新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情中醫護人員的疲勞監測研究*

陳瑞娟,鄧光華,仲月霞,李沛,張楠,王慧泉,王新

(1.天津工業大學生命科學學院，天津 300387;2.空軍軍醫大學第二附屬醫院門診部，西安 710000;3.空軍軍醫大學第二附屬醫院傳染科，西安 710000;4.空軍軍醫大學第一附屬醫院骨科，西安 710000;5.空軍軍醫大學唐都醫院，西安 710000)

1 引 言

疲勞是一種常見的亞健康狀態[1]，是指自身意識到由于進行活動所需的資源的可用性、利用率或恢復性不平衡，導致身體和精神活動能力下降[2],并且與不良的精神狀態、功能受損和各種長期疾病密切相關[3]。然而目前關于疲勞的主要研究領域為駕駛疲勞和視覺疲勞等，關于醫護人員疲勞度的研究甚少。新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情期間，醫護人員受到前所未有的工作壓力。據中國紅十字會統計，截至2020年4月，在疫情中共有18位醫護人員因過度勞累猝死。因此，關注醫護人員工作疲勞度狀況，有助于提高救治的工作效率，減少操作失誤的風險，避免醫護人員因過度疲勞而導致心腦血管疾病甚至猝死[4]。對其他高強度工作從業人員，例如駕駛員[5]、程序員、科研工作者、運動員[6]等，疲勞監測也具有重大意義。據此，我們研究了心率及心率變異性( HRV)與疲勞狀態之間的相關性，從而為疲勞評估提供依據。HRV是指逐次心跳間的微小漲落[7]。鑒于HRV是一種非侵入式檢測方法，能夠反映自主神經系統的變化[8]，本研究基于HRV對疲勞度展開分析，研究HRV在不同疲勞狀態之間的差異，該研究對于醫護行業工作者的疲勞監測與預警具有十分重要的現實意義和應用價值。

2 對象與方法

2.1 對象

本研究數據通過一款可穿戴遠程心電監護設備進行采集[9]，共采集了78例醫護人員工作時的心電數據，其中普通病區工作崗位56例，重癥病區工作崗位22例；男性醫護人員14例，女性醫護人員64例，平均年齡為(30.78±3.58)歲。

2.2 方法

2.2.1HRV參數提取 本研究疲勞度觀察指標為HRV時域、頻域參數，共HR、SDNN、RMSSD、pNN50、LFn、HFn、LFn/HFn七項參數。其中，HR表示一段時間內的平均心率；SDNN表示RR間期的標準差；RMSSD表示相鄰RR間期差值的均方根；pNN50表示大于50 ms的RR間期差值個數占總間期個數的百分比；LFn為歸一化低頻功率，反映交感神經的活性；HFn為歸一化高頻功率，反映副交感神經的活性；LFn/HFn為歸一化低頻功率與高頻功率的比值，反映交感神經和副交感神經之間的整體平衡程度[10]。本研究采集了醫護人員工作時全程的心電數據，并將其離崗前1 h的數據作為疲勞度分析數據，各項指標按照5 min短時HRV分析法進行計算，并對此1 h的各項指標取平均值作為最終的HRV分析值。

2.2.2疲勞度分級 目前，國際上較為認可的疲勞度評價表為疲勞量表-14(fatigue scale-14,FS-14)[11]，但是該量表的條目較復雜，為方便本研究的后續處理，我們設計了針對性的疲勞度問卷量表。在此問卷量表中，詳細記錄了受試醫護人員性別、年齡、工作崗位、工作班次時段、工作時出現的癥狀等基本信息。量表含身體疲勞度和腦力疲勞度兩項，均分為5個等級。為了消除填寫身體、腦力疲勞兩項內容時存在的主觀因素，我們將這兩項的量表值進行相加，作為體力+腦力綜合疲勞度評判方式，并將相加后的值分為5個等級。疲勞度分級描述內容見表1。疲勞度樣本分布見圖1，體力、腦力、體力+腦力這三種評判的疲勞度樣本整體呈現正態分布，樣本眾數均為疲勞度3。

表1 疲勞度分級描述

圖1 疲勞度樣本分布

2.2.3統計學方法 本研究使用SPSS 22.0分析軟件進行統計分析，統計內容包括不同疲勞度HRV參數的樣本數、平均值、標準誤差等。采用單因素方差分析法分析各HRV參數在5個疲勞度級數的差異性，檢驗水準α=0.05。

