Relationship between visual fatigue and psychological and behavioral factors of soldiers in plateau area
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摘要:背景
我国高原地区军人常常出现干眼、视疲劳等眼部不适，而视疲劳是影响军人视功能的重要因素之一。
目的探讨长期驻扎高原地区军人视疲劳状况及其影响因素，为促进军人眼保健及增强视疲劳防护提供理论依据。
方法2022年9月—2023年9月通过整群随机抽样法对840名高原地区的军人进行视力、眼压等眼部检查并采用视疲劳问卷（VFS）、抑郁自评量表（SDS）、焦虑自评量表（SAS）、匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）进行问卷调查。采用卡方检验对不同视疲劳程度的一般情况进行单因素分析，采用多元logistic回归模型分析视疲劳的影响因素，并将影响因素纳入决策树模型进行风险预测分析，绘制接受者工作特征曲线评估预测准确率。
结果共发放问卷840份，回收问卷820份，有效回收率为97.62%，其中男性740人，女性80人。通过筛查视疲劳检出342例（检出率41.71%），视力不良209例（检出率25.49%），抑郁状态179例（检出率21.83%），焦虑状态243例（检出率29.63%），睡眠障碍214例（检出率26.10%），异常眼压66例（检出率8.05%）。视疲劳组与无视疲劳组的高原地区军人在不同工作时长、电子屏幕暴露时长、视力情况、抑郁情况、睡眠质量、眼压情况分布差异有统计学意义（
P <0.05）。多元logistic回归结果提示电子屏幕暴露时长≥6 h、有抑郁状态、睡眠障碍、视力不良是视疲劳的影响因素（OR=10.101、5.043、2.306、1.559，P <0.05）。决策树模型分析结果提示电子屏幕暴露时长是视疲劳的主要风险因素，电子屏幕暴露≥6 h且存在抑郁状态和睡眠障碍的军人视疲劳检出率为92.63%，而电子屏幕暴露时长<6 h且视力正常和无睡眠障碍的个体则97.53%的可能无视疲劳（即视疲劳检出率为2.47%），总体预测准确率为83%，敏感度和特异度分别为0.775和0.746。结论电子屏幕暴露≥6 h、抑郁状态、睡眠障碍能够增加长期驻扎高原地区军人视疲劳风险。应当关注高原地区军人的心理状态和生活行为，通过培养良好的用眼习惯，保持积极健康的情绪状态能够促进高原地区军人的眼保健。
Abstract:BackgroundMilitary personnel in high-altitude regions often experience dry eye and visual fatigue, and visual fatigue is one of the important factors affecting their visual function.
ObjectiveTo investigate the prevalence and influencing factors of visual fatigue among soldiers stationed in plateau areas for an extended period, and to provide a theoretical foundation for promoting eye health care and enhancing measures to prevent visual fatigue.
MethodsFrom September 2022 to September 2023, 840 military personnel in high-altitude regions were selected through cluster random sampling for eye examination and survey, including visual acuity, intraocular pressure, and Visual Fatigue Scale (VFS), Self-rating Depression Scale (SDS), Self-rating Anxiety Scale (SAS), and Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI). A logistic regression model was employed to analyze the factors influencing asthenopia. Identified influencing factors were incorporated into a decision tree model for predictive analysis, and a receiver operating characteristic curve was generated to assess prediction accuracy.
ResultsA total of 840 questionnaires were distributed and 820 questionnaires were recovered, with an effective recovery rate of 97.62%, of whom 740 were male and 80 were female. There were 342 cases of visual fatigue were identified (41.71%), 209 cases of poor vision (25.49%), 179 cases of positive depressive symptoms (21.83%), 243 cases of positive anxiety synmptoms (29.63%), 214 cases of sleep disorders (26.10%), and 66 cases of abnormal intraocular pressure (8.05%). There were statistically significant differences in working hours, electronic screen time, visual acuity, depressive symptom, sleep quality, and intraocular pressure between the visual fatigue group and the non-visual fatigue group (
P < 0.05). The results of logistic regression indicated that electronic screen time ≥6 h, positive depressive symptom, sleep disorder, and low vision were the influencing factors of visual fatigue (OR=10.101, 5.043, 2.306, 1.559,P <0.05). The decision tree model showed that electronic screen time was the main risk factor of visual fatigue. The positive visual fatigue rate was 92.63% among the soldiers with ≥ 6 h electronic screen time, depressive symptoms, and sleep disorders, while the positive rate was 2.47% (the probability of no visual fatigue was 97.53%) among the individuals with electronic screen time < 6 h, normal vision, and no sleep disorders. The overall prediction accuracy was 83%, with sensitivity and specificity of 0.775 and 0.746, respectively.ConclusionsElectronic screen time of 6 h or more, along with depression and sleep disorders, can significantly increase the risk of visual fatigue among soldiers stationed in plateau areas for extended periods. It is crucial to pay attention to the mental state and lifestyle behaviors of these soldiers. Fostering good eye hygiene and maintaining a positive and healthy emotional state can enhance the eye health of soldiers in plateau regions.
