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文摘
目标比较相对的睡眠剥夺和酒精对性能的影响。
方法性能影响进行了研究在同一受试者在一段后28小时的睡眠剥夺和测量剂量的酒精血液酒精浓度(BAC)约0.1%。有39个,30名员工的交通行业和九从军队。
结果17 - 19小时不睡觉后,对应于2230年和0100年,在一些测试中的表现是等效的BAC或比0.05%。响应速度慢50%一些测试和准确性措施明显不如在这个级别的酒精。长时间不睡觉后,性能达到水平相当于最大酒精剂量给受试者(BAC的0.1%)。
结论这些发现加强证据表明睡眠剥夺疲劳的一个重要因素可能妥协性能所需的速度和准确度的安全在路上和其他工业设置。
- 睡眠不足
- 性能
- 酒精
来自Altmetric.com的统计
疲劳对安全性能的影响是公认的特别是在道路安全,但在其他设置。疲劳是最可能发生当休息减少如工作时间长或不规则时,做转变和夜间工作,或由于家庭责任或生活方式的选择。疲劳的影响被认为在16%和60%之间的交通事故12和在美国附近的估计成本500亿美元。3
最近作者认为直到现在社会已经接受了疲劳的危害虽然增加了健康和安全风险的证据。45这导致呼吁更好的信息的程度和后果疲劳性能的影响。6在实践中,问题是在何种水平的疲劳性能成为一个问题吗?设置任何安全标准的疲劳睡眠不足造成的,所需的信息是比较性能一个已知数量的时间清醒后,由其他代理降低性能。
酒精影响作为可接受的标准,一个好的模型的安全性能。酒精影响测量和标准化通过设置限制饮酒根据他们的预测对传动性能的影响。7许多国家限制的开车时酒精含量是基于实验室,模拟器,道路措施性能的速度和准确度。8这些标准提供一个基准性能赤字造成的伤害,疾病,或在这种情况下,疲劳睡眠不足。通过比较性能由于饮酒浓度的变化普遍同意危险(0.05%血液酒精浓度(BAC))8睡眠剥夺之后同样的行为,它应该可以评估睡眠不足的数量,相当于赤字出现。这是我们研究的目的。早前的研究9使用一个类似的研究设计,但看着只影响一个测试(手眼协调能力)。单一的测试是一个融合的功能和简单的努力可能不会显示足够的信息制定标准的工作设置。当前研究观察的影响等一系列性能测试任务涉及认知和运动速度、准确性、协调、和关注。
方法
主题
三十九个受试者参加本研究。三十7是男性和两名女性。表1展示了样例人口特征。大多数受试者在30 - 49岁年龄组(59%)和生活与合作伙伴(77%)。大多数受试者只有10年的教育或更少(60%)。受试者志愿者从大型道路运输企业(30科目)和澳大利亚军队运输队(9个科目)。在这两种情况下,所有受试者志愿者从可用的驱动程序和行政人员。他们被允许支付工作时间参与这项研究。受试者信息研究,要求参与。所有参与之前签署同意书。没有任何的基础上尝试选择参与者除了他们为各自的工作组织和愿意参与在学习研究。
措施
一些性能测试,如下所述。所有测试都是良好的和被用在许多先前的研究报道。他们选择的基础上,展示了对疲劳的影响。电脑屏幕上的所有测试管理标准的鼠标和键盘。
Mackworth时钟
一个被动的警觉测试涉及非常低认知需求。
简单反应时间
一个简单的响应速度测试。
跟踪
低水平,手眼协调任务简单的认知需求。
双重任务
分散注意的任务相结合的简单反应时间和跟踪测试
符号位测试
知觉编码测试
空间记忆搜索
记忆测试序列的目标,中等复杂的认知需求和低水平手眼协调能力。
内存和搜索测试
记忆测试与适度复杂的认知需求和低水平手眼协调能力。
语法的推理
逻辑推理测试涉及复杂的认知需求和低水平手眼协调能力。
在每个测试的开始和结束会话,受试者被要求估计自己的疲劳在屏幕上移动光标沿着一条线对应于他们当前的疲劳状态。人口调查问卷涉及年龄、教育水平、健康,最近的工作,最近的睡眠历史管理的第一个测试会话之前所有科目。这包括埃普沃思嗜睡量表1011全球问题和三个问题去睡觉,保持睡眠,保持清醒。睡眠呼吸暂停的风险被定义为大声打鼾的同现,夜间过度运动,停止呼吸,维持睡眠困难,很难保持清醒。12没有证据显示受试者睡眠呼吸暂停基于问卷调查的结果。每次测试前,受试者还被问及他们的睡眠在前一天晚上和食品和药物摄入量自醒。
