Name: collecting sleep, circadian, fatigue, and performance data in complex operational environments
Uploaded: 2019-08-08T14:30:00
Duration: 8 min 36 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments at JoVE.com

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

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

توفر الأساليب الموضحة في هذه المخطوطة نظرة ثاقبة على أنماط النوم، والمراحل الدائرية، وتقديرات التعب، وأداء الطيارين خلال الرحلات النهارية بما في ذلك البدايات المبكرة، وارتفاع عبء العمل في منتصف النهار، والتشطيبات المتأخرة. وقد أثبت الجمع بين هذه الأساليب أن هذه العوامل تتأثر جميعها بتغيرات متواضعة في وقت بدء العمل وعبء العمل. ومن خلال تقييم جدول دراسي منهجي ودمج هذه التدابير في تطبيق سهل الاستخدام بشاشة تعمل باللمس، تم جمع كمية كبيرة من البيانات في بيئة مليئة بالتحديات. وقد أتاح استخدام هذا المزيج من الأساليب تفسيراأوضح للتغيرات في اليقظة والأداء أثناء نوبات العمل النهارية غير التقليدية.
وكان هذا التصميم والتنفيذ لطرق قياس النوم الموضوعي، وcircadian، والتعب، وبيانات الأداء حاسمة في السماح بتحديد كيفية تأثير وقت بدء العمل على الطيارين خلال الرحلات النهارية في غياب تأخر الطائرة. وقد صُمم البروتوكول للسماح بإجراء مقارنات منهجية بين الظروف، مع التقليل في الوقت نفسه إلى أدنى حد من الإزعاج الذي يتعرض له المشاركون وتعظيم جمع البيانات في النقاط الزمنية ذات الصلة من الناحية التشغيلية. وهذه خطوات حاسمة لجمع بيانات ذات مغزى في البيئات التشغيلية. وقد تم التحقق من صحة هذه التدابير في كل من الدراسات المختبرية والميدانية، وهو أمر مهم لتفسير النتائج. وعلى الرغم من أن الدراسة صممت لتمكين المشاركين من إكمال إجراءات الدراسة بشكل مستقل، فإن جلسة الإحاطة السابقة للدراسة كانت حاسمة لضمان فهم المتطوعين لإجراءات الدراسة وأهمية الحفاظ على الاتساق عند الانتهاء دراسة الاختبارات والأسئلة، وخاصة بالنسبة لPVT.
والنتيجة التي تفيد بأن مدة النوم والتوقيت يتغيران وفقاً لوقت بدء العمل يتسق مع الدراسات السابقة في عينات أصغر من الأفراد الذين استخدموا PSG لتقييم توقيت النوم59،60. على الرغم من أن البدء المبكر والتشطيبات المتأخرة قد يكون من المتوقع أن تتعدى على توقيت النوم، فإن العينة الكبيرة من البيانات التي تم جمعها في بيئة تشغيلية توفر نظرة ثاقبة على الطرق غير المتوقعة التي يفقد بها المشاركون النوم. على سبيل المثال، منطقة صيانة التنبيه، التي تمثل أقوى محرك أقراص أن تكون مستيقظاً، تحدث قبل وقت النوم المعتاد. في الدراسات المختبرية، وقد تبين أن المشاركين صعوبة في النوم خلال منطقة صيانة الاستيقاظ61،62،63. وكان من المتوقع أن يحاول المشاركون الذهاب إلى الفراش قبل ساعات قليلة من الموعد العادي من أجل الاستعداد للبدء المبكر. وكان من المتوقع أيضا أنه نتيجة لمحاولة بدء النوم خلال منطقة صيانة الاستيقاظ، قد يظهر المشاركون زمن نوم طويل أثناء النوم قبل البدء المبكر؛ ومع ذلك، لم يكن هذا هو الحال. وتبرز هذه البيانات الاختلافات الهامة بين المختبر والميدان، وتبين الحاجة إلى جمع بيانات النوم في البيئات التشغيلية.
على الرغم من أنه تم الحصول على معلومات المرحلة circadian في مجموعة فرعية من الأفراد، فإن التغييرات في المرحلة circadian لوحظت في كل نوع الجدول الزمني يعكس التغييرات التي لوحظت في توقيت النوم. إضافة مرحلة circadian إلى هذا البروتوكول عززت القدرة على فهم لماذا تغيرت تصنيفات التعب والأداء من قبل وقت بدء العمل. اليقظة والأداء تتبع إيقاع circadian، مع أدنى اليقظة وأفقر أداء يتزامن عادة مع توقيت aMT6s acrophase. وعلى الرغم من أنه تبين أن إيقاعات معظم المشاركين تحولت في الاتجاه المتوقع بالنسبة لجدول العمل المفروض، فقد تبين أيضا أن هذا التحول متغير بين الأفراد. وهذا يشير إلى أن بعض الأفراد قد يجدون صعوبة أكبر في التكيف مع الجداول الزمنية المبكرة أو المتأخرة، مما يسبب اختلالاً متواضعاً في سيركاديان. وأدى الجمع بين هذه الأساليب إلى تعزيز تفسير هذه الاستنتاجات.
كما سمحت بيانات النوم التي تم جمعها بفهم أفضل للأسباب التي تغيرت فيها تقديرات التعب والأداء بالنسبة لجداول العمل المختلفة. على سبيل المثال، وجد أنه خلال البدايات المبكرة والتشطيبات المتأخرة، كانت تقييمات سامن بيريللي وأداء PVT أكثر فقراً يوماً بعد يوم في كل من تلك الجداول. وهذا منطقي، لأن الطيارين حصلوا على نوم أقل خلال البدايات المبكرة والتشطيبات المتأخرة بالنسبة إلى خط الأساس، مما يعني أنهم كانوا يتراكمون ديون النوم مع كل يوم على تلك الجداول. وعلى النقيض من ذلك، كان أداء العلاج بحماية الأصناف النباتية أكثر فقرا ً يوماً بعد يوم خلال جداول بدء العمل في منتصف النهار. وخلال جدول منتصف النهار، لم تختلف كمية النوم التي حصل عليها الطيارون عن مدة النوم أثناء جمع البيانات الأساسية. ونتيجة لذلك، تشير هذه النتيجة إلى أن ضعف الأداء الذي لوحظ خلال جداول العمل في منتصف النهار لم يكن من المرجح أن يكون مدفوعاً بتقييد النوم الحاد. كان من الصعب جداً تفسير تصنيفات التعب وبيانات الأداء دون بيانات السكون، مما يجعل الجمع بين هذه الأساليب مهمًا.
