阻塞性睡眠呼吸暂停驾驶绩效、眼动与认知功能的综合评估：一项初步研究

《Sleep Medicine: X》：Integrated assessment of driving performance, eye movements, and cognitive function in obstructive sleep apnea: A pilot study

　　

专业术语翻译的摘要 阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）患者的机动车事故风险升高，但其驾驶相关功能损伤的多维度特征及其对持续气道正压通气（CPAP）治疗的响应尚不明确。本研究旨在探索OSA严重程度与驾驶模拟器表现、精神运动警觉性、眼动指标及执行功能之间的关联，并评估CPAP治疗后的变化。研究人员对12名因疑似OSA就诊的成年驾驶员（年龄46-77岁）进行了整夜多导睡眠监测（PSG）、驾驶模拟器测试、眼动追踪、精神运动警觉性测试（PVT）以及剑桥神经心理测试自动化成套量表（CANTAB）评估。其中8名呼吸暂停低通气指数（AHI）≥20的患者启动了CPAP治疗，并在中位12个月后重复了上述评估。结果显示，单任务反应时间与AHI呈显著正相关（r=0.629, p=0.032），而多任务加转向条件下的反应准确性则与夜间低氧血症指标T90（血氧饱和度低于90%的总睡眠时间百分比）呈显著负相关（r=?0.797, p=0.003）。CPAP治疗后，单任务反应时间（从470±56 ms降至438±54 ms, p=0.039）和PVT反应时间（从346.9±50.4 ms降至313.0±23.1 ms, p=0.016）均显著改善。眼动指标方面，扫视幅度与车道偏离呈负相关（r=?0.587, p=0.049），注视时长与车道偏离（r=?0.622, p=0.035）及弯道响应时机偏差（r=?0.657, p=0.024）亦呈负相关。空间工作记忆错误评分（SWMBE468）与扫视幅度（r=?0.629, p=0.032）和注视时长（r=?0.633, p=0.031）均呈负相关。研究表明，基础精神运动速度对CPAP治疗敏感，而复杂认知功能和眼动指标的改善有限。多领域整合评估有助于识别CPAP可逆性与持续性功能缺陷，为OSA患者的驾驶风险评估提供更全面的依据。

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一、研究背景与问题

阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）患者发生机动车事故的风险较常人高出1.2至4.9倍，这与日间过度嗜睡以及注意力、警觉性和精神运动速度等关键驾驶功能的损害密切相关。反复发生的呼吸暂停和低通气事件导致的睡眠碎片化被认为是这些功能损伤的主要诱因。尽管已有多种评估工具用于检测OSA相关的驾驶功能损伤，包括驾驶模拟器、警觉性测试、眼动分析和神经心理学评估，但这些方法通常被孤立应用或在不同的时间点进行，缺乏在同一受试者内对多个功能域进行同步整合评估的研究。此外，不同评估模态所测量的具体功能成分——如精神运动速度、眼动控制与执行功能——之间的关系及其对驾驶功能损伤的贡献尚未得到充分阐明。因此，有必要采用多领域整合框架，以区分哪些功能域受损、哪些对CPAP治疗有响应、哪些可能作为残留缺陷持续存在，从而为个体化风险评估和靶向管理提供依据。

二、研究方法与关键技术

本研究是一项探索性观察研究，于2021年9月至2023年3月期间，在日本东京科学科技大学医院招募了12名因疑似OSA转诊并进行整夜多导睡眠监测（PSG）的成年持证驾驶员（年龄46-77岁，平均63.7±11.1岁）。研究采用了四项主要技术方法：

1. 1.
   驾驶模拟器评估：使用ACM300型模拟器（日本日立KE系统公司），包含单任务反应测试、多任务反应测试、转向操作测试以及组合多任务与转向测试，记录反应时间、反应准确性、车道偏离和弯道响应时机偏差等指标。
2. 2.
   眼动追踪：在驾驶模拟器测试期间，使用Tobii Pro 3眼动追踪眼镜（瑞典Tobii Pro公司）以100 Hz采样率记录扫视幅度和平均注视时长。
3. 3.
   精神运动警觉性测试（PVT）：进行5分钟PVT，测量平均反应时间、最快10%反应时间和失误次数，作为持续注意力和警觉性的客观指标。
4. 4.
   神经认知评估：采用剑桥神经心理测试自动化成套量表（CANTAB），评估快速视觉处理（RVP）、停止信号任务（SST）和空间工作记忆（SWM）等功能。

