定錨睡眠對模擬輪班工作者的睡眠與警覺度之改善效果 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學心理學研究所碩士論文. 指導教授：楊建銘教授. 政治大. 立定錨睡眠對模擬輪班工作者的睡眠與警覺度之改善效果. ‧ 國. 學. Effects of anchor sleep on improving sleep and vigilance in. Nat. n. al. er. io. sit. y. ‧. simulated shift workers. Ch. engchi. i n U. 研究生：張凱琪中華民國一百零三年四月. v.

(2) 謝誌碩士生涯終於要走到終點，這幾年經歷許多事，現在回想起其中的辛苦，我也毫無把握能笑著度過，也因此能深刻的記著這段路程裡陪伴我、在就要放棄時拉我一把的人們，我期待有一天能和你們笑著談起這段生活。首先，要感謝指導教授楊建銘老師，從對研究陌生且懼怕到完成一篇論文，即便不能盡善盡美，對我也是十分的不容易，老師總是對於研究方向和邏輯詰問，尤其在最後的文字修潤常指出要加強的部分，讓我能多加思考且終能完成差強人意的寫作，謝謝老師給予的教導和包容。再來，要感謝蔡宇哲老師，在設計班表. 政治大論的書信往返時給予的鼓勵，帶給我很大的支持和溫暖。同時，也感謝鍾明惠老立時提醒我許多實驗要注意的部分、關於結果和討論的仔細建議，蔡老師在每封討. ‧ 國. 學. 師願意花費時間與耐性，提點許多班表設計時該注意的臨床觀點和許多我在論文中的文字錯誤。除感謝三位老師的用心指導，也要謝謝在漫長的收案過程中，協. ‧. 助我轉貼訊息的朋友們，更要感謝所有參與研究的受試者，因你們極具耐心的參. sit. y. Nat. 與這個繁複又辛苦的輪班實驗，研究才得以完成。. al. er. io. 感謝睡眠實驗室的學長姊、學弟妹們，大夜班的辛苦我們都瞭解，所以謝謝. v. n. 你們義不容辭支援那些難以計數的深夜，特別謝謝在我實習時協助我輪值許多白. Ch. engchi. i n U. 班的雅雯學姊、小撰和批批，雅雯學姊總為我打氣，計劃口試前花了很多時間修潤我的字辭和邏輯，一直以來給我很多有用的建議和幫助，尤其感謝在我收案挫折不已近乎要放棄時安撫我，而我第一個接的治療能有學姊當督導，讓我有許多學習和信心的建立，種種都讓我非常感動和感激。謝謝小撰和純慧學姊在實習與工作之餘陪我練習口試，打氣之餘也給我許多實用且精準的建議，小撰更在統計上幫了我許多忙，也謝謝立瀛和偉康在口試前一天空出時間聽我預報。謝謝依凡在我論文計劃口試前夕焦慮不已時，主動為我整理可能被詢問的問題，讓我受寵若驚！謝謝郁秀、映妤、哲虹、鬍子，一起運動和聊天的過程總給我很多正向的力量，感謝琬渝常給我冷靜的分析，讓我能在焦慮中繼續往前，還要謝謝明潔、 I.

(3) 涵茵給予的關心和信心喊話。大家的陪伴和鼓勵讓我夢寐有姊妹相伴的感覺得以如償，也總激勵我想向你們看齊。感謝我的好朋友們芃文、哲珊、Ayumi、宇涵、瞇瞇，你們總平靜的讓我知道你們對我有多少信心，也要謝謝玲承，在我最哀慟時不停稍來祝福和安慰，還要謝謝珮詠在我最後寫作時提供空間，並且陪伴我抒解壓力，能有你們在我身邊讓我由衷感到幸運。謝謝爸媽總為我心急，終能回應你們的期待和支持讓我如釋重負，謝謝你們提供的資源和總想試著幫忙的心意。最後，要謝謝陪伴我度過大半研究生涯的. 政治大連離開，帶來我至今仍難以形容的悲慟，然而，我仍然感激與你們多年的相處且立黑妞，讓我慶幸自己能在台北就讀研究所，雖然妞妞和胖胖在我收案的過程中接. 永遠難忘你們給我的撫慰和喜樂。. ‧ 國. 學. 即便在此刻，我仍不能肯定多年來的辛苦是否獲得相應的報償，但可以肯定. ‧. 的是此段路程能有這麼多人的幫助和陪伴是我極大的福份，謝謝你們讓我終能沒. n. al. er. io. sit. y. Nat. 有罣礙地往下一階段邁進。. Ch. engchi. II. i n U. v.

(4) 摘要輪班工作者除了睡眠片段化、睡眠品質降低等困擾外，工作時間的嗜睡與警醒度下降亦是常見問題，這些影響都可能跟輪班造成的內在晝夜節律與輪班工作時間的不一致有關。根據 Minors & Waterhouse (1983)提出的定錨睡眠的概念，每天若能有四個小時在固定時間的睡眠，會有穩定內在晝夜節律、減少位移的效果，然而過去研究未曾探討定錨睡眠應用在輪班工作者的效果。因此，本研究的目的在於以模擬輪班的方式，比較採用定錨睡眠者與非定錨睡眠者在模擬輪班工作中的主觀嗜睡度、心理動作警覺度，以及睡眠指標，以探討定錨睡眠對於輪班工作. 政治大本研究採混合實驗設計，招募睡眠品質良好的受試者，並排除極端夜貓型或立. 者的睡眠與警覺度的影響，以期有助於輪班工作中的適應。. ‧ 國. 學. 極端早晨型晝夜節律型態者，共包含 20 名受試者、依據性別配對隨機分派至定錨睡眠與無定錨睡眠組（各 7 名女性、3 名男性，平均年齡 24 歲）。受試者需進. ‧. 行 11 天的模擬輪班，進行白班與大夜班的輪班；班表為：2 天白班-1 天休假-2. sit. y. Nat. 天大夜班-1 天休假-2 天白班-1 天休假-2 天大夜班，受試者在實驗期間均配合配. al. er. io. 戴活動記錄儀與填寫睡眠日誌，並在第二次輪值的工作時間測量心理動作警覺作. v. n. 業（psychomotor vigilance task，PVT）與史丹福嗜睡度量表（Stanford Sleepiness. Ch. engchi. i n U. Scale，SSS）。研究結果以三因子及雙因子變異數分析進行統計考驗。研究結果發現在 PVT 的反應時間中位數與疏漏次數上，採用定錨睡眠者在白班至大夜班所增加的反應時間與疏漏次數低於非採用定錨睡眠者，且採用定錨睡眠者在工作時有較低的主觀嗜睡度、持平的主觀警醒度；在睡眠指標上，定錨睡眠組入睡後醒覺時數較短、夜班的主觀睡眠品質較佳。整體來說，研究結果顯示採用定錨睡眠能增進在工作中的心理動作警覺度、降低主觀嗜睡度，並促進睡眠的穩定度及夜班主觀睡眠品質，提供定錨睡眠運用在實際的輪班工作場域的初步證據。. 關鍵詞：定錨睡眠、輪班工作、心理動作警覺度、主觀嗜睡度 III.

(5) ABSTRACT Sleep fragmentation, poor sleep quality, as well as sleepiness and decreased alertness at work are all common problems in shift workers. It is assumed that these problems are associated with the dyssynchronization of endogenous circadian rhythms and shift-work schedule. According to the concept of anchor sleep proposed by Minors & Waterhouse (1983), consistent sleep for few consecutive days can stabilize endogenous circadian rhythm and prevent the phase shift. However, previous studies have not investigate the effect of anchor sleep in shift workers . The current. 政治大 anchor sleep on sleep, sleepiness and psychomotor vigilance at work in a simulated 立 study used an experiment-manipulated shift work schedule to explore the effects of. shift work, in order to evaluate the possibility of applying anchor sleep in the. ‧ 國. 學. assistance of adaption to shift work.. ‧. Twenty participants with good sleep quality, intermediate types of. sit. y. Nat. morning-eveningness, were divided according to gender and randomly assigned to an. io. er. anchor-group and a non-anchor-sleep control group (7 females and 3 males in each group, mean age 24). They were required to follow an eleven-day schedule that. al. n. v i n C hThe subjects wereUrequired to wear actigraphy simulate the schedule of shift work. engchi and keep sleep logs throughout the experimental period and their psychomotor. vigilance and subjective sleepiness at the second work shifts were measured with psychomotor vigilance task (PVT) and Stanford Sleepiness Scale (SSS). The data was analyzed using three-way and two-way ANOVA. The data showed that PVT median reaction time and the number of lapses increased less from day-shift to night-shift in anchor sleeper, the anchor sleeper also had lower sleepiness, and more steady subjective alertness during the working time. Also, they had better subjective sleep quality in night-shift and shorter wake after sleep onset time than the control subjects. IV.

