L'effetto della gomma da masticare contenente caffeina sulle prestazioni cognitive nei medici di emergenza del turno di notte

Metodi 2.1. Disegno Questo esperimento è stato un disegno crossover in doppio cieco, con misure ripetute, secondo le linee guida del CONSORT 2010 ed è stato diviso in uno studio sulla caffeina (CAF) o uno studio con il placebo (PL). Per eliminare l’impatto delle differenze fisiche individuali, è stato condotto uno studio crossover con lo stesso gruppo di soggetti. I gruppi randomizzati sono stati creati utilizzando Microsoft 365-Excel (Microsoft, Redmond, Washington, Stati Uniti) e l'assegnazione era randomizzata e imprevedibile. Ogni prova è stata separata da almeno quattro settimane per evitare effetti interattivi. Questo studio ha confrontato gli studi CAF e PL per determinare gli effetti delle gomme da masticare contenenti caffeina sulle prestazioni cognitive dei medici di emergenza impegnati nel lavoro a turni notturni e sulla qualità soggettiva e oggettiva del sonno. La gomma da masticare con caffeina e la gomma da masticare placebo sono molto simili per aspetto, colore, dimensione, forma e sapore e sono difficili da distinguere. La randomizzazione è stata effettuata da un assistente di ricerca, mentre un altro residente ha eseguito l'esperimento, e né i soggetti stessi né il residente che ha effettuato l'esperimento sapevano a quale gruppo erano stati assegnati i soggetti o a che tipo di gomma erano stati assegnati. Una volta raccolti, i dati verranno inoltrati all'analista statistico del gruppo per l'analisi statistica, anch'egli ignaro delle assegnazioni del gruppo. Almeno una settimana prima dell'esperimento formale, tutti i soggetti hanno partecipato a tre o cinque test di familiarizzazione per i test di funzione cognitiva. La qualità del sonno è stata valutata anche soggettivamente mediante un punteggio a domanda singola e oggettivamente da ActiGraph per una notte nel giorno libero e per l'ultimo sonno prima del primo turno notturno. L'outcome primario erano i risultati dei test di funzione cognitiva e l'outcome secondario era la qualità del sonno.

2.2. Partecipanti In questo studio sono stati reclutati quattordici medici d'urgenza maschi sani e, sulla base di precedenti ricerche sulla caffeina negli atleti di e-sport, abbiamo utilizzato il software G*power 3.1 24 per ottenere un valore alfa del 5% e una potenza di 0,8, che era sufficiente per lo studio con solo sei soggetti. Tuttavia, a causa della mancanza di studi rilevanti sugli effetti della caffeina e delle gomme da masticare contenenti caffeina sul funzionamento cognitivo negli operatori sanitari del turno di notte, si è fatto riferimento a un recente studio che ha esaminato la performance cognitiva dei medici di emergenza dopo 24 ore consecutive di servizio. servizio di chiamata, che comprendeva 13 soggetti. Pertanto, dovrebbe essere adeguato interpretare i dati derivati ​​e le statistiche dallo studio.

Tutti i partecipanti avevano esperienza di lavoro con turni regolari a rotazione in prima linea clinica di emergenza e accettavano regolarmente incarichi di turno notturno ogni mese. I criteri di inclusione erano: (i) adulti maschi sani, quegli individui che non hanno sofferto di dolore, insonnia o altre lesioni di recente, senza alcun farmaco utilizzato negli ultimi 2 mesi, (ii) sono stati sottoposti a turni a rotazione in prima linea clinica di emergenza con regolari accettato il turno di notte per più di due anni. I criteri di esclusione erano: (i) allergia alla caffeina, (ii) esperienza di effetti avversi della caffeina, (iii) malattie cardiovascolari o qualsiasi malattia che facesse sentire male i soggetti. Due settimane prima dello studio principale, a tutti i partecipanti è stato chiesto di evitare l’assunzione di più di 80 mg di caffeina al giorno. Prima dell’esperimento, tutti i partecipanti sono stati pienamente informati delle procedure e dei rischi sperimentali e hanno fornito il consenso informato. Questo studio ha ricevuto l'approvazione dell'Institutional Review Board del China Medical University Hospital (CMUH111-REC2-169). Questo studio è stato condotto in seguito alla Dichiarazione di Helsinki.

