איסוף שינה, מעגליות, עייפות ונתוני ביצועים בסביבות תפעוליות מורכבות

Summary

אובדן שינה ומעגלי מעגליות תורמים לתאונות מבצעיות ולאירועים מרובים. האפקטיביות של אמצעי מנגד ועיצובי תזמון עבודה מכוון לעייפות מקלים יכול להיות מאתגר להעריך בסביבות מבצעיות. כתב יד זה מסכם את הגישה לאיסוף שינה, מעגליות, עייפות ומידע ביצועים בסביבות מבצעיות מורכבות.

Abstract

אובדן שינה ומעגליות באופן מוטעה תורמים לחלק משמעותי של תאונות ותקריות מבצעיות. אמצעי נגד ועיצובים תזמון עבודה שמטרתה עייפות ממקל מוערכים בדרך כלל בסביבות מעבדה מבוקרת, אבל האפקטיביות של תרגום אסטרטגיות כאלה לסביבות מבצעיות יכול להיות מאתגר כדי להעריך. כתב יד זה מסכם את הגישה לאיסוף שינה, מעגליות, עייפות ומידע ביצועים בסביבה מבצעית מורכבת. למדנו 44 טייסי תעופה במשך 34 ימים בזמן שהם טסו לוח זמנים קבוע, אשר כללה איסוף נתונים בסיסית עם 5 ימים של טיסות באמצע הבוקר, ארבע טיסות מוקדמות, ארבעה עומס עבודה גבוה באמצע היום, וארבע טיסות מאוחרות שנחתו אחרי חצות. כל בלוק עבודה הופרד ב-3 – 4 ימים של מנוחה. על מנת להעריך את השינה, המשתתפים לבשו באופן רציף מחקר שחוק המחקר מאומת לעקוב והשלימה יומני שינה יומית. כדי להעריך את השלב הקירדיאני, החיילים התבקשתי לאסוף את כל השתן המיוצר בארבעה או שמונה ארגזים מדי שעה במהלך 24 שעות אחרי כל בלוק חובה להערכת 6-sulfatoxymelatonin לטונין (aMT6s), שהוא ביוארנקר של הקצב האחראי. כדי להעריך את העייפות הסובייקטיבית והביצועים האובייקטיביים, המשתתפים סופקו עם מסך מגע המכשיר המשמש כדי להשלים את סרגל העייפות Samn-Perelli ומשימות הפיקוח הפסיכומוטורי (PVT) במהלך ואחרי כל טיסה, ובזמן ולבארן, באמצע היום, ו שינה. שימוש בשיטות אלה, נמצא כי משך השינה הופחת במהלך מוקדם מתחיל ומסתיימת מאוחרת ביחס לתוכנית הבסיסית. השלב הקירדיאני זז לפי לוח הזמנים של התפקיד, אבל היה מגוון רחב בשיא aMT6s בין אנשים בכל לוח זמנים. ביצועים של PVT היה גרוע יותר בתחילת, עומס העבודה הגבוה ולוחות הזמנים המאוחרים ביחס לתוכנית הבסיסית. באופן כללי, השילוב בין שיטות אלה היה מעשי ויעיל להערכת ההשפעה של אובדן שינה ושלב מעגלי על עייפות וביצועים בסביבה מבצעית מורכבת.

Introduction

עייפות, הנובעת מנשירת שינה ומעגליות מוטעית, מהווה איום חמור על בטיחות במקצועות הדורשים פעילות של 24 שעות ביממה, לוחות זמנים לא סדירים ועבודות מורחבות בשעות^1,2. מחקר מעבדה אינסטרומנטלי באפיון כיצד שינויים במשך השינה והעיתוי משפיעים על עירנות וביצועים נוספים^3,4,5. 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 אומתו^9,10. השילוב של האקטגרפיה שחוקים ויומני השינה היומי נעשה שימוש נרחב כדי להעריך את השינה בלימודי שטח על פני מגוון של עיסוקים^11,12,13,14 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 מבצעיות^17, . ^{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 עיסוקים^21,22,23,24. ה-kss אומת כנגד צעדים אובייקטיביים של שינה כגון אלקטרונצלוגרפיה (EEG) ותנועות איטיות מתגלגלות בעיניים^20,25, וכן ביצועים²⁵. בקנה מידה זה נעשה שימוש נפוץ במחקרים הן במעבדה והן בשדה^24,26. 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 לקויה^25,27, 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 מוטעה^4,5,30. משך הפעילות יכול להיות מגוון על בסיס העיצוב של המחקר^31,32; למרות, המסורתית 10 דקות המשך הוא המועדף במחקרי מעבדה^33,34. 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 PVT^{37 ,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 זהה^{38, 39}.

כל אחד ממרכיבים אלה של איסוף נתונים חשוב וכלים אלה שימשו במחקרים תפעוליים אחרים^40,41,42,43. 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 תעופה^40,44,45. העוצמה הגבוהה של פעולות התעופה הוא מסיע השפלה של ביצועי הצוות ומגביר את הסיכון של מקרים הקשורים לעייפות^{46,47,48,49,50}. 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.

Protocol

מחקר זה אושר על ידי הלוח סקירה מוסדית (IRB) של נאס א מרכז המחקר איימס, וכל הנושאים שסופקו בכתב הסכמה מושכלת. כל ההליכים לימוד הותאמו לאלה בפרוטוקול שאושרו על ידי נאס"א IRB (פרוטוקול מספר HRI-319).

