在复杂运行环境中采集睡眠、昼夜节律、疲劳与表现数据

在实际操作环境中收集警觉性和绩效数据具有挑战性。我们的方案提供了一套用于在真实世界中收集疲劳对抗措施数据的工具。该方案允许在复杂的操作环境中对睡眠、绩效和昼夜节律相位进行评估。

这些技术可用于评估多个作业人群中的睡眠不足和昼夜节律失调的流行情况。这些技术还可更准确地揭示慢性睡眠缺失和昼夜节律失调对长期健康的纵向影响。由于参与者未由研究人员直接监督，因此必须详细描述数据采集流程，并频繁与参与者保持联系。

开始数据采集程序之前，选择一种已在实验室环境中经多导睡眠图验证过的活动监测仪。要求每位受试者在整个实验期间，将活动监测仪紧密而牢固地佩戴于非优势手的手腕上。若因游泳或淋浴等活动需要取下监测仪，应在每日睡眠日记中予以记录，以便将监测仪的取下情况与午间静息状态区分开来。

如果活动监测仪包含事件标记功能，请要求参与者在每次取下监测仪时点击标记，以协助我们进行分析。同时，指导参与者在每次睡眠开始就寝和醒来时按下事件标记，以增强睡眠日记中获取的信息，并辅助后续分析。

为参与者分配活动监测仪后，选择一个应用程序用于每日数据采集。在开始任何研究程序之前，让参与者填写一份包含人口统计学信息的基线问卷，以帮助解释研究结果。指导参与者在主要睡眠时段前后通过应用程序填写睡眠日记。

在主要睡眠阶段醒来后，请让受试者记录醒来时间、觉醒次数及持续时间，以及睡眠质量。指导受试者在睡前将任何小睡的持续时间与发生时间，以及预期的就寝时间记录在睡眠日记中。对于PVT追踪，请向每位受试者宣读以下说明，以确保所有受试者接受相同的培训。

每次请将设备保持在横向位置，并在整个测试过程中，将两个拇指悬停在屏幕上方几毫米处。测试期间，使用您惯用手的拇指点击屏幕，即您通常用来写字的手。

当您看到方框中滚动的红色数字时，必须使用惯用手的拇指在所有测试中对刺激作出反应。显示屏上的数字表示您每次反应的速度，数字越小，表现越好。请尽量做到最好，每次争取获得尽可能低的数字。

如果在数字出现之前过早点击屏幕，您将看到错误提示“FS”，表示起始过早。如果使用非优势手臂进行点击，您将看到提示“ERR”，表示操作错误，请避免出现“FS”和“ERR”。如果您忘记抬起拇指，测试界面会在稍后提醒您。

演示进行PVT测试时触摸屏设备的正确位置以及拇指的位置，并指导受试者始终将触摸屏设备置于飞行模式且关闭Wi-Fi。指导受试者在无干扰的时间段开始PVT测试。如果测试过程中出现干扰，应让受试者在测试结束后于应用程序内记录干扰次数。

每次飞行下降过程中，参与者需与其工作伙伴沟通，确保对方能够抽出时间完成研究任务，并保证周围环境无干扰。为了测量6-磺酰氧基褪黑素的生成量以评估昼夜节律相位，应在培训当天向参与者提供尿液采集套件、尿液记录表以及相关使用说明。尿液采集套件包括尿液收集帽或尿液收集壶。

若干移液管，每24小时尿液采集需准备五个已标记的尿液收集管，另加两个备用管和白色标签贴纸，清洁的生物危害密封袋。运输材料、冰袋、尿液采集记录表，以及每次采集时段可供参考的说明复印件。告知参与者从当天第一次排尿醒来时开始，连续24小时内收集所产生的全部尿液，白天每四小时为一个采集段，夜间为一个八小时采集段，共采集五个样本。

为获取尿液样本，应指导参与者每次使用新的移液管，将少量尿液从收集容器转移至一个新的小型离心管中，每份样本均需如此操作，直至管内液体至少半满。盖上管盖后，参与者应使用当日样本采集序号对离心管进行标记。标记后的离心管应放入一个大型自封式生物危害袋中，并将该袋连同冰袋一起放入运输盒内。

然后确保为每位参与者提供一张已预付且填写好地址的快递标签。此处展示了一个活动监测仪记录的活动图谱示例，该监测仪用于追踪睡眠时长、就寝时间、觉醒时间及睡眠质量。对于该个体，通过混合效应回归分析评估发现，其睡眠时间与持续时长随工作开始时间的不同而表现出显著差异。

此代表性表格展示了多名参与者在睡眠日记中记录的不同作息类型下的就寝时间、起床时间、睡眠时长及睡眠质量。在基线阶段，参与者平均就寝时间为23:10左右；早班作息阶段的就寝时间与基线相比有显著差异，参与者报告的就寝时间早于早班开始时间。中午班和晚班作息的就寝时间与基线相比也存在显著差异，参与者报告的就寝时间较晚。

与基线相比，受试者在休息日的入睡时间显著推迟。与基线相比，受试者在早班日的睡眠时间显著减少，而在其他排班类型的睡眠持续时间与基线相比无显著差异。根据研究阶段分组，对参与尿液采集程序的每位个体的6-硫酸氧褪黑素节律峰值相位分析显示，与睡眠结果一致，主要昼夜节律相位随工作开始时间发生显著偏移。

采用混合效应回归分析，PVT测试中的失误次数和反应速度结果相似。与基线水平相比，受试者在每种作息安排下的失误次数均显著增加。而在休息日，受试者的表现与基线水平相近。

该流程中最重要的步骤是对参与者进行充分培训，以确保其能够顺利完成研究任务，特别是警觉性测试（PVT）的数据采集。这种多种方法与测试的紧密结合，使得在实际操作环境中采集睡眠、表现和昼夜节律相位数据成为可能。