وعلى الرغم من أن هذه الأساليب قد صُممت ونُفذت بنجاح، فإن هذا النهج يمكن أن ينطوي على بعض التحديات. على سبيل المثال، من الممكن أن ينسى المشاركون متى أو كيفية إكمال بعض الإجراءات. من المفيد التواصل مع المتطوعين بانتظام للتأكد من أنهم يكملون المهام وفقا للبروتوكول، وخاصة خلال المرحلة الأولى من جمع البول. وبالإضافة إلى ذلك، يزداد خطر فقدان البيانات مع زيادة طول الدراسة، لأن الأفراد قد يفقدون أو يتلفون أجهزة الدراسة الخاصة بهم. إذا كان من المقرر إجراء دراسة لعدة أسابيع، كما كان الحال بالنسبة لهذه الدراسة، فقد يكون من المستصوب تنزيل البيانات عند نقطة الوسط للدراسة للحد من فقدان البيانات المحتمل واستعراض الامتثال للبروتوكول. وقد يقلل عدم كفاية البيانات أو عدم وجودها من إمكانية تفسير النتائج، ولذلك يجب الحرص على ضمان قيام الأفراد بجمع البيانات على النحو المناسب.
هناك العديد من التطبيقات الممكنة لهذه الأساليب في إعدادات التشغيل الأخرى. ويمكن استخدام هذه الأساليب لوصف النوم، والمرحلة الدائرية، والتعب، والأداء في المهن التي تنطوي على ممارسات جدولة غير عادية أو اعتبارات بيئية، مثل أثناء الرحلات الفضائية أو العمليات العسكرية. وبالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من التدخلات الواعدة والتدابير المضادة التي تم تقييمها في البيئات المختبرية، مثل استخدام الضوء الأزرق المخصب لتسريع التحول في المرحلة الدائرية، والقيلولة الاستراتيجية أثناء العمل، والمنومات لتحقيق أقصى قدر من النوم الفرص، والمنشطات مثل الكافيين لتحسين اليقظة. وعلى الرغم من أن هذه النهج قد يتبين أنها فعالة في ظل ظروف مختبرية خاضعة للمراقبة، يجب تقييم نشر هذه الأدوات والتكنولوجيا في البيئات التشغيلية للتأكد من فعاليتها في الحد من التعب في العالم الحقيقي. مزيج من الأكتيغرافيا، يوميات النوم، معلومات المرحلة circadian، وتصنيفات التعب، وجمع PVT، جنبا إلى جنب مع تطبيق البرمجيات سهلة الاستخدام لتسهيل إدارة المهام، ويوفر بيانات كافية لتقييم فعالية من التدخلات. والجمع بين هذه الأساليب ينطوي على إمكانات ترجمة كبيرة لبيئات تشغيلية معقدة أخرى، حيث قد يكون من الصعب بذل المزيد من الجهود لجمع البيانات الغازية.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Actiwatch Spectrum Pro</td>
			<td>Philips Respironics, Bend OR, USA</td>
			<td>1099351</td>
			<td>The number listed in the Catalog Number section is the Reference number for Actiwatch Spectrum Pro.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iPod Touch 5Th gen</td>
			<td>Apple Inc., Cupertino CA, USA</td>
			<td>A1509</td>
			<td>The number listed in the Catalog Number section is the Model number. Newer generations of iPods can be used for data collection.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medline DYND30261 Zip-Style Biohazard Specimen Bags, Plastic, Latex Free, 9&#34; Length, 6&#34; Width, Clear</td>
			<td>Medline Industries, Inc., Northfield IL</td>
			<td>DYND30261</td>
			<td>The number listed in the catalog Number section is the Part number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medline DYND80024 24 hours Urine Collection Bottle, 3000 mL</td>
			<td>Medline Industries, Inc., Northfield IL</td>
			<td>DYND80024</td>
			<td>The number listed in the catalog Number section is the Part number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Moveland 3ml Disposable Plastic Transfer Pipettes</td>
			<td>Moveland</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nordic Ice NOR1038 No-Sweat Reusable Long-Lasting Gel Pack, 16 oz. (Pack of 3)</td>
			<td>Nordic Cold Chain Solutions</td>
			<td>0858687005050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Office Depot Brand Print-Or-Write Color Permanent Inkjet/Laser File Folder Labels, OD98817, 5/8&#34; x 3 1/2&#34;, Dark Blue</td>
			<td>Office Depot, Inc.Boca Raton FL, USA</td>
			<td>660-426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Philips Actiware 6.0.9</td>
			<td>Respironics, Inc., Murrysville PA, USA</td>
			<td>1104776</td>
			<td>This software is used to analyze sleep recorded through Actiwatch Spectrum Pro</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Push cap, neutral for 7 mL tubes</td>
			<td>Sarstedt, Numbrecht, Germany</td>
			<td>65.793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SAS software 9.4</td>
			<td>SAS Institute, Cary, NC</td>
			<td>https://www.sas.com/en_us/software/visual-statistics.html</td>
			<td>This software is used to analyze the data. Any statistical software (e.g., SPSS, R) can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shipping material</td>
			<td>FedEx, USPS, UPS</td>
			<td></td>
			<td>Any company can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Specimen Collector Urine/Stool White 26 oz.</td>
			<td>McKesson Corporation, San Francisco CA</td>
			<td>16-9522</td>
			<td>The number listed in the catalog Number section is the Part number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube 7 mL, 50x16mm, PS</td>
			<td>Sarstedt, Numbrecht, Germany</td>
			<td>58.485</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