1. בחירת משתתפים והכנה לניסוי

1. קביעת לוח הזמנים של הלימודים
   1. כלול תקופת איסוף נתונים בסיסית כדי להעריך תוצאות בהיעדר התערבות.
2. זיהוי מועד איסוף נתונים במהלך הניסוי
   1. בעת הערכת עייפות, קריטי שפעולות התוצאה כוללות יותר מנקודת נתונים אחת עקב שינויים של זמן היום בעייפות ובביצועים.
   2. אסוף נתוני ביצועים בשילוב עם פעילויות קריטיות מבצעית כאשר הדבר אפשרי. במקרה של טייסים התעופה, זה שימושי כדי לאסוף את הדירוג PVT ועייפות ב-הטוד של טיסה, אשר בשלב הסופי של שיוט, ממש לפני משימה קריטית של הנחיתה מתרחשת.
      הערה: ניתן לקבל עוד נתונים PVT של האור כדי להעריך את התוצאות עבור טיסות ארוכות יותר או בסביבות תפעוליות אחרות. חוקר יכול להיות מעוניין, למשל, בשינוי בעייפות לאורך הפסקה מנוחה, אשר דורש צעדים לקחת טרום ואחרי הפסקה.
3. הליכי הגיוס עשויים להשתנות בהתאם ליעדי הלימוד. ודא כי המשתתפים מועסקים על-ידי ארגון יחיד ושהם מייצגים את האוכלוסייה האופיינית של הארגון הנבחר; לכן, אין צורך להחיל קריטריוני סינון נוספים.
   הערה: בסביבות מעבדה, המשתתפים בדרך כלל מוקרן מתוך השתתפות אם יש להם מצבים בריאותיים כרוניים או ציון מתוך טווח נורמלי על שאלונים הפרעת שינה. בסביבות מבצעיות, ייתכן שהמשתתפים יהיו בעלי תנאים כרוניים והפרעות שינה לא מאובחנים, אך אנשים אלה צריכים להיכלל בדרך כלל במחקרים כדי לאמוד את האפקטיביות של התערבויות ברחבי הספקטרום הרחב של העובדים. יש להזמין אנשים להשתתף במחקר באמצעות דואר אלקטרוני או מצגת אישית לאוכלוסיית העניין.
   1. יש למשתתפים בצוות הלמידה ישירות ולהבטיח להם שהחלטות התעסוקה לא יהיו מבוססות על נתונים בודדים.
   2. נקוט באמצעי זהירות נוספים שייתכן שיהיה צורך להגן על סודיות המשתתפים ממעסיקך, כגון קבלת תעודת סודיות מהמכון הלאומי לבריאות או מכתב מניהול החברה המבטיח מתנדבים שעבודתם לא תושפע מהשתתפותם במחקר.
   3. יש למשתתפים הסכמה מושכלת המאשרת שהשתתפות במחקר היא בהתנדבות בלבד. להבטיח כי המעוניינים מתנדבים יכולים לעקוב אחר לוח הזמנים לעבודה ללמוד להרתיע אותם ממשמרות עבודה משמרות במהלך המחקר.
4. הזמינו משתתפים שהתנדבו במחקר להשתתף בפגישת הדרכה/תדרוך של 30-60 דקות.
   1. ספק למשתתפים ערכת איסוף נתונים הכוללת את צג הפעילות, את התקן מסך המגע עם היישום המתאים המותקן וציוד לאיסוף שתן. יש המשתתפים להשלים שאלונים הרקע [למשל, בפיטסבורג מדד איכות השינה (PSQI)⁵¹, סולם חומרת העייפות (fss)⁵², בקנה מידה ישן של שווה (ESS)⁵³, רשימת הפעולות של חוזק אישי (CIS)⁵⁴, שאלון מבוקר/Eveningness (MEQ)⁵⁵] כדי להעריך את השכיחות של בעיות שינה בסיסיות באוכלוסיה. שאלונים אלה עשויים לשמש גם כcovariates בניתוח נתונים.
   2. סקור את כל ההיבטים של המחקר עם המשתתפים והאמן אותם בהליכים להשלמת שאלונים ובדיקות לימוד. המשתתפים משלימים יומן שינה אחד וכל השאלונים היומיים מול צוות המחקר כדי להבטיח שהמשתתף יבין כיצד להשלים את השאלות ולהשתמש ביישום. הכשרת המשתתפים בהליכים המתאימים להשלמת הPVT כמתואר בסעיף 6 להלן.
   3. ספק למשתתפים צג פעילות מאומת. הדריכו את המשתתפים לענוד את צג הפעילות כל הזמן, רק הסרתם כאשר היא עשויה להיות שקועה במים. בקש מהמשתתפים לשים לב למועד הסרת המרחק של צג הפעילות ביישום.
   4. מספקים למשתתפים חומרים לאיסוף שתן ומרכיבים אותם להליכי איסוף שתן. אם משתתף אינו מוכן או לא יכול לאסוף דגימות שתן, אז אלמנט זה של המחקר יכול להיות כלול כמו תת מחקר אופציונלי אם אושרה על ידי לוח הביקורת האתית.

2. תכנון ניסיוני

1. לוח זמנים לעבודה: ודא שכל האנשים עקבו אחר אותו לוח זמנים (או לוח זמנים מאוזן במקרה של ניסוי אקראי). בנוסף, לכלול תנאי בסיס או פלצבו בניסוי לפרש ממצאים בהיעדר התערבות או תזמון מניפולציה.
   הערה: סביר להניח שיהיה צורך לעבוד בשיתוף פעולה הדוק עם הארגון השותף כדי ליישם את לוח הזמנים הניסיוני. שיקולים אחרים עשויים להיות נחוצים בהתאם לאוכלוסיה הנלמדת. במקרה של המחקר שלנו, שבו הערכנו לטווח קצר טייסי התעופה, תכננו לוח זמנים שאיפשר להם לחזור הביתה כל יום כדי להבטיח שיש להם סביבת שינה עקבית. לוח הזמנים הסופי להערכת תוצאות הריבית צריך להיות דומה לדיאגרמה האחת באיור 1.
   1. פרוטוקול איסוף נתונים בימים שאינם בעבודה:
      1. הורה למשתתפים להשלים את יומן השינה כל יום בתוך 30 דקות של התעוררות והולכת לישון.
      2. בקש מהמשתתפים לענוד את צג הפעילות שלהם ברציפות.
      3. להנחות את המשתתפים להשלים את סולם העייפות Samn-Perelli (SP) ו 3x PVT ביום: בוקר (1 – 2 h לאחר התעוררות), אמצע היום (8-9 h לאחר ההתעוררות), וערב (1 – 2 h לפני הולך לישון).
   2. פרוטוקול איסוף נתונים בימי עבודה:
      1. הורה למשתתפים להשלים את יומן השינה כל יום בתוך 30 דקות של התעוררות והולכת לישון.
2. לוח זמנים לאיסוף נתונים: ודא שלוח הזמנים של איסוף הנתונים כולל אוסף של נתוני PVT במועדים רלוונטיים מבחינה מבצעית ובנקודות זמן מרובות ליום (לפחות, בוקר, אמצע היום וערב) כדי להעריך שינויים בביצועים המשויכים לאובדן שינה או ליישור שגוי של מעגליות. בנוסף, ודא שלוח הזמנים של איסוף הנתונים אינו מכביד ביתר על המשתתף באיסוף נתונים מיותרים.
   הערה: האיזון בין איסוף מידע מספיק כדי להעריך התערבויות ולא על-ידי המועמד המשתתף הוא קריטי לשמירה על תאימות הלמידה וצמצום הנסיגה מהמחקר.

