Terveiden kuljettajien ajokyky ajosimulaattorissa

Autolla ajamisen tärkein työkalu on aivot. Oleellisia ajamiseen vaikuttavia tekijöitä ovat lisäksi reaktiokyky, tarkkaavaisuus ja sitä kautta vireystila. Toisaalta oleellista on myös kuljettajan motivaatio pysyä hereillä, ammattikuljettajille tämä lienee vielä tavallistakin autolla ajajaa tärkeämpää.

Eri sairaudet vaikuttavat ihmisen fysiologiaan ja kykyyn havainnoida liikennettä ja samalla myös ajamiseen; sekä sen mekaaniseen suoritukseen että kuljettajan tapaan kokea muu liikenne. Vaikuttaahan mielialakin ajotyyliimme. Sen todistamiseksi ei tarvitse matkustaa Helsinkiä pidemmälle neljän ruuhkassa. Niinikään näkö- ja kuuloaistien mahdollisuudet kerätä ja käsitellä tietoa liittyvät aistimaailmaan ja sen aivoihin piirtämään kuvaan eli välillisesti myös ajokykyyn.

Oman riskiryhmän liikenteessä muodostavat potilaat, joiden tila muuten ei kenties kestä ajamisen aiheuttamaa stressiä, kuten instabiilista angina pectoriksesta tai ääritapauksessa vaikeasta paniikkihäiriöstä kärsivät ihmiset. Toisaalta on kuljettajia, jotka tilansa äkillisyyden takia saattavat muodostaa riskin liikenteessä paitsi itselleen, myös muille. Tällaisia saattavat olla esimerkiksi huonossa hoitotasapainossa olevat epileptikot, narkolepsiapotilaat ja diabeetikot.

AJOSIMULAATTORITUTKIMUS

Tutkimuksen tarkoitus

Tutkimuksen alkuvaiheen tavoitteena oli perehtyä simulaattorin kykyyn tehdä ajokyvyn arvioita, vakioida sen käyttö ja muodostaa ns. validointiaineisto. Tämän jälkeen halusimme selvittää miten terveet kuljettajat selviytyvät erilaisista liikennetilanteista ikäänsä ja toimintakykyynsä nähden ja miten ko. asiat vaikuttavat ajamiseen. Näin pystyimme simulaattorin avulla arvioimaan tutkittavan mahdollisuuksia selviytyä liikenteessä ajoneuvon kuljettajalta vaadittavalla tavalla.

AINEISTO JA MENETELMÄT

Koehenkilöt

Verrokkiaineisto muodostuu kuljettajista, jotka suorittivat simulaattoriajon laitteen käyttöön oton alkuvaiheessa. Näitä ns. validointikuljettajia oli 125, joista miehiä oli 87 ja naisia 38; (ikäjakauma 18-67 v). Heidän avullaan muodostettiin kuva terveen eri ikäisen kuljettajan ajokyvystä ja tavasta toimia liikenteessä itselle ominaisen liikennekäyttäytymisen ohjaamalla tavalla. Kuljettajat olivat vapaaehtoisia ja ainoana kriteerinä tutkimukseen osallistumiselle oli voimassa oleva ajokortti. Tässä ryhmässä oli sekä erittäin vähän ajavia kuljettajia (500 km/v) että ammattikuljettajia, joiden kilometrimäärät vuodessa ylittivät 50 000 km.

Toisen suuren ryhmän aineistosta muodostivat ajokyvyn arvioon tulevat kuljettajat, (n = 56, ikäjakauma 16-86 vuotta, mediaani 46,3). Kuljettajien syy hakeutua simulaattoritutkimukseen vaihteli potilaskohtaisesti, yleisimpinä syinä kuitenkin iän tuomat muutokset ajokykyyn, sairastettu aivoinfarkti tai näkökyvyn ongelmat.

Kolmantena ryhmänä tutkimuksessa oli vireystilan alenemisesta kärsivät kuljettajat. Heitä tutkittiin simulaattorilla simulaattoriajoon yhdistetyn unipolygrafiatutkimuksen ja/tai ajon aikana rekisteröidyn EEG:n avulla. Vireystilatutkimuksissa kävi tutkimuksen aikana ajamassa 52 tutkittavaa, joista 45 oli ammattikuljettajia.