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高原地区通常指海拔高度在
1000 米以上、相对高度在500米以上，且地势相对平坦或有一定起伏的广阔区域。长期驻扎在高原地区的军人相比平原地区的军人，更容易受到环境等因素的影响，其眼部生理状态的改变可能会导致眼部不适的发生，例如干眼、视疲劳、流泪等问题[1]。随着电子数码产品的普及，高原地区军人在工作、办公和生活娱乐中不可避免地长时间使用电子数码产品，这也引发了视疲劳、视力下降、干眼等症状的出现[2]。视疲劳是指由于各种原因导致眼睛在使用过程中超过其视觉功能所能承载的最大负荷，从而引发视觉障碍、干眼等眼部不适，或伴随全身症状，致使无法正常进行视作业的一组症候群[3]。既往研究表明，高原地区的军人由于长期暴露在高原和寒冷等环境因素的影响下，干眼等症状尤为突出[4]。这一现象引起了专家学者的广泛关注，但对于视疲劳的症状以及心理、睡眠等因素的研究相对较少。本研究结合国内专家学者关于视疲劳的诊疗意见，将心理、生活行为、睡眠等因素纳入研究，探索长期驻扎高原地区军人的视疲劳现状，利用决策树模型分析其影响因素的重要性，为促进军人眼保健及增强视疲劳防护提供理论依据。
1. 对象与方法
1.1 对象
2022年9月—2023年9月，以基层连队为基本单位采取整群随机抽样法选取高原地区的某4支基层部队840名普通现役军人为研究对象（普通现役军人，无岗位特殊性），纳入标准：1）同意参加此次调查研究；2）高原地区驻留时间大于或等于12个月；3）未诊断各类器质性眼病；4）近1个月未使用各类眼用药品。剔除标准：1）缺失值同一量表存在2处以上；2）存在规律性答题，例如一致性选择或Z型选择。在征得同意后进行眼部检查和问卷调查。按照如下公式本研究样本量：样本量=[Z2*p*（1−p）]/E2。其中Z=1.96；p：既往文献中军人视疲劳发生率[5]；E：0.05，预测样本量为358。本研究通过战略支援部队特色医学中心伦理委员会的伦理审查（批号：K2019伦审第89号）。
1.2 方法
1.2.1 调查方法
本项研究确定研究对象后先由专科护士进行视力、非接触眼压测量，其中视力测量采用E字形视力表检测，非接触眼压测量采用气动眼压计（non-contact tonometer, NCT）检测。其次再由具有流行病学及心理学教育背景的调查员进行问卷调查，调查对象可随时提问，由调查员逐一答复，完成问卷后统一回收。一般资料采集表由自行设计，内容包括年龄、性别、工作时长、电子屏幕暴露时长等情况。其中年龄、电子屏幕暴露时长参考既往文献进行分类[5–6]；工作时长则调查近1月工作日平均日工作时长，以8 h为基准进行分类；视力情况参考国际近视研究学会近视防控研究白皮书以远视力小于5.0为视力不良[7]；眼压取间隔5 min的2次测量值的平均值，根据测量数值分为异常眼压（<10 mmHg或＞21 mmHg）、正常眼压（10~21 mmHg）[8]。
1.2.2 视疲劳问卷（Visual Fatigue Scale, VFS）
使用CHEN等[9]为评价视疲劳程度所设计的视疲劳问卷调查研究对象的视疲劳情况，问卷由11个条目组成，包含眼睛干涩、复视、溢泪、眼胀痛、畏光、眼疲倦等。每个项目评价由主观感受程度划分，分值区间0~5分，分别对应“完全没有”至“很强烈的感觉”，累计各条目得分得出总分。总分0~11分为基本正常，＞12分为存在视疲劳。该量表在本研究的Cronbach α系数为0.89。
1.2.3 抑郁自评量表（Self-rating Depression Scale, SDS）及焦虑自评量表（Self-rating Anxiety Scale, SAS）
使用华裔教授ZUNG[10]编制的问卷调查研究对象的抑郁和焦虑情况。该量表广泛适用于对焦虑、抑郁的主观评价，使用简便。2个量表在本研究中具有良好的信效度，Cronbach’s系数分别为0.89（SDS）、0.87（SAS）。2个量表均为20个条目，每个条目1~4级评分，其中有10个条目正向陈述反向评分，另10个条目为反向陈述正向评分。20个条目得分相加总和得到粗分，粗分*1.25得到标准分，以标准分≥50认为存在焦虑/抑郁状态[11]。
1.2.4 匹兹堡睡眠质量指数量表（Pittsburgh Sleep Quality Index, PSQI）
使用美国匹兹堡大学BUYSSE博士[12]编制的PSQI调查研究对象的睡眠情况，该量表广泛适用于各类人群评价睡眠质量。由18个条目构成7个因子，每个条目以0~3计分，各因子内条目的平均分为因子得分，累计各因子得分为PSQI总分，得分越高，表示睡眠质量越差，以PSQI总分≥7，认为个体有睡眠障碍[13]。该量表在本研究中具有良好的信效度Cronbach’s α系数为0.91。