3. הליכי איסוף אקטגרפיה

1. בחר צג פעילות שאומת כנגד PSG בסביבת מעבדה (איור 2).
   הערה: צגי פעילות מסוימים כוללים תכונות נוספות, כגון טמפרטורה וקצב לב, אך כפי שמתואר קודם לכן, תכונות אלה עשויות להיות מושפעות מהפעילות של האדם. שתי תכונות שימושיות זמין במכשירים מסוימים הם סמני אירוע וחיישנים בהירים. מידע על תאורה יכול להועיל לפענוח מידע על שלב החוגה וסמני האירועים ניתן להשתמש בו כדי לסמן את המרחק של הסרת הזמן והפעילות של צג הפעילויות, אך תכונות אלה אינן נדרשות לאיסוף מידע שינה.
2. הדריכו את המשתתפים לענוד את מוניטור הפעילות בצורה מאובטחת ומהודקת על פרק כף היד הלא-שלטת במשך התקופה הניסיונית כולה. אם צג הפעילות אינו מהודק באופן מאובטח על פרק כף היד, ספירת הפעילויות עלולה להיות בסכנה. הפגן התאמה מתאימה במהלך התדרוך לפני הלימוד.
3. להדריך את המשתתפים לענוד את צג הפעילות במהלך פעילות גופנית, אבל להסיר אותו לפני שחייה ומקלחת. יש לציין הסרות של צג הפעילות ביומן השינה היומי כדי להבחין בחוסר פעילות עקב הסרת המרחק של צג הפעילות מתנומות.
4. אם צג הפעילות כולל תכונה של סמן אירוע, בקש מהמשתתף לפגוע בסמן בכל פעם שהצג מוסר הפעילות. בנוסף, הנחה את המשתתף ללחוץ על סמן האירוע כאשר הולך לישון ומתעורר על כל פרק שינה. זה ישפר את המידע שהושג ביומן השינה ויסייע בניתוח.

4. שאלון מבוסס-App, יומן שינה ואוסף PVT

1. בחר את היישום עבור אוסף הנתונים היומי.
   הערה: יש להצליב שאלונים מבוססי-app כנגד גירסאות נייר מאומתות כדי לוודא שהגירסאות המבוססות על יישום משקפות בנאמנות את הכלים המקוריים. בפרט, יש לבדוק שאלונים הכוללים סולמות אנלוגיים חזותיים כדי לוודא שמפתחי אפליקציות לא הפכו תוצאות לסולמות ליקרט-סוג. באופן דומה, יש לבדוק את כל השאלות והתשובות כדי לוודא שאפשרויות השפה והתגובה המקוריות כלולות במלואם וכי ההדמיה של השאלות והתגובות אינן מסוכצת על-ידי גודל המסך של ההתקן הנמצא בשימוש.
2. שאלונים: יש למשתתפים שאלונים בסיסיים מלאים (המתוארים בסעיף 1.4.1) ומידע דמוגרפי לפני העיסוק בהליכי מחקר כלשהם כדי לסייע בפרשנות של תוצאות הלימוד.
3. יומני שינה: בקשו מהמשתתפים להשלים את יומן השינה לפני ואחרי פרק השינה העיקרי של האדם. רצוי לספק למשתתפים יומן שינה מבוסס יישום במקום הנייר כי 1) קל עבור המשתתף להשלים 2) יומני שינה מבוססי היישום הם חותמת זמן, אשר ממזער את האפשרות כי אדם יהיה להשלים את יומן השינה רטרואקטיבית.
   1. התעוררות יומן שינה: על התעוררות מפרק השינה העיקרי, יש המשתתפים מצביעים 1) התעוררות זמן, 2) מספר ומשך התעוררות, ו 3) איכות השינה.
   2. יומן שינה לפני השינה: רק לפני השינה, להנחות את המשתתפים לתעד את המשך והעיתוי של התנומות והמועדים הצפויים.
4. PVT: להדריך את המשתתפים לקחת את PVT בזמנים קבועים מראש במהלך המחקר באמצעות מתודולוגיה מדויקת כמתואר להלן (בסעיף 6).
5. הצגת מידע לימוד באופן ברור ותמציתי, כך שהמשתתפים מוצגים עם משימות באופן המאפשר להם לקבוע במהירות את מה שהם צריכים לעשות.
   הערה: אנו משתמשים האפליקציה PVT-נאס א ללימודים שלנו. PVT. נאס א + הוא יישום עבור התקנים מסך מגע שפותחה במרכז המחקר איימס של נאס א. היישום מותאם אישית לכל ניסוי לכלול או לא לכלול שאלונים שונים לפי הצורך. האפליקציה מציגה כל פעילות שמשתתף צריך להשלים ברצף (ראה איור 3). עבור המחקר הנוכחי, העמוד הראשי של האפליקציה מציג שלושה קישורים עיקריים: "ההרשמה למחקר", "יום המנוחה" ו "יום חובה". הקישור "הרשמת מחקר" כולל את השאלונים הבאים שיושלמו במהלך יום ההכשרה: דמוגרפיה, MEQ, CIS ו-ESS. לאחר סיום הביצוע, הקישור אינו גלוי למשתתפים. הקישור "יום המנוחה" כולל את השאלונים שיש להשלים במהלך הימים הקרובים: יומן שינה בבוקר; SP ו-PVT לבוקר, אחר הצהריים וערב; וביומני שינה בערב, המוצגים בסדר זה. הקישור "יום חובה" מציג שלושה קישורים עיקריים: בוקר (יומן שינה); משימות עבודה; וערב (יומן שינה). הקישור ' משימות עבודה ' מורכב משלושה קישורים: טרום טיסה (SP, PVT, זמן נסיעה); שיא ב-טוד, אשר מציג את מספר הטיסות שנבחרו על ידי המשתתף כדי להשלים את המבחנים עבור הטיסה המסוימת הזאת (SP, PVT); ולאחר הטיסה (SP, PVT).