(6) The findings of the current study suggest that anchor sleep can reduce the deterioration of subjective sleepiness and vigilance at work in shift workers, and maintain the sleep quality in night-shift. It provides preliminary evidence that support the use of anchor sleep in the assistance of the adjustment of shift work.. Keyword: anchor sleep, shift work, psychomotor vigilance, sleepinesss. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. V. i n U. v.

(7) 目次第一章. 前言…………………………………………………………………………1. 第二章文獻探討第一節. 輪班工作者的定義與比例................................................................ 3. 第二節. 輪班工作者的常見困擾.................................................................... 4. 第三節. 晝夜節律的機制與影響.................................................................... 9. 第四節. 因應輪班工作的方法...................................................................... 15. 第五節. 定錨睡眠與睡眠及警覺的關係...................................................... 17. 第六節. 研究問題與假設.............................................................................. 21. 立. 第三章研究方法. 實驗設計與步驟.............................................................................. 24. ‧. 第三節. ‧ 國. 第二節. 研究對象.......................................................................................... 23. 學. 第一節. 政治大. 研究工具. sit. y. Nat. 3.1 心理動作警覺作業 ............................................................................. 28. al. er. io. 3.2 史丹福嗜睡量表 ................................................................................. 28. v. n. 3.3 日夜節律型態量表 ............................................................................. 28. Ch. engchi. i n U. 3.4 匹茲堡睡眠品質量表 ......................................................................... 29 3.5 奧克蘭睡眠問卷 ................................................................................. 29 3.6. MINI 國際神經精神科晤談表台灣版 ............................................ 30. 3.7 睡眠日誌 ............................................................................................. 30 3.8 活動記錄儀 ......................................................................................... 31 第四節. 資料分析.......................................................................................... 31. 第四章結果第一節. 受試者的人口學資料及基準天數資料………………………..…34. 第二節. 值班時的心理動作警覺程度的客觀評量資料分析………..……36 VI.

(8) 第三節. 值班時的主觀嗜睡程度之資料分析………………………..……54. 第四節. 睡眠日誌及活動紀錄儀之睡眠參數資料分析………………..…61. 第五章討論第一節. 定錨睡眠對輪班工作的心理動作警覺度之影響………………..72. 第二節. 定錨睡眠對輪班工作的主觀嗜睡程度之影響……………..……75. 第三節. 定錨睡眠對主、客觀睡眠之影響…………………………………77. 第四節. 研究限制與對未來研究的建議………………………………..…78. 參考文獻…………………………………………………………….……….............82. 附錄六. 匹茲堡睡眠品質量表.................................................................... 106 睡眠日誌........................................................................................ 108. y. Nat. 附錄五. 奧克蘭睡眠問卷............................................................................ 100. ‧. 附錄四. 學. 附錄三. 日夜節律型態量表.......................................................................... 97. 輪值「大夜班」後作息狀況問卷………………………………109. io. sit. 附錄二. n. al. er. 附錄一. 政治大史丹福嗜睡量表.............................................................................. 96 立. ‧ 國. 附錄. Ch. engchi. VII. i n U. v.

(9) 表目錄表一、兩組其基本人口學資料及基準值的史丹福嗜睡量表（SSS）與心理動作警覺作業（PVT）之描述統計與 t 檢定摘要……………………………..……………..34 表二、兩組分別與基準天數在各班別、各測量時間點的反應時間中位數差異值資料……………………………………………………………………………………..38 表三、兩組分別與基準天數在各班別、各測量時間點的反應時間中位數差異值之變異數分析摘要……………………………………………………………………..39 表四、與基準天數在同一時間點、不同班別的反應時間中位數差異值資料……..40. 政治大異數分析摘要………………………………………………………………………..41 立. 表五、與基準天數在同一時間點、不同班別的反應時間中位數差異值之單因子變. ‧ 國. 學. 表六、與基準天數在同一班別、不同時間點的反應時間中位數差異值資料.….41 表七、與基準天數在同一班別、不同時間點的反應時間中位數差異值之單因子變. ‧. 異數分析摘要………………………………………………………………………..42. y. Nat. n. al. er. io. sit. 表八、兩組分別與基準天數在不同班別的反應時間中位數差異值資料………....43. v. 表九、兩組分別與基準天數在不同班別的反應時間中位數差異值之單因子變異數. Ch. engchi. i n U. 分析摘要……………………………………………………………………………..44 表十、兩組分別與基準天數在各班別、各測量時間點的疏漏次數差異值資料…..47 表十一、兩組分別與基準天數在各班別、各測量時間點的疏漏次數差異值之變異數分析摘要…………………………………………………………………………..48 表十二、兩組分別與基準天數在不同班別的疏漏次數差異值資料…………….49 表十三、兩組分別與基準天數在不同班別的疏漏次數差異值之單因子變異數分析摘要…………………………………………………………………………………..50. VIII.

(10) 表十四、與基準天數在同一時間點、不同班別的疏漏次數差異值資料………….51 表十五、與基準天數在同一時間點、不同班別的疏漏次數差異值之單因子變異數分析摘要……………………………………………………………………………..52 表十六、與基準天數在同一班別、不同時間點的疏漏次數差異值資料……….52 表十七、與基準天數在同一班別、不同時間點的疏漏次數差異值之單因子變異數分析摘要……………………………………………………………………………..54 表十八、兩組分別與基準天數在各班別、各測量時間點的主觀嗜睡度差異值資. 政治大. 料……………………………………………………………………………………..56. 立. 表十九、兩組分別與基準天數在各班別、各測量時間點的主觀嗜睡度差異值之變. ‧ 國. 學. 異數分析摘要………………………………………………………………………..57. ‧. 表二十、與基準天數在同一時間點、不同班別的主觀嗜睡度差異值資料……..58. sit. y. Nat. io. er. 表二十一、與基準天數在同一時間點、不同班別的疏漏次數差異值之變異數分析摘要…………………………………………………………………………………..59. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 表二十二、與基準天數在同一班別、不同時間點的主觀嗜睡度差異值資料….60 表二十三、與基準天數在同一班別、不同時間點的主觀嗜睡度差異值之變異數分析摘要………………………………………………………………………………..61 表二十四、兩組之主觀的睡眠相關參數資料…………………………….………..66 表二十五、兩組的主觀睡眠相關參數之變異數分析摘要…………….…………..67 表二十六、兩組之客觀的睡眠相關參數資料……………………….……………..68. IX.

(11) 表二十七、兩組之客觀睡眠相關參數的變異數分析摘要…………………………69 表二十八、兩組之主觀睡眠品質的交互作用之變異數分析摘要………………..71 表二十九、兩組之主觀警醒度的交互作用之變異數分析摘要…………………..71. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. X. i n U. v.

(12) 圖目錄圖一、晝夜節律與恆定系統擷抗圖…………………………………………………10 圖二、核心體溫與其他晝夜節律的關係……………………………………..……..12 圖三、內在晝夜節律的核心體溫與「簡單」、「複雜」認知作業表現之簡圖…..13 圖四、定錨睡眠下之核心體溫的最高時間相位…………………………………..18 圖五、定錨睡眠組……………………………………………………………………26 圖六、無定錨睡眠組…………………………………………………………………26 圖七、實驗流程………………………………………………………………………27. 政治大圖九、各測量時間點與基準天數在四個班別中的反應時間中位數差異值……..37 立圖八、兩組別與基準天數在四個班別的反應時間中位數差異值………………..37. ‧ 國. 學. 圖十、各班別與基準天數在五個測量時間點中的反應時間中位數差異值………37 圖十一、兩組別與基準天數在四個班別的疏漏次數差異值……………………..46. ‧. 圖十二、各時間點與基準天數在四個班別的疏漏次數差異值…………………..46. sit. y. Nat. 圖十三、各班別與基準天數在五個時間點的疏漏次數差異值…………………..47. al. er. io. 圖十四、各時間點與基準天數在四個班別中的主觀嗜睡度差異值……………..55. v. n. 圖十五、各班別與基準天數在五個時間點中的主觀嗜睡度差異值……………..56. Ch. engchi. i n U. 圖十六、兩組在四個班別中的主觀入睡耗時………………………………………63 圖十七、兩組在四個班別中的客觀入睡耗時……………………………………..64 圖十八、兩組在四個班別中的客觀入睡後醒覺總時數…………………………..64 圖十九、兩組在四個班別中的主觀睡眠品質……………………………………..65 圖二十、兩組在四個班別中的主觀警醒度………………………………………..65 圖二十一、超過四天（88 小時）連續睡眠剝奪的心理動作警覺作業之反應時間分布…………………………………………………………………………………..74. XI.