3 結果與討論

表2—表4分別為體力、腦力、體力+腦力三種類型的疲勞度各HRV參數比較結果。可以發現，這三種疲勞類型的HR、LFn/HFn在不同疲勞度的差異性具有統計學意義(P<0.05)，而SDNN、RMSSD、pNN50、LFn、HFn在不同疲勞度的差異性無統計學意義(P>0.05)。

表2 體力疲勞度各項HRV參數比較

表3 腦力疲勞度各項HRV參數比較

表4 體力+腦力疲勞度各項HRV參數比較

圖2—圖4分別為體力、腦力、體力+腦力三種類型的疲勞度各HRV參數平均值比較結果。可以發現，部分HRV參數與疲勞程度有很強的線性相關。HR隨著疲勞度的增大而增加；LFn、LFn/HFn隨疲勞度的增加而增加，HFn隨疲勞度的增加而減小。

圖2 不同體力疲勞度HRV參數均值比較

圖3 不同腦力疲勞度HRV參數均值比較

圖4 不同體力+腦力疲勞度HRV參數均值比較

HR隨著疲勞度的增大而增加，表明醫護人員在工作時，疲勞程度加深會導致心動加速。在臨床中，將每分鐘心率超過100次定義為心動過速，而心動過速可能會導致頭昏、心悸、眩暈等癥狀[12]。當疲勞度大于等于3時，心率均值超過100 bpm。因此，當心率值超過該范圍時，可以對醫護人員的疲勞程度起預警作用。

從HRV頻域參數可以發現，LFn隨疲勞度的增加而增加，HFn隨疲勞度的增加而減小，表明隨著疲勞程度的加深，交感神經的活性增強，而副交感神經的活性降低。LFn/HFn隨疲勞度的增加而增加，表明交感神經和副交感神經拮抗失衡。而當自主神經平衡失調時,可引發室性心律失常[13-14]、心力衰竭[15-17]等疾病。因此，這三項頻域指標可以對醫護人員疲勞時的心力狀態提供參考。

由表5可知：(1)女性醫護人員的疲勞感明顯高于男性。雖然疫情期間男女醫護人員均面臨較大工作壓力，然而女性處理事務比較細致，更勞神費力，并且還要承擔更多的家庭任務，因此女性醫護人員的工作疲勞問題需要得到更多的關注。(2)年齡大于30歲的醫護人員在體力+腦力綜合疲勞感低于年齡小于30歲的，可能是由于工作經驗和熟練度的增長，工作效率的提高，使得疲勞感降低。(3)由于重癥病房的工作強度更大、工作時間長，重癥病房的醫護人員的疲勞感高于普通病房的醫護人員。

表5 不同性別、年齡、工作區的疲勞量表分值均值

醫務工作者屬于強體力、強腦力勞動群體，特別是COVID-19疫情給一線醫護人員帶來極大了身體與精神的考驗。根據本研究疲勞度問卷量表的反饋，絕大多數醫護人員在工作時出現了胸悶、心慌、乏力、氣急、視聽力下降等癥狀。因此，醫護人員在救助工作的同時，也要注意自身體力和精力保持在正常狀態，避免因過度疲勞導致的心血管疾病。睡眠障礙是導致心理疲勞、身體疲勞的重要因素，因此充足良好的睡眠質量對疲勞感的解除有積極作用[18]。在本研究采集的數據中，發現一些醫護人員存在室性早搏現象，因此，可以在每天工作離崗后做一次心電圖，以掌握自身每日的心血管狀態。

4 結論

本研究通過采集COVID-19疫情中一線醫護人員工作時的心電數據，分析了救治工作中隨著疲勞度增強，HRV參數的變化。通過對體力、腦力、體力+腦力三種狀況下的疲勞度分析發現，HR與LF/HF在不同等級的疲勞度之間存在顯著差異性(P<0.05)，HR隨著疲勞等級增大而增加，LFn與LFn/HFn隨疲勞等級增加而增加，HFn隨疲勞等級增加而減小，表明這些HRV參數與疲勞等級存在確切的聯系，其分布趨勢對于疲勞監測也具有理論意義。從自我評價的疲勞量表得分均值得知，疲勞度在醫護人員的性別、年齡、工作環境的不同因素中也存在差異。檢測醫護人員的HRV變化，有助于判斷當前的疲勞狀態并及時發出預警，能夠為醫護人員合理安排班次、工作強度與時長提供指導，同時對于其他行業的疲勞監測也具有廣闊的研究前景和重要的應用價值。