5. תהליך איסוף שתן

1. השתמש באיסוף שתן כדי למדוד ייצור aMT6s כדי לאמוד את שלב מעגלי (המותאם לאיסוף שתן בטייסים מהליכים שפותחו על-ידי Lockley¹⁸ ו-הספינה⁵⁶).
   1. הדריכו את המשתתפים לאסוף דגימות שתן לאחר כל התערבות שצפויה לעבור שלב מעגלי. ספק למשתתפים את ערכת השתן, יומן השתן וההוראות ביום ההכשרה. ערכת השתן (איור 4) כוללת כובע המשתנה או מכולה אוסף המשתנה, מספר פיפטות, חמש התווית שפופרות האוסף צינורות לכל 24 h אוסף, שתי שפופרות נוספות ותוויות לבנות מדבקה, נקי מזהמים ביולוגית תיקים, חומרי משלוח, קרח pack, יומן איסוף שתן (איור 5) ועותק של הנחיות לעיון במהלך כל בלוק אוסף (המתואר בסעיף 5.2).
   2. הוראות כלליות לסקירה: ליידע את המשתתפים כי הם צריכים לאסוף את כל השתן המיוצר על פני תקופה של 24 שעות. גוש האוסף הראשון מתחיל מרגע המשתתף מתעורר ביום איסוף השתן הראשון וממשיך 4 h בלוקים במהלך היום ו 8 לחסום לילה. בסך הכל, כל אוסף של 24 שעות כולל חמישה דגימות.
   3. לספק למשתתפים את ההוראות שלהלן ולסקור אותם בכל שלב בתהליך במהלך אימון טרום לימוד. ודא כי המשתתפים מסופקים עם תווית משלוח ששולמה מראש.
2. השתמש בהוראות איסוף השתן הבאות למשתתפים:
   כאשר אתה מתעורר ביום הראשון ללכת לשירותים בשירותים כרגיל. אתה תתחיל לאסוף את השתן שלך. אחרי שתלך לשירותים בפעם הראשונה
   בתחילת כל בלוק אוסף להקליט את התאריך, את שעת ההתחלה ואת הזמן הסופי של גוש האוסף על יומן האיסוף (למשל, 07:00 – 11:00:00 AM). ייתכן שאתה משתין יותר מפעם אחת במהלך בלוק אוסף של 4 שעות (או במהלך בלוק האוסף 8 h לילה). במקרה זה, תוכלו להשתין באותו מיכל איסוף שתן... לדוגמה, במהלך 07:00 – 11:00:00 בחלון אוסף אתה יכול להשתין ב 8:00 AM ו 10:55 AM. שתי השתן הללו יערבבו יחד באותו מיכל איסוף. בסוף גוש הגבייה תיקח דגימה. בכל פעם שאתם משתינים, הקליטו את זמן השעון המדויק שאתם משתינים על יומן האיסוף. בכל פעם שאתה משתין, כל השתן. שלך צריך להיכנס למיכל האיסוף
   רוקן את שלפוחית השתן שלך רק לפני נטילת דגימה. לדוגמה, אם גוש האיסוף מסתיים ב-11:00, נסה להשתין במיכל האיסוף ממש לפני 11:00 בבוקר, ולאחר מכן קח את הדוגמה. בסוף בלוק האוסף, רשום את נפח השתן הכולל שנאסף באמצעות הסימונים שעל הגורם המכיל.
   קחו פיפטה חדש והעבירו כמות קטנה של שתן ממיכל האיסוף לתוך צינורית קטנה. ממלאים את הצינור עם מספיק שתן, כך שהוא לפחות חצי מלא. . כסה את השפופרת אין למלא את הצינור לחלוטין, מכיוון ששתן מתרחב כאשר הוא מוקפא ועלול לשבור את הצינורית אם מלאי יתר. , אחרי שתמלא את השפופרת. תוכל לזרוק את הפיפטה מכאן כל שפופרת לדוגמה מתייגת מספר ומסודרים בסדר מספרי. השתמש בצינורות לדוגמה בסדר מספרי (כלומר, השתמש 1 ראשון, אז 2, וכו ').
   הניחו את הצינור הקטן. לשקית-מנעולים הצב את תיק הנעילה הגדול בתיבת המשלוח עם חבילה קרה. לאחר נטילת המדגם, להקליט את מספר השפופרת ואת זמן השעון שלקחת את המדגם על יומן האיסוף, ואז להשליך את שאר השתן באסלה. שטפו את מיכל האיסוף במים (אל תשתמשו בשום דבר אחר מאשר במים לשטיפה המכל האוסף). חזור על התהליך של שלושת האוספים הבאים בשעות היום (למשל, 11:00 AM – 15:00, 3:00 pm – 07:00, ו-7:00 PM – 11:00).
   עבור בלוק האוסף לילה, לאסוף את המדגם הרביעי שלך ביום לפני שאתה הולך לישון. מיכל האיסוף צריך להיות ריק כשאתה הולך לישון. בלוק האוסף יכלול את כל השתן שאתם משתינים במהלך הלילה, כמו גם את השתן מהפעם הראשונה שאתם משתינים בבוקר. כשתתעורר בבוקר, אתה משתין. לתוך מיכל האיסוף כל שתן מהלילה יהיה מעורב עם השתן הראשון שאתה מייצר בבוקר. אם אתה לא מתעורר במהלך הלילה, אז מדגם הלילה יכול לכלול רק את השתן הראשון שלך בבוקר. לאחר שאתה משתין בפעם הראשונה ביום 2, בלוק הגבייה לילה הושלם.
   נא לאסוף את כל השתן שאתה מייצר בתקופה של 24 שעות. אם אתה משתין בטעות באסלה, אז שים לב לזה ביומן איסוף השתן שלך וליידע אותנו כי פספסת אוסף. "

6. שיטות מינהל PVT

הערה: כפי שמתואר במבוא, נאס א-PVT הוא 5 דקות לתשומת לב, מבחן זמן תגובה המודד את המהירות שבה אנשים מגיבים גירוי חזותי. ניתן לשנות את משך הבדיקה בהתאם לעיצוב הלמידה. ישנם עיצובים PVT רבים אשר פותחו, כולל אלה היאירו יעד^35,57 או בדיקות תבנית הלוח³⁹. נאס א-PVT נועד לחקות את המכשיר PVT-192 מעבדה שבה היעד הוא בצורת מונה אלפיות השניות.