(13) 第一章、前言隨著生活方式與產業型態的改變，輪班的工作方式因應而生，輪班工作者的睡眠型態也與過往有所不同。根據勞工安全衛生研究所的調查，2001 年臺灣地區有 10.9%的成人為輪班工作者，2010 年則有 23.09%屬輪班工作者，顯示臺灣的輪班人口急遽上升（勞工安全衛生研究所，民 94，民 100）。同時，過去研究也發現輪班工作與許多健康問題及工作效能的困擾相關，不僅增加許多疾病的罹患率，更影響工作時間的警覺度、認知功能、生活品質及工作滿意度，故確為需獲得重視的問題。. 政治大（Folkard, Lombardi, & Spencer, 立 2006），當班表快速輪替時，內在晝夜節律無法. 過去的研究顯示輪班工作者的睡眠和工作效能，與其內在晝夜節律有所關連. ‧ 國. 學. 跟上輪替的速度（Härmä, 2000），造成內外在晝夜節律差異，可能無法在主要的睡眠時段有良好的睡眠，需要維持清醒時卻又難以保持警覺，便容易出現失眠及. ‧. 工作時段嗜睡的情形，因此有高比例的輪班工作者曾有睡眠相關的抱怨. sit. y. Nat. （Åkerstedt, Kecklund, & Knutsson, 1991），而工作時段的嗜睡不只影響本身的健. al. er. io. 康，也可能對工作效能和安全產生危害（Dinges, 1995）。. v. n. 若輪班工作對於晝夜節律的影響甚劇，內在晝夜節律的失調又會對身心健康. Ch. engchi. i n U. 與生活品質造成影響，有什麼方法可以減少它的影響程度，便成為相關研究人員探討的課題。過去探討光照、褪黑激素、班表細部的調整以提升內在晝夜節律適應班表輪替的研究眾多，但上述方法在效果及可行性上仍都有所限制，在個別主觀的偏好上也有所差異，故需更多方法來協助輪班工作者因應晝夜節律失調的問題。因此本研究試圖應用定錨睡眠的概念，以縮小內外在晝夜節律的差異性。定錨睡眠的概念為每天至少有四小時固定的睡眠時段，加上零星的小睡便能穩定內在晝夜節律，透過核心體溫和尿液中組成物的測量，發現定錨睡眠可以使內在晝夜節律不容易位移（Minors, & Waterhouse, 1981）。但相關研究並未將定錨睡眠的概念應用至容易受晝夜節律混亂困擾的輪班工作者。因此，本研究將以模擬輪班 1.

(14) 的方式，探討在工作風險最高的大夜班中，定錨睡眠對主觀嗜睡度與客觀警覺度測驗的影響，以瞭解定錨睡眠應用在輪班工作者的成效。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 2. i n U. v.

(15) 第二章、文獻探討第一節、輪班工作者的定義與比例輪班工作（shift work）指的是現今工業社會中的一種工作型態，是為了延長工作時間，一個或一組工作人員按照班表在相同的工作崗位接替著工作，通常大部分的工作時間都落於一般的工作時間之外（ International Labour Organization [ILO], 2004），或多不在常見的上午七點到九點的時段開始工作（Mellor, 1986）。輪班工作有許多種方式，包含：1) 固定式輪班（permanent shift）工作人員固定. 政治大員需要在一個以上的班別工作，在二十四小時內依序輪替到不同班別；3) 變形立. 在特定時段內工作，如白班或夜班工作；2) 換班式輪班（rotating shift）工作人. ‧ 國. 學. 輪班（oscillating shift）輪替的班別只有兩班制，白班及小夜班或小夜班及大夜班；4) 分割式輪班（split shift）利用幾小時的間隔將工作時間分割為不同區段，. ‧. 在最忙碌的時段安排較多人員，較不忙碌的時段則作為間隔，安排部分人員休息；. sit. y. Nat. 5) 待命式輪班（on-call shift）為一種特殊的輪班方式，工作人員在排定的時段. io. er. 內可以休息或自行安排時間的使用，等待被緊急通知時才回到崗位執行工作（行. al. 政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 ﹝勞安所﹞，民 90）。. n. v i n Ch 在社會需求下，二十四小時持續服務的行業愈來愈多，現今世界主要工業社 engchi U. 會國家實施輪班制度的比例都有增加的趨勢，歐盟 2000 年的輪班工作者佔總勞動人口的 20%，挪威有 23%，美國則以每五年 3%的速度持續增長。根據勞工安全衛生研究所對工作環境安全衛生狀況的認知調查，2001 年臺灣地區有 10.9% 的輪班工作者（勞安所，民 94，民 97，民 100）， 2007 年則有 19.9%的受僱者為輪班工作者（9.1%為換班式輪班，5.2%為固定夜班或大夜班，5.7%為不固定班別），而 2010 年臺灣地區有 23.09%為輪班工作者（8.43%為換班式輪班，2.07% 為固定夜班或大夜班，8.82 為固定小夜班，3.77%為不固定班別），顯示臺灣地區的輪班工作者在近十年的整體勞工比例中也有快速增長的趨勢。 3.

(16) 在不同的輪班方式當中，最普遍的輪班方式為換班式輪班，臺灣的換班式輪班佔輪班人口的比例最高，美國 2004 年則有 15%以上的勞動人口從事換班式輪班，佔最高比例的職業為醫護及餐飲業（United State Department of Labor [BLS], 2005），在醫護業中最常見為分成白班、小夜班、大夜班的三班制，各班分別為 8 小時（洪麗真、林淑萍，民 95）。. 第二節、輪班工作者的常見困擾輪班工作所產生的問題可大略分類為生理心理健康、工作表現兩大類，輪班. 政治大患生理疾病的風險，比起白天工作者有更高的冠狀動脈心臟病（Knutsson, 1989）、立工作造成的明顯不適和健康相關問題已長期受到注意，如：長期輪班工作增加罹. ‧ 國. 學. 心血管相關疾病和第二型糖尿病罹患率（Viitasalo et al., 2012; Wang, Armstrong, Cairns, Key, & Travis, 2011），較多的腸胃道相關抱怨（Saberi & Moravveji, 2010）、. ‧. 胃潰瘍、腸躁症與腹痛的風險升高（Nojkov, Rubenstein, Chey, & Hoogerwerf,. sit. y. Nat. 2010），和較差的睡眠品質和心理健康（Arimura, Imai, Okawa, Fujimura, & Yamada,. al. n. 2012; Costa, 2010）。. er. io. 2010; Lin et al., 2011），且女性輪班工作者的乳癌罹病風險也較高（Bonde et al.,. Ch. engchi. i n U. v. 在生理心理健康中的睡眠困擾部分，由於較直接影響到工作效率和主觀生活品質，因此備受研究重視。輪班工作者一般經驗到較高程度的焦慮、易怒且有忽略壓力的傾向，若罹有輪班工作睡眠疾患（請見下一節）者則又有明顯更差的生活品質，包含睡眠與休息、情緒反應（抑制和困擾）、家庭管理、社會互動、休閒娛樂、工作、慮病等指標皆呈現出較差的結果，並會因為睡眠問題而無法參與家族與社交活動，夜班工作者一個月會錯過8.6天的活動，輪班工作者則錯過10.1 天（Drake, Roehrs, Richardson, Walsh, & Roth, 2004）。進一步了解睡眠的部分，輪班工作者有很高的比例經驗到睡眠不足與過度嗜睡等困擾（Sallinen & Kecklund, 2010），嗜睡程度高不僅使人主觀上難以維持清醒和專注，在行為表現 4.

(17) 上也易出現打瞌睡和工作表現的缺損（Dement & Carskadon, 1982）。若個體在工作時段中出現高度嗜睡的情形，則可能增加工作意外的風險，因此嗜睡被認為是造成工作中和其他時間意外發生的重要因素。嗜睡除了與睡眠剝奪有直接的關係外，其他造成嗜睡的常見原因還包含睡眠的生理疾患和睡眠困擾（Michael, Doghramji, Hauri, & Morin, 2000）。在勞動人口的橫斷式問卷調查中發現，報告過去兩個月中曾在工作中不自覺睡著比例高者，主要為須配合夜班輪值的輪班工作者和有睡眠障礙者為主（以Karolinska睡眠障礙量表測量），其主要的睡眠困擾為睡眠中斷、睡眠片段化及睡眠品質差等（Åkerstedt et al., 2002）。. 政治大表示一週中曾不自主睡著的慢性嗜睡者，比起僅有前測或後測較嗜睡者，以及不立在另一個針對勞動人口連續5年的問卷追蹤研究裡，發現在前測與後測中都. 嗜睡者，有更高比例的人從事輪班工作（前測：21.9%、後測：21.6%），且慢性. ‧ 國. 學. 嗜睡者中有30.4%有長於5年的睡眠困擾，其中最主要引起嗜睡的睡眠困擾為睡眠. ‧. 片段化及頻繁的睡眠中斷（Martikainen, Partinen, Hasen, Urponen, Vuori, &. y. Nat. Laippala, 1998）。許多問卷調查在輪班工作者的嗜睡困擾，結果發現輪值大夜班. er. io. sit. 的輪班工作者與固定白班工作者相比，在主要的睡眠時段內早醒1小時，且其總睡眠時間減少2-4小時（Åkerstedt, 1998; Åkerstedt et al., 2002），此外，輪值白班. al. n. v i n 和大夜班時分別習慣在白班結束後及大夜班開始前進行小睡作補眠，因而縮短了 Ch engchi U 主要的睡眠時段的睡眠長度（Åkerstedt & Torsvall, 1985; Rosa, 1993），在針對輪. 班工作者的追蹤問卷調查結果中，也顯示睡眠品質和睡眠長度會隨白班至大夜班逐步遞減（Camerino et al., 2008）。調查也發現50%的輪班工作者曾在輪值大夜班時，在主要的睡眠時段內經驗到自發性的睡眠中斷，而輪值白班的工作者的主要抱怨則為難以醒覺和非自發性的醒覺（Åkerstedt, Kecklund, & Knutsson, 1991）。另一個2年的橫斷式調查研究中顯示，輪班工作者中依據不同的輪班型態有 39-53%的失眠盛行率、30-45%有睡眠不足、20-37%有白天過度嗜睡的抱怨，且依據不同的生活形態，久坐不動、大量使用酒精飲品，會使睡眠抱怨更為劇烈，其中，兩班制與三班制換班式輪班的工作者存有高比例的睡眠抱怨，失眠盛行率 5.

(18) 介於46-47%，睡眠不足則介於37-40%（Härmä, Tenkanen, Sjoblom, Alikoski, & Heinsalmi, 1998），如需輪班的警察比起固定白班者有更高的失眠和嗜睡比例（Garbarino, et al, 2002）、女性護理師中則有32-35%的換班式輪班者在工作中有非預期內睡著的情形（Gold, et al., 1992）。由此可知，換班式輪班工作者相較於非輪班及固定輪班方式的工作者而言，有較多的失眠困擾，包含睡眠中斷、早醒等情形，繼而亦有睡眠剝奪與過度嗜睡的困擾。而在客觀生理測量的研究也顯示出相同的結果，在已排除睡眠相關生理疾患的輪班卡車司機，其總睡眠時間短（4.78小時），並在其輪替夜班工作時的腦波. 政治大昏昏欲睡的狀態（Mitler, Miller, Lipsitz, Walsh, & Wylie, 1997），對於輪班的托運立圖發現睡眠階段一（sleep stage one，N1）的腦波，表示其在工作時段中可能為. 車司機測量多次入睡生理監測（Multiple Sleep Latency Test，MSLT）則有38-42%. ‧ 國. 學. 者達到過度嗜睡的入睡耗時（Santos, De Mello, Pradella-Hallinan, Luchesi, Pires, &. ‧. Tufik, 2004）。在需配合三班制輪班的造紙廠員工則發現其大夜班的總睡眠長度. y. Nat. 比小夜班的總睡眠長度短2小時，且有28%的員工在輪值大夜班前會先行在下午. er. io. sit. 時段小睡，此段小睡中有高比例的睡眠階段三的腦波，此為受睡眠剝奪者常會出現的情形，表示輪值大夜班者在主要睡眠時段有睡眠不足的情形，另外有20%的. al. n. v i n 員工在輪值大夜班時出現N1的腦波（Torsvall, Åkerstedt, Gillander, & Knutsson, Ch engchi U. 1989）。另一個對三班制輪班工作者的研究，將工作者的白天睡眠與夜晚睡眠做比較，發現其白天睡眠的睡眠長度短且中斷頻繁，其睡眠品質也比夜晚睡眠的品質來得差（Tilley, Wilkinson, Warren, Watson, & Drud, 1982）。總結上述的主客觀研究，輪班工作者有很高的比例經驗到睡眠不足以及睡眠中斷、睡眠品質不佳等睡眠困擾，並有高比例的工作者在工作時段中有過度嗜睡的經驗。輪班工作可能引起的第二類影響為工作表現的下降，工作表現不只影響生產力，更與個人及公眾安全相關，輪班工作者比起固定白班的工作者更可能在工作中發生意外。工作表現的探討經常以工作速率和正確率為指標，一項研究計算電子加工廠的輪班工作者所製造的電容器數量，發現上午七點至下午七點之間的工 6.

(19) 作效能在整體的平均值以上，並以小夜班的產量最高，大夜班則下降到總平均值的 5%以下，而不同班別在連續五天的值班中，白班和小夜班於連續天數的工作效能與大夜班連續天數下的工作效能相比，是較為穩定的，大夜班的工作效能則在連續第三天後便逐步的下滑（Vidacek, Kaliterna, Radosevic-Vidacek, & Folkard, 1986）。客觀生理測量也發現 20%的大夜班工作者出現低落的工作效能，且反應速度隨著輪班的天數和輪班的時間長度逐漸的減緩（Tilley, et al., 1982; Torsvall, et al., 1989）。另外，Smith, Folkard, & Poole（1994）針對工作安全部分，分析三班制的換班式輪班中某年所有的工作意外事件，發現大夜班的意外傷害風險最高，. 政治大風險相比較之下，小夜班的風險相較增加 18.3%、大夜班的風險則增加 30.4% 立. 白班則最低。而在整合五篇的意外事件做分析研究中，顯示在與白班的意外傷害. （Folkard & Tucker, 2003），如住院醫師在大夜班時發生手術相關的意外傷害率. ‧ 國. 學. 比在白班時高出兩倍（Ayas, et al, 2006）、護理師在大夜班因過度嗜睡引起的意. ‧. 外傷害也高出白班與小夜班兩倍（Gold, et al., 1992）。研究再透過階層線性迴歸. y. Nat. 分析過往意外事件，在不同工作時間點的風險高低程度，發現與開始工作的第一. er. io. sit. 小時相較，工作時段中後續兩小時的風險皆較高，顯示工作風險亦會隨著工作的時間增加同時逐漸的累積（Tucker, Lombardi, Smith, & Folkard, 2006）。除工作相. al. n. v i n 關的意外，通勤所發生的交通事故也在大夜班後較為頻繁，有 40%的住院醫師在 Ch engchi U 第一年輪班返家的路上有車禍的經驗，74%的急診住院醫師在大夜班後有車禍經驗，遠高於白班後僅有 12%，而也有 79%的護理師在大夜班後感到昏昏欲睡、 25%的警察在夜班後回程時打瞌睡（Culpepper, 2010）。由研究結果得知，在輪班工作的意外事件當中，換班式輪班工作者在大夜班有較低的工作效能和最高的意外傷害風險率，其中連續的值班天數和較長的工作時間都使風險隨之增加，顯示以工作表現的角度做考量時，大夜班的輪班工作者仍為特別需要關注的群體。意外傷害風險率可能因工作時間中感到疲勞、過度嗜睡、警覺度降低等因素而增加（Dinges, 1995），Arimura, et al.（2010）以問卷調查護理師工作的醫療疏失經驗，結果顯示疏失與輪班工作有直接的相關性，在嗜睡程度高者有較多的工 7.

(20) 作疏失發生，再進一步比較大夜班與不規則輪班的護理師，有疏失經驗組自陳有較多睡眠困擾和較高的嗜睡程度；並發現大夜班和不規則輪班的護理師相較於非輪班者，總睡眠時間短少約 1 小時，且主觀亦有較差的睡眠品質。Kling, McLeod, & Koehoorn（2010）對工作意外的問卷調查發現，在睡眠長度為 3-6 小時者、值固定夜班或換班式輪班的輪班工作者有較高比例的工作意外，且其工作意外均與所量測之睡眠困擾變項（包含難以入睡、難維持較長睡眠、睡眠長度短等）達顯著相關。此外，Åkerstedt, Fredlund, Gillberg, and Jansson（2002）的橫斷式研究調查顯示非白天工作的勞動者、以及過去兩週有睡眠困擾者，均會增加致命工作. 政治大小時者與睡眠長度介於 7.5-8.5 小時者相比較，長度短者的意外傷害率增加 1.5%，立意外的風險性。另外有研究分析一般意外風險的相關因子，將睡眠長度少於 7.5. 而比較工作傷害發生的當月及隨機選取某月，發現工作傷害的增加與睡眠長度在. ‧ 國. 學. 6 小時以下有關（Choi et al., 2006; Gabel & Gerberich, 2002）。由此可見，工作表. ‧. 現的下降與睡眠困擾的相關性高，而輪班工作者中曾發生工作意外者也顯示有睡. y. Nat. 眠不足、睡眠品質不佳等主觀睡眠困擾，因睡眠困擾使心理動作警覺速度下降、. er. io. sit. 反應時間增加，在英國每年與睡眠相關的工作意外據估計要額外花費一億四百萬英鎊（Moore-Ede, 1994），美國每年因過度嗜睡引發的交通事故估計要花費. al. n. v i n 290-380 億美元、工作相關的意外 C h 100-130 億美元，而有失眠症狀的成人比起無 engchi U. 症狀者一個月多出約 2500 美元的費用，包含就診的醫藥費、相關交通費用、以及工作缺席、生產力下降等造成的開銷或損失（Culpepper, 2010）。整體來說，長時間的輪班工作對於輪班工作者的睡眠、工作表現與健康等影響大，且往往進一步削弱個體的工作滿意度、工作動機、生活品質和生活滿意度。在工作的參與度、動機和滿意度方面，班表包含大夜班的換班式輪班工作者中評分最低（Camerino et al., 2008）。在針對輪班工作者生活品質的調查，輪班工作者相對於非輪班者，自陳有較高的生理疲勞，且班表包含大夜班者自陳不快樂、不滿意精神生活、有較少時間運動等困擾的比例也相對較高，自評之整體生活品質也較不滿意（Kaliterna, Prizmic, & Zganec, 2004）。輪班工作者有高比例的睡眠 8.

(21) 不足及睡眠中斷等睡眠困擾，並有高比例在工作時段中經驗到過度嗜睡，使心理動作警覺速度下降及工作效能低落，進而削弱工作及生活品質的滿意度，增加離職率和人員流動率，然而若工作內容為需要高專業能力的職業，如飛航管制員、輻射防制員、醫療專業人員等，過於頻繁的人員替換率又更增添工作意外的風險，因此是極需要重視與積極介入的問題。. 第三節、晝夜節律的機制與影響從前述研究回顧，不難發現輪班工作者的各項困擾間環環相扣，如工作表現. 政治大由於輪班工作的班表限制，使輪班工作者的作息時間不同於一般工作者，往往造立與睡眠困擾。規律的作息是人們所渴望的，對輪班工作者而言卻是奢侈的想望，. ‧ 國. 學. 成其在可睡覺的時間無法入眠，卻在不能睡覺的工作時間感到困倦，其中重要的問題成因：混亂的晝夜節律。學者將人隨著約莫二十四小時變化的生理節律稱為. ‧. 「晝夜節律（circadian rhythm）」，人體中許多生理機制會出現以二十四小時左右. sit. y. Nat. 做週期循環的變化，以能針對環境可預期的規律性變化做綢繆、來回規律的振盪，. al. er. io. 如體溫、尿液中的組成物、心跳和血壓等在一天當中各有其振盪的方式，而掌管. v. n. 睡眠部分的晝夜節律調控人們能在固定時間想睡覺及在固定時間醒來，隨著現代. Ch. engchi. i n U. 產業型態的改變，晝夜節律逐漸被注意到，其中最容易被關注的便是睡眠的睡、醒週期，也是本篇研究中所著眼的部分。晝夜節律不同於恆定系統總會回到某個固定值，晝夜節律是內生性的，會規律的振盪，並受外在環境因子調節內在晝夜節律與二十四小時的外在節律同步，此些因子包含光線、工作、運動、進食等，而光線是最有效的時間線索（zeitgeber），由於人的內在晝夜節律極大多數是長於二十四小時的，相對於外界二十四小時的環境，人的內在晝夜節律有如一只對時不精準的錶，光線等信號便提供校對的功能，重新設定晝夜節律以能連結到規律、可預期的環境。主宰晝夜節律的部位座落於前下視丘的視交叉上核，其本身即是振盪器的細胞所組成，以形成晝夜節律， 9.

(22) 也調節睡眠相關的荷爾蒙分泌。晝夜節律與恆定系統有著密切的交互作用，恆定系統隨著清醒的長度累積睡眠趨力，入睡後則逐漸減退，而主宰晝夜節律的視交叉上核則以光線作為刺激的來源，在主觀的白天中活躍以維持白天的警覺，並在接近睡眠時間的傍晚時分降低活性，褪黑激素則約在入睡的前兩小時開始分泌，使得入睡以後睡眠趨力逐漸消退下，抑制視交叉上核的活性以維持睡眠，晝夜節律也在此時與恆定系統相抗衡，與褪黑激素共同維持睡眠；相反地，白天工作時，晝夜節律提供清醒的趨力抗衡隨時間逐漸增長的睡眠趨力（請見圖一）。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. al. er. io. sit. y. Nat 圖一、晝夜節律與恆定系統擷抗圖。. n. v i n 縱軸的 7 為睡著的風險。C 為晝夜節律的作用、S 為恆定系統的作用：隨著清醒 Ch engchi U. 的時間，警覺度逐漸下降，S’則為入睡後之恆定系統的作用：警覺度逐漸回復、 S+C：預期的警覺度。（Note from “Work hour and sleepiness.” by Åkerstedt, T. 1995, Clinical Neurophysiology, 25, p.372）因此在人們調整晝夜節律時往往最常運用與陽光的接觸，而由於人是以白天活動為主的動物，與身體清醒相關的各項節律多以白天活躍、夜間休息的二十四小時週期進行運轉，而這些節律也往往難以快速調適成夜間活躍的模式。但輪班工作的工作型態往往要求勞動者必須在短時間內將原本安排用以睡眠的時段轉換為工作時間，然而，晝夜節律調整與外在環境同步的速度較為緩慢，每每難以 10.

(23) 跟上外在環境時間做快速的轉變，因此，即便旅人通常能逐漸適應新的時區，輪班工作者卻因班表的安排而無法擁有充分時間作調適，使內在的晝夜節律經常與外在的時間線索不同步，呈現出不同於二十四小時的週期時間或混亂的節律狀態（Reinberg, & Ashkenazi, 2008）。而內在的晝夜節律與穩定的睡眠有所關連，若內外的晝夜節律不同步下容易出現睡眠困擾，如同在錯誤的時間點睡覺，使得輪班工作者出現慢性的睡眠剝奪，進而影響認知表現（Durmer & Dinges, 2005），當內外在的晝夜節律呈現時間差時，可能會使個體在想要的睡眠時段出現難以入睡、睡眠中斷、早醒等睡眠困擾，以及在工作時難以維持清醒，必須仰賴小憩片. 政治大倘若上述睡眠或白天困擾嚴重且持續影響個體的生活品質，則屬於異常的臨立. 刻才能維持因清醒度不足而引起的工作效能低落的情形。. 床問題，需專業醫療人員進一步介入處理。根據美國睡眠醫學學會（American. ‧ 國. 學. Academy of Sleep Medicine，AASM）的國際睡眠疾病分類第二版（The. ‧. International Classification of Sleep Disorders-2nd edition， ICSD-2, 2005），晝夜節. y. Nat. 律睡眠疾患中的輪班工作睡眠疾患（shift work sleep disorder）為因需輪班工作而. er. io. sit. 經常轉換工作和睡眠時間、或長期於非日間工作者，若出現長達一個月的失眠或過度嗜睡的情形，且上述情形造成其個人或生活功能的痛苦或損害則稱之。根據. al. n. v i n 調查有 32.1%的固定夜班工作者與 C h 26.1%的換班式的輪班工作者符合此疾患的診 engchi U. 斷，過度嗜睡的比例更高達 44.8%與 35.8%（Drake, Roehrs, Richardson, Walsh, & Roth, 2004）。由於輪值夜間工作與白天工作的睡醒作息差異大，所形成之晝夜節律差異將影響到個體的警覺度、嗜睡度與表現能力，正如同長途旅行的旅人，在飛越數個時區後所出現的時差症狀：疲倦、身體痠痛、無法入睡、消化道問題、精神迷惘等，甚至使決策能力、溝通能力、注意力下降，這些負面的影響在慢性睡眠品質不佳的情形下又將產生更大的困擾（Cho, Ennaceur, Cole, & Suh, 2000; Dean, Forger, & Klerman, 2009）。為進一步瞭解晝夜節律的影響，體溫、褪黑激素、認知表現等都被加以研究，並用以代表晝夜節律的變化。當褪黑激素在睡前的濃度逐漸攀升時，核心體溫亦 11.

(24) 逐步降低（最低體溫約莫為早上 4:00-6:00），使得入睡和睡眠維持較為容易，相反地，當核心體溫上升、褪黑激素下降時便較容易有自發性的覺醒（最高體溫約在最低體溫後的 12-14 小時），並在早上核心體溫急遽上升與褪黑激素下降的時段結束睡眠（Dijk & Czeisler, 1995）（見圖二）。在簡單的認知功能表現方面，當外在環境的影響控制在一致的狀態，如光照、飲食、溫度、咖啡因攝取等，簡單的認知表現的節律變化會相似於內在晝夜節律的變化，且與核心體溫的節律一致，圖中主觀的警覺度的最低點與核心體溫的最低點相近（見圖二），且主觀警覺度與反應時間上升的高點相對映，因此能藉由體溫的節律預測認知作業的表現和個. 政治大工作效能最低的時間則常落在輪班工作中大夜班的工作時段內，該工作時間常需立體的警醒度（Van Dongen, 2004）。其中個體最佳的工作效率是在體溫最高時，而. 橫跨晝夜節律的體溫低點（Czeisler, Weitzman, Moore-Ede, Zimmerman, & Knauer,. ‧ 國. 學. 1980; Dijk, Duffy, & Czeisler, 1992），可能為造成大夜班的工作效能低落的原因之. ‧. 一。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 圖二、核心體溫與其他晝夜節律的關係 12. i n U. v.

(25) （Note from “Two circadian rhythm in the human electroencephalogram during wakefulness.” by Aeschbach, D., Matthews, R., Postolache, T. T., Jackson, M. A., Giesen, H. A., & Wehr, T. A. 1999, American Journal of Physiology-regulatory, integrative and comparative physiology, 277, p.R1777） Valdez, Reilly, and Waterhouse（2008）回顧認知表現的相關研究，因認知表現受到晝夜節律和恆定系統-累積醒來的時間長短所影響，其中簡單的認知作業（如目標物搜尋、反應時間、短期記憶測驗等）受到醒來時間的長短的影響較小，而主觀的警覺度、反應速度則與核心體溫相關，體溫最高點與較佳的作業表現相. 政治大的認知作業。Harrison, Jones, & Waterhouse（2007）便藉由作息時間的設定使內立. 映（見圖三），因此在瞭解晝夜節律對認知表現的影響之研究中，經常使用簡單. 外在晝夜節律不同步，並測量主觀嗜睡度與持續性注意力反應作業，試圖瞭解晝. ‧ 國. 學. 夜節律與恆定系統的交互作用對認知表現的影響，研究中在清醒後每兩小時間隔. ‧. （如：0-2 小時, 2-4 小時）和體溫最高點後每一段溫度變化（0-30°, 30-60°）測. y. Nat. 量一次主觀嗜睡度，將得到的測量數據作分組平均以探究恆定系統和內在晝夜節. er. io. sit. 律（核心體溫節律）對嗜睡度的影響，結果發現晝夜節律和恆定系統的交互作用未對認知表現產生顯著影響，但當控制恆定系統的影響時，卻仍可觀察到晝夜節. n. al. 律顯著影響作業表現。. Ch. engchi. i n U. v. 圖三、內在晝夜節律的核心體溫（上方虛線）與「簡單」、「複雜」認知作業表現（下方實線）之簡圖。 13.

(26) 向上的箭頭表示較高的體溫和較好的作業表現。簡單作業中，恆定系統-清醒時間所造成的負向影響較小，其節律平行於核心體溫的節律；複雜作業中，清醒時間所造成的影響較大，其節律與核心體溫的最高相位相比則略往前移，（點線代表複雜作業移除清醒時間的影響之節律。）（Note from “Rhythms of Mental Performance.” by Valdez, P., Reilly, T., Waterhouse, J., 2008, Mind Brain and Education, 2(1), p.10）除晝夜節律本身的影響外，晝夜節律失調的輪班工作者也可能因為無法在可睡著的時刻安排作息，進而出現睡眠剝奪的情形，再影響其認知表現，不論是急. 政治大間增長、注意力缺損增大的情形（Van Dongen & Dinges, 2005），其中，連續七天立性或慢性的睡眠剝奪研究皆發現受睡眠剝奪的個體在認知作業表現上有反應時. 的總躺床時間限制為三和五小時者，在心理動作警覺作業（psychomotor vigilance. ‧ 國. 學. task，PVT）表現持續的下降，反應時間和缺失率皆增加。其中總躺床時間為三. ‧. 小時者的心理動作警覺作業表現急遽下降且入睡耗時減短、主觀的嗜睡度. y. Nat. （Stanford Sleepiness Scale，SSS）亦隨累積天數持續上升，反觀維持總躺床時間. er. io. sit. 在七小時者，表現下降程度則較為平緩，顯示要維持白天的警覺度和表現，每晚的總睡眠時間至少要達到四小時（Belenky et al., 2003）。足夠的警覺度和注意力. al. n. v i n 為認知作業的基礎，在缺乏足夠的警覺度和注意力時，要從事複雜的認知作業也 Ch engchi U 更加困難，當睡眠不足時將難以抗拒入睡的趨力和升高的嗜睡程度，而使反應速率下降、表現的變異性增加。睡眠剝奪會引起心理動作警覺作業的正確率和反應速度明顯下降（Goel, Rao, Durmer, & Dinges, 2009），且在認知作業的表現會隨時間逐漸的惡化（Karweit, 1983），由此可瞭解內外在晝夜節律不同步所引發的睡眠困擾、慢性的睡眠剝奪亦會使得認知表現低落。因此，輪班工作者其認知表現低落可能來自於工作時間橫跨核心體溫的最低點，而在工作時間感到嗜睡，且由於內外的晝夜節律不協調有的情形下可能有較差的睡眠品質、加重睡眠剝奪的情形，進而增加疲倦感和嗜睡度，並且使認知表現下降。 14.

(27) 第四節、因應輪班工作的方法針對輪班工作中過度嗜睡的困擾，能藉由小睡、刺激性物質或藥物的使用來提振精神，如咖啡因的飲用是普遍常見的方式，研究發現夜班前小睡能減緩表現和警覺度的惡化（Gabarino et al., 2004）、使用咖啡因能增進輪班工作的表現，與小睡及藥物使用的效果無異，但目前仍不確定咖啡因能改善意外傷害率（Ker, Edwards, Felix, Blackhall, & Robert, 2010），而過長的小睡或過多的咖啡因攝取量皆可能產生反效果，增加入睡的時間、睡眠中斷的頻率，或增加睡眠遲惰的嚴重性，影響睡眠品質或工作表現；藥物部分則分為針對睡眠或清醒兩類，苯二氮平. 政治大眠結構、頭痛、眩暈等副作用，中樞神經興奮劑改善嗜睡與工作表現，但在夜班立. 類及苯二氮平再回收促進劑有效增進睡眠長度，但未增進工作表現，並有改變睡. ‧ 國. 學. 的輪班工作者反又猝睡情形出現，且有噁心、焦慮、失眠等副作用（Zee & Goldstein, 2010），而以上等方法都需要額外的花費，也必須考慮工作者對物質使. ‧. 用的接受度。. sit. y. Nat. 然而，輪班工作中最核心的問題來源為內在晝夜節律無法跟上外在工作班表. al. er. io. 的調整速度，而對睡眠與工作效能有負向影響，針對內外在晝夜節律的不協調引. v. n. 起的負面影響，解決的方法應運而生，主要分為兩大類，其一為使得內在晝夜節. Ch. engchi. i n U. 律的調整速率加快，以能跟上外在晝夜節律的變動速率，其二則為直接固定內在晝夜節律，使其不隨著班表變動，兩類方法在以下詳細描述。欲加快內在晝夜的調整速率，首先，可針對班表的調整，研究針對不同的面向予班表安排許多建議，包含換班式輪班中的輪班方向應為順時鐘或逆時鐘，比較輪值方向為順時鐘與逆時鐘的兩組工作者，輪值順時鐘方向組主觀睡眠品質較佳、工作時的過度嗜睡抱怨較少，且整體工作者主觀也較偏好順時鐘的輪值方向（Czeisler, Moore-Ede, & Coleman, 1982）；班別輪替的速率應為幾天為一週期，比較快速輪替、每週或更長時間輪替、與固定某班別三組，結果發現固定班別或較長時間輪替的工作者睡眠長度最長，快速輪替者的睡眠長度最短，顯示快速的 15.

(28) 輪替速率容易使工作者出現慢性的睡眠剝奪，儘管輪班工作者主觀偏好快速的輪替速率，但統計調查發現快速輪替的工作者有較多的生理心理疾病和健康問題，因此建議採較慢的輪班型式（Härmä, 1993; Wilkinson, 1992）；另有針對連續值班天數限制的相關研究，針對特定單位輪班工作者的大量問卷調查，發現因輪班工作的工時長而縮短下班後的休憩時間，而當輪班工作者選擇增加從事休憩活動的同時，便會減短其睡眠時間，繼而在接續第二天工作時段的疲倦度上升，故在班表設計時安排連續的休假日使工作者有較充裕的活動時間也是設計班表時重要的考量（Knauth, 1996）。班表調整時要考慮的原則多，包含輪班的方向、速率、. 政治大班對睡眠和警醒度有些許正向效果（Sallinen & Kecklund, 2010），然而，也因考立. 班別的先後等等，如在三班制的換班式輪班由慢速逆時鐘輪班換往快速順時鐘輪. 慮的原則多，不同班別間比較之相關研究尚未得到一致的結果，且在實際的輪班. ‧ 國. 學. 工作場域，須考慮到工作者的意願、對效果可能的質疑、習慣的輪班方式改變和. ‧. 生活方式改變等問題，要依循研究所建議的排定班表往往有相當的困難度。其他. y. Nat. 加速內在晝夜節律的位移的方法，常見是藉由光照以調整內在晝夜節律，在習慣. er. io. sit. 的睡眠時間前暴露在明亮光線下會使內在晝夜節律後移，睡醒後照光則使之前移，然而也正因不同時段的光照會產生不同的位移效果，若在不合宜的時間暴露在自. al. n. v i n 然太陽光或室內人造光，則可能得到與預期的位移方向相反的效果，所以往往建 Ch engchi U 議需搭配太陽眼鏡以避免預期時段外的光線照射（Crowley, Lee, Tseng, Fogg, &. Eastman, 2003），此方法的困難在於需瞭解內在晝夜節律目前的位置，並須配合在適當的時間下暴露或避免足夠照度的光照，一般工作者常不能自行評估光照的時間點，另有明亮光線可能傷害視網膜的疑慮。再者，可透過直接攝取高劑量的褪黑激素，藉以產生嗜睡的催眠效果而減低夜班時入睡的難度，或藉低劑量的褪黑激素搭配光照治療調整內在晝夜節律的位置（Sack, Hughes, Edgar, & Lewy, 1997），另外，亦有攝取緩慢釋放的咖啡因，藉其抑制褪黑激素產物以減少內外在晝夜節律不協調對行為表現的負向影響，在往東方跨越七小時時區的機組人員身上，發現加快晝夜節律調整的速度至少與褪黑激素有相同的效果（Pierard et al., 16.