2.3. Protocollo 2.3.1. Procedura sperimentale L'intero studio è stato condotto nell'ufficio del pronto soccorso del China Medical University Hospital e la temperatura ambiente interna è stata impostata a 22°C. La dieta e gli orari dei pasti dei partecipanti sono stati registrati per i 3 giorni precedenti il ​​primo esperimento formale e ai partecipanti è stato richiesto di seguire la stessa dieta 3 giorni prima del successivo esperimento formale. È stato inoltre richiesto loro di evitare cibi e bevande contenenti caffeina (ad esempio caffè, bevande energetiche, cioccolata, bevanda al cioccolato e tè) 3 giorni prima dell'esperimento formale.

Il giorno dell’esperimento formale, i partecipanti hanno fatto colazione e pranzo rispettivamente alle 08:00 e alle 12:00. I partecipanti sono arrivati ​​in ufficio intorno alle 23:20 per l'esperimento. È stata data una breve spiegazione e alle 23:30 è stato somministrato il test cognitivo, che ha richiesto circa 20 minuti per essere completato, dopodiché i soggetti erano pronti per andare al lavoro. Alle 03:30, secondo i risultati randomizzati, ai soggetti sono stati somministrati due pezzi di gomma da masticare contenente caffeina ad una dose assoluta di 200 mg (Military Energy Gum®, Ford Gum e Machine Go, Akron, NY, USA) (studio CAF) o due pezzi di gomma placebo dall'aspetto e dal sapore simili che non contenevano caffeina (xilitolo, menta lime, verde; Lotte, Saitama, Giappone) (esperimento PLA). Dopo 10 minuti di masticazione sono stati somministrati test di funzionalità cognitiva. Infine, gli ultimi test sulle funzioni cognitive sono stati eseguiti dopo il servizio alle 08:20. Tutti i soggetti utilizzavano un computer dedicato con una frequenza di fotogrammi dello schermo di almeno 240 Hz e una velocità di risposta del mouse di 1 ms.

Per esplorare la validità del metodo in cieco, abbiamo chiesto ai partecipanti (prima e dopo il test) di identificare gli integratori che avevano ingerito. Per fare ciò, la domanda era la seguente: "Quale integratore pensi di aver ingerito?" Ci sono tre possibili risposte a questa domanda: (a) caffeina; (b) placebo; e (c) non lo so. Inoltre, durante lo studio è stata registrata la comparsa di effetti collaterali o complicazioni.

2.3.2. Misura dei risultati 2.3.2.1. Test di funzione cognitiva Ai soggetti sono stati somministrati in sequenza cinque test: test del blocco Corsi, paradigma di cambio di attività, test di Stroop, ricerca visiva e attività di ordinamento delle carte Wisconsin. Tutti i test sulle funzioni cognitive di cui sopra sono stati condotti utilizzando Psych/Lab per Windows. Le misure utilizzate in letteratura hanno affidabilità e validità soddisfacenti.

2.3.2.1.1. Corsi block test Ci saranno 9 quadrati viola sullo schermo, quando inizia il test, ne lampeggeranno alcuni in modo casuale in colore giallo (più il numero aumenta), quindi sentirai "Vai", quindi devi fare clic l'ordine di quelli lampeggianti, quindi premere "FINE" nell'angolo in basso a destra. La faccina sorridente significa corretto, la faccina che piange significa sbagliato. Il numero massimo di risposte corrette verrà visualizzato alla fine del test, che serve principalmente a testare la capacità di consapevolezza situazionale e memoria di lavoro. L'intero processo dura circa 2 minuti.

2.3.2.1.2. Paradigma di cambio di attività Ci sono due forme (cerchio, quadrato) e due colori (giallo, blu), quattro combinazioni in totale. All'inizio del test vedrai "FORMA" o "COLORE" (il che significa che la risposta alla domanda sarà basata sulla forma o sul colore), quindi un motivo colorato (ad esempio, quadrato giallo o cerchio blu) apparirà, quindi rispondi alla domanda in base alla risposta che hai appena visto (forma o colore) il prima possibile. Premi B per i cerchi, N per i quadrati, B per il giallo, N per il blu e infine viene visualizzata la velocità di reazione media, che è un test della struttura cognitiva, della flessibilità e della plasticità nell'elaborazione delle attività. L'intero test dura circa 4 minuti.