1. קרא את ההוראות הבאות לכל משתתף כדי להבטיח כי כל אחד יקבל את ההכשרה הזאת: "אנא החזק את המכשיר בתנוחת הנוף בכל פעם והצג כל אחד מהאגודלים שלך מעל המכשיר בתוך כמה מילימטרים מהמסך במשך כל הזמן שאתה לעשות את המבחן הזה במהלך הבדיקה, הקש על המסך באמצעות האגודל של היד הדומיננטית (כלומר, היד שאתה בדרך כלל כותב) ברגע שתראה את גלילת המספרים האדומים בתיבה. עליך להשתמש באגודל מידך הדומיננטית כדי להגיב לגירויים בכל הבדיקות. המספרים בתצוגה מראים כמה מהר הגבת בכל פעם. , ככל שהמספר קטן יותר. כך עשית טוב יותר נסה לעשות את המיטב ולקבל את המספר הנמוך ביותר שאתה יכול בכל פעם. אם תקיש על המסך מוקדם מדי (לפני שהמספרים יופיעו) תראה הודעת שגיאה (' FS ') המציינת התחלה שגויה. אם תקיש באמצעות האגודל הלא-דומיננטי שלך, תראה את ההודעה ' ERR ', המציינת שגיאה. להימנע ' FS ' ו-' ERR '. אם תשכח להרים את האגודל, מסך הטקסט יזכיר לך לאחר זמן קצר. " איור 6 מציג את המסך של הדגמה נאס א-PVT מראה את המיקום הנכון של המכשיר מסך המגע תוך לקיחת PVT ומיקום של האגודל.
2. הנחה את המשתתפים לשמור על התקן מסך המגע במצב מטוס, עם WiFi כבוי בכל עת.
   הערה: זה חשוב במיוחד עבור המשימה PVT שבו הדיוק של סטופר פנימי מושפע פונקציות קישוריות, ובכך השפעה על זמן התגובה³⁸.
3. להנחות את המשתתפים ליזום את PVT בכל פעם שהוא חופשי מהפרעות. אם מתרחשים הסחות דעת, יש למשתתפים שימו לב למספר הסחות הדעת בתוך הבקשה לאחר הבחינה.
   הערה: בהינתן הדרישות של סביבות מבצעיות, ייתכן כי המשתתפים לא יוכלו להשלים מבחן PVT מתוזמן. במקרה זה, המשתתפים צריכים להיות הורה לקחת את PVT בהקדם האפשרי לאחר המבחן החמיץ. חשוב גם להודיע למשתתפים כי הם צריכים לשמור לפחות 30 דקות בין הפעלות PVT בדיקה.

תוצאות

באמצעות שיטות שתוארו, הצלחנו לאסוף מעל 700 ימים של נתונים ומעל 3,000 PVTs ודירוגים העייפות בין 44 קצר למשוך טייסים⁷. המטרה של מחקר זה הייתה לאפיין שינויים בשינה, שלב מעגלי, דירוגי עייפות, וביצועים בקרב טייסים קצרי-טווח, בזמן ההתחלה ובעומס העבודה במהלך טיסות היום.

כדי להסביר את עיצוב הלמידה בתוך הנושאים, כל אפקטי התנאי הוערכו לקבלת תוצאות שינה וביצועים באמצעות ניתוח מדדים חוזרים ונשנים של שונות באמצעות מימוש בלתי מובנה, באמצעות משתתף כגורם חוזר. כדי להעריך האם תוצאות שינה וביצועים מגוונות ביום בלוח זמנים נתון, מודלים של אפקטים מעורבים ליניאריים הוחלו על השינויים במצב שינה וביצועים לפי יום. כדי להתחשב בהבדלים בודדים בהתאמה ללוח זמנים נתון, הורשו ליירט ולמדרון להשתנות בנפרד.

המטרה הראשונה שטופלה בשיטות אלה הייתה לבחון את ההשפעה של זמן התחלת העבודה בשינה. משך השינה, השינה, זמן ההתעוררות ואיכות השינה חושבו באמצעות יומן השינה והאקטגרפיה. דוגמה ל-actogram הנגזרת מצג הפעילות מומחש באיור 7. הוכח כי תזמון שינה ומשך מגוון באופן משמעותי כפונקציה של זמן התחלת עבודה באמצעות ניתוח רגרסיה מעורבת-אפקטים. טבלה 1 מציגה את מועד השינה, זמן ההתעוררות, משך השינה ואיכות השינה על-ידי סוג לוח הזמנים כפי שדווחו על-ידי המשתתפים ביומן השינה. המשתתפים הלכו לישון בממוצע בסביבות 23:10 (SD = 1:41) על בלוק הבסיס. שעת השינה לחסימה מוקדמת של לוח הזמנים שונה באופן משמעותי מתוכנית הבסיס (p < 0.01) עם המשתתפים המדווחים בשעות השינה הקודמות. זמני המיטה לשעות אמצע היום ומאוחר גם שונים באופן משמעותי מתוכנית בסיסית (p < 0.01), כאשר המשתתפים מדווחים במועד מאוחר יותר. המשתתפים הלכו לישון באופן משמעותי מאוחר יותר (p < 0.01) בימי מנוחה לעומת הבסיס.