collecting sleep, circadian, fatigue, and performance data in complex operational environments

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

باستخدام الأساليب الموصوفة، تمكنا من جمع أكثر من 700 يوم من البيانات وأكثر من 3000 PVTs وتصنيفات التعب بين 44 الطيارين لمسافات قصيرة7. وكان الهدف من هذه الدراسة هو توصيف التغيرات في النوم، والمرحلة الدائرية، وتصنيفات التعب، والأداء بين الطيارين على المدى القصير من خلال وقت بدء العمل وعبء العمل خلال الرحلات النهارية.
ولحساب تصميم الدراسة داخل المواضيع، تم تقييم جميع آثار الحالة للاطلاع على نتائج النوم والأداء باستخدام تحليل التدابير المتكررة للتباين مع التباينات المشتركة غير المنظمة، باستخدام المشارك كعامل متكرر. لتقييم ما إذا كانت نتائج النوم والأداء تختلف يوما بعد يوم على جدول زمني معين، تم تطبيق نماذج الآثار المختلطة الخطية على التغيرات في النوم والأداء يوما بعد يوم. ولمراعاة الاختلافات الفردية في التكيف مع جدول زمني معين، سُمح للاعتراض والميل بالاختلاف حسب الفرد.
وكان الهدف الأول الذي تم تناوله بهذه الأساليب هو دراسة أثر وقت بدء العمل على النوم. تم حساب مدة النوم، ووقت النوم، ووقت الاستيقاظ، ونوعية النوم باستخدام مذكرات النوم والرسم البياني. ويُوضَّع في الشكل 7مثال على الرسم البياني المستمد من رصد النشاط. وقد ثبت أن توقيت النوم ومدته اختلفا اختلافا كبيرا كدالة لوقت بدء العمل باستخدام تحليل الانحدار متعدد الآثار. يعرض الجدول 1 وقت النوم ووقت الاستيقاظ ومدة النوم وجودة النوم حسب نوع الجدول الزمني كما ذكر المشاركون في مذكرات النوم. ذهب المشاركون إلى الفراش في المتوسط في حوالي 23:10 (SD = 1:41) على كتلة خط الأساس. ويختلف وقت النوم لكتلة الجدول الزمني للخدمة المبكرة اختلافاً كبيراً عن خط الأساس (p < 0.01) حيث أبلغ المشاركون عن أوقات نوم سابقة. كما اختلفت أوقات النوم لجداول منتصف اليوم وأوقات العمل المتأخرة اختلافاً كبيراً عن خط الأساس (p < 0.01)، حيث أبلغ المشاركون عن أوقات نوم لاحقة. ذهب المشاركون إلى الفراش في وقت لاحق بشكل ملحوظ (p < 0.01) في أيام الراحة مقارنة بخط الأساس.
يعرض الشكل 8 مدة النوم المشتقة من متوسط actigraphy حسب اليوم لكل نوع جدول. حصل المشاركون على نوم أقل بكثير (p < 0.01) في البدايات المبكرة مقارنة بخط الأساس. مدة السكون على أنواع الجدول الأخرى لا تختلف عن خط الأساس. لم يكن زمن النوم وكفاءة النوم التي تم الحصول عليها من الأكتيغرافيا مختلفة بشكل ملحوظ عن خط الأساس لأي من أنواع الجدول الزمني. كان الاستيقاظ بعد بداية النوم (WASO) مختلفاً بشكل ملحوظ بالنسبة للبدايات المبكرة مقارنة بخط الأساس (p < 0.05)، حيث أبلغ الطيارون عن كونهم أكثر يقظة خلال البدايات المبكرة. لم تكن هناك فروق بين الأساس وأنواع الجدول الأخرى. ولم تكن هناك فروق كبيرة بين أيام الراحة وأساس الأساس.
وكان الهدف الثاني الذي عولج تتمثل في هذه الأساليب هو دراسة أثر وقت بدء العمل على مرحلة سيركاديان على النحو الذي تقيسه الـ aMT6s. توقيت الذروة (acrophase) من إيقاع aMT6s هو علامة موثوق بها من المرحلة circadian58. ويبين الشكل 9 مثالاً على إيقاع aMT6s على مدى 24 ساعة للفرد الواحد، في حين يبين الشكل 10 الطور aMT6s لكل فرد شارك في إجراءات جمع البول عن طريق كتلة الدراسة. تمشيا مع النتائج على النوم، ووجد أن يعني المرحلة circadian تم تغيير كبير وفقا لوقت بدء العمل. من المهم ملاحظة معلومات جمع البيانات المفقودة في الشكل 10. بعض الأفراد واجهوا صعوبة في إجراءات جمع البول لبعض الكتل أو نسوا تسجيل توقيت جمع العينات الخاصة بهم. وفي هذه الحالات، لم يكن من الممكن توليد تقديرات موثوقة للمرحلة الدائرية من تركيز aMT6s، ونتيجة لذلك بعض البيانات مفقودة. في الحالات التي يكون فيها جمع معلومات المرحلة circadian مهم، قد يكون من الحكمة استدعاء المشاركين قبل كل جمع البول لضمان اتباع الإجراءات بشكل صحيح.
