金 沢大 学十全医 学会 雑 誌 第96巻 第
2
号4
39山4 4
7 く1
98
7j低
周 波 空気 振動
の 睡 眠影響
に関する実 験 的研 究金 沢 大学 医 学 部公衆 衛生学 講座 く主 任
こ
岡田 晃教授1小 森 谷 豊
く昭和
6 2
年3
月2 日
受 付I4
3 9低周波空 気振 動
の
睡眠への
影 響を検 討す る目 的で
,1
0,2 0,4 0,6 3 Hz の
低周波空気 振動に
各種の
音 圧レ ベ ル で
健常 大 学生 を2 0 分間 隔で
3 0秒ずつ
暴露し た. 実 験 第1
夜で
は, 初夜 効 果と考え ら れ る不眠が 認め ら れ たの で
実 験 第2
夜を対 照夜と し た. 低周 波 空気 振 動に
よ る 反応率は, No n
R E M 睡眠に お い
て は,睡眠段 階
1
くS ll で最も高く, 睡眠段 階3十 4
くS 3+ 4
1で
最も低か
っ た. R E M 睡 眠での
反応 率は睡 眠段 階2 くS 2 1 と ほ ぼ同 率で
あっ
た. 低 周 波空 気 振動に
よ る 反応率が初めて
5 0%以 上 と な る音圧レ ベ ル
を その
低 周波空気 振 動に
よ る 睡 眠への
影 響の
発現閥 値と考え た 場合,1
0お
よ び 2 0 Hz に
関し て は反 応率が低か っ
た た め, 開 値を評 価す る
こ
と がで
き なか
っ た. し か し,4
0 日z
,63 Hz に つ い て
は, 開値を そ れ ぞ れ 95 d B,9
0
d B と 設定す るこ
と がで
き た. 低 周 波空気 振 動に
暴露し て も, 睡眠率, 睡眠 段 階移 行回数, 睡眠段 階別 出 現 率に
特 記すべ
き変 化は認め ら れ なか
っ た. 以 上の
結 果よ り,くaj 睡眠が浅い
程 低周波空気振 動に
よ る 影響 を受け るこ
と,くb
l低 周波 空気 振動に
暴 露し て も本研 究の
条 件 下で は 睡眠パ
タ ーン
は ほ と ん ど影 響を受 け ない こ
と が 示唆さ れ た.K
e
yw o r
ds
in
fr a
−a n
d lo w
fr e
qu e n c
ys o u n
d,S
le e
p,E E G生 活環境
の
さ ま ざ ま な因子 は, 人間の
健 康に
影響を 及 ぼ し, 時に
は疾病の
原 因と な り, あ るい
は 生活妨 害 を惹起し て 公害 問題と し て注 目さ れて い
る0 新しい
技 術の
登 場, あ るい
は科 学 的知見の
集積に
よって
あ る時 点ま で は よ く知ら れて い
なか
った 要 因 が 疾患や 公害の
原 因 と して
注目 さ れ, 社 会 問題と し て提 起さ れ るこ
と が あ る. 低 周 波空気振 動は ま さに
そ れに
類す る環 境 要 因で
あ る.人体
に
とって
,2 0
Hz の
空気 振 動は,音と して
感 知す るこ
との で
き る下 限で
あ る と さ れ, 騒音と して
は取り 扱わ れ ず, その
影 響に つ い
て は ほ と ん ど関心 が持た れて い
なか
っ た.諸外 国に お い て
も1
9 70 年 前後に
漸く低 周 波空気振 動の
実 態お
よ び影 響に
関す る報告がみ
ら れ る よ うに
な り,1
9 7 3 年に お
け るパ
リで の
In
fr a s o u n
dの コ ロ
キュウ ム に お い て
0.1
ノ1−一20
Hz の
周波 数の
空気 振動を超低周波 苦くi n
fr a s o u n
d,in
fr a s o n
ic s
l と定 義 さ れ た1 ト 3I. しか
し,実 際に
は 2 0 日z
以下の
空気 振 動の み
が 発 生 し てい
る わ けで
な く, 多くの
場合2
0 日z
以 上の
低周波 数 域の
可 聴 音も含ま れて お
り4 I,こ の
可聴 音A b b
r e v
ia
tio n s ニ
S E I,Sle e
pe
ffic
ie n c
y in
de x
三 T S T, To
ta
ls
le e
p tim e
.を除 外し
て
は影 響を判 断す るこ
と がで
き ない こ
とか
ら,こ
れ を も含めて
我が国の
環境 庁で
は低 周 波空 気 振 動と呼 称し て そ れ を取り扱って い
るの
が実 状で
あ る3 1. た だ し, そ
の
周波数の
上限に つ い
て も すで に
定って い
る わ けで
は な く, 周波 数の
上限と して
周 波数の
高い
とこ
ろで
は 9 0 Ez
,1
0 0 Hz
を採用 し て, そ れ 以下を低 周波 空気 振 動と称し3 I, 必ずし も 2 0 Hz
以 下の い
わ ゆる超低周波音
の み
を対 象と して い
る わ けで
は ない 封
.こ の
低周波空気 振動の
発 生源は, 海の
波, 地震, 雷,風な ど
の
自 然現象に
も求め るこ
と がで
き, 爆 発, ダム の
放流 等で
も 発生す る が, 近 年, 産 業の
高度な発 展に
伴い
, 工 場機 械と し て 圧縮 機, 振 動ふ
るい
, 送風機,集じ ん機 等
