《Sleep Health》：Associations between sleep, cognitive function, and work performance among rotating shift and night-shift healthcare workers: A systematic review
摘要：轮班工作（包括夜班）会扰乱昼夜节律和睡眠-觉醒周期，导致医护人员出现睡眠障碍、认知功能受损及医疗差错增加。研究人员开展了一项系统综述，以评估医护人员的睡眠质量和时长、轮班工作特征、认知功能及工作绩效之间的关联，并识别影响这些关系的调节因素。研究人员检索了六个数据库（PubMed、EMBASE、Scopus、Web of Science、Cochrane Library和PsycINFO）及Google Scholar，检索时间范围从建库至2026年4月30日。符合纳入标准的实验性或观察性研究均以英文发表，并评估了轮班医护人员的睡眠、认知功能或工作绩效。采用纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）、RoB 2和ROBINS-I V2工具进行偏倚风险评估。研究结果采用叙述性综合分析方法进行整合。最终纳入59项研究，涉及17,660名受试者。52%至90%的轮班夜班医护人员存在睡眠质量差的问题，且睡眠质量差与注意力损害（夜间较日间高出50%）、记忆损害（OR = 1.86）、医疗差错（OR = 1.78-2.1）以及连续工作6至7个夜班后反应时间减慢（相当于血液酒精浓度0.05%的水平）相关。与顺时针轮转相比，逆时针和快速轮转排班与睡眠减少1.3小时、注意力问题增加44%及工作-生活冲突增加36%至50%相关。将班次限制在≤16小时可使注意力失误减少50%，而安排30分钟的小睡可降低嗜睡（d = 0.43）并改善认知功能（d = 0.23-0.33）。总体而言，轮班和夜班工作显著损害医护人员的睡眠、认知和职业功能。顺时针轮转、较慢的轮转速度、安排小睡以及限制延长班次可能减轻这些损害。PROSPERO注册号：CRD420251128550。
**引言**
轮班工作涉及超出标准日间工作时间的排班安排，通常定义为上午7点至下午6点。夜班工作通常包括在晚上11点至凌晨6点之间进行的至少3小时工作。全球范围内，约20%至29%的劳动者从事某种形式的轮班工作，医护人员（HCWs）是暴露于非标准工作排班的最大职业群体之一。虽然轮班工作（包括夜班）对于确保护理连续性至关重要，但它常因工作排班与内源性昼夜节律错位而扰乱正常的睡眠-觉醒周期。轮转方向（顺时针对forward/clockwise vs. 逆时针对backward/counterclockwise）在影响睡眠质量和工作绩效方面发挥重要作用。24小时轮班工作也与心脏代谢风险相关，该风险可能部分由睡眠紊乱介导。因此，从事24小时轮班工作的医护人员尤其容易受到睡眠紊乱或嗜睡、慢性睡眠限制、昼夜节律失调、认知损害、差错风险、工作相关伤害及不良健康结局的影响。
充足睡眠对维持认知健康和整体福祉至关重要。对医护人员而言，充足睡眠有助于临床工作的有效恢复、降低受伤风险，并促进有效沟通技能、同理心和耐心。特别是，充足睡眠在记忆巩固、执行功能、注意力、精神运动表现和决策中发挥关键作用。相反，睡眠不足或紊乱与认知表现受损、警觉性降低以及差错和事故风险增加持续相关。一项观察性研究的荟萃分析进一步表明，与非轮班工作者相比，夜班和轮班工作者表现出显著的神经认知损害，尤其是在注意力和执行功能方面。在医疗环境中，这些认知域对安全有效的实践至关重要，包括临床判断、药物管理、患者监测和对紧急情况的快速反应。因此，此背景下的认知损害可能增加医疗差错的可能性并危及患者安全。除认知效应外，睡眠不足还与夜班医护人员的较差工作绩效结局相关，其临床任务需要持续警觉、快速决策和精确协调。即使轻微的注意力疏忽或反应时间减慢也可能增加医疗差错风险、危及患者安全并降低整体生产力。此外，夜班和轮班医护人员的睡眠不足还与生产力下降、沟通受损、缺勤和出勤主义增加以及工作满意度降低相关。重要的是，工作绩效受损的后果超出个体工作者，可能影响团队功能、护理质量和整体医疗系统绩效。