Laitteisto

Laitteisto on Haagan Neurologisen Tutkimuskeskuksen digitaalinen henkilöautoon asennettu kiinteäalustainen STISIM-simulaattori (kuva1).

Laitteistossa on kolme mikrotietokonetta kytketty yhteen siten, että keskustietokone käsittelee ja rekisteröi halutut tiedot ajon aikana (1). Kuljettajan eteen heijastetaan valkokankaalle 135 asteen kuva kolmen dataprojektorin avulla. Kuljettaja kontrolloi ajoneuvoa normaalisti käyttämällä kaasua, jarrua ja kytkintä sekä vaihteita ja ohjauspyörää. Ohjauspyörään on kytketty pieni sähkömoottori vastamomentin aikaansaamiseksi. Myös automaattivaihteiden käyttö kuljettajan niin toivoessa on mahdollista.

Vireystilatutkimuksissa ja ajokykyarvioissa on rekisteröity tarvittaessa 8-kanavainen EEG, vireystilatutkimuksissa kuvataan lisäksi kuljettajan kasvoja videokameralla väsymisoireiden havaitsemiseksi paremmin.

Ajotehtävä

Perusajona simulaattorissa toimii ns. ajokykytesti, jota käytetään, kun tutkittavan ajokyvyssä epäillään heikkenemistä tarkkaavaisuuden ja/tai reagointikyvyn suhteen. Ajokykytesti on 11 km pitkä vilkas yhdistelmäajo, jonka aikana kuljettaja ajaa sekä maantieajoa että kaupunkiajoa muun liikenteen ja jalankulkijoiden seassa. Kuljettajan tulee toimia liikennesääntöjen mukaan ja reagoida mm. nopeusrajoituksen muutoksiin, liikennevaloihin sekä äkillisiin liikennetilanteisiin. Lisäksi ajon aikana annetaan lisätehtäviä (2). Tutkittavan tulee käyttää äänimerkkiä tai suuntamerkkejä valkokankaalle ilmestyvien symbolien mukaan. Näin mitataan huomiokykyä eri liikennetilanteissa. Nopeusrajoituksia noudattaen ajo kestää noin 15 minuuttia.

Toinen käytetty testi on ns. uniajo, jonka tarkoituksena on tutkia vireystilan heikkenemistä ajon aikana. Ajo on erittäin yksitoikkoinen, pituudeltaan noin 100 km, ja se kestää nopeusrajoituksia noudattaen noin puolitoista tuntia. Ajon aikana tutkittavan tulee pysytellä omalla kaistallaan mahdollisimman tarkasti, ohittaa 10 hitaampaa ajoneuvoa ja vastata reaktioaikaa mittaaviin lisätehtäviin.

Lisäksi tutkimuksen aikana käytettiin simulaattoriin erikoistilanteita varten ohjelmoituja testejä kuten huimausta provosoivaa mutkaista ajoa ja lääketutkimuksiin sopivaa vireystilaa ja tarkkaavaisuutta mittaavaa yhdistelmäajoa.

Ajon valvoja seuraa simulaattorihuoneessa ajon suorittamista ja tekee muistiinpanoja havainnoistaan tutkimuksen ajalta.

Mitattavat suureet

Simulaattorin keskustietokone kykenee mittaamaan ajon aikana 19 eri suuretta: ohjauspyörän, jarrun, kytkimen ja vaihteiden käyttöä, auton sijaintia kaistalla ja reaktioaikaa sekä ajoneuvon etäisyyttä muista ajoneuvoista. Myös ajovirheet ja kolarit rekisteröidään. Ohjelmaan on etukäteen syötettävä ajon kannalta oleelliset suureet, ts. mitä halutaan mitata ja miltä ajon osioilta.