程序
所有的测试是在实验室里进行的。这项研究使用了一个跨越随机控制设计(表2)。这意味着所有科目参加了饮酒和睡眠剥夺和测试的顺序首先是抵消,这样一半饮酒,另一半睡眠不足。受试者交替分配给每个订单的测试,因为他们进入学习。减少延续效应从一个状态到另一端,受试者允许一个长时间的休息下午测试后在当地一家旅馆休息了一夜之间测试。
受试者在两到六组进行测试。下午在测试开始前,受试者花了4个小时做三个练习所有的测试。然后他们被送往当地的旅馆过夜休息。第二天早上测试醒来开始约2小时后,约为0800年,剥夺睡眠或饮酒。这是为每个组交替的主题。涉及的酒精消费基准性能测试就来到实验室,其次是每小时剂量的酒精,性能测试每次剂量后30分钟。酒精是连续四个剂量巴设计实现的0.025,0.05,0.075,0.1%。剂量调整根据身体脂肪百分比,体重、性别和年龄。13酒精是主题的首选的形式各种各样的精神与他们喜欢的混合器。酒精(blood-breath等价物)采取措施与breathlyser(德尔格Alcotest 7110)前后每个测试会话,然后每小时直到受试者的酒精浓度在0.05%以下。受试者被允许离开测试中心。
涉及的睡眠剥夺相同序列的测试对于饮酒,与测试每小时从基线到5小时,如饮酒,那么每2小时在接下来的20小时。最后一个测试发生醒后28小时。有五个性能测试会话的饮酒和15睡眠不足。测试的顺序是随机在每个测试会话。所有会话中使用的大多数测试是:然而,三个测试(语法推理、空间记忆搜索和内存和搜索任务)降至第二,第三和第四次酒精测试会话允许时间是喝醉了,吸收。这个过程也被用于睡眠不足,这样条件之间的直接比较可以。
统计分析
统计分析,每个主题BACs记录开始和结束的每个测试5个交易日的平均产生一个值为每个测试会话。这些平均BACs策划和相关的性能测试措施分别针对测试会话为每个主题。由于吸收酒精的个体差异,观察BACs并不总是在预期层面在每个测试会话。这意味着巴的时间准确的说的0.025%,0.05%,0.075%,和0.1%的人达到必须从每个主题的图形内插。图上的这些时间被确定性能测试措施测试会话和相应的考试成绩可以被替换为每个主题。用这种方法可以估计性能测试分数为每个主题相应浓度的酒精。这些学科之间被平均浓度与每个酒精剂量显示性能的变化。
•巴的表现与0.05%和0.1%性能在剥夺睡眠测试会话8日至13日有时(1900 - 0500)为每个主题。选择这个时间窗口前的睡眠剥夺状态数据的收集,因为这段时间是最容易产生疲劳的影响,因为它覆盖了最长时间的睡眠剥夺和覆盖的主要生理槽。这个决定是增强睡眠剥夺和性能关系时绘制数据收集后,这段时间也显示最清晰的线性趋势在测试会话的所有措施。这一分析,时间被视为在午夜数量不断增加,例如,20小时的睡眠剥夺发生在0200年,醒着的时间已经约0600。在这个时间窗口之间的会话,这表现在睡眠剥夺首次比0.05%和0.1%的性能发现BACs指出每个主题。插值,自醒与性能相当于在两个酒精浓度被确定为每个主题。清醒以来被平均的分数在主题为每个性能测量。
不是所有学科促成了清醒以来分数为每个测量并不是所有科目显示恶化为所有性能测试性能在这个时间窗口。只有受试者的数据显示变化比•巴0.05%和0.1%的浓度比这些准则在1900年到0500年窗口包含在每个测试的平均值。受试者的数量导致每小时的清醒相当于BACs因此反映了受试者的百分比显示性能严重恶化在选定的时间窗口。
结果
受试者合理休息意味着7.54和7.16小时一夜睡眠后立即在每个测试条件下,分别对酒精消费和睡眠剥夺(表3)。虽然睡眠质量被评为前显著降低睡眠不足,睡眠的数量和评级的感觉新鲜醒来没有条件之间的差异,表明受试者不是部分睡眠剥夺之前测试条件。