1.3 统计学分析
将前期收集的数据进行双人双次核对，确保数据无误后运用SPSS 25.0进行统计学分析。采用卡方检验对不同视疲劳程度的一般情况进行单因素分析，采用多元logistic回归模型分析视疲劳的影响因素，将影响因素纳入卡方自动交互检测法（chi-squared automatic interaction detector, CHAID）决策树模型进行风险预测分析，并绘制接受者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve, ROC）曲线评估预测准确率，其中ROC曲线下与坐标轴围成的面积（area under curve, AUC）>0.7认为结果可接受，检验水准α=0.05。
2. 结果
2.1 长期驻扎高原地区军人视疲劳的基本情况
共发放问卷840 份，剔除缺失问卷20 份，回收问卷820 份，有效率97.62%。纳入本次研究的820 名长期驻扎高原地区军人，平均年龄（29.61±7.99）岁，其中男性740人，女性80人。通过筛查存在视疲劳342例（检出率41.71%），视力不良209例（检出率25.49%），抑郁状态179例（检出率21.83%），焦虑状态243例（检出率29.63%），睡眠障碍214例（检出率26.10%），异常眼压66例（检出率8.05%）。有无视疲劳组军人在工作时长、电子屏幕暴露时长、视力情况、抑郁情况、睡眠质量、眼压情况的分布差异均具有统计学意义（P<0.05），详见表1。
表 1 长期驻扎高原地区军人视疲劳情况（n=820）Table 1. Visual fatigue of soldiers stationed in plateau areas for an extended period (n=820)指标 无视疲劳组(n=478) 视疲劳组(n=342) χ2 P 性别 男 434 306 0.395 0.530 女 44 36 年龄/岁 <30 447 322 0.227 0.634 ≥30 31 20 工作时长/h ≤8 297 145 31.252 <0.001 >8 181 197 电子屏幕暴露时长/h <6 254 29 175.920 <0.001 ≥6 224 313 视力情况 视力正常 407 204 68.245 <0.001 视力不良 71 138 抑郁情况 无抑郁状态 438 203 121.700 <0.001 抑郁状态 40 139 焦虑情况 无焦虑状态 346 231 2.241 0.134 焦虑状态 132 111 睡眠质量 无睡眠障碍 418 188 109.026 <0.001 睡眠障碍 60 154 眼压情况 正常眼压 431 323 4.928 0.026 异常眼压 47 19 2.2 长期驻扎高原地区军人视疲劳影响因素的多元logistic回归分析
以视疲劳程度为应变量（否=1，存在=2），以工作时长（≤8=1，>8=2）、电子屏幕暴露时长（<6=1，≥6=2）、视力情况（视力正常=1，视力不良=2）、抑郁情况（无抑郁状态=1，无抑郁状态=2）、睡眠质量（无睡眠障碍=1，睡眠障碍=2）、眼压情况（正常眼压=1，异常眼压=2）等因素为自变量，采用多元logistic回归模型进行分析（向前逐步，α入=0.05，α出=0.10）。结果提示影响高原地区军人视疲劳的因素有电子屏幕暴露时长、抑郁情况、睡眠质量、视力情况（P<0.05）详见表2。
表 2 长期驻高原地区军人视疲劳情况相关因素的logistic分析Table 2. Logistic model of visual fatigue of soldiers stationed in plateau areas for an extended period变量 β SE χ2 P OR(95%CI) 工作时长 −0.245 0.198 1.521 0.217 0.783(0.531~1.155) 电子屏幕暴露时长 2.313 0.260 79.351 0.001 10.101(6.073~16.801) 抑郁情况 1.618 0.239 45.674 0.001 5.043(3.154~8.062) 睡眠质量 0.870 0.207 17.579 0.001 2.386(1.589~3.582) 视力情况 0.444 0.204 4.711 0.030 1.559(1.044~2.327) 眼压情况 −0.305 0.413 0.546 0.460 0.737(0.328~1.655） 2.3 长期驻扎高原地区军人视疲劳影响因素的决策树分析
