ارزيابي باركار فكري راهبران قطار مترو با استفاده از سيگنال‌هاي ECG

Mental workload assessment among train drivers using ECG-related indices

مقدمه: راهبري قطار به دليل نياز مداوم به پايش محيط پيرامون، مشاهده، تشخيص و تفكيك علايم موجود در اتاقك قطار، يكي از پرمطالبه‌ترين مشاغل فكري به شمار مي‌رود. هدف اين مطالعه ارزيابي باركار فكري راهبران قطار با استفاده از شاخص‌هاي ضربان قلب و تغييرات ضربان قلب است. روش كار: در اين مطالعه تجربي، باركار فكري 12 نفر از راهبران آموزش‌ديده متروي تهران در دو تراز مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. بدين منظور با استفاده از سناريوهاي گوناگون كاري راهبران قطار در شبيه‌ساز مترو، دو سطح مختلف مطالبه فكري ايجاد شد. شاخصهاي ضربان قلب و تغييرات ضربان قلب با استفاده از دستگاه ECG ثبت و تحليل شد. يافته‌ها: برخي از شاخص‌هاي تغييرات ضربان قلب شامل SDNNIX (01/0=p-value)، RMSSD (00/0=p-value)، %PNN50 (01/0=p-value)، SDNN (07/0=p-value) و LF/HF (04/0=p-value) در عمليات عادي نسبت عمليات غيرعادي كاهش معناداري داشته‌اند. نتيجه‌گيري: شاخص‌هاي تغييرات ضربان قلب (SDNN ,SDNNIX ,RMSSD , %PNN50 و LF/HF) به تغييرات باركار فكري در راهبري قطار مترو حساس بودند. بنابراين، تغييرات ضربان قلب به‌عنوان شاخص‌ باركار فكري راهبران قطار مترو پيشنهاد مي‌شود.

Introduction: Driving a train is one of the high demand job due to high vigilance task requiring the ability to long periods monitor surrounding environment and recognizing signals. The aim of this study was to assess train drivers’ mental workload using heart rate (HR) and heart rate variability (HRV) indices. Material and Method: An experimental design was conducted among 12 well-trained subjects to induce two different levels of mental demands in a metro simulator and to monitor mental workload levels while driving the train. The HR and HRV parameters were recorded and analysis using ECG signals. Result: The HRV parameters including SDNNIX (p-value=0.01), RMSSD (p-value=0.00), %PNN50 (p-value=0.01), SDNN (p-value=0.07) and LF/HF Ratio (p-value=0.04) were significantly reduced in a normal operation task comparing to the abnormal one. Conclusion: The HR and HRV (SDNN, SDNNIX, RMSSD, %PNN50 and LF/HF Ratio) were found to be sensitive to mental workload in metro train driving .It is recommended to include the HRV parameters for mental workload assessment of train drivers.