وكان الهدف الثالث الذي عولجت بهذه الأساليب هو دراسة أثر وقت بدء العمل على التعب المبلغ عنه ذاتياً على النحو الذي يقيسه البرنامج الاستراتيجي، والأداء الموضوعي الذي يقاس بـ PVT. تمشيا مع النتائج التي توصلنا إليها مع النوم، وذلك باستخدام تحليل الانحدار مختلطة الآثار، وجدنا أن كل من التعب (الجدول2) وأوقات رد فعل PVT (الشكل 11) كانت أسوأ خلال البدايات المبكرة، وارتفاع عبء العمل في منتصف النهار نوبات، والتشطيبات في وقت متأخر، نسبة إلى جمع بيانات خط الأساس لدينا (p < 0.001 SP; p < 0.01 PVT RT). وأظهر المشاركون زيادة كبيرة في الثغرات لكل نوع من أنواع الجدول الزمني مقارنة بخط الأساس (p < 0.01 في وقت مبكر؛ p < 0.05 منتصف اليوم؛ p < 0.01 تأخر). وكان الأداء في أيام الراحة مماثلا ً لأداء خط الأساس. ويرد وصف لهذه النتائج أيضا في الجدول3.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig01.jpg"> الشكل 1: بروتوكول الدراسة حسب الوقت من اليوم لكل يوم من أيام الدراسة. تمثل الأشرطة الرمادية الداكنة فترات الطيران بما في ذلك وقت تقرير ما قبل الرحلة (القضبان المفتوحة)، وتمثل الأشرطة الرمادية الفاتحة فترات النوم. أيام 1-5 تمثل كتلة واجب خط الأساس، أيام 10-14 تمثل بداية الخدمة المبكرة، أيام 18-22 تمثل بداية واجب منتصف اليوم، وأيام 26-30 تمثل البدايات المتأخرة. تمثل القضبان المظللة أول كتلة بعد انتهاء الخدمة في يوم الراحة عند جمع البول. هذا الرقم مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig01large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig02.jpg"> الشكل 2: جهاز رصد النشاط/مقياس التسارع الذي يرتديه على معصم اليد غير المهيمنة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig02large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig03.jpg"> الشكل 3: مثال على الاختبارات التي تم التقاطها خلال أيام الراحة باستخدام تطبيق شاشة اللمس. من اليسار إلى اليمين: (أ) تعرض الصفحة الرئيسية للتطبيق ارتباطين. (ب) يعرض يوم الراحة ثلاث وصلات: الصباح، منتصف النهار، المساء؛ (C) يعرض الرابط الصباحي الاختبارات التي أجريت في الصباح. (د) يعرض رابط منتصف النهار الاختبارات التي أجريت في فترة ما بعد الظهر، و (E) يعرض الرابط المسائي الاختبار الذي تم التقاطه في المساء. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig03large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig04.jpg"> الشكل 4: طقم البول. تحتوي المجموعةعلى (أ) قبعة مبولة أو حاوية جمع المبولة، (B) ماصات، (C) أنبوب جمع البول، (D) ملصقات بيضاء، (E) حقيبة الخطر الحيوي، (F) حزمة الجليد، و (G) الشحن المواد. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig04large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig05.jpg"> الشكل 5: مثال على سجل جمع البول.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig06.jpg"> الشكل 6: مهمة اليقظة النفسية الحركية. (أ) يتم توجيه جهاز شاشة اللمس في موضع أفقي ويتم عرض الإبهام على الشاشة في بداية الاختبار. (B) يتم عرض أوقات رد الفعل على مربع مستطيل في الجزء الأوسط العلوي من الشاشة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig06large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig07.jpg"> الشكل 7: Actogram من دورات النوم والاستيقاظ أكثر من 24 ساعة لمدة 14 يوما. اللون الأزرق الداكن يمثل فترات النوم; الأزرق الفاتح يمثل فترات الراحة. اللون الأسود يمثل الحركة. اللون الأصفر يمثل الضوء. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig07large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig08.jpg"> الشكل 8: متوسط مدة النوم المشتقة من الأكتيغرافيا بيوم في كل نوع من أنواع الجدول الزمني. اليوم الأول يمثل ليلة النوم قبل فترة العمل الأولى من كتلة معينة. تعيّن العلامة النجمية فرقًا كبيرًا (*p < 0.05, **p < 0.01) في الوسائل بين حالة الأساس وكتلة البدء المبكر. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig08large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig09.jpg"> الشكل 9: ملف تعريف MT6 لصناديق جمع البول الخمسة لكل حلقة من حلقات جمع البيانات لمشارك واحد. البيانات مخططة مرتين. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig09large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig10.jpg"> الشكل 10: 6-سلفادوكيميلاتونين (aMT6) أكروفاسي (الذروة) حسب الوقت (24 ساعة) من نادر circadian ونوع الجدول الزمني لكل فرد. تمثل الدوائر الممتلئة والمفتوحة والمثلثات والمربعات المشاركين الفرديين. هذا الرقم مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig10large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59851/59851fig11.jpg"> الشكل 11: مهمة اليقظة النفسية الحركية (PVT) يعني وقت رد الفعل (RT)، والثغرات (RT > 500ms)، وسرعة الاستجابة (متوسط 1/RT) في اليوم على كل نوع من أنواع الجدول الزمني. تشير العلامات النجمية التالية لكل ميل إلى تغييرات في الأداء حسب اليوم في هذا الشرط. تشير الأقواس إلى الاختلافات في الميل بين أداء خط الأساس والميل في الأداء في كل من الشروط الأخرى (*p < 0.05, **p < 0.01). خط الأساس = الدوائر المملوءة، في وقت مبكر = الدوائر المفتوحة، منتصف اليوم = مثلثات مملوءة، في وقت متأخر = مثلثات مفتوحة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59851/59851fig11large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>جدول العمل</td>
			<td>ن</td>
			<td>وقت النوم (ح، SD)</td>
			<td>وقت الاستيقاظ (ح، SD)</td>
			<td>مدة النوم (ح، SD)</td>
			<td>نوعية النوم (SD)</td>
		</tr>
<tr>
<td>خط الأساس (المرجع)</td>
			<td>39</td>
			<td>23:10 (1:41)</td>
			<td>7:20 (1:49)</td>
			<td>8.2 (0.9)</td>
			<td>2.4 (0.7)</td>
		</tr>
<tr>
<td>المبكر</td>
			<td>42</td>
			<td>21:14 (1:01)**</td>
			<td>4:29 (0:47)</td>
			<td>7.4 (0.9)**</td>
			<td>2.5 (0.6)</td>
		</tr>
<tr>
<td>منتصف النهار</td>
			<td>41</td>
			<td>01:19 (0:43)**</td>
			<td>9:11 (0:58)</td>
			<td>7.9 (1.1)</td>
			<td>2.3 (0.6)</td>
		</tr>
<tr>
<td>اواخر</td>
			<td>40</td>
			<td>02:18 (1:07)**</td>
			<td>9:57 (1:11)</td>
			<td>7.8 (1.4)*</td>
			<td>2.3 (0.7)</td>
		</tr>
<tr>
<td>أيام الراحة</td>
			<td>42</td>
			<td>23:47 (0:50)**</td>
			<td>8:16 (0:58)</td>
			<td>8.5 (0.9)*</td>
			<td>2.4 (0.5)</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1: نتائج النوم المستمدة من مذكرات النوم (وقت النوم، ووقت الاستيقاظ، ومدة النوم، ونوعية النوم) حسب نوع الجدول الزمني. *p < 0.05, **p < 0.01; ح = ساعة، SD = الانحراف المعياري. هذا الجدول مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>جدول العمل</td>
			<td>المتوسط (SD)</td>
			<td>p-القيمة</td>
		</tr>
<tr>
<td>الاساس</td>
			<td>3.51 (0.80)</td>
			<td>الرقم المرجعي.</td>
		</tr>
<tr>
<td>واجب أوّل</td>
			<td>4.03 (0.88)</td>
			<td>< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td>واجب منتصف النهار</td>
			<td>3.85 (0.90)</td>
			<td>< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td>الخدمة المتأخرة</td>
			<td>3.85 (0.89)</td>
			<td>< 0.001</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 2: الوسائل والانحراف المعياري لدرجات سامن - بيريللي حسب حاجز الواجب. تصنيف أعلى يشير إلى مزيد من التعب.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>جدول العمل</td>
			<td>(ن) (المشاركون)</td>
			<td>متوسط وقت رد الفعل (مللي ثانية، SD)</td>
			<td>سرعة الاستجابة (ق، SD)</td>
			<td>متوسط الثغرات (> 500 مللي ثانية)</td>
		</tr>
<tr>
<td>خط الأساس (المرجع)</td>
			<td>38</td>
			<td>236 (48)</td>
			<td>4.84 (0.61)</td>
			<td>3.1 (4.1)</td>
		</tr>
<tr>
<td>المبكر</td>
			<td>40</td>
			<td>257 (70)**</td>
			<td>4.63 (0.66)**</td>
			<td>4.4 (5.4)**</td>
		</tr>
<tr>
<td>منتصف النهار</td>
			<td>39</td>
			<td>261 (62)**</td>
			<td>4.56 (0.66)**</td>
			<td>4.7 (5.1)*</td>
		</tr>
<tr>
<td>اواخر</td>
			<td>38</td>
			<td>266 (64)**</td>
			<td>4.51 (0.63)**</td>
			<td>4.7 (5.0)**</td>
		</tr>
<tr>
<td>أيام الراحة</td>
			<td>40</td>
			<td>249 (56)</td>
			<td>4.69 (0.62)</td>
			<td>4.0 (4.5)</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 3: مهمة اليقظة النفسية الحركية (PVT) متوسط وقت رد الفعل (RT)، وسرعة الاستجابة (متوسط 1/RT)، والثغرات (RT > 500 مللي ثانية) حسب نوع الجدول الزمني. *p < 0.05, **p < 0.01; هذا الجدول مستنسخ من فلين إيفانز وآخرون7