以视疲劳程度为应变量，电子屏幕暴露时长、抑郁情况、睡眠质量、视力情况为自变量纳入CHAID决策树模型进行风险预测分析（自变量、应变量赋值规则同回归分析），生成模型共3层10个节点，终端节点5个。结果提示电子屏幕暴露时长为视疲劳的主要风险因素，电子屏幕暴露时长≥6 h且存在抑郁状态和睡眠障碍的个体92.63%的可能检出视疲劳，而电子屏幕暴露时长<6 h且视力正常和无睡眠障碍的个体有97.53%的可能无视疲劳，即2.47%的可能发生视疲劳，详见图1。
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图 1 长期驻扎高原地区军人视疲劳影响因素的决策树模型分析Figure 1. Decision tree model of influencing factors of visual fatigue of soldiers stationed in plateau areas for an extended period绘制决策树模型预测值的ROC曲线，曲线下面积（AUC）为0.830（95%CI：0.803~0.857），敏感度和特异度分别为0.775和0.746，总体预测准确率为83%，提示预测效能较好，详见图2。
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图 2 长期驻扎高原地区军人视疲劳影响因素决策树模型预测值的ROC曲线Figure 2. ROC curve of predicted values of decision tree model for the influencing factors of visual fatigue in the soldiers stationed at plateau areas for an extended period3. 讨论
视疲劳被认为是影响工作效率的重要因素之一[14]。影响视疲劳的因素有很多，主要包括生理因素、心理因素和行为因素。其中，生理因素如干眼症、眼调节功能下降等，已被大多数研究证实[15]，但对心理与行为因素的影响研究相对较少。在一项荷兰的调研中，研究者发现心理因素对视疲劳有直接作用，并强调心理因素在行为因素与视疲劳之间的中介作用[16]，因此，本研究将心理因素与行为因素作为影响视疲劳的主要因素纳入考虑。
本研究中，高原地区军人视疲劳检出率为41.71%，高于平原地区普通军人视疲劳检出率（5.80%）[17]。这可能与高原地区军人受到缺氧、强辐射、低温等环境刺激因素的影响有关，导致其眼部生理状态发生改变。例如，缺氧可能引起血流重新分布、血管通透性改变及视乳头水肿，从而诱发紫外线角膜病变、日光性视网膜损伤等高原性眼病[2] ，并出现眼部干涩、视物模糊、流泪等症状[18]，降低个体对视觉刺激的辨识能力，导致视疲劳。这种情况可能对军事训练和任务完成产生隐患[19]。因此，高原地区军人视疲劳的高发情况需要引起重视，并采取及时的干预和预防措施。
本研究显示，存在视疲劳的军人中，工作时间超过8 h、电子屏幕暴露时长≥6 h，且存在睡眠障碍、视力不良、抑郁状态或异常眼压的比例更高。有研究认为，在数字化时代，纸质载体逐渐被电子载体取代，大量使用电子设备处理工作使个体长时间暴露于电子屏幕下[20] 。电子屏幕的暴露会使个体长时间受到特殊人造光源的影响，导致眨眼频率降低，泪膜蒸发速率增加，从而引发视疲劳[15]。汪育文等[21]指出，视疲劳以主观感觉为主，容易受到精神心理因素和全身因素的影响。研究表明，抑郁情绪可能导致自主神经系统功能紊乱[22] ，这会降低个体对视觉刺激源的感受阈值，形成长期刺激，从而引起睫状肌疲劳，最终导致视力下降和视疲劳[23]。Lin[24]的研究证实，视疲劳的发生率与睡眠质量显著相关，睡眠质量较高的个体视疲劳程度相对较低。
本研究的回归分析模型和决策树模型结果显示，电子屏幕暴露时长为高原地区军人视疲劳的主要风险因素，而抑郁状态和睡眠质量则是视疲劳的风险因素。有学者认为，电子屏幕上的视觉工作通常需要频繁聚焦和重新聚焦，以清晰观察像素化字符，而为保持注意力而进行的频繁眼球运动会加重眼部疲劳。此外，较短的屏幕观看距离及恒定的会聚与调节需求进一步加剧了电子屏幕相关的视疲劳症状[25]。Mocci[26]通过研究事业单位职员的视觉健康与心理影响因素，发现不良情绪（如紧张、烦躁和焦虑）会引发植物神经系统的应激反应，导致内分泌和免疫功能改变[10]，从而影响眼部内环境及眼肌功能，导致视疲劳。同时，睡眠质量下降（如睡眠时间减少、易觉醒和入睡困难）会加重神经内分泌功能的紊乱[27]。此外，高原军人相较于平原军人，心理负荷更重，心理问题更加凸显，可能对个体造成的困扰就更加明显[28]。因此电子屏幕暴露≥6 h、存在抑郁状态、睡眠障碍三因素交互影响可能进一步导致视疲劳，而保持良好的视力与睡眠质量则有助于养成良好的用眼习惯，从而降低视疲劳的发生风险。
