部分睡眠剥夺对健康成年人随机扫视测试表现的影响:一项自我对照的实验研究

《Medical Journal Armed Forces India》:Effect of partial sleep deprivation on random saccade test performance in healthy adults: A self controlled experimental study

【字体: 时间:2025年11月29日 来源:Medical Journal Armed Forces India CS2.4

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  航空医学研究显示,单夜40%睡眠剥夺导致随机扫视测试(RST)中潜伏期显著增加(p:0.011, 0.023),速度下降(p:0.006),精度偏差增大(p:0.006, 0.008),尤其在晨间低唤醒期(0700-1000h)和午后性能下滑时段(1200-1400h)表现突出,验证了部分睡眠剥夺对航空人员认知功能的影响。

  
阿克沙伊·钱德拉谢卡尔·希鲁尔(Akshay Chandrashekhar Shirur)| S.S. 莫哈帕特拉(S.S. Mohapatra)| 斯图蒂·米什拉(Stuti Mishra)
专家(航空航天医学),印度班加罗尔HAL老机场路航空航天医学研究所

摘要

背景

在现代航空运营中,即使在完全或部分睡眠不足的情况下,也必须保持一贯的高性能标准。由于飞行时间延长和空中加油,疲劳和睡眠不足的情况会更加频繁。通过观察眼球运动特征,可以最准确地判断警觉性,并且这是一种简单的方法来测量和监测精神疲劳。

方法

这是一项实验研究,参与者同时作为自己的对照组。共有30名自愿参与者(平均年龄32.03 ± 3.09岁,年龄范围26–39岁,男性占70%,女性占30%),从早上6点开始,每两小时进行一次随机扫视测试(Random Saccade Test,简称RST),测试内容包括潜伏期、速度和精确度,持续到下午2点。同时使用Actiwatch设备监测生理参数。所有数据均经过分析解读。

结果

与正常睡眠状态(NSL)相比,在睡眠受限状态(RSL)下,1000小时(p:0.011,效应量:0.32)和1400小时(p:0.023,效应量:0.29)时,潜伏期显著延长;1000小时时(p:0.006,效应量:0.35)速度显著下降;800小时(p:0.006,效应量:0.35)和1200小时(p:0.008,效应量:0.34)时精确度显著降低,而在1400小时时(p:0.003,效应量:0.38)精确度显著提高。

结论

单晚睡眠时间少于5小时(部分睡眠不足)会导致RST测试中的潜伏期显著延长、速度下降和精确度降低,尤其是在人体自然警觉性较低的时段(如早上7点至10点,此时睡眠惯性也会起到一定作用),以及午餐后的疲劳期。下午2点时,速度与精确度之间出现了权衡:潜伏期增加但精确度提高。

引言

在军队、医院、工业和关键服务等24小时连续运营的环境中,工作人员的睡眠不足是一个普遍现象。睡眠不足会带来多种生理、认知和行为上的影响。当一个人的表现可能影响到他人的安全时(例如在交通运输或医疗领域),疲劳带来的后果就变得至关重要。1,2在现代航空运营中,即使在完全或部分睡眠不足的情况下,也必须保持一贯的高性能标准。由于飞行时间延长和空中加油,疲劳和睡眠不足的情况更加频繁。睡眠不足会增加事故和错误的风险,降低工作效率,从而降低工作安全性3,并可能导致飞行员失误和事故发生4。大多数关于睡眠缺失及其对疲劳和表现影响的模型都是基于完全睡眠缺失的情况进行研究的。然而,航空航天研究与发展咨询小组(AGARDAG-193)从航空业的视角提供了有关睡眠不足问题的见解5。航空领域最常见的睡眠问题包括睡眠时间缩短或睡眠-清醒周期的中断。完全睡眠缺失相对较少见,因此相对于长期完全睡眠缺失,部分睡眠缺失对运营影响的评估更为重要5。最近的研究通过眼球运动等行为指标来研究精神疲劳。因此,观察眼球运动特征可以最准确地判断警觉性,并且是一种简单的方法来测量和监测精神疲劳6。由于某些眼球指标(如瞳孔扩张或扫视速度)不受个人意志控制,因此认为它们直接受到疲劳的影响6。目前已有研究表明,扫视速度会受到任务难度和是否存在其他任务的影响。在视觉任务中,精神活动水平、警觉性、自然发生的警觉性波动、睡眠不足、导致嗜睡的药物、精神压力和疲劳都会影响扫视速度6。尽管对完全睡眠缺失的研究较多,但对于在航空领域更为常见的部分睡眠缺失的运营影响仍缺乏深入了解。本研究旨在通过随机扫视测试(RST)来探讨单晚睡眠时间减少40%对特定眼球运动参数(包括潜伏期、速度和精确度)的影响,从而填补这一空白。通过关注受动机或意识控制影响较小的眼球指标,本研究提供了一种客观评估疲劳的方法。

研究对象

共有30名健康志愿者参与了这项研究(平均年龄32.03 ± 3.09岁,年龄范围26–39岁,男性占70%,女性占30%)。排除患有已知疾病、有睡眠障碍史、精神疾病史,或在测试前24小时内服用药物或饮酒/吸烟的参与者。所有参与者都了解了研究方案,并熟悉了隔离和群体限制的环境。所有参与者均签署了书面知情同意书。

结果

表1总结了正常睡眠状态(NSL)和睡眠受限状态(RSL)下的总睡眠时间(TST)及睡眠损失百分比。睡眠损失百分比的计算公式为:(TST NSL – TST RSL) / TST NSL × 100。
睡眠受限状态下的总睡眠时间为4.19 ± 0.43小时(范围:3.26–4.96小时),而正常睡眠状态下的总睡眠时间为6.96 ± 0.46小时(范围:6.1–7.83小时)。使用Wilcoxon符号秩检验分析了两种状态下的总睡眠时间。结果显示,睡眠受限状态下的总睡眠时间显著低于正常睡眠状态(Z =

讨论

睡眠缺失是指每日总睡眠时间低于平均睡眠时间。连续清醒超过16–18小时的情况被称为完全睡眠缺失8。与完全睡眠缺失不同,部分睡眠缺失是指睡眠时间不足,无法使警觉性和表现恢复到睡眠前的水平。部分睡眠缺失定义为24小时内的睡眠时间少于5小时9。本研究采用交叉设计

结论

随机扫视测试(RST)涉及的三个参数是速度(度/秒)、潜伏期(毫秒)和精确度(百分比)。单晚40%的睡眠缺失会导致潜伏期延长、速度下降和精确度降低。这些影响在人体自然警觉性较低的时段(如早上7点至10点,此时睡眠惯性也会起到一定作用)以及午餐后的疲劳期尤为明显。

患者/监护人/参与者同意

已获得患者的知情同意。

伦理审批

已获得研究所/医院的伦理审批证书。

资金来源

无。

利益冲突声明

作者没有需要声明的利益冲突。

致谢

本文基于航空航天医学专业的研究生研究论文。
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