正如所料,增加生产的酒精浓度显著减少对于大多数测试和性能的措施。表4显示的结果估计性能的变化由于不同量的酒精与基线相比,没有酒精。结果表明,损失的程度之间的函数变化测试虽然是一致的影响在不同类型的措施。0.05%的BAC例如,响应速度为-15%,反应时间减少了约8%,双重任务,Mackworth警觉,和象征数字测试对应大约45放缓,66年、136年和182年分别女士。手眼协调能力的措施显示类似的在这个BAC总体衰减率约为10%。措施的整体测试精度还显示显著衰减由于酒精,尤其是错过了信号的数量在反应时间测试中,增加了200%,和假警报的数量反应Mackworth测试,这是超过0.05%的BAC高出50%。正确的反应在Mackworth测试的数量和长度的回忆系列空间记忆任务也都在0.05%的BAC下降了约13%。疲劳的主观评级还显示显著的线性递减77% BAC的0.05%。两个测试、语法推理和记忆和搜索测试显示很少的BAC性能下降0.05%。
0.1%的BAC表现得更差所有所有的测试办法和一些措施显示的BAC减量0.05%的两倍多。最大的变化被认为精度的措施,想念在反应时间测试,这是近七次贫穷的BAC 0.1%比基线,和假警报的数量Mackworth警觉测试,这增加了在基线水平的三倍。手眼协调跟踪和双重任务比其他测试还显示一个更大的衰减,BAC恶化了50%。响应速度为Mackworth测试也超过预期,显示,42%放缓恶化与基线相比。相比之下,其他measures-response时间简单反应时间、双重任务和标志位测试,空间记忆的测试和主观评级fatigue-all显示的两倍恶化的BAC 0.1%比0.05%。同样,较高的认知测试,逻辑推理和记忆和搜索周围还显示在这个BAC恶化水平的两倍,但恶化的程度还是非常小的(约10%),即使在这个更高层次的酒精。
这些结果表明,酒精并不产生普遍影响所有的功能和它们之间的模式的影响也不同。
睡眠不足也产生衰减性能和自我评价警觉性。如表所示5,睡眠剥夺影响酒精一样类似的一系列测试。初的时间窗口(1900)性能分析对于大多数测试是非常相似的性能在睡眠剥夺的第一阶段测试一天。时间窗口,然而,发生的精神性增加睡眠剥夺对速度和准确性措施的反应时间、双重任务,跟踪和Mackworth测试和长度的空间记忆的回忆系列测试。举个例子,在1900年和0500年之间(对应于对睡眠剥夺13-23 h), Mackworth测试反应速度下降了57%,为9%,反应时间,为符号位测试双重任务的27%和15%。手眼协调能力下降了31%跟踪组件之间的双重任务,跟踪任务仅为26%。准确性也与睡眠明显减少。错过了信号的数量增长超过40% Mackworth测试,187%为反应时间测试,和假警报的数量增加了200%的Mackworth测试。符号位测试只显示衰减速度的措施而不是精度测量。语法的推理和记忆和搜索任务显示只有相对较小的降低5%左右的-10%增加睡眠不足的措施。
睡眠剥夺的水平估计产生衰减性能相当于为每个性能测量不同浓度的酒精所示表6。结果表明,平均而言,0.05%等价发生清醒大约16.91到18.55小时后,放置时间的影响在本研究中,在2238年和0017年之间。BAC的0.1%,等价之间的17.74和19.65小时后发生的觉醒是在晚上的凌晨,相应的在这个研究在2328年到0123年之间。措施之间的内部和测试非常相似级别的睡眠剥夺的影响。性能测试,似乎首先是被动警觉测试,影响Mackworth时钟测试、等价的BAC 0.05%发生在刚刚超过17小时清醒的措施。符号位的精度测量测试达到水平相当于0.05%的酒精比任何其他措施早测试,但后来等价发生明显的其他符号数字测试措施。丢失目标的可能性在反应时间测试也受睡眠剥夺影响略早于其他测试相当于BAC的0.05%,也发生在刚刚超过17小时的清醒。两个测试显示小改变增加睡眠不足,语法推理和记忆和搜索任务,并不包括在这一分析酒精等价形式可能会误导人。