Watch this Scientific Journal Video about Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments at JoVE.com

Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments

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

جمع بيانات النوم وسيركاديان والتعب والأداء في البيئات التشغيلية المعقدة

Sleep loss and circadian misalignment contribute to a meaningful proportion of operational accidents and incidents. Countermeasures and work scheduling ...

ومن الصعب جمع بيانات اليقظة والأداء في البيئات التشغيلية. بروتوكول لدينا يوفر مجموعة من الأدوات لجمع البيانات المضادة التعب في العالم الحقيقي. يسمح بروتوكولنا بتقييم النوم والأداء والمرحلة الإيقاعية في البيئات التشغيلية المعقدة.ويمكن استخدام هذه التقنيات لتقييم انتشار نقص النوم وسوء المحاذاة في الأفواج التشغيلية المتعددة. ويمكن لهذه التقنيات أيضا أن تنير بشكل أفضل الوضع الطولي للعواقب الصحية على المدى الطويل لفقدان النوم المزمن وسوء المحاذاة. وبما أن المشاركين لا يشرف عليهم موظفو البحوث، فمن الأهمية بمكان أن يصفوا تماماً إجراءات جمع البيانات وأن يُدَرَّكوا في كثير من الأحيان مع المشاركين.قبل البدء في إجراء جمع البيانات، حدد جهاز مراقبة نشاط تم التحقق من صحته ضد تعدد الإحصاءات في بيئة معملية. إرشاد كل مشارك لارتداء رصد النشاط بشكل مريح وآمن تثبيتها على معصم اليد غير المهيمنة خلال الفترة التجريبية بأكملها. يجب ملاحظة عمليات إزالة مراقبة النشاط لأنشطة مثل السباحة أو الاستحمام في يوميات النوم اليومية من أجل التمييز بين عمليات إزالة مراقبة النشاط من الخمول أثناء القيلولة.إذا كانت شاشة النشاط تتضمن ميزة علامة حدث، فاطلب من المشارك الضغط على العلامة كلما تمت إزالة شاشة النشاط. من أجل مساعدتنا في التحليل. قم بإرشاد المشارك إلى الضغط على علامة الحدث عند الذهاب إلى الفراش والاستيقاظ لكل حلقة نوم لتعزيز المعلومات التي تم الحصول عليها في يوميات النوم والمساعدة في التحليل.بعد تعيين مراقبة النشاط للمشارك، حدد تطبيقًا لاستخدامه في جمع البيانات اليومية. 3- أن يُكمِل المشارك استبياناً مرجعياً مع معلومات ديموغرافية، قبل الانخراط في أي إجراءات دراسية للمساعدة في تفسير نتائج الدراسة. قم بإرشاد المشارك بإكمال يوميات النوم باستخدام التطبيق قبل وبعد حلقة النوم الرئيسية.عند الاستيقاظ من حلقة النوم الرئيسية يكون المشارك يشير إلى وقت الاستيقاظ ، وعدد ومدة الاستيقاظ ونوعية النوم. قم بتعليم المشاركين لتوثيق مدة وتوقيت أي قيلولة وأوقات الفراش المتوقعة في مذكرات النوم قبل الذهاب إلى الفراش. بالنسبة لـ PVT، اقرأ التعليمات التالية لكل مشارك لضمان تلقي كل مشارك نفس التدريب.يرجى الاستمرار في الجهاز في موقف أفقي في كل مرة، تحوم كل من الإبهام الخاص بك على الجهاز داخل بضعة ملليمترات من الشاشة طوال الوقت الذي كنت أخذ الاختبار. خلال اختبار الاستفادة من الشاشة باستخدام الإبهام من يدك المهيمنة. هذه هي اليد التي تكتب بها عادةً.بمجرد أن ترى الأرقام الحمراء التمرير في المربع يجب استخدام الإبهام من يدك المهيمنة للرد على المحفزات في جميع الاختبارات. تظهر الأرقام في الشاشة مدى سرعة الاستجابة في كل مرة ، كلما كان العدد أصغر كلما كان ذلك أفضل. في محاولة لتحقيق قصارى جهدكم والحصول على أقل عدد يمكنك ربما في كل مرة.إذا قمت بالنقر فوق الشاشة في وقت مبكر جداً قبل أن تظهر الأرقام سترى رسالة خطأ FS تشير إلى بداية خاطئة. إذا كنت اضغط باستخدام ذراعك المهيمنة ثم سترى رسالة ERR تشير إلى خطأ تجنب FS و ERR. إذا نسيت أن ترفع إبهامك الشاشة الاختبار سوف أذكر لكم بعد وقت قصير.