影响24小时轮班工作者认知功能和工作绩效的因素包括睡眠质量和时长、疲劳、时型、心理健康状态及小睡行为。此外，医院外的非工作因素，包括家庭负担（如儿童和老年人照护责任）、通勤时间、社交义务和工作-生活平衡，均显著影响睡眠质量和时长，并可能调节与轮班夜班医护人员认知和工作绩效结局的关系。性别也可能进一步影响这种关系，尤其对于承担不成比例家务负担的女性医护人员而言。这些决定因素不仅影响个体工作能力，而且对医护人员的福祉、护理质量和患者安全具有重要影响。证据表明，常伴有心理健康挑战的睡眠紊乱是夜班期间认知功能受损和表现下降的主要促成因素。
尽管先前的综述已探讨了轮班工作与不良健康结局、工作场所事故及混合职业和非医疗人群认知功能损害之间的关联，但仍存在若干关键空白。第一，尚无系统综述专门评估轮班和夜班特征（即轮转方向、轮转速度、班次时长和连续夜班数）如何影响轮班医护人员的睡眠质量和时长、认知功能和工作绩效。第二，这些关联在不同研究设计中的一致性程度，以及客观与主观睡眠测量在预测轮班和夜班医护人员认知功能和工作绩效损害方面的比较效度尚未被系统评估。据研究人员所知，这是首个通过整合跨研究设计证据来全面解决这些空白的系统综述，同时检验影响医护人员这些关系的调节因素（包括非工作因素）。本系统综述的发现可为未来研究和针对性干预提供信息，以改善轮班和夜班工作医护人员的睡眠、认知和健康。
因此，本系统综述的主要目的是：（1）评估暴露于轮班和夜班工作的医护人员的睡眠质量和时长与认知功能和工作绩效之间的关联；（2）综合特定轮班特征（如轮转方向、轮转速度、班次时长和连续夜班数）如何影响睡眠、认知功能和工作绩效的证据。次要目的是识别轮班和夜班工作医护人员中这些关联的预测因素。
**方法**
**研究设计**
综述方案已在系统综述国际前瞻性注册库（PROSPERO，方案注册号：CRD420251128550）中预先注册。本系统综述按照系统综述和荟萃分析首选报告项目（PRISMA）指南执行。
**纳入标准**
采用人群、暴露、比较、结局和研究设计（PECOS）框架评估纳入标准：（1）人群：年龄18-70岁、从事轮班和夜班工作并直接参与患者护理的成年医护人员（医生、护士、药师和联合健康工作者）；（2）暴露：主要感兴趣的暴露为作为轮转排班一部分包含夜班的轮班工作，暴露变量包括轮班和夜班工作、班次时长、轮转方向、轮转速度、班次间恢复间隔及连续夜班数；（3）比较：受试者内（日班vs.夜班）或受试者间（轮班工作者vs.非轮班工作者，或轮班夜班vs.仅日班）比较；（4）结局：睡眠、认知功能或工作绩效；（5）研究设计：纳入随机对照试验（RCTs）、准实验、前瞻性队列、横断面和病例对照研究。排除定性研究、病例报告、社论和会议摘要，以及数据不完整、无法获取全文和非英文文章。
**信息来源和检索策略**
研究人员最初从建库至2025年12月31日检索了6个电子数据库和Google Scholar中以英文发表的所有相关文章。文献检索采用医学主题词表（MeSH）和与PECOS相关的关键词，使用布尔运算符组合暴露、结局和人群相关关键词。此外，对纳入文章和先前系统综述的参考文献列表进行手工检索，并使用Web of Science和Google Scholar对纳入研究和相关综述进行前向引文检索。两名评审员独立检索数据库以保证检索结果一致性，分歧通过讨论解决，必要时由第三名评审员仲裁。最终文献检索于2026年4月30日进行。