本研究调查对象的性别比例严重失衡，可能导致研究结果存在一定偏倚，未能真实反映视疲劳在性别因素上的差异。此外，个人生活习惯（如吸烟、眼部卫生、用眼姿势）以及眼部生理性病变未纳入考虑，可能对研究结果产生干扰。同时，由于研究对象主要为专业技术骨干，长期从事电脑相关工作，可能使其视力问题和视疲劳问题更为突出，从而限制了研究结果的广泛适用性。这些问题应在后续研究中加以改进，以更全面地分析视疲劳的影响因素。
综上，高原地区因其具有独特的地理环境，使得长期驻守的官兵容易发生视疲劳，电子屏幕暴露时长及抑郁、睡眠质量是影响视疲劳的重要风险因素。建议：首先，应当结合远距离眺望放松、合理安排户外活动，在工作时间穿插放松运动，适度减少官兵长时间使用电子屏幕的情况，以缓解眼部疲劳；其次，关注官兵心理状态，适时提供心理支持与干预，帮助调整不良情绪，提升心理健康水平；同时，关注官兵的睡眠质量，对存在睡眠障碍的个体及时进行干预，必要时采取放松辅助、自由联想或药物辅助等心身治疗，提高睡眠质量，从而降低视疲劳的发生率。
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图 1 长期驻扎高原地区军人视疲劳影响因素的决策树模型分析
Figure 1. Decision tree model of influencing factors of visual fatigue of soldiers stationed in plateau areas for an extended period
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图 2 长期驻扎高原地区军人视疲劳影响因素决策树模型预测值的ROC曲线
Figure 2. ROC curve of predicted values of decision tree model for the influencing factors of visual fatigue in the soldiers stationed at plateau areas for an extended period
表 1 长期驻扎高原地区军人视疲劳情况（n=820）
Table 1 Visual fatigue of soldiers stationed in plateau areas for an extended period (n=820)
指标 无视疲劳组(n=478) 视疲劳组(n=342) χ2 P 性别 男 434 306 0.395 0.530 女 44 36 年龄/岁 <30 447 322 0.227 0.634 ≥30 31 20 工作时长/h ≤8 297 145 31.252 <0.001 >8 181 197 电子屏幕暴露时长/h <6 254 29 175.920 <0.001 ≥6 224 313 视力情况 视力正常 407 204 68.245 <0.001 视力不良 71 138 抑郁情况 无抑郁状态 438 203 121.700 <0.001 抑郁状态 40 139 焦虑情况 无焦虑状态 346 231 2.241 0.134 焦虑状态 132 111 睡眠质量 无睡眠障碍 418 188 109.026 <0.001 睡眠障碍 60 154 眼压情况 正常眼压 431 323 4.928 0.026 异常眼压 47 19 
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表 2 长期驻高原地区军人视疲劳情况相关因素的logistic分析
Table 2 Logistic model of visual fatigue of soldiers stationed in plateau areas for an extended period
变量 β SE χ2 P OR(95%CI) 工作时长 −0.245 0.198 1.521 0.217 0.783(0.531~1.155) 电子屏幕暴露时长 2.313 0.260 79.351 0.001 10.101(6.073~16.801) 抑郁情况 1.618 0.239 45.674 0.001 5.043(3.154~8.062) 睡眠质量 0.870 0.207 17.579 0.001 2.386(1.589~3.582) 视力情况 0.444 0.204 4.711 0.030 1.559(1.044~2.327) 眼压情况 −0.305 0.413 0.546 0.460 0.737(0.328~1.655）
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