إظهار الموقف الصحيح لجهاز شاشة تعمل باللمس وموقع الإبهام في حين أخذ PVT وإرشاد المشارك للحفاظ على جهاز الشاشة التي تعمل باللمس في وضع الطائرة مع واي فاي قبالة في جميع الأوقات. إرشاد المشارك لبدء PVT في وقت خال من الانحرافات. إذا تحدث الانحرافات يكون المشارك لاحظ عدد من الانحرافات داخل التطبيق بعد الاختبار.على رأس من كل رحلة يتصل المشارك مع شريكه العامل لضمان أنه أو أنها يمكن أن تأخذ الوقت جانبا لإكمال المهام الدراسية وأن البيئة خالية من الانحرافات. لقياس إنتاج 6-sulfatoxymelatonin لتقدير المرحلة circadian تزويد المشارك مع مجموعة البول، وسجل البول والتعليمات في يوم التدريب. تتضمن مجموعة البول قبعة مبولة أو إبريق مبول.العديد من الأنابيب، وخمسة أنابيب جمع البول المسمى لكل جمع 24 ساعة، واثنين من الأنابيب الإضافية وتسميات ملصقا أبيض، وتنظيف أكياس قفل الرمز البريدي الخطر الحيوي. مواد الشحن، حزمة الثلج، سجل جمع البول ونسخة من التعليمات للرجوع إليها خلال كل كتلة جمع. إبلاغ المشارك بجمع كل البول المنتج على مدار 24 ساعة بدءًا من وقت استيقاظ المشارك لأول مرة لجمع البول في اليوم ، والاستمرار في أربع كتل ساعة طوال اليوم وكتلة ثماني ساعات بين عشية وضحاها لما مجموعه خمس عينات.للحصول على عينة البول تعليمات المشارك لاستخدام الأنابيب الجديدة لكل عينة لنقل كمية صغيرة من البول من حاوية جمع إلى أنبوب صغير جديد لكل عينة حتى أنبوب ما لا يقل عن نصف كامل. بعد وضع حد أقصى يجب على المشارك وضع علامة على الأنبوب بالرقم الذي يشير إلى عينة التحصيل من اليوم. ثم ينبغي وضع أنبوب المسمى في كيس كبير قفل قفل حيوي وينبغي وضع الحقيبة في مربع الشحن مع حزمة الباردة.ثم تأكد من أن كل مشارك يتم تزويده بعلامة شحن مدفوعة مسبقًا ومُعالجة مسبقًا. هنا مثال على actigram مشتقة من رصد نشاط يستخدم لتتبع مدة النوم ، ووقت النوم ، ووقت الاستيقاظ ونوعية النوم. لهذا الفرد النوم توقيت ومدة تختلف بشكل كبير كدالة من وقت بدء العمل كما تم تقييمها من قبل تحليل الانحدار الآثار المختلطة.يعرض هذا الجدول التمثيلي وقت النوم ووقت الاستيقاظ ومدة النوم ونوعية النوم حسب نوع الجدول الزمني كما أبلغ عنه العديد من المشاركين في يوميات نومهم. ذهب المشاركون إلى الفراش في المتوسط في حوالي الساعة 23:10 في كتلة خط الأساس ، اختلف وقت النوم لبنة الجدول الزمني المبكر بشكل كبير عن خط الأساس مع المشاركين الذين أبلغوا عن أوقات النوم في وقت مبكر قبل أوقات بدء العمل المبكر. كما اختلفت أوقات النوم في أوقات منتصف النهار والجداول الزمنية للخدمة المتأخرة بشكل كبير عن خط الأساس حيث أبلغ المشاركون عن أوقات النوم اللاحقة.ذهب المشاركون إلى الفراش في وقت لاحق بشكل كبير في أيام الراحة مقارنة مع خط الأساس. حصل المشاركون على نوم أقل بكثير عند البدء المبكر مقارنة مع خط الأساس في حين أن مدة النوم على أنواع الجدول الأخرى لم تكن مختلفة عن الخط الأساسي. 6-Sulatoxymelatonin acro مراحل لكل فرد الذين شاركوا في إجراءات جمع البول عن طريق كتلة الدراسة أظهرت أن تتفق مع النتائج على النوم تم تحويل مرحلة circadian الرئيسية بشكل كبير وفقا لوقت بدء العمل.وباستخدام الآثار المختلطة كانت نتائج تحليل الانحدار متشابهة بالنسبة لكل من الهفوات وسرعة الاستجابة على PVT. وأظهر المشاركون زيادات كبيرة في الهفوات لكل نوع من أنواع الجدول الزمني مقارنة بخط الأساس. في حين أن أداء المشاركين في أيام الراحة كانت مماثلة لخط الأساس.أهم خطوة في هذا الإجراء هي التدريب المناسب للمشاركين لإكمال مهمة الدراسة. خاصة بالنسبة لجمع البيانات PVT. هذا المزيج من الأساليب والتطبيق المترسخ يسمح بجمع بيانات الطور في البيئات التشغيلية.