**研究选择**
检索结果上传至参考文献管理器并去除重复文献。两名评审员根据纳入标准独立筛选标题和摘要，根据PECOS框架确定符合全文纳入标准的文章。分歧通过讨论解决，未达成共识时由第三名评审员仲裁。
**数据收集过程**
一名评审员使用数据提取表提取每项纳入研究的数据，第二名评审员交叉核对准确性。提取数据包括研究特征、受试者特征、暴露测量、睡眠测量、认知结局测量、工作绩效测量、主要发现、协变量和混杂因素。
**数据条目**
主要数据条目包括睡眠相关参数、认知结局和工作绩效。次要数据条目包括心理生理学（时型）、疲劳和心理健康状态变量。
**研究偏倚风险评估**
采用纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）评估队列研究和病例对照研究的偏倚风险，采用改编版NOS评估横断面研究，分别使用修订版Cochrane偏倚风险工具（RoB 2）和ROBINS-I V2工具评估RCTs和准实验研究。两名评审员独立评估偏倚风险，分歧通过共识解决。
**结果综合**
由于研究在设计、人群、暴露和结局方面存在显著异质性，采用非定量叙述性综合方法。结果按认知域、工作绩效域和研究设计分组。由于研究间存在显著异质性，未进行荟萃分析。
**结果**
**研究选择**
电子数据库检索获得3201条记录，其他途径额外识别2208条。去除重复后筛选2862条记录。125篇文章进行全文检索，3篇无法获取，122篇评估合格性。最终纳入59篇文章，其中40项通过数据库检索识别，19项来自其他来源。
**研究特征**
59项纳入研究的详细描述和主要发现已总结。纳入研究发表于过去三十年间（1994-2025年），包括21项横断面研究、19项前瞻性队列研究、1项病例对照研究、9项RCTs和9项准实验研究。研究特征采用PECOS框架描述。
**人群**
59项研究中，33项涉及医生，23项纳入护士，1项招募药师。共纳入17,660名受试者，包括13,438名护士、4,173名医生、22名药师和27名医护人员。约86.6%为女性，6.3%为男性。受试者平均年龄32.5±5.6岁。
**暴露**
纳入研究涵盖多种医疗环境。所有59项研究均包含夜班工作。夜班频率为每周1至7个夜班，50.9%的研究报告了可变或未明确的连续夜班排班。2个连续夜班比4个夜班产生更差的结局，而5至7个连续夜班表现下降更明显。班次时长从8小时班次到超过34小时的延长班次不等，最常研究的夜班时长为10至12小时（44.1%）。85%的纳入研究未明确轮转方向。顺时针轮转与显著更长的睡眠时长、更少的睡眠觉醒、更少的注意力干扰和更少的工作-生活冲突相关。轮转速度方面，25.4%的研究评估了快速轮转（每个班次类型1-3个连续夜班），13.6%的研究评估了慢速轮转（4-7个以上连续夜班）。
**比较**
最常见的比较为日班vs.夜班（57.6%），日班vs.轮班比较占18.6%。在所有班次类型比较中，夜班始终与最差结局相关。日班在所有结局中始终最佳，作为57.6%研究的参考标准。轮班居中，但结局因轮转方向、速度、时长和连续夜班数而异。
**结局**
**睡眠测量**：54.2%的研究使用匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）评估主观睡眠质量。轮班医护人员睡眠质量持续较差，PSQI平均得分6.8。自我报告睡眠时长6.3小时，体动记录仪测量为3.99小时。32项研究使用卡罗林斯卡嗜睡量表（KSS）和爱普沃斯嗜睡量表（ESS）评估嗜睡。使用多次睡眠潜伏期测试（MSLT）客观评估日间嗜睡，显示下班后睡眠潜伏期显著缩短。
**认知功能测量**：注意力和警觉性是44.1%研究中最常评估的认知域。工作记忆在18.6%的研究中评估，执行功能在18.6%的研究中测量，记忆和学习在13.6%的研究中评估，反应时间和处理速度在18.6%的研究中评估。