Ajokykyarvioissa tärkeimmät suureet ovat reaktioaika, sen hajonta, tapahtuneet kolarit ja ulosajot, sekä etäisyys muihin ajoneuvoihin. Reaktioaika kasvaa iän lisääntyessä. Reaktioajan hajonta kuvaa keskittymistä liikennetilanteisiin, molemmat ovat riippuvaisia kuljettajan ajoneuvon hallintaan käyttämistä voimavaroista. Suureet antavat käsityksen siitä, kuinka paljon huomiokyvystä ja resursseista kuluu pelkästään auton kuljettamiseen, kuinka paljon jää liikennetilanteiden hahmottamiseen ja reagointiin. Etäisyys muihin ajoneuvoihin kuvaa paitsi ennakointia liikennetilanteissa, myös äkillisten tapahtumien hahmottamista ja reagointia niihin. Tämä kertoo myös kuinka monta sekuntia olisi kulunut törmäykseen ilman kuljettajan reagointia liikennetilanteeseen.

Vireystilamittauksissa oleellista on reaktioajan lisäksi ajoneuvon sijainti omalla kaistalla keskiviivasta mitattuna sekä nimenomaan tämän suureen hajonta. Väsymisen aikaansaama auton ajelehtiminen kaistalla saadaan tällä tavoin esille.

Kaikki kuljettajat täyttivät ennen ajoa 37 kysymystä sisältävän kyselylomakkeen, jonka avulla luotiin kuva mm. kuljettajien ajokilometreistä, ajokorttiluokasta, syyllisyydestä kolareihin kuluneen kymmenen vuoden aikana, aikaisemmista sairauksista, vireystilasta ja lääkityksestä.

Ajon jälkeen kysyttiin simulaattorin aikaansaamia oireita, kuten silmien ärtymystä, pahoinvointia, päänsärkyä tai epileptisiä oireita. Erityisesti matkapahoinvoinnista kärsivät ihmiset ovat riskiryhmässä ns. simulaattoripahoinvointioireilun suhteen, joka on seurausta tasapainoelimen ja silmien saamien ärsykkeiden ristiriidasta. Tyypillisiä oireita ovat päänsärky, huimaus ja pahoinvointi. Tutkimuksessa pahoinvoinnista ilmoitti kärsineensä yhteensä 27 kuljettajaa (10,5 %). Heistä yhdeksällä pahoinvointi aiheutti ajon keskeyttämisen. Osuus vastaa kirjallisuudessa esiintyviä arvoja simulaattoripahoinvoinnista. Oireilun on raportoitu olevan 10 %:n luokkaa ajosimulaattoreilla. Lentosimulaattoreilla se on jopa 60 %.

TULOKSET

Kuljettajia oli kaikkiaan 233, joista verrokkikuljettajia 125. Iältään kuljettajat olivat 16-86-vuotiaita, mediaani oli 46,3 vuotta. Tulosten tarkastelussa keskitytään terveiden verrokkikuljettajien ajosuorituksiin simulaattorissa.

Tulokset esitetään nimenomaan ajokykytestin osalta, jossa kuljettaja siis ajaa 11 km pituisen taajama-ajon. Ajon aikana kuljettajan on reagoitava liikennetilanteisiin liikennesääntöjen mukaisesti sekä vastattava ajon aikana annettaviin lisätehtäviin.

Ajon aikana mitattavista suureista eroja kuljettajien välillä varsinkin iän suhteen tuli nimenomaan tavallisissa liikennetilanteissa, kuten liikennevaloissa. Myös lisätehtäviin reagoimisessa saatiin merkittäviä eroja esille.

Verrokkiryhmän 30-40-vuotiaiden keskimääräinen reaktioaika oli 1,4 (hajonta 0,25) sekuntia, kun se yli 60-vuotiailla oli 1,7 sekuntia (hajonta 0,3). Monimutkaisessa liikennetilanteessa vanhemmilla kuljettajilla lisätehtävään vastaaminen viivästyi tai unohtui kokonaan. 30-40-vuotiaiden ryhmässä reaktioaikojen hajonnan keskiarvo oli 0,52 sekuntia. Yli 60-vuotiaiden ryhmässä sama arvo oli 0,82 sekuntia (kuvio 1).

Nuoremmat kuljettajat jättivät vastaamatta ajon aikana annettuihin lisätehtäviin keskimäärin 0,2 kertaa, yli 60-vuotiaat vertailukuljettajat 2,0 kertaa. Vääriä vastauksia alle 40-vuotiailla oli noin 0,7, 60 vuotta täyttäneillä 2,5. Käytännössä siis simulaattoriajon aikana iäkkäämpien kuljettajien keskittyminen itse ajoon verotti havainnointikykyä lisätehtäviin ja vastaukset menivät useammin väärin. Alle 30-vuotiaista kukaan ei vastannut yli kahta kertaa väärin 25:een lisätehtävään, kun taas yli 65 vuotiaista 13,5 % vastasi 8:aan tai useampaan väärin.