Research

JoVE Journal

Behavior

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

تقييم الأداء الوظيفي في<em&gt; MDX</em&gt; نموذج الفأر

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential ...

Eye Tracking, Cortisol, and a Sleep vs. Wake Consolidation Delay: Combining Methods to Uncover an Interactive Effect of Sleep and Cortisol on Memory

تتبع العين، الكورتيزول، والنوم مقابل ويك توطيد التأخير: الجمع بين طرق لكشف تأثير التفاعلية من النوم والكورتيزول على الذاكرة

Although rises in cortisol can benefit memory consolidation, as can sleep soon after encoding, there is currently a paucity of literature as to how these ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

الإعداد متعدد الوظائف لدراسة التحكم في المحركات الإنسان عن طريق تحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة، الكهربائي، التقاط متحرك، والواقع الافتراضي

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

المطحنة التعب الاختبار: مقايسة بسيطة، عالية الإنتاجية من التعب مثل سلوك للماوس

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

التلاعب صرعي Electrocorticograms (ECoGs) والنوم في الجرذان والفئران التي الوخز بالإبر

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

طريقة حسابية لقياس النشاط الإيقاعية يطير

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

تحديد مدة النوم في القوارض موسع، الفائق

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a ...

A High-performance Liquid Chromatography Measurement of Kynurenine and Kynurenic Acid: Relating Biochemistry to Cognition and Sleep in Rats

قياس لوني سائل عالي الأداء كينورينيني وحمض كينورينيك: الكيمياء الحيوية المتعلقة بالإدراك والنوم في الفئران

The kynurenine pathway (KP) of tryptophan degradation has been implicated in psychiatric disorders. Specifically, the astrocyte-derived metabolite ...

Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling

والحرمان من النوم المزمن في الماوس الجراء عن طريق لطيف المناولة

Sleep is critical for proper development and neural plasticity. Moreover, abnormal sleep patterns are characteristic of many neurodevelopmental disorders. ...

Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish

القياسات التلقائية للنوم والنشاط الحركي في كافيفيش المكسيكية

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep ...