Sleep and sleepiness among shift workers in the air ambulance service

Abstract

Det moderne 24-timers samfunnet gir oss ubegrenset tilgang på et bredt spekter av tjenester som har resultert i et økt behov for skiftarbeid og lang arbeidstid. En slik måte å organisere arbeid på, innebærer aktivitet på et tidspunkt hvor søvn og hvile er naturlig, som videre har ført til en nedprioritering av søvn. Dette kan få negative konsekvenser for skiftarbeideren, og resultat fra forskning har etablert en assosiasjon mellom skiftarbeid og negative utfall i både helse, prestasjon, og sikkerhet. De ansatte i luftambulansetjenesten representerer en gruppe arbeidere som jobber skift og har lang arbeidstid. I Norsk Luftambulanse (NLA) jobber pilot og redningsmann en skiftordning som er organisert i syv påfølgende 24-timers vakter, hvor de er operative døgnet rundt. I denne avhandlingen undersøkte jeg hvordan søvn og søvnighet hos piloter og redningsmenn ansatt i NLA ble påvirket av skiftordningen. For å lære mer om dette fra andre perspektiv, inkluderte vi i tredje artikkel HEMS piloter ansatt i Østerrikske Christophorus Flugrettungsverein (CFV), som har en lignende syvdagers skiftordning. Data på søvn og søvnighet ble samlet inn i to 3-ukers perioder i NLA: høst/vinter i 2014 (Wave 1) og vår/sommer 2015 (Wave 2). En tilsvarende 3-ukers datainnsamling ble gjennomført i CFV i løpet av vår/sommer 2016.

I første artikkel ønsket vi å undersøke søvnighet blant skiftarbeidende piloter og redningsmenn i NLA. Søvnighet ble registrert over tre påfølgende uker: uken før vakt, vaktuken, og uken etter vakt. De ansatte fylte ut våkenhetsdagbøker bestående av Accumulated Time with Sleepiness (ATS) og Karolinska Sleepiness Scale (KSS) i alle tre ukene. De utførte i tillegg reaksjonstidtester i vaktuken. Resultatene viste lave nivå av søvnighet gjennom alle de tre ukene. Målt med ATS fant de laveste søvnighetsskårene under vaktuken sammenlignet med ukene før og etter vakt. Resultatene fra KSS indikerte lave søvnighetsskårer gjennom hele vaktuken, men med litt høyere skårer på første vaktdag sammenlignet med de resterende vaktdagene. I løpet av en vaktdag viste KSS-skårene normale søvnighetsnivå som fulgte en svak U-kurve fra kl 08:00 til 00:00, hvor de høyeste skårene ble rapportert ved midnatt. Reaksjonstidtestene viste ingen endring i løpet av vaktuken.

I andre artikkel ønsket vi å undersøke søvn blant piloter og redningsmenn ansatt i NLA. Søvndagbok og aktigrafi ble benyttet for å registrere søvn gjennom vaktuken i to sesonger: en sesong med færre oppdrag (Wave 1) og en sesong med flere oppdrag (Wave 2). Søvn ble også registrert over tre påfølgende uker (uken før vakt, vaktuken, uken etter vakt) i begge sesonger. En sammenligning mellom vaktukene antydet at de ansatte la seg senere og tilbrakte mindre tid i sengen i Wave 2 sammenlignet med Wave 1. Over tre påfølgende uker viste resultatene at de ansatte forskjøv leggetid og stå-opp tid, tilbrakte mer tid i sengen, mer tid våken etter innsovning, og hadde lavere søvneffektivitet (målt med aktigrafi) i vaktuken sammenlignet med ukene før og etter vakt. Til tross for dette var likevel den subjektivt rapporterte søvnlengden over 7 timer i begge vaktukene.

I tredje artikkel undersøkte vi søvn og søvnighet i løpet av en vaktuke hos luftambulansepiloter i to forskjellige luftambulanseoperatører, som begge hadde lignende skiftordning. Piloter ansatt i Norske NLA og Østerrikske CFV deltok i studien. Søvndagbøker og aktigrafi ble benyttet for å registrere søvn, mens KSS ble brukt for å undersøke søvnighetsnivåene i løpet av vaktuken. Resultatene for pilotgruppene sammenslått antydet at søvnperioden ble forskjøvet mot slutten av vaktuken. En sammenligning av de to pilotgruppene avslørte at NLA pilotene hadde en mer forskjøvet søvnperiode, tilbrakte mer tid i sengen, mer tid våken etter innsovning, sov lenger, men hadde også lavere søvneffektivitet enn CFV pilotene. Søvnighetsskårene var totalt sett lave, med en svakt høyere skåre på første vaktdag sammenlignet med de resterende vaktdagene, for begge pilotgruppene sammenslått. I løpet av en vaktdag (kl 08:00-00:00) viste søvnighetsskårene normale bevegelser og lave søvnighetsnivåer.

Oppsummert viser resultatene fra de tre artiklene at pilotene og redningsmennene får tilstrekkelige mengder søvn og opplever lav grad av søvnighet både i friperiodene, men også i løpet av vaktuken. Mulige beskyttende faktorer for søvn i vaktuken er blant annet fri fra familiære og hjemlige forpliktelser, basefasiliteter, tilstrekkelig lang friperiode mellom vaktukene, og høye seleksjonskrav til de ansatte. Funnene kan tyde på at skiftordningen fungerer bra for denne spesifikke yrkesgruppen, med tanke på søvn og søvnighet. Til tross for dette så vi også at søvnen til en viss grad ble mer påvirket under vaktuken sammenlignet med ukene av vakt. Det er derfor viktig å sette søkelys på videreutvikling og kontinuerlig oppdatering av Fatigue Risk Management Systemer for å kunne beskytte de ansatte og deres omgivelser mot de velkjente negative konsekvensene som følger skiftarbeid. Videre forskning på slike yrkesgrupper er også viktig for å ha oppdatert informasjon om status i slike samfunnsviktige yrkessettinger.

The 24-h society provides us with unlimited access to multiple services which has resulted in an increased demand for shift work and long work hours. These arrangements imply activity that coincides with habitual sleep hours, consequently leading to a degradation of sleep in our priorities. Subsequently, a link has been established between shift work and negative outcomes regarding health, performance, and safety. The workers in the Helicopter Emergency Medical Service (HEMS) represent an occupational group who work both shift and long hours. In the Norwegian Air Ambulance (NAA), the pilots and HEMS crew members (HCMs) work seven consecutive days and are during these days operative at all hours.

This thesis aimed to examine how the shift schedule affected the pilots and HCMs working for the NAA regarding sleep and sleepiness. In order to gain further knowledge from outer perspectives, the third paper also included an Austrian HEMS operator, Christophorus Flugrettungsverein (CFV), who had a similar work schedule. To investigate this, sleep and sleepiness was registered in two three-week data collections in the NAA. Wave 1 during the fall/winter of 2014 and Wave 2 during the spring/summer of 2015. A corresponding three-week data collection was conducted in the CFV during the spring/summer of 2016.

In Paper 1, we examined sleepiness among shift working pilots and HCMs in the NAA. Sleepiness was assessed over the three consecutive weeks: the week before work, the workweek, and the week after work. The pilots and HCMs completed wake diaries containing Accumulated Time with Sleepiness (ATS) scale and Karolinska Sleepiness Scale (KSS) during all three weeks. Additionally, reaction time tests were completed during the workweek. The results revealed low sleepiness scores during all three weeks. Measured by the ATS, the lowest sleepiness levels were found during the workweek (compared to the week before and after work). The KSS revealed low sleepiness levels over the course of a workweek, with slightly elevated levels on the first workday. Over the course of a workday, the KSS scores indicated normal fluctuation in sleepiness, drifting in a slight U-curve from 08:00 to 00:00 h with the highest sleepiness levels reported at midnight. The reaction time tests revealed no change throughout the workweek.

In Paper 2, the aim was to assess sleep among pilots and HCMs working for the NAA. Sleep diary and actigraphy were used to examine sleep during the workweek in two seasons: a season with fewer missions (Wave 1) and a season with more missions (Wave 2). Additionally, sleep was examined over three consecutive weeks: the week before work, the workweek, and the week after work, in both waves. A comparison between the workweeks suggested that the workers went to bed later and spent less time in bed during Wave 2 compared to Wave 1. The results over three consecutive weeks indicated that the workers delayed their bedtime and wake-up time, spent more time in bed, spent more time awake after sleep onset, and had lower sleep efficiency (measured by actigraphy) compared to the week before and after work. Still, subjectively reported total sleep time was over 7 h in both workweeks.

In Paper 3, the aim was to investigate the sleep and sleepiness during the workweek of HEMS pilots of two different HEMS operators who have a similar shift schedule. Pilots working for the Norwegian NAA and the Austrian CFV participated in the study. Sleep diary and actigraphy was applied to assess sleep, while the KSS was used to investigate levels of sleepiness during the workweek. The results for both pilot groups combined, suggested that the sleep period was delayed towards the end of the workweek. When we compared the two pilot groups, the NAA pilots had a more delayed sleep period, spent more awake after sleep onset, spent more time in bed, slept longer, and had lower sleep efficiency compared to the CFV pilots. For both pilot groups collapsed, the levels of sleepiness during the workweek were overall low although we found slightly increased scores on the first workday. The sleepiness levels over the course of a workday (08:00–00:00 h) were normal.

In conclusion, the three papers suggest that the pilots and HCMs obtain adequate amounts of sleep and experience low levels of sleepiness both during their weeks off and during their workweek. Possible sleep promoting factors during the workweek include protection from domestic and social obligations, base facilities, rest between shift bouts, and highly selected personnel. Thus, the current shift schedules of the included HEMS operators seem to be a good fit for this particular occupational group regarding sleep and sleepiness. Although, the sleep was to some extent more affected during the workweek compared to the weeks off work. Therefore, a focus on developing a state-of-the-art Fatigue Risk Management System is essential in order to protect the workers and their surroundings against the known detriments that follow shift work. Further research on such occupational settings is also important to have updated information about the status in these settings.