(29) 2001）。然而這些方法的效果都有一定的限制及個別差異，尤其在特定工時的狀態下，光照或褪黑激素、緩釋咖啡因等使用的時間可能會與工作或睡眠的時間相抵觸，抑或是只改善入睡困難、工作警醒度其中之一等，有其一定的限制在。而固定內在晝夜節律的方式，曾有學者提出定錨睡眠的概念，藉由每天一段至少四小時的固定時段睡眠，加上零碎的小睡，能有穩定內在晝夜節律的效果（Minors & Waterhouse, 1983），可以增加輪班工作的班表設定與作息安排的彈性度，亦可增加能自由運用的時間，但目前相關的研究較少，詳細的定錨睡眠描述請見下一節。. 政治大第五節、定錨睡眠與睡眠及警覺的關係立. ‧ 國. 學. Minors 與 Waterhouse（1981, 1983）提出了定錨睡眠（anchor sleep）的概念，藉定錨睡眠能將內在體溫及賀爾蒙的節律重新與外在二十四小時的節律同步，. ‧. 有穩定內在晝夜節律的作用，即對內在晝夜節律產生所謂「定錨」的作用。多. sit. y. Nat. 數人的作息時間規律，每天的睡醒時間的變化相去不超過兩小時，自然有定錨. al. n. 的，便能有此效果。. er. io. 的效果產生，而 Minor 與 Waterhouse 則認為每日的作息時間中有四小時是固定. Ch. engchi. i n U. v. 關於定錨睡眠的研究，Minors 與 Waterhouse （1983）藉由測量核心體溫和分析尿液中物質以瞭解內在晝夜節律的位移情形，繼而探討固定四小時的作息方式是否能有定錨效果的出現，使得內在晝夜節律與外在晝夜節律同步。研究共招募 35 名健康的 18-22 歲的受試者，24 名男性、11 名女性，同性別者為一組，共分為九組，每組有 3-4 人，其中一組為對照組，實驗當中的作息除在實驗中段和後段的固定作息法（constant routine）外，作息固定為 24-8 點，其餘八組則為實驗組，作息除在固定作息法外皆分為兩段，各為 4 小時，一段為固定作息（兩組固定為一般作息中：24-4 點、六組固定為一般作息之前：20-24 點）、另一段則不規則的分布；關於兩段固定作息法的開始時間，對照組與定錨 17.

(30) 在 24-4 點的兩組皆為 4 點，固定在 20-24 點的六組則分別為 4 點、4 點與 24 點、 8 點與 24 點。實驗的前四天控制所有組別在 24-8 點規律作息，經過第一段固定作息法後便進入連續八天的正式實驗，在清醒時段做生理測量，每小時記錄一次肛溫，以餘弦函數分析內在晝夜節律的最高時間相位（acrophase），每兩小時收集一次尿液，分析體溫和尿液中各物質的平均分泌量。研究結果發現尿液中部分物質因固定作息法的起床時間設定而有直接的位移效果，因此也可藉由兩段固定作息法去推估內在晝夜節律位移的時數，藉由八天實驗切分開的固定作息法觀察到向後位移 4-6 小時，約為 24.5-24.8 小時的內在晝夜節律，小於過去. 政治大相似的（見圖四），其尿液中物質與一直維持規律作息且連貫睡眠的控制組的相立缺乏時間線索的實驗之位移，此外，實驗組每天的核心體溫的最高時間相位是. 比較，也發現無任何物質與外在晝夜節律的二十四小時差異超過 5%者，由此可. ‧ 國. 學. 推斷四小時的固定作息足以維持內在晝夜節律與二十四小時的節律中有相當程. ‧. 度的吻合，即定錨效果。然而，結果亦發現尿液中的部分物質有些微的後移，. y. Nat. 但由於這些物質受環境因素的影響較大，故可能為環境因素所引起的後移，由. er. io. sit. 於體溫、尿液等物質受環境、內在因素的影響不等，才無法得到完全一致的結果，而無論四小時的作息時間固定在一般作息時間前或中都有相似的結果，也. n. al. 再驗證定錨效果的出現。. Ch. engchi. 圖四、定錨睡眠下之核心體溫的最高時間相位。 18. i n U. v.

(31) 橫軸為一天二十四小時的時間軸，縱軸為實驗天數，實心橫線（－）為躺床時間，圓點（‧）為不同天數下的核心體溫之最高時間相位，而上方的實心縱直線（|）為連貫一整段睡眠下的最高時間相位。（Note from “Does 'anchor sleep' entrain circadian rhythms? Evidence from constant routine studies.” by Minors, D. S., & Waterhouse, J. M., 1983, J Physiol, 345, p.456） Mollicone, Van Dongen,與 Dinges（2007）接著探討定錨睡眠在穩定內在晝夜節律以外，是否對睡眠結構、睡眠相關變項與神經行為表現產生影響。研究. 政治大齡 29.3 歲，兩年內未從事輪班工作且三個月內無跨時區旅行者。研究者將睡眠立共招募 93 名年齡介於 21-49 歲的健康受試者，54 名男性、39 名女性，平均年. 時段拆為兩段的分段式睡眠（split sleep），限制夜間定錨睡眠的總躺床時間和日. ‧ 國. 學. 間的總小睡時間，使受試者的總躺床時間介於 4.2-8.2 小時，依據四個不同長度. ‧. 的夜間定錨睡眠（4.2, 5.2, 6.2, 8.2 小時）和七個不同長度的日間小睡（0.0, 0.4, 0.8,. y. Nat. 1.2, 1.6, 2.0, 2.4 小時），將受試者隨機分為十八組（部分睡眠長度組合未納入，. er. io. sit. 因此僅有十八組），共包含四組只有夜間定錨睡眠，以及十四組夜間定錨睡眠加日間小睡的組別，其中夜間的定錨睡眠以凌晨兩點為中心，日間小睡以下午兩. al. n. v i n 點為中心，受試者橫跨中心的時間點遵照限制的總躺床時間作息。研究天數包 Ch engchi U. 含實驗前兩天總躺床時間 8.2 小時的基準值，以及實驗最後一天總躺床時間 14 小時的恢復期，共為十四天，其中定錨天數為十天，受試者在實驗過程皆待在實驗室中，與外在環境的時間線索隔絕，且為模擬太空船環境，在睡眠時為 2-3 名受試者同房、5 名受試者同時接受測量，實驗過程中的清醒時段皆維持光照小於 50 照度（lux），睡眠時段除兩段午睡時段與兩段睡眠時段允許受試者洗澡外，皆需接受多頻道睡眠記錄儀（Polysomnography）的測量。實驗結果藉由迴歸模型的分析，加入性別和年齡作為共變，釐清總躺床時間(time in bed，TIB)、睡眠效率(sleep efficiency，SE)等睡眠變項，其中年紀和性別為睡眠效率（SE）及總睡眠時間（total sleep time，TST），每增加 1 歲則 SE 下降 0.24%、TST 減 19.