所有参与者均在PSG前的下午完成上述评估。对于AHI≥20的8名参与者，在启动CPAP治疗后6-12个月重复了全部测试。

三、研究结果

3.1 参与者特征与CPAP启动

共纳入12名参与者（男性10人，女性2人），平均年龄63.7岁，平均BMI 24.3，平均驾驶经验42.3年。基线AHI中位数为26.1（范围4.9-98.7），T90中位数为1.4%（范围0.0-37.7%）。8名AHI≥20的参与者启动了CPAP治疗，中位治疗12个月后，CPAP依从性良好（85%的夜晚使用≥4小时）。

3.2 驾驶模拟器表现

基线数据显示，单任务反应时间为463±14 ms，多任务反应时间为818±28 ms，组合多任务与转向反应时间为872±28 ms。AHI与单任务反应时间呈显著正相关（r=0.629, p=0.032），而与多任务反应时间的相关性较弱且未达统计学意义（r=0.552, p=0.067）。组合多任务与转向条件下的反应准确性（91.1±3.0%）与AHI无显著关联（r=-0.526, p=0.082），但与T90呈显著负相关（r=-0.797, p=0.003）。车道偏离和弯道响应时机偏差与AHI或T90均无显著相关。CPAP治疗后，单任务反应时间从470±56 ms显著改善至438±54 ms（p=0.039），而多任务和组合条件下的反应时间无显著变化。组合多任务与转向的反应准确性从87.5%提高至95.8%，但未达到统计学显著性（p=0.063）。

3.3 眼动追踪参数

基线时，眼动参数与AHI或Epworth嗜睡量表（ESS）无显著相关。然而，扫视幅度与车道偏离呈负相关（r=-0.587, p=0.049），注视时长与车道偏离（r=-0.622, p=0.035）及弯道响应时机偏差（r=-0.657, p=0.024）均呈负相关。CPAP治疗后，扫视幅度和平均注视时长均无显著变化。在可获取数据的5名参与者中，CPAP后注视时长仍与弯道响应时机偏差呈显著负相关（r=-1.000, p=0.017）。

3.4 精神运动警觉性测试（PVT）

基线PVT平均反应时间为343.6±12.1 ms，与AHI或ESS无显著关联。CPAP治疗后，PVT反应时间从346.9±50.4 ms显著改善至313.0±23.1 ms（p=0.016），但最快10%反应时间无显著变化（从244.7 ms变为247.3 ms, p=0.742）。

3.5 认知功能（CANTAB）

基线时，CANTAB各项指标与AHI或ESS无一致关联。空间工作记忆复合错误评分（SWMBE468）与扫视幅度（r=-0.629, p=0.032）和注视时长（r=-0.633, p=0.031）均呈负相关，与弯道响应时机偏差呈正相关（r=0.636, p=0.030）。CPAP治疗后，SWMBE468从20.1±9.0下降至16.1±9.4，但差异未达统计学显著性（p=0.383）。

四、讨论与结论

本研究通过整合模拟驾驶、精神运动警觉性测试、眼动追踪和计算机化神经心理学评估，全面探讨了CPAP治疗对OSA患者驾驶相关功能的多维影响。两个主要发现如下：第一，驾驶模拟器中的单任务反应时间与OSA严重程度（AHI）相关，且在CPAP治疗后显著改善，表明基础精神运动速度和警觉性对CPAP治疗敏感。这一结果与既往研究报告的CPAP治疗后PVT反应时间和警觉性改善相一致。第二，眼动指标（扫视幅度和注视时长）与驾驶表现及空间工作记忆错误评分紧密相关，提示整合的眼动和执行功能指标可能作为OSA真实世界驾驶风险的潜在功能性标志物。

值得注意的是，组合多任务与转向条件下的反应准确性与夜间低氧血症（T90）而非AHI显著相关，且CPAP治疗后虽有所改善但未达统计学意义。事后功效分析显示，检测该效应需约14名参与者才能达到80%的统计功效，本研究的实际功效仅为53.5%，提示存在II类错误的可能。相比之下，CANTAB所测量的高级认知功能在CPAP治疗后未见显著改善，这与既往研究中认知功能改善有限的报告相符，可能归因于慢性间歇性缺氧导致的脑结构与功能改变。

研究结论：本探索性研究表明，单任务驾驶反应时间与OSA严重程度相关，简单反应时间在CPAP治疗后改善，而复杂认知功能改善有限。眼动参数与驾驶表现及空间工作记忆均有关联，提示其作为驾驶功能损伤标志物的潜力。然而，由于治疗后眼动数据样本量有限，CPAP对这些眼动-认知关系的影响尚不确定。这些初步发现支持开展更大规模、假设驱动的研究，以更好地表征OSA治疗后的残留功能损伤并优化驾驶安全。