamente diferentes da linha de base para qualquer um dos tipos de agendamento. Vigília após o início do sono (WASO) foi significativamente diferente para início precoce em comparação com a linha de base (p < 0, 5), com os pilotos relatando estar mais acordado durante os primeiros começos. Não houve diferenças entre a linha de base e outros tipos de agendamento. Não houve diferenças significativas entre os dias de repouso e a linha de base.

O segundo objetivo abordado com esses métodos foi examinar o impacto do tempo de início do dever na fase circadiana, medido pelo aMT6s. O sincronismo máximo (acrophase) do ritmo de aMT6s é um marcador de confiança da fase circadiano58. A Figura 9 mostra um exemplo do ritmo circadiano de aMT6s acima de 24 h para um indivíduo, enquanto a Figura 10 mostra a Acrofase aMT6s para cada indivíduo que participou dos procedimentos de coleta de urina por bloco de estudo. Consistente com os achados do sono, verificou-se que a fase circadiana média foi significativamente deslocada de acordo com o tempo de início do trabalho. É importante observar as informações de coleta de dados ausentes na Figura 10. Alguns indivíduos tiveram a dificuldade com os procedimentos da coleta da urina para alguns dos blocos ou esqueceram registrar o sincronismo de sua coleção da amostra. Nestes casos, não foi possível gerar estimativas confiáveis da fase circadiana da concentração de aMT6s e, como resultado, alguns dados estão faltando. Em situações em que a coleta de informações de fase circadiana é importante, pode ser prudente chamar os participantes antes de cada coleta de urina para garantir que os procedimentos sejam seguidos corretamente.

O terceiro objetivo abordado com esses métodos foi examinar o impacto do tempo de início do trabalho na fadiga autorreferida, medida pelo SP, e o desempenho objetivo medido pelo PVT. Consistente com nossos achados com o sono, utilizando-se análise de regressão de efeitos mistos, verificou-se que tanto a fadiga (tabela 2) quanto os tempos de reação de Pvt (Figura 11) foram piores durante os primeiros começos, turnos de alta carga de trabalho no meio do dia e acabamentos tardios, em relação à nossa coleta de dados de linha de base (p < 0, 1 SP; p < 0, 1 PVT RT). Os participantes mostraram um aumento significativo nos lapsos para cada tipo de agendamento em relação à linha de base (p < 0, 1 precoce; p < 0, 5 meados do dia; p < 0, 1 atrasado). O desempenho em dias de descanso foi semelhante ao da linha de base. Esses resultados também estão descritos na tabela 3.

Figure 1
Figura 1: protocolo de estudo por hora do dia para cada dia do estudo. As barras cinzentas escuras representam os períodos de voo, incluindo o tempo de relatório de pré-voo (barras abertas) e as barras cinzentas claras representam os períodos de sono. Os dias 1 – 5 representam o bloco de direitos de linha de base, os dias 10 – 14 representam o início do serviço antecipado, os dias 18 – 22 representam o início do serviço no meio do dia e os dias 26 – 30 representam o início tardio. As barras sombreadas representam o primeiro bloco do dever do borne do dia do descanso quando a urina é coletada. Este número é reproduzido por Flynn-Evans et al.7. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: o monitor de atividade/dispositivo de acelerômetro usado no pulso da mão não dominante. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: exemplo de testes realizados durante os dias de descanso usando o aplicativo touchscreen. Da esquerda para a direita:(a) a página principal do aplicativo exibe dois links; (B) o dia de descanso exibe três links: manhã, meio-dia, noite; (C) o link matinal exibe os testes realizados pela manhã; (D) o link Mid-Day exibe os testes realizados na tarde, e (e) o link Evening exibe o teste tomado à noite. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: kit de urina. O kit contém (a) um chapéu de urinol ou recipiente de coleta de urinol, (B) pipetas, (C) tubo de coleta de urina, (D) etiquetas de adesivo branco, (e) um saco de bio-perigo, (F) bloco de gelo, e (G) transporte Materiais. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5: exemplo do log de coleta de urina.

Figure 6
Figura 6: tarefa de vigilância psicomotora (Pvt). (A) o dispositivo touchscreen é orientado na posição da paisagem e os polegares são exibidos na tela no início do teste. (B) os tempos de reação são exibidos em uma caixa retangular na parte superior do meio da tela. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 7
Figura 7: Actograma de ciclos de vigília-sono acima de 24 h por 14 dias. A cor azul escura representa os períodos de sono; o azul claro representa os períodos de descanso. A cor preta representa o movimento. A cor amarela representa a luz. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 8
Figura 8: duração média do sono derivado da actigrafia por dia em cada tipo de agendamento. O dia 1 representa a noite de sono antes do primeiro período de trabalho de um determinado bloco. Um asterisco designa uma diferença significativa (* p < 0, 5, * * p < 0, 1) nos meios entre a condição de linha de base e o bloco de início precoce. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 9
Figura 9: perfil aMT6 para os cinco compartimentos de coleta de urina para cada episódio de coleta de dados para um único participante. Os dados são plotados duas vezes. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 10
Figura 10:6-sulfatoxymelatonina (aMT6) Acrofase (pico) pelo tempo (24 h relógio) de Nadir circadiano e tipo de cronograma para cada indivíduo. Círculos cheios e abertos, triângulos, praças representam participantes individuais. Este número é reproduzido por Flynn-Evans et al.7clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 11
Figura 11: tarefa de vigilância psicomotora (Pvt) significa tempo de reação (RT), lapsos (rt > 500ms) e velocidade de resposta (média 1/RT) por dia em cada tipo de agendamento. Asteriscos após cada inclinação indicam alterações no desempenho por dia nessa condição. Os suportes indicam diferenças na inclinação entre o desempenho basal e a inclinação no desempenho em cada uma das outras condições (* p < 0, 5, * * p < 0, 1). Linha de base = círculos preenchidos, início = círculos abertos, meados do dia = triângulos cheios, atrasado = triângulos abertos. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Horário de trabalho N Hora de dormir (h, SD) Tempo de vigília (h, SD) Duração do sono (h, SD) Qualidade do sono (SD)
Linha de base (Ref.) 39 23:10 (1:41) 7:20 (1:49) 8,2 (0,9) 2,4 (0,7)
Cedo 42 21:14 (1:01) * * 4:29 (0:47) 7,4 (0,9) * * 2,5 (0,6)
Meio 41 01:19 (0:43) * * 9:11 (0:58) 7,9 (1,1) 2,3 (0,6)
Tarde 40 02:18 (1:07) * * 9:57 (1:11) 7,8 (1,4) * 2,3 (0,7)
Dias de descanso 42 23:47 (0:50) * * 8:16 (0:58) 8,5 (0,9) * 2,4 (0,5)

Tabela 1: resultados do sono derivados do diário de sono (hora de dormir, tempo de vigília, duração do sono e qualidade do sono) por tipo de agendamento. * p < 0, 5, * * p < 0, 1; h = hora, DP = desvio padrão. Esta tabela é reproduzida por Flynn-Evans et al.7

Horário de trabalho Média (DP) valor de p
Base 3,51 (0,80) Ref.
Dever adiantado 4, 3 (0,88) < 0, 1
Dever do meio-dia 3,85 (0,90) < 0, 1
Dever atrasado 3,85 (0,89) < 0, 1

Tabela 2: médias e desvio padrão para os escores de SamN-Perelli (SP) por bloqueio de plantão. Uma classificação mais alta indica maior fadiga.

Horário de trabalho n (participantes) Tempo médio de reação (MS, DP) Velocidade de resposta (s, SD) Lapsos médios (> 500 MS)
Linha de base (Ref.) 38 236 (48) 4,84 (0,61) 3,1 (4,1)
Cedo 40 257 (70) * * 4,63 (0,66) * * 4,4 (5,4) * *
Meio 39 261 (62) * * 4,56 (0,66) * * 4,7 (5,1) *
Tarde 38 266 (64) * * 4,51 (0,63) * * 4,7 (5,0) * *
Dias de descanso 40 249 (56) 4,69 (0,62) 4,0 (4,5)

Tabela 3: tarefa de vigilância psicomotora (Pvt) significa tempo de reação (RT), velocidade de resposta (média 1/RT) e lapsos (rt > 500 MS) por tipo de cronograma. * p < 0, 5, * * p < 0, 1; Esta tabela é reproduzida de Flynn-Evans et al.7

Discussion

Os métodos descritos neste manuscrito fornecem insights sobre padrões de sono, fases circadianas, classificações de fadiga e performances de pilotos durante voos diurnos, incluindo início precoce, voos de alta carga de trabalho no meio do dia e acabamentos tardios. A combinação desses métodos demonstrou que esses fatores são todos afetados por mudanças modestas no tempo de início e na carga de trabalho. Ao avaliar um cronograma de estudo sistemático e integrar essas medidas em um aplicativo de tela sensível ao toque fácil de usar, uma grande quantidade de dados foi coletada em um ambiente desafiador. Usar esta combinação de métodos permitiu uma interpretação mais clara das mudanças no estado de alerta e desempenho durante turnos de trabalho diurnos não tradicionais.

Este projeto e implementação de métodos de medição de sono objetivo, circadiano, fadiga, e os dados de desempenho foram fundamentais para permitir a determinação de como o trabalho de início de tempo influencia os pilotos durante os vôos diurnos na ausência de jet lag. O protocolo foi projetado para permitir comparações sistemáticas entre as condições, minimizando o inconveniente para os participantes e maximizando a coleta de dados em pontos temporais operacionalmente relevantes. Estas são etapas críticas para coletar dados significativos em ambientes operacionais. As medidas foram validadas em estudos laboratoriais e de campo, o que é importante para interpretar os resultados. Embora o estudo tenha sido projetado para permitir que os participantes concluam os procedimentos de estudo de forma independente, a sessão de briefing pré-estudo foi crucial para garantir que os voluntários entendessem os procedimentos do estudo e a importância de manter a consistência ao completar testes de estudo e perguntas, especialmente para o PVT.

A constatação de que a duração do sono e o tempo mudam de acordo com a hora de início do trabalho é consistente com estudos anteriores em amostras menores de indivíduos que utilizaram PSG para avaliar o tempo de sono59,60. Embora os primeiros começos e finais atrasados possam ser esperados para invadir o tempo de sono, a grande amostra de dados coletados em um ambiente operacional fornece informações sobre as maneiras inesperadas que os participantes perdem o sono. Por exemplo, a zona de manutenção da vigília, que representa a unidade mais forte para estar acordada, ocorre pouco antes de uma hora de dormir habitual. Em estudos laboratoriais, os participantes demonstraram ter dificuldade para dormir durante a zona de manutenção da vigília61,62,63. Esperava-se que os participantes podem tentar ir para a cama algumas horas mais cedo do que o normal, a fim de se preparar para os primeiros começos. Esperava-se também que, como resultado da tentativa de iniciar o sono durante a zona de manutenção da vigília, os participantes podem apresentar uma longa latência de sono durante o sono antes dos primeiros começos; no entanto, este não foi o caso. Esses dados destacam diferenças importantes entre o laboratório e o campo, e demonstram a necessidade de coleta de dados de sono em ambientes operacionais.

Embora a informação da fase circadiano fosse obtida em um subconjunto dos indivíduos, as mudanças circadiano da fase observadas em cada tipo da programação espelhado as mudanças observadas no sincronismo do sono. A adição da fase circadiano a este protocolo realçou a habilidade de compreender porque as classificações e o desempenho da fatiga mudaram pelo começo-tempo do trabalho. O alerta e o desempenho seguem um ritmo circadiano, com o mais baixo estado de alerta e o desempenho o mais pobre que coincide tipicamente com o sincronismo do acrophase aMT6s. Embora se tenha constatando que os ritmos circadianos da maioria dos participantes mudaram na direção esperada em relação ao cronograma de trabalho instituído, verificou-se também que esse deslocamento foi variável entre os indivíduos. Isto sugere que alguns indivíduos podem ter mais dificuldade em adaptar-se aos cronogramas adiantados ou atrasados, causando o desalinhamento circadiano modesto. A combinação destes métodos melhorou a interpretação destas conclusões.