Simulaattoriajossa kuljettajan ikä vaikutti myös muihin liikennetilanteisiin. Kun ajettiin liikennesääntöjen mukaan, jäivät jalankulkijat harvemmin 30-40-vuotiaan ajaman auton alle (keskiarvo = 0,036) kuin yli 60-vuotiaan kuskin yliajamiksi (keskiarvo = 0,13).

Myös sukupuolten välillä näkyi selkeä ero: verrokkikuljettajien naisista 97,7 % ajoi alle 3 kertaa punaisia päin. Vastaava prosenttiluku miehillä oli 96,9. Miehet siis ajoivat enemmän päin punaisia kun naiset (p = 0,024). Tämä ero johtunee simulaattoriajon rakenteesta: punainen valo vaihtuu melko nopeasti, jolloin kuljettajan on tehtävä nopea päätös pysähtymisestä valoihin. Tämän tuloksen perusteella voidaan arvioida miesten tehneen siis useammin päätöksen ajaa vanhoilla keltaisilla ennemmin kuin jarruttaa punaisiin valoihin. Mieskuljettajat myös ajoivat enemmän ylinopeuksia kuin naiset (kuvio 2).

Naiskuljettajat vuorostaan törmäsivät muihin ajoneuvoihin useammin kuin miehet. Naiset kolaroivat tasaisesti useammin kuin miehet, joista suurin osa ajoi vain muutaman kolarin. Naisista 92,2 % ajoi 3 kolaria tai vähemmän, miehistä 98,8 % (p = 0,027).

Ulosajojen suhteen ei sukupuolten välillä tullut esille tilastollista merkitsevyyttä. 81,6 % vertailuaineiston miehistä ja 89,5 % naisista ei suistunut ajoradalta kertaakaan.

Alle 50-vuotiaista vertailukuljettajista 93,4 % ajoi ulos ajoradalta kerran tai ei ollenkaan, yli 65-vuotiaista sen sijaan 90,9 %. Yli 65-vuotiaista 9,1 % ajoi tieltä 2 kertaa tai useammin. Iäkkään kuljettajan riskikertoimeksi ulosajoon tulee näin ollen 12, p = 0,019. Ajosimulaattori vääristää hieman tilastoa normaaliin tieliikenteeseen verrattuna. Vanhempien ihmisten on vaikeampi totutella simulaattorin käyttöön ja sen ajoneuvon hallintaan. Ajon alussa ei kuitenkaan juuri tästä syystä oteta huomioon ajovirheitä ja toisaalta jokainen kuljettaja perehdytetään tarvittaessa toistettavalla totutteluajolla ajosimulaattoriin, ajorataan ja ajoneuvon hallintaan testitilanteessa vakioidusti.

POHDINTA JA JOHTOPÄÄTÖKSET

Ajosimulaattori tuo monella tavalla esille kuljettajien erot testitilanteessa. Kuten simulaattoritutkimusta käynnistettäessä ennakoitiin, vaatii luotettavien tuloksien saaminen melko suurta verrokkiaineistoa. Osittain yllätyksenä tuli kuitenkin, että simulaattori tuo esille eroja jo nuortenkin kuljettajien välillä. Liikennekäyttäytymisen erot heijastuivat ajotyyliin myös testitilanteessa, mikä näkyi nimenomaan ylinopeuksina ja tehtyinä ratkaisuina erilaisissa liikennetilanteissa erikoisesti nuorten miesten kohdalla.

Vanhemmassa ikäryhmässä erot mitattujen suureiden välillä korostuvat ja tulevat eri tavalla esille. Iäkkäämpien kuljettajien hidastunut reaktioaika ja toisaalta reaktioajan hajonnan kasvaminen kärjistyvät testitilanteessa. Tämä vastaa hyvin testin tarkoitusta. Näin pienemmätkin erot tulevat päivänvaloon ja testin sensitiivisyys kasvaa. Tuloksia on tutkittava varoen, sillä käytännössä iäkkäät terveet kuljettajat ovat yleensä turvallisia kuljettajia (3,4,5).