**工作绩效**：17%的研究通过差错率评估工作绩效，包括护理医疗差错倾向量表、视觉模拟量表和自我报告医疗差错等主观评估，以及使用CANTAB和模拟任务表现的客观差错率测量。
**研究设计和发现**：实验研究提供因果关系的较强证据，一致证明急性睡眠剥夺和延长工作时间直接损害认知表现。准实验研究显示夜班后认知表现较基线显著下降。前瞻性队列研究证明累积睡眠债与数周至数月内认知下降之间的时间性因果关系。横断面研究主要证明关联，效应量从小到大不等。
**主观vs.客观睡眠测量**：使用客观睡眠测量的研究报告了更强的相关性和较大的效应量，而主观测量与自我报告医疗差错的相关性更强。
**概念框架：连接睡眠、认知和工作绩效的路径**
综合证据由区分睡眠紊乱与认知功能和工作绩效损害之间直接和间接路径的概念框架指导。若干研究直接检验了睡眠参数与工作绩效的关联，其他研究支持睡眠紊乱通过不良影响认知功能导致工作绩效下降的间接路径。间接路径的最强证据来自明确检验中介效应的研究。
**轮班夜班医护人员的睡眠、认知功能和工作绩效之间的关联**
**睡眠与认知功能**：71.2%的纳入研究报告了睡眠与多个认知域之间的显著关联。睡眠质量差与记忆、执行功能、注意力、警觉性、反应时间、决策和整体认知表现的损害一致相关。夜班工作导致的睡眠剥夺或睡眠不足与工作记忆、处理速度、注意力、警觉性、知觉推理和认知灵活性的下降相关。
**睡眠与工作绩效**：11.9%的研究检验了睡眠质量与工作绩效之间的关系。睡眠质量差和睡眠时长短与较高感知医疗差错率相关。在控制协变量后，睡眠每减少一小时与医疗差错可能性增加27%相关。轮班工作与医疗差错风险增加相关（OR = 1.78至2.1）。
**睡眠、认知功能和工作绩效的关联**：17%的研究检验了睡眠、认知和工作绩效之间的关系。睡眠质量差和睡眠剥夺与认知表现下降和差错或工作场所事故增加相关。中介分析显示睡眠对减少安全受损的影响完全由心理功能中介。
**轮班夜班医护人员认知功能和工作绩效的预测因素**
本综述识别了若干关键预测因素，包括夜班工作、基线性睡眠质量和时长、心理健康、疲劳、时型和小睡行为。轮班和夜班工作的性质和结构可扰乱睡眠质量并缩短睡眠时长。与夜班工作相关的睡眠质量差和睡眠时长短与不良心理健康结局显著相关。疲劳在傍晚和夜班后最为严重，与睡眠质量差、注意力下降和工作量感知增加相关。时型显著影响嗜睡和轮班工作适应。夜班期间安排小睡与嗜睡和疲劳降低以及认知表现改善相关。
**非工作因素和性别**
极少数纳入研究考察了非工作因素，包括家庭责任、工作-生活平衡、通勤需求和社会支持。家庭照护责任与睡眠紊乱和疲劳增加相关。夜班后通勤与安全风险增加相关。性别相关发现不一致，由于多数研究以女性受试者为主，限制了性别比较。
**研究偏倚风险**
19项前瞻性队列研究中，42%为低偏倚风险，58%为中度偏倚风险。横断面研究中，62%为低偏倚风险，38%为中度偏倚风险。病例对照研究判断为中度偏倚风险。9项RCTs中，1项评为低偏倚风险，1项评为高偏倚风险，其余7项存在一定问题，主要由于受试者和人员未设盲。9项准实验研究中，1项为低偏倚风险，6项为中度偏倚风险，2项为严重偏倚风险。尽管纳入研究的总体偏倚风险存在差异，但发现一致证明轮班医护人员的睡眠差、认知功能损害和工作绩效下降之间存在关联。
**讨论**
研究人员开展了一项系统综述，以检验与轮班工作（包括夜班）相关的睡眠质量差和睡眠不足如何影响医护人员的认知功能和工作绩效结局。研究人员综合了来自多个国家和医疗环境的59项研究、涉及17,660名受试者的证据。