איור 8 מציג את משך השינה הממוצע הנגזר ביום עבור כל סוג לוח זמנים. המשתתפים הושגו באופן משמעותי פחות שינה (p < 0.01) בתחילת מתחיל בהשוואה לתוכנית הבסיסית. משך השינה בסוגי לוח הזמנים האחרים לא היה שונה מתוכנית הבסיסית. השהיית שינה ויעילות שינה שהתקבלו מקטיגרפיה לא היו שונות באופן משמעותי מתוכנית בסיסית עבור כל אחד מסוגי לוח הזמנים. התעוררות לאחר שינה התחלתה (WASO) היה שונה באופן משמעותי עבור מוקדם מתחיל בהשוואה לתוכנית הבסיסית (p < 0.05), עם טייסים דיווח להיות ער יותר במהלך מוקדם מתחיל. לא היו הבדלים בין התוכנית הבסיסית לבין סוגי לוח זמנים אחרים. אין הבדלים משמעותיים בין ימי המנוחה לבין קו הבסיס.

המטרה השנייה שנדונה בשיטות אלה הייתה לבחון את ההשפעה של זמן התחלת החובה בשלב האחראי כפי שנמדד על ידי aMT6s. העיתוי השיא של קצב aMT6s הוא סמן מהימן של שלב⁵⁸. איור 9 מראה דוגמה של קצב החוגה של aMT6s מעל 24 שעות עבור אדם אחד, בעוד איור 10 מראה את האקרוaMT6s של כל אדם שהשתתפו בהליכי איסוף השתן על ידי לימוד לחסום. בהתאם לממצאים שבשינה, נמצא ששלב המעגל המעגלי הוזז באופן משמעותי על פי זמן התחלת העבודה. חשוב לציין את פרטי איסוף הנתונים החסרים באיור 10. אנשים מסוימים התקשה עם הליכי איסוף השתן עבור חלק מבלוקי או שהם שכחו לרשום את העיתוי של אוסף המדגם שלהם. במקרים אלה, לא ניתן היה להפיק הערכות אמינות של שלב האחראי מaMT6s הריכוז וכתוצאה מכך חסרים נתונים. במצבים שבהם אוסף המידע המצטבר חשוב, ייתכן שיהיה נבון להתקשר למשתתפים לפני כל מאגר השתן כדי לוודא שההליכים מופעלים כראוי.

המטרה השלישית שטופלה בשיטות אלה היתה לבחון את ההשפעה של זמן התחלת החובה על עייפות עצמית מדווחת כפי שנמדד על ידי SP, ואת הביצועים האובייקטיביים כפי שנמדד על ידי PVT. בהתאם לממצאים שלנו עם שינה, באמצעות ניתוח רגרסיה מעורבת, מצאנו כי שתי העייפות (שולחן 2) ואת זמני התגובה PVT (איור 11) היו גרועים יותר במהלך התחלה מוקדמת, עומס עבודה גבוה באמצע היום משמרות, וגימורים מאוחרים, ביחס לאוסף הנתונים הבסיסי שלנו (p < 0.001 SP; p < 0.01 PVT RT). המשתתפים הראו עלייה משמעותית בכשלים עבור כל סוג לוח זמנים לעומת תוכנית בסיסית (p < 0.01 מוקדם; p < 0.05 אמצע היום; p < 0.01 מאוחר). הביצועים בימי המנוחה היו דומים לאלה של התוכנית הבסיסית. תוצאות אלה מתוארות גם בטבלה 3.

איור 1: פרוטוקול המחקר לפי שעה של יום עבור כל יום של המחקר. הפסים האפורים הכהים מייצגים את תקופות הטיסה, כולל זמן הדיווח לפני הטיסה (פסים פתוחים), והפסים האפורים הקלים מייצגים את תקופות השינה. ימים 1 – 5 מייצגים את בלוק החובה הבסיסית, ימים 10 – 14 מייצגים את החובה המוקדמת מתחיל, ימים 18 – 22 מייצגים את החובה אמצע היום מתחיל, וימים 26 – 30 מייצגים את ההתחלה המאוחרת. הסורגים המוצללות מייצגים את החסימה הראשונה של הצבת העמוד כאשר השתן נאסף. הדמות הזאת מועתק מפלין-אוונס ואח '⁷. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: צג הפעילות/התקן התאוצה משוחק על פרק כף היד הלא-דומיננטית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: דוגמה של בדיקות שצולמו במהלך ימי מנוחה באמצעות יישום מסך המגע. משמאל לימין: (א) העמוד הראשי של האפליקציה מציג שני קישורים; (ב) יום המנוחה מציג שלושה קישורים: בוקר, אמצע היום, ערב; (ג) קישור הבוקר מציג את המבחנים התפוסים בבוקר; (ד) הקישור אמצע היום מציג את המבחנים שננקטו אחר הצהריים, ו-(ה) קישור הערב מציג את המבחן שנלקח בערב. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: ערכת שתן. הערכה מכילה (א) כובע משתנה או מכולה לאיסוף המשתנה, (ב) פיפטות, (C) שפופרת של אוסף שתן, (ד) מדבקות לבנות, (E) תיק ביולוגי, (F) חבילת קרח, ו (G) משלוח חומרים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: דוגמה של יומן איסוף השתן.

איור 6: פעילות הדריכות (PVT). (א) המכשיר מסך המגע מכוון לתנוחת הנוף והאגודלים מוצגים על המסך בתחילת הבדיקה. (ב) זמני התגובה מוצגים על גבי תיבה מלבנית בחלק האמצעי העליון של המסך. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: Actogram של מחזורי לישון התעוררות מעל 24 שעות עבור 14 ימים. הצבע הכחול הכהה מייצג את תקופות השינה; הכחול הקליל מייצג את תקופות המנוחה. הצבע השחור מייצג תנועה. הצבע הצהוב מייצג את האור. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: ממוצע הקטיגרפיה-משך השינה נגזר ביום בכל סוג לוח זמנים. יום 1 מייצג את ליל השינה לפני תקופת העבודה הראשונה בבלוק נתון. כוכבית מציינת הבדל משמעותי (* p < 0.05, * * p < 0.01) באמצעים בין המצב הבסיסי לבין מוקדם מתחיל לחסום. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 9: פרופיל aMT6 עבור חמש סלי איסוף השתן עבור כל פרק איסוף נתונים עבור משתתף יחיד. הנתונים מותווים כפליים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 10:6-sulfatoxymelatonin לטונין (aMT6) אקרובפאזה (שיא) לפי זמן (24 שעון) של מעגליות וסוג לוח זמנים עבור כל אדם. עיגולים מלאים ופתוחים, משולשים, ריבועים מייצגים משתתפים בודדים. איור זה מועתק מפלין-אוונס ואח '⁷אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 11: משימות העירנות של משימה פסיכומוטורי (PVT) ממוצע זמן תגובה (rt), כשלים (rt > 500ms), ומהירות התגובה (ממוצע 1/RT) לפי יום בכל סוג לוח זמנים. כוכביות שלאחר כל מדרון מציינות שינויים בביצועים לפי יום במצב זה. מרובעים מציינים הבדלים בשיפוע בין ביצועים בסיסיים לבין השיפוע בביצועים בכל אחד מהתנאים האחרים (* p < 0.05, * * p < 0.01). בסיסית = עיגולים מלאים, מוקדם = עיגולים פתוחים, אמצע היום = משולשים מלאים, מאוחר = משולשים פתוחים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

לוח זמנים לעבודה	n	לפני השינה (h, SD)	זמן התעוררות (h, SD)	משך השינה (h, SD)	איכות שינה (SD)
תוכנית בסיסית (שופט)	39	23:10 (1:41)	7:20 (1:49)	8.2 (0.9)	2.4 (0.7)
מוקדם	42	21:14 (1:01) * *	4:29 (0:47)	7.4 (0.9) * *	2.5 (0.6)
צהריים	41	01:19 (0:43) * *	9:11 (0:58)	7.9 (1.1)	2.3 (0.6)
מאוחר	40	02:18 (1:07) * *	9:57 (1:11)	7.8 (1.4) *	2.3 (0.7)
ימי מנוחה	42	23:47 (0:50) * *	8:16 (0:58)	8.5 (0.9) *	2.4 (0.5)

טבלה 1: יומן שינה-תוצאות שינה נגזרות (לפני השינה, זמן ההתעוררות, משך השינה ואיכות השינה) לפי סוג לוח הזמנים. * p < 0.05, * * p < 0.01; h = שעה, SD = סטיית תקן. הטבלה הזאת משוחזר מפלין-אוונס ואח '⁷

לוח זמנים לעבודה	ממוצע (SD)	ערך פי
בסיסית	3.51 (0.80)	ref.
חובה מוקדמת	4.03 (0.88)	< 0.001
תורנות צהריים	3.85 (0.90)	< 0.001
מחויבות מאוחרת	3.85 (0.89)	< 0.001

טבלה 2: אמצעים וסטיית תקן עבור הציונים של Samn-Perelli (SP) לפי בלוק התפקיד. דירוג גבוה יותר מעיד על עייפות רבה יותר.

לוח זמנים לעבודה	(משתתפים)	זמן תגובה מרושע (ms, SD)	מהירות תגובה (SD)	כשלים מתכוון (> 500 אלפיות הזאת)
תוכנית בסיסית (שופט)	38	236 (48)	4.84 (0.61)	3.1 (4.1)
מוקדם	40	257 (70) * *	4.63 (0.66) * *	4.4 (5.4) * *
צהריים	39	261 (62) * *	4.56 (0.66) * *	4.7 (5.1) *
מאוחר	38	266 (64) * *	4.51 (0.63) * *	4.7 (5.0) * *
ימי מנוחה	40	249 (56)	4.69 (0.62)	4.0 (4.5)

שולחן 3: משימות העירנות של משימה פסיכומוטורי (PVT) מתכוון זמן תגובה (rt), מהירות תגובה (ממוצע 1/RT), וכשלים (RT > 500 ms) על-ידי סוג לוח זמנים. * p < 0.05, * * p < 0.01; הטבלה הזאת משוחזר מפלין-אוונס ואח '⁷

Discussion

השיטות המתוארות בכתב יד זה מספקות תובנות לגבי דפוסי שינה, שלבים מעגליות, דירוגי עייפות, והופעות של טייסים בטיסות היום, כולל התחלות מוקדמות, עומס עבודה גבוה באמצע היום, וגימורים מאוחרים. השילוב של שיטות אלה הראה שגורמים אלה מושפעים משינויים צנועים בזמן ההתחלה ובעומס העבודה. על-ידי הערכת לוח זמנים ללימוד שיטתי ושילוב צעדים אלה ביישום מסך מגע קל לשימוש, נאסף כמות גדולה של נתונים בסביבה מאתגרת. שימוש בשילוב זה של שיטות המותר לפרשנות ברורה יותר של שינויים בעירנות ובביצועים במהלך משמרות עבודה לא מסורתיות בשעות היום.

תכנון ויישום של שיטות מדידת שינה אובייקטיבית, circadian, עייפות, ונתוני הביצועים היו קריטיים לאפשר את ההגדרה של איך העבודה בזמן הפעלה השפעות הטייסים בשעות היום בהיעדר ג'ט לג. הפרוטוקול נועד לאפשר השוואות שיטתית בין התנאים, תוך הפחתת אי-הנוחות למשתתפים ולהגדלת איסוף הנתונים בנקודות זמן רלוונטיות מבחינה מבצעית. אלה הם צעדים קריטיים לאיסוף נתונים משמעותיים בסביבות מבצעיות. הצעדים אומתו הן במחקרים והן במחקרי שדה, החשוב לפענוח תוצאות. למרות שהמחקר תוכנן כדי לאפשר למשתתפים להשלים את הליכי הלימוד באופן עצמאי, הפגישה שלפני הלימודים הייתה חיונית כדי להבטיח שמתנדבים יבינו את נוהלי המחקר ואת החשיבות של שמירה על עקביות בעת השלמת ללמוד בדיקות ושאלות, במיוחד עבור PVT.

מציאת משך השינה ואת התזמון משתנה בהתאם לזמן ההתחלה העבודה הוא עקבי עם מחקרים קודמים בדגימות קטנות יותר של אנשים שהשתמשו psg להעריך את עיתוי השינה^59,60. למרות התחלה מוקדמת וגימורים מאוחרים עשוי להיות צפוי לחדור לתזמון שינה, המדגם הגדול של נתונים שנאספו בסביבה מבצעית מספק תובנה לדרכים בלתי צפויות כי המשתתפים לאבד שינה. לדוגמה, אזור תחזוקת ההתעוררות, המייצג את הכונן החזק ביותר להיות ער, מתרחש בדיוק לפני שעת השינה החמה. במחקרים מעבדתיים, המשתתפים הוכחו קושי לישון במהלך ההתעוררות אזור תחזוקה^61,62,63. זה היה צפוי כי המשתתפים יכולים לנסות ללכת לישון כמה שעות מוקדם יותר מהרגיל כדי להתכונן להתחלת מוקדם. כמו כן, היה צפוי כי כתוצאה מניסיון ליזום שינה במהלך אזור תחזוקת ההתעוררות, המשתתפים עשויים להפגין השהיית שינה ארוכה במהלך השינה שלפני תחילת ההתחלה; אבל זה לא היה המקרה. נתונים אלה מדגישים הבדלים חשובים בין המעבדה לשדה, והם מדגימים את הצורך באיסוף נתוני שינה בסביבות מבצעיות.

למרות שהמידע על השלב המעגלי התקבל בקבוצת משנה של אנשים, השלב המעגלי משתנה בכל סוג של לוח זמנים שיקוף השינויים שנצפו בתזמון השינה. התוספת של השלב הקירדיאני לפרוטוקול זה הגדילו את היכולת להבין מדוע דירוגים וביצועים של עייפות השתנו בזמן ההתחלה של העבודה. עירנות וביצועים בעקבות קצב מעגלי, עם העירנות הנמוכה ביותר והביצועים העניים ביותר בד בבד עם התזמון של aMT6s אקרובי. למרות שהוא נמצא כי המקצבים המבודדים של רוב המשתתפים השתנו בכיוון הצפוי ביחס ללוח הזמנים של העבודה המוטל, התגלה גם כי הסטה זו הייתה משתנה בין אנשים. הדבר מרמז על כך שאנשים מסוימים עלולים להיות בעלי קושי רב יותר בהתאמה ללוחות זמנים מוקדמים או מאוחרים, דבר הגורם לחוסר יישור צנוע של מעגליות. שילוב השיטות הללו משפר את הפרשנות של המסקנות הללו.

נתוני השינה שנאספו מותרים גם להבנה טובה יותר של מדוע דירוגי העייפות והביצועים השתנו ביחס ללוחות הזמנים השונים של העבודה. לדוגמה, זה נמצא כי במהלך התחלה מוקדמת מאוחרת, דירוגי Samn-Perelli וביצועים PVT היה עני ביום על כל אחד מלוחות הזמנים האלה. זה הגיוני, כי הטייסים השיגו פחות שינה במהלך מתחילים מוקדם מסיים מאוחר יחסית בסיסית, מה שאומר שהם מצטברת חוב שינה עם כל יום בלוחות זמנים אלה. לעומת זאת, ביצועי PVT גם היו עניים יותר ביום במהלך עומס העבודה הגבוה לוחות זמנים של התחלה באמצע היום. במהלך לוח הזמנים של אמצע היום, כמות השינה שהטייסים השיגו לא הייתה שונה ממשך שינה במהלך איסוף הנתונים הבסיסי. כתוצאה מכך, ממצא זה מרמז כי הביצועים הדלים שנצפו במהלך לוחות הזמנים של העבודה באמצע היום לא היו צפויים להיות מונעים על ידי הגבלת שינה חריפה. היה קשה מאוד לפרש את דירוגי העייפות ואת נתוני הביצועים ללא נתוני השינה, מה שהופך את השילוב של שיטות אלה לחשוב.

למרות ששיטות אלה עוצבו ויושמו בהצלחה, גישה זו יכולה לכלול אתגרים מסוימים. לדוגמה, ייתכן שהמשתתפים ישכחו כאשר או כיצד להשלים הליכים מסוימים. מועיל לתקשר עם מתנדבים באופן סדיר כדי לוודא כי הם משלימים משימות בהתאם לפרוטוקול, במיוחד בשלב הראשון של איסוף השתן. בנוסף, הסיכון של אובדן נתונים עולה כמו אורך המחקר עולה, כי אנשים עלולים לאבד או לפגוע בהתקני המחקר שלהם. אם המחקר מתוזמן במשך מספר שבועות, כמו במקרה של מחקר זה, אז זה עשוי להיות רצוי להוריד נתונים באמצע המחקר כדי להפחית את אובדן הנתונים הפוטנציאליים ולסקור תאימות עם הפרוטוקול. נתונים לא מספיקים או חסרים עלולים להפחית את האפשרות לצמצום התוצאות, כך שיהיה עליך לנקוט כדי להבטיח שאנשים אוספים נתונים בהתאם.

ישנם יישומים אפשריים רבים עבור שיטות אלה בהגדרות תפעוליות אחרות. ניתן להשתמש בשיטות אלה כדי לאפיין שינה, שלב מעגלי, עייפות וביצועים במקצועות העבודה החריגים או שיקולים סביבתיים, כגון במהלך מבצעי טיסה או מבצעים צבאיים. בנוסף, ישנן התערבויות מבטיחות רבים ואמצעי נגד העריכו בסביבות מעבדה, כגון השימוש באור כחול מועשר כדי להאיץ הסטה שלב מעגליות, אסטרטגי על-העבודה, היפנוזה כדי למקסם את השינה הזדמנויות, ממריצים כגון קפאין כדי לשפר את העירנות. למרות שגישות כאלה עשויות להיות יעילות תחת תנאי מעבדה מבוקרים, הפריסה של כלים וטכנולוגיה כאלה בסביבות מבצעיות חייבת להיות מוערכת כדי לאשר את יעילותה בהפחתת עייפות בעולם האמיתי. השילוב של האקטגרפיה, יומני שינה, מידע שלב מעגליות, דירוגי עייפות, ואוסף PVT, בשילוב עם יישום תוכנה קל לשימוש כדי להקל על ניהול משימות, מספק נתונים נאותים להערכת האפקטיביות של התערבויות. השילוב של שיטות אלה כולל פוטנציאל טרנסלציונלי משמעותי עבור סביבות מבצעיות מורכבות אחרות, בהן ייתכן שיהיה קשה לפרוס מאמצים לאיסוף נתונים פולשניים יותר.

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