2.3.2.1.3. Test di Stroop In questo quiz vedrai colori diversi per parole diverse, ma tutte le risposte sono basate sui colori (non importa quali siano le parole). Premi R per il rosso, G per il verde, B per il blu e Y per il giallo; ad esempio, se vedi "verde in rosso", devi premere R. I risultati del test comprendevano una condizione congruente, in cui il tasto premuto corrispondeva correttamente al colore sullo schermo, e una condizione incongruente, in cui il tasto premuto corrispondeva erroneamente al nome del colore sullo schermo. Alla fine del test verrà visualizzato il tempo di reazione, che è principalmente un test sulla capacità di inibire le interferenze cognitive. L'intero test dura circa 5 minuti.

2.3.2.1.4. Ricerca visiva Nel test di ricerca visiva, i partecipanti hanno identificato le "T" arancioni sullo schermo dalle "T" arancioni capovolte, dalle "T" blu alle "T" blu capovolte. Quando appariva una "T" arancione, i partecipanti dovevano premere la barra spaziatrice il più rapidamente possibile. Se non appariva alcuna "T" arancione, i partecipanti dovevano non reagire. Il test contiene 80 visualizzazioni di ricerca, ciascuna contenente 5, 10, 15 e 20 elementi, principalmente per testare la capacità di ricerca della visione dinamica. Alla fine del test è stata visualizzata la velocità di reazione e l'intero test è durato circa 4 minuti.

2.3.2.1.5. Attività di ordinamento delle carte Wisconsin C'è una componente di tentativi ed errori in questo test. Devi prima rispondere alle domande e poi determinare su cosa si basa la domanda in base a ciò che è giusto o sbagliato. Il test viene presentato in una modalità di corrispondenza, in cui un motivo a sinistra viene abbinato a uno dei quattro motivi a destra e i criteri di corrispondenza sono colore, forma e numero. Durante il test, le domande verranno cambiate di volta in volta, quindi se scopri le regole e poi all'improvviso sbagli una domanda, significa che la domanda è stata cambiata. Il numero di errori viene visualizzato alla fine del test per aiutare a misurare la capacità di una persona di ragionare in modo astratto e di modificare le strategie di risoluzione dei problemi quando necessario. L'intera prova è durata circa 4 minuti.

2.3.2.2. Misurazione del sonno I partecipanti hanno indossato un polso ActiGraph (wActiSleep, Pensacola, Florida, Stati Uniti) sulla mano non dominante per 2 periodi di sonno, compreso il sonno nel giorno di riposo e il sonno prima della prima terza notte di lavoro. I dati sul sonno sono stati ottenuti dai monitor ActiGraph e analizzati dal software ActiLife versione 6 utilizzando l'algoritmo Cole-Kripke, inclusi otto indici del sonno (latenza del sonno, conteggi totali, efficienza del sonno, tempo di sonno totale [TST], veglia dopo l'inizio del sonno [WASO] , numero di risvegli, durata dei risvegli, tempo trascorso a letto)[39, 40]. I partecipanti hanno anche registrato l'ora in cui sono andati a letto e si sono svegliati per consentire controlli coordinati con i dati actigrafici. La qualità del sonno quotidiano è stata misurata utilizzando una domanda scelta perché facile da concettualizzare, semplice da comprendere e meno gravosa per i partecipanti. La domanda posta era: su una scala da 0 a 10, dove 0 indica il sonno peggiore e 10 il migliore, valuta la qualità del sonno precedente.

I partecipanti hanno dichiarato età, stato civile, abitudini di esercizio fisico, fumo, consumo di caffeina e alcol e malattie croniche. Sono stati misurati l'altezza e il peso, da cui l'indice di massa corporea (BMI) è stato calcolato come peso in chilogrammi diviso per il quadrato dell'altezza in metri (kg/m2).

Analisi statistica Tutti i dati sono presentati come medie ± deviazioni standard. Per esaminare la normalità dei dati è stato utilizzato il test di Shapiro-Wilk. Le prestazioni cognitive, l'accuratezza e il tempo di reazione al colpo sono stati analizzati attraverso un test t per campioni appaiati. Le dimensioni dell'effetto sono state calcolate utilizzando il D di Cohen. Sono stati eseguiti test (test t o test χ2) per testare le differenze al basale tra i due gruppi. Per esaminare gli effetti dell’intervento è stata utilizzata un’analisi della varianza con disegno misto 2×2 con misure ripetute. Il Bang's Blinding Index (BBI) è stato utilizzato per esplorare l'efficacia dell'accecamento, mentre il test McNemar è stato utilizzato per confrontare l'incidenza degli effetti collaterali tra il placebo e la caffeina. Tutti i dati sono stati calcolati utilizzando SPSS (versione 20, Chicago, IL, USA) e il livello di significatività era α <0,05.