Os dados de sono coletados também permitiram uma melhor compreensão de por que as classificações de fadiga e o desempenho mudaram em relação aos diferentes horários de trabalho. Por exemplo, verificou-se que durante os primeiros começos e acabamentos tardios, as classificações de SamN-Perelli e o desempenho do PVT foram mais pobres por dia em cada uma dessas programações. Isso faz sentido, porque os pilotos obtiveram menos sono durante os primeiros começos e acabamentos atrasados em relação à linha de base, o que significava que eles estavam acumulando dívidas de sono com cada dia sobre esses horários. Por outro lado, o desempenho do PVT também foi mais pobre durante o dia durante a alta carga horária no início do dia. Durante a programação do meio do dia, a quantidade de sono que os pilotos obtiveram não foi diferente da duração do sono durante a coleta de dados da linha de base. Em conseqüência, este achado sugere que o desempenho mais pobre observado durante os cronogramas de trabalho meados de-dia não era provável ser conduzido pela limitação aguda do sono. Teria sido muito difícil interpretar as classificações de fadiga e os dados de desempenho sem os dados do sono, tornando a combinação desses métodos importantes.

Embora esses métodos foram projetados e implementados com êxito, essa abordagem pode envolver alguns desafios. Por exemplo, é possível que os participantes possam esquecer quando ou como concluir alguns procedimentos. É útil comunicar regularmente com voluntários para confirmar que eles estão completando tarefas de acordo com o protocolo, especialmente durante a primeira fase da coleta de urina. Além disso, o risco de perda de dados aumenta à medida que o comprimento do estudo aumenta, porque os indivíduos podem perder ou danificar seus dispositivos de estudo. Se um estudo está agendado por várias semanas, como foi o caso para este estudo, então pode ser desejável para baixar dados no ponto médio do estudo para reduzir a perda de dados potenciais e rever a conformidade com o protocolo. Dados insuficientes ou ausentes podem reduzir a interpretabilidade dos resultados, portanto, deve-se ter cuidado para garantir que os indivíduos estejam coletando dados apropriadamente.

Há muitos aplicativos possíveis para esses métodos em outras configurações operacionais. Estes métodos podem ser usados para caracterizar o sono, a fase circadiano, a fatiga, e o desempenho nas ocupações com práticas de agendamento incomuns ou considerações ambientais, como durante o voo espacial ou as operações militares. Além disso, há muitas intervenções promissoras e contramedidas avaliadas em ambientes laboratoriais, como o uso de luz enriquecida em azul para acelerar o deslocamento da fase circadiana, napping estratégico no trabalho, hipnóticos para maximizar o sono oportunidades, e estimulantes como a cafeína para melhorar o estado de alerta. Embora tais abordagens possam ser demonstradas como efetivas em condições laboratoriais controladas, a implantação de tais ferramentas e tecnologia em ambientes operacionais deve ser avaliada para confirmar sua eficácia na redução da fadiga no mundo real. A combinação de actigraphy, diários do sono, informação da fase circadiano, classificações da fatiga, e coleção de PVT, combinada com uma aplicação de software easy-to-use para facilitar a administração das tarefas, fornece dados adequados para avaliar a eficácia de intervenções. A combinação desses métodos tem potencial translacional significativo para outros ambientes operacionais complexos, onde pode ser difícil implantar esforços de coleta de dados mais invasivos.

Disclosures

EEFE é um consultor para Baby Sleep Science e ela recebeu financiamento de viagem da Universidade Estadual de Washington, da Universidade de Chicago, os pilotos Puget Sound, o Conselho Nacional de segurança, ea academia americana de medicina do sono e da sociedade de pesquisa do sono. Os outros autores não têm divulgações para relatar.

Acknowledgments

Agradecemos aos participantes do estudo e ao pessoal da companhia aérea por seu apoio na coleta de dados. Agradecemos também aos membros do laboratório de contramedidas de fadiga da NASA Ames Research Center por sua assistência com este projeto. Esta pesquisa foi apoiada pelo programa de segurança systemwide da NASA.

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

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Comportamento problema 150 fadiga sono fase circadiana estado de alerta tarefa de vigilância psicomotora NASA-PVT
Coletando dados de sono, circadiano, fadiga e desempenho em ambientes operacionais complexos
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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).

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