表6表明受试者显示性能降低的百分比比BAC 0.05%和0.1%的会话窗口8日至13日测试之间的差异很大。超过四分之三的受试者显示,性能恶化的速度变得比0.05%的BAC贫穷措施的简单反应时间、双重任务,和Mackworth时钟警觉测试,在空间记忆搜索测试的准确性。相比之下,准确性措施的简单反应时间和数字象征任务只有大约40%的受试者显示足够的精神性比0.05%的BAC或贫穷。正如所料,对于大多数测试,一个小比例的受试者显示,性能水平相当于BAC的0.1%。然而对于大多数测试,超过一半的受试者显示恶化性能相当于BAC的0.1%。更少的科目达到0.1%的BAC的准确性措施反应时间和象征数字测试,发现0.05%等价。几个措施,更多的受试者达到等效的BAC 0.1%比0.05%,值得注意的是,在Mackworth测试精度,在符号数字和符号的数量检查测试。这一发现很有可能因为这些措施性能上限和许多学科仍在天花板上,即使在0.05%的BAC,只有显示性能衰减•巴之间的0.05%和0.1%。
讨论
这项研究表明,一般有经验的睡眠剥夺抑郁产生的性能水平相当于至少0.05%的BAC的酒精中毒。最后清醒的时间17 - 19小时,性能水平低到可以接受在许多国家作为不符合安全驾驶。最早的影响被认为Mackworth时钟测试和最新的双重任务,尽管有相对较少的变化在测试。更长时间的睡眠剥夺相当于高酒精剂量测试除了语法推理和记忆和搜索任务。
等价的BAC 0.05%也在测试非常相似。两个部分的双重任务,要么单独测试时,或组合,显示等效17至19小时的睡眠缺失相应的研究在2240年到0050年之间。Mackworth时钟测试的所有措施,等效后发生17个小时左右的睡眠不足和符号数字测试后大约17 - 19小时不睡觉。
这些结果表明,损伤性能被判断为安全驾驶的法律限制可能会开始发生早在17个小时后醒来,醒来后平均大约18个小时。这些结果证实早期工作在一个单一的任务。9重要的是,这些清醒的时期也对应于对大多数人正常的清醒的一天。清醒的社区16 - 17小时内将被视为正常,与睡前通常发生在中期晚上取决于上升的时间。因此,可以认为,这个共同的清醒和睡眠模式在确保安全中扮演一个主要部分。如果觉醒的时期是超越一般16 - 17个小时,性能可能会受损足以代表一个更大的受伤的风险。开车回家经过长时间的工作,例如,可能让你增加事故的风险。司机清醒了17 - 18小时以上可能明显慢反应,将越来越有可能错过信息时期睡眠不足进一步增加。
本研究观察睡眠剥夺的影响只在天工人的条件下合理数量的小时后,受试者休息睡眠前一晚。尽管大多数人遵循这个睡眠政权,工作安排和生活方式要求越来越需要人们扩展他们醒着的时间超过18个小时,缩短其睡眠周期结果,同时反复几天,几周,甚至几个月。这种慢性部分睡眠剥夺的影响没有考虑本研究虽然这些结果和最近的文献14表明,部分睡眠剥夺可能存在非常严重的安全性能的风险。
虽然这项研究没有直接考虑生理效应的作用,众所周知,他们从连续性能与赤字或部分睡眠不足。15本研究旨在只看睡眠不足的影响在一个晚上不睡觉一天清醒后这是睡眠不足常常需要的形式。然而,这意味着最大的时期睡眠不足伴随着生理影响的时间应该是最大的。因此,赤字的措施可能是更高的性能易受生理影响所以提高明显睡眠不足的影响。进一步的研究需要阐明的相对影响睡眠和昼夜节律的影响和对酒精消费基准测量它们。然而,值得注意的是,睡眠不足在这里找到的赤字相当于0.05%的BAC,发生在2200年和0000年之间,远远超过的时间昼夜槽发生。1516这表明睡眠剥夺,而不是生理的影响衰减性能造成严重担忧,尽管我们的结果显示额外的性能恶化由于生理效应。
这项研究的结果的总体影响是显而易见的。他们表明,适度的影响表现清醒不能打折。每天需要睡眠结束后是否要避免对性能的不利影响。最重要的是,这项研究使解释这些影响性能的一个公认的安全标准。法律限制饮酒开车时作为标准,结果表明:17 - 19小时的清醒后,受试者的性能在许多测试降至,发现在安全驾驶的法律限制。许多人保持清醒的时间16小时以上原因的工作,家庭,或社会生活。这些结果表明,在这段时间之后的觉醒疲劳达到一个水平,可以妥协的安全性能。
结果也意味着许多国家设置允许BACs妥协的点安全疲劳性能应该考虑开发类似的标准以确保人18个小时或更长时间不睡觉等危险行为保持驾驶,驾驶飞机,或操作机器。
确认
我们感谢整个研究学科的合作。我们还要感谢Rena Friswell和萨曼莎Finlay-Brown研究援助,副教授理查德Mattick关于酒精的帮助政府和国家毒品和酒精研究中心的工作人员允许我们使用他们的设备。这个项目是由联邦道路安全办公室。