Sama koskee törmäyksiä muihin ajoneuvoihin. Terve, nuori testikuljettaja ajaa 0,7-6,0 kolaria toisen ajoneuvon kanssa ajon aikana. Tämä kertoo simulaattoriajon rakenteesta melko paljon. Testi on hiottu siten, että tavallinen kuljettaja tekee todennäköisesti noin yhden tai kaksi kolariin johtavaa ajovirhettä 11 km testin aikana. Mikäli ajo olisi liian helppo ja nollan kolarin tuloksia tulisi runsaasti, ei se erottelisi riittävän tarkasti adekvaattia käyttäytymistä vaikeissakin liikennetilanteissa.

Parhaiten simulaattorin ajokykyajo kertoo kuljettajan tarkkaavaisuudesta ja huomiokyvystä sekä ennen kaikkea tavasta ja kyvystä reagoida testitilanteen vaihtuviin tapahtumiin. Myös ajoon keskittyminen ja sen vaativa huomio kuljettajalta näkyvät testiajossa nimenomaan lisätehtävien avulla. Hyvin nuorten ja iäkkäiden kuljettajien reagointikyky heikkenee monimutkaisissa liikennetilanteissa, kun auton ajaminen kuormittaa havainnointikykyä.

Toinen merkittävä tutkimuskohde, jota olemme simulaattorin avulla käynnistämässä, on vireystilan alenemisesta kärsivät kuljettajat, esim. uniapnea- ja narkolepsiapotilaat (5,6,7). Julkisuudessakin huomiota saanut rattiin nukahtaminen tapahtuu ajosimulaattorissa turvallisessa ympäristössä. Simulaattorin ratissa on jo alustavasti havaittu, että väsynyt, mutta subjektiivisesti itsensä riittävän pirteäksi ajamiseen kokeva kuljettaja tekee kolariin johtavia ajovirheitä vireystilan alentuessa.

Tässä vaiheessa ajosimulaattorista saadut kokemukset ovat olleet lupaavia. Verrokkikuljettajien myötä on saatu arvokasta tietoa ajokykyarvioiden suorittamisessa. Kuljettajilta kysytään subjektiivisia tuntemuksia ajosta sen jälkeen. Simulaatioajo on selkeästi testitilanne ja usein myös verrokkikuljettaja kertookin jännittyneisyydestä ja hermostuneisuudesta ajon aikana, mitkä luonnollisesti vaikuttavat ajosuoritukseen. Kokeen suorittaja/tarkkailija kirjoittaa lisäksi mahdolliset havaintonsa testiajosta. Nämä tiedot yhdistettynä ajosimulaattorin tuomaan informaatioon antavat täydellisemmän kuvan tutkittavasta ajoneuvon kuljettajana.

Ajosimulaattorin ajokykyarvioihin on hakeutunut tai lähetetty tutkittavia, joiden ongelmat ovat usein hyvinkin monisärmäisiä. Yksiselitteisemmät arviot pystytään tekemään pienempiä resursseja käyttämällä. Vastaanottotilanne antaa ajokorttiasioissa vastauksen kuitenkin suppeaan määrään kysymyksiä, eikä muita keinoja fysiologian selvittämiseen liikennetilanteessa juuri ole. Ajosimulaattorilla onkin tähän asti arvioitu enimmäkseen kokonaistilanteeltaan monimutkaisempia testikuljettajia. Simulaattori toimii etenkin tällaisissa tapauksissa hyvin lääkärin oikeana kätenä ja tuo taustatietoa potilaasta vastaanottotilannetta laajempaa toimintakykyä vastaavissa tilanteissa. Yhdistettynä lääkärintarkastukseen ja mahdollisesti neuropsykologiseen testaukseen saadaan potilaan tilanteesta ja voimavaroista objektiivinen ja monitahoinen kokonaiskuva. Toisinaan lääkäri on halunnut tukea ja vahvistusta omalle kannalleen. Joskus myös kuljettaja itse on saattanut testiajon ajettuaan paremmin hyväksyä ajokortin epäämisen perusteet.