(32) 少 0.02 小時，而女性的 SE 比男性高出 2.76%。研究結果發現：一、在夜間有至少 4.2 小時的定錨睡眠的狀況下，對分段睡眠的 SE 和睡眠長度（sleep length， SL）沒有顯著的影響，反是 TIB 的影響較大，在 24 小時中增加 TIB 會使 SE 下降，無論增加在小睡、定錨睡眠，或混和兩者的分析皆發現此線性關係，每增加 1 小時，則 SE 分別下降 6.7%及 1.5%。由此發現推論：不論睡眠為一段或分段，SE 和 TST 受 TIB 的影響大，因此分段式睡眠是可能不減損總睡眠量及睡眠效率的，其中定錨睡眠的時數約莫設定在四小時，較可確保兩段式睡眠分別有良好的睡眠效率。二、TIB 和 TST 有線性關係，TIB 每增加 1 小時，入睡. 政治大和二、以及快速眼動期的比例不單只是 TIB 的影響，而是與日間小睡及夜間定立. 後清醒時間（wake after sleep onset，WASO）增加 0.12 小時。三、睡眠階段一. 錨睡眠有更複雜的交互作用，需進一步再探討。. ‧ 國. 學. Mollicone, Van Dongen, Rogers, & Dinges（2008）接續 2007 年的分段睡眠. ‧. 研究，剩下 52 名男性、38 名女性，共 90 名受試者，仍將受試者分為十八組，. y. Nat. 與 2007 年的研究環境與作息設計相同，限制其夜間總躺床時間（TIB）和日間. er. io. sit. 小睡時間，但在 2008 年的研究則再加入測量史丹福嗜睡度量表（Stanford sleepiness scale，SSS）、心理動作警覺作業（psychomotor vigilance task，PVT）. al. n. v i n 與數符替代測驗（digit symbol Csubstitution h e n g ctask，DSST）等神經行為測驗，在清 hi U. 醒時段中每兩小時作一次測量，刪除剛睡醒的第一次測量後總共測量六次（8:10, 10:10, 12:10, 16:10, 18:10），以比較各時段的神經行為表現。結果發現在二十四小時中的 TIB 較短者（睡眠剝奪組）其主觀的嗜睡程度較高，在 DSST 的表現較差，而在 PVT 的反應速度較慢、缺失和錯誤反應較多，並隨天數持續加重負向的表現。實驗結果顯示：一、神經行為測驗的表現與單一段、固定時間的睡眠或分段式睡眠，及分段式睡眠中白天小睡與定錨睡眠的時數如何分派無關，而與總躺床時間有關連。二、分段式睡眠與單一段的睡眠相比，雖未增進白天的神經行為表現，但也未使神經行為表現惡化，即分段睡眠至少有維持白天的神經行為表現的效果。三、主觀嗜睡程度與 TIB 呈線性關係，隨睡眠剝奪的天 20.

(33) 數增加，主觀嗜睡度也有增加的情形。總結而言，定錨睡眠有穩固內在晝夜節律的效果，並對睡眠效率、睡眠長度與主觀嗜睡度無影響，且至少能維持白天的神經行為表現，因此在每天至少固定四小時的定錨睡眠，加上其他隨機、零星的小睡，將有助於夜間睡眠會受限於工作的族群（如醫護業、漁業、交通運輸、軍隊、能源等夜間或輪班工作），定錨睡眠將能增加其作息的彈性度。由文獻回顧知悉內外在晝夜節律的混亂可能引起睡眠困擾，而輪班工作者即為其中的高風險族群，然而，目前並無相關的研究將定錨睡眠的作息方式應用在輪班工作者，以檢視定錨睡眠的方式在此. 政治大加作息安排和班表設定的彈性度等優點，可能因其不需要減損睡眠品質及長度，立族群是否能達到有穩固的睡眠和工作效能的結果。目前已知定錨睡眠具有能增. 而能使睡眠困擾的抱怨降低，因此若能應用在輪班工作者，或許將有提昇工作. ‧ 國. 學. 時的警覺度與降低其嗜睡度的效果，故有其研究的價值。. ‧ y. sit. Nat. 第六節、研究問題與假設. al. er. io. 綜觀上述相關的文獻回顧，可以發現輪班工作容易使內在晝夜節律跟不上班. v. n. 表的變化，而出現內在與外在晝夜節律不協調的情形，影響到睡眠品質與工作效. Ch. engchi. i n U. 能，繼而提高公安意外發生的風險。過去因應內在與外在晝夜節律不協調的方式中，有以定錨睡眠的作息方式穩固內在晝夜節律者，但目前並無相關研究將定錨睡眠使用在輪班工作者身上，本研究便欲運用定錨睡眠在模擬輪班者，以進一步探討定錨睡眠在輪班工作中對工作者的睡眠與工作表現的影響。以下便進一步瞭解模擬輪班的研究，過去的模擬輪班研究中，連續七天的模擬夜班中有晝夜節律逐步後移的情形（Lamond, Dorrian, Roach, McCulloch, Holmes, Burgess, Fletcher, & Dawson, 2003）、神經行為表現隨模擬的夜班的天數增加而有顯著的下降（Dorrian et al., 2003）等，此些研究對模擬輪班的真實性有正向的結果，儘管實驗室研究的睡眠情形可能較缺少真實生活情境中社交、環境的干擾，但仍顯示模 21.

(34) 擬輪班的確能呈現內在晝夜節律以及神經認知功能的變異，反應輪班工作者在實際工作場域中晝夜節律出現變化的現象。根據上述的研究目的，本研究請受試者模擬常見的換班式輪班中白班、小夜班、大夜班的三班制輪班，並選取其中工作效能最高和最低的白班和大夜班作模擬，並依照定錨睡眠或無定錨睡眠的睡眠時段安排作息，測量的部分區分為（1）客觀的認知表現：以心理動作警覺作業（psychomotor vigilance task，PVT）為指標、（2）主觀嗜睡度：史丹福嗜睡量表（Stanford Sleepiness Scale，SSS）、（3）客觀的睡眠指標：活動記錄儀（actigraphy）、（4）主觀的睡眠指標：睡眠日誌。. 政治大否相較於採用無定錨睡眠對客觀心理動作警覺度、主觀嗜睡度及睡眠品質與長度立透過這些測量的分析，以瞭解受試者在模擬輪班影響的情境下，採用定錨睡眠是. 並將本研究的研究問題及假設整理如下：. 學. ‧ 國. 有提昇的效果。. ‧. 1. 探討定錨睡眠對輪班工作的工作時間警覺度的影響：本研究預測定錨睡眠組. y. Nat. 的受試者在白班與大夜班的工作時間的主客觀警覺度皆優於無定錨睡眠組的. er. io. sit. 受試者，包括在 PVT 呈現較快的反應時間與較少的疏漏次數，以及自評有較低的主觀嗜睡度；此外，並預期定錨睡眠組在白班與大夜班的組內差異會小. al. n. v i n 於無定錨睡眠組在白班與大夜班的組內差異，即相對於白班，在大夜班工作 Ch engchi U 時間的 PVT 反應時間、疏漏次數和主觀嗜睡度提高的程度皆較低。. 2. 探討定錨睡眠對於睡眠的影響：本研究預期定錨睡眠組的受試者在白班與大夜班的主、客觀睡眠皆優於無定錨睡眠組的受試者，包含較短的入睡耗時與入睡後醒覺總時數，以及較高的睡眠效率與主觀睡眠品質；此外，也預期定錨睡眠組的白班與大夜班組內差異比無定錨睡眠組的組內差異小，即在非定錨睡眠組大夜班相較於白班睡眠顯著較差，而定錨睡眠組的差異較不顯著。. 22.

(35) 第三章研究方法第一節、研究對象本研究使用「日夜節律型態量表（Morningness-Eveningness Questionnaire， MEQ）」、「匹茲堡睡眠品質量表（Pittsburgh Sleep Quality Inventory，PSQI）」與「奧克蘭睡眠問卷（Auckland Sleep Questionnaire，ASQ）」進行受試者的篩選，為避免極端型在特定班別中有極端好或不好的表現（Härmä, 1993），因此，選取日夜節律非極端早晨型或極端夜貓型，並需要有睡眠品質良好者且無睡眠相關生. 政治大. 理疾患，依照性別配對，隨機分派入定錨睡眠組或無定錨睡眠組，每組 10 人，. 立. 共 20 人。MEQ 分數切截點根據量表的信效度研究所得之資料（周舒翎，民 97;. ‧ 國. 學. Horne, & Ostberg, 1976），取分數介於 31-69 分者，PSQI 分數切截點則根據量表的信效度研究所得之資料，取分數小於 5 分者。受試者除需經過 MEQ、PSQI 和. ‧. ASQ 的初步篩選，並符合以下收案標準：. y. Nat. sit. 1. 排除個案受發展因素影響睡眠，如更年期，收案年齡訂為 20-40 歲之間。. n. al. er. io. 2. 無重大精神及生理疾患。 3. 實驗期間配合停用煙、酒、咖啡因。. Ch. engchi. 4. 目前無使用會影響睡眠的藥物。. i n U. v. 5. 實驗前一個月內無跨時區旅行或從事輪班工作。本研究藉由網路及社區招募自願的受試者，報名參加者先填寫 PSQI 和 MEQ，睡眠品質和日夜節律型態符合收案需求者，再透過經專業訓練的臨床心理學組研究生，在有臨床執照的心理師督導下進行晤談，確認受試者在實驗前一個月無持續的睡眠困擾、無顯著不規律的睡眠，以及生理疾患等病史，再以 MINI 國際神經精神科晤談（MINI International Neuropsychiatric Interview）排除精神疾患的診斷，並再請受試者填寫 ASQ 以排除睡眠相關生理疾患。. 23.