**主要发现总结**
研究人员发现四个主要发现。第一，与轮班和夜班工作相关的睡眠质量差和睡眠不足与多个认知域的损害一致相关，注意力和反应时间方面的证据最强。睡眠质量差与记忆损害增加1.86倍相关。第二，特定轮班和夜班特征，特别是逆时针轮转、快速轮转排班和较长班次时长，与较差的睡眠、认知功能损害和工作绩效下降相关。相反，顺时针轮转和较慢轮转排班通常与更好的结局相关。第三，工作绩效下降（包括差错率增加和临床决策受损）与夜班相关的睡眠紊乱一致相关。第四，关联的强度和一致性因研究设计而异。使用客观睡眠测量的研究报告了较大的效应量。
**认知功能和工作绩效的预测因素**
本综述识别了影响医护人员认知功能和工作绩效的若干调节因素，包括基线睡眠质量差和睡眠时长短、心理健康状态、疲劳、时型和小睡行为。与夜班工作相关的睡眠质量差和睡眠时长短与抑郁和焦虑一致相关。疲劳成为关键且复合的因素，尤其在傍晚和夜班后。时型被识别为轮班工作耐受性的显著预测因素。安排小睡与嗜睡和疲劳降低以及认知表现改善一致相关。
**非工作因素和性别的作用**
本综述的一个重要亮点是认识到医护人员的睡眠质量是复杂的多因素现象。虽然轮班夜班工作是睡眠紊乱的主要驱动因素，但非工作因素（包括家庭照护责任、通勤时间、社交义务和工作-生活平衡）显著改变睡眠时长和质量。极少数研究明确检验了这些因素。性别差异可能进一步影响这些关系。
**对医疗系统和政策的意义**
研究结果对医疗系统具有重要意义，特别是在优化轮班排班和减轻医护人员睡眠质量差、认知损害和疲劳方面。医院应避免逆时针轮转和快速轮转。同时，将睡眠健康促进整合入职业健康服务可进一步提升工作者福祉和表现。实施证据支持的策略，如夜班期间安排小睡、战略性咖啡因使用和夜班后充足恢复期，可能有助于减少嗜睡和维持认知表现。医疗系统应考虑导致睡眠紊乱的非工作相关需求，支持性措施包括灵活排班、获得托儿服务和交通支持。
**文献空白**
本综述识别了若干关键空白。第一，研究间暴露定义不一致。第二，多数研究未明确检验轮班工作暴露中的性别差异和非工作因素。第三，证据基础严重偏向医生和护士，仅一项研究包含药师。第四，RCTs和长期纵向研究较少，限制了因果推断。
**未来研究方向**
未来研究应优先采用纵向和实验设计。需要直接比较顺时针和逆时针轮转排班的随机对照试验。纵向研究应纳入客观睡眠测量和重复认知评估。干预研究需要评估排班调整、疲劳风险管理培训、结构化小睡政策和工作场所睡眠健康项目的效果。测量方法标准化也应成为优先事项。未来研究应纳入更广泛的医疗专业人员。
**优势和局限性**
据研究人员所知，这是首个综合和整合轮班和夜班工作医护人员睡眠、认知功能和工作绩效之间关联证据的系统综述。综述整合了多种研究设计的证据，纳入了自我报告和客观睡眠测量以及主观和客观认知及工作绩效结局评估。严格的PRISMA指导的检索和质量评估增强了发现的有效性和可解释性。然而，本综述存在局限性。研究设计、人群、暴露和结局测量的显著异质性排除了定量综合。超过三分之一的研究为横断面设计，限制了因果推断。证据基础主要限于医生和护士。许多研究未充分控制关键混杂因素。自我报告睡眠测量的依赖可能引入报告偏倚。观察性研究受限于中度偏倚风险。部分干预研究缺乏设盲或未明确定义洗脱期。女性受试者的优势可能限制发现的推广性。
**结论**
本系统综述证明，与轮班和夜班工作相关的睡眠质量差和睡眠时长缩短与医护人员注意力、记忆、执行功能和反应时间的临床意义损害，以及差错率增加和工作绩效下降一致相关。重要的是，医护人员的睡眠不仅受轮班排班影响，还受照护责任、通勤需求和工作-生活平衡等非工作因素影响。多个相互作用的决定因素，包括基线睡眠质量和时长、时型、疲劳、心理健康和小睡行为，促成夜班医护人员的认知功能和工作场所表现。其中，夜班期间安排小睡是实用且可扩展的干预措施。鉴于对患者安全的直接影响，医疗系统应优先考虑证据支持的策略，包括优化轮班排班，将班次限制在14至16小时，疲劳风险管理和睡眠健康促进。因此，通过实施证据支持的策略应对轮班工作的挑战，对于保障医护人员福祉和患者安全至关重要。