に
よ り, ま た ボ イ ラーの
燃 焼に
よって
も 発 生 し, 産業職 場で
も暴露す る機 会が増 加し て き た. 生 活 環境に お い て
もこ
れ らの 工
場 機械か
らの
発生の
ほ かに
, トン
ネル
突入時の
鉄 道 車輌に お い て
, 自動 車 走 向 時の
橋 梁な ど で も低周波空気振 動が発 生す るこ
と が注 目さ れ, さ ま ざ ま な苦情が訴え ら れ て き て公 害問 題と して
社 会的な関心 を も た れ る よ うに
なっ
て き た. 苦 情S P T ,Sl
e e
p pe r
io
d tim e
三T I B, T im e
in
be
di4
4 0の
主 な もの
は建 具, 窓ガ ラス
がゆ
れ る とい
う物 的被 害の
ほか に い
らい
ら す る, 考え ご と が邪 魔さ れ る, 睡 眠 妨 害な どの
被害で
あ る が,こ
れ らの
影 響, 被害が低周 波 空気 振 動に
起 因す る もの
で あ るか に つ い
て は すで に
明 白な結 論が得ら れ て
い
る わ けで
は なし
l.本研 究で は
こ の
低 周 波空気 振 動を対 象と し て, 種々 の
周 波数, 音圧の
低 周 波空 気 振動の
暴 露に
よって
睡 眠 影 響が発 現す るか
ど う か を実 験 的に
追 究す るこ
と を目 的と し た. 以下その
結 果に つ い
て報 告す る.対象
お
よ び 方 法工. 対 象
被 験 者は既往歴
に
精神 神経 疾 患並 びに
耳 鼻科 的疾 患の
ない
年齢が 20句2 5歳 く平 均20.3歳1の
健常 男子大 学 生12 名で あ る. 被験 者左6名 ずつ
2分し, 2 回に
分 け て実験を行っ
た. 被験 者に
実験 期 間 中, 日中の
過 激 な運 軌 飲 酒, 昼 寝 等を禁止 し た 以外は, 平常の
生活 を さ せ た. なお
, 実験は同 時に
2名ずつ
行った.工I . 方 法
1 . 低 周 波空 気 振 動
の
暴 露 方 法実 験は下 記
の
ご と く, 被 験 者をか
え て 2 回行った く以 下, 実 験1, 実験2 と略 記う.被 験者は 20 時ま で
に
実 験 室に
集合さ せ,直ちに
ポ リソ ム ノ
ブ ラフ イ の
た め の各 電 極を装 着し た. 実 験1 で
は低 周波 空 気振 動 無 暴露2 夜, 同暴 露3夜の
計 連 続5 夜, 総 計3 0 回 の ポ リソ ム ノ
グ ラフ イ
く0 脳 波E E G三
C3 ま た は C4 と Olの
単 極誘 導, 恐慌 筋 表 面 筋電 図,母眼球 運動, せ心電 図, 命実験 室 内音, 命暴 露音1 を記 録し た. 実 験2 で は低周波空気振 動 無 暴 露2 夜, 同 暴 露4夜の計 連 続6 夜, 総 計36 回
の
ポ リソ ム ノ
グラ フ イ
く内容は実験1 と同じI を記 録し た.
脳 波用電 極は
コ ロ
ジ オン
, その
他の
ポ リ グラ フ
用電ll いIlい
Fi
g
.1. Sc
he m a t
ic p r e s e n t a t
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d lo w
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r e q u e n c y s o u n
d.森 谷
極は 両面 接 着
力 ラ
ー を 開い
て装 着し た. 装 着後の
電極 は中 継コ
ネク
タ 一に
−一括し て接続し, 被 験 者自 身が自 由に
取り外せ る よ うに
し た. 記録に
は三
栄測 器株式会 社 製 多用途型脳 波 計1 A 75
を使用 し た. 記録 時 間は 22
時よ り翌 朝6 時3 0 分ま
で の
51
0 分間で
あ る.暴 露し た低 周 波空気振 動は実験
1 お
よ び 2 と もに
,1 0, 2 0,
4
0お
よ び 6 3 Hz の 4
種 頼で
あ る. 振 動の
波形 くス
ピーカ
ー を駆動 す る増 幅暑引こ
入力し た波 軌は 正弦 波で
あ る.こ
れ らの
低周波空気振 動を種々 の
音圧レ ベ
ル
く後 述ユで ラ ン
ダム に
2 0分 間隔で 正確に
3 0軌 計 2 5 回ノ夜の
暴 露を し た. 本 研 究で使用 し た音圧レ ベ ル
は 1 0 Hz
で は 6 0, 70, 弧 9 0, 1 0 0お
よ び1
05 d B,20 Hz
で は 60,7
0, 75, 8 0, 85, 9 0, 95, 1 0 0,お
よ び1
05 d B,4 0 Hz
で は 60,7 0
, 鋸, 9 0, 9 5 お よ び1
0 0 d王ヨ,63 Hz
で は 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 8 5お
よ び 9 0 d王ヨで
あ る.図
1 に
実 験に
使用 し た低 周 波音 実 験室 く小林理学研 究 所うの
模 式 図を 示 し た.こ の
実験室は半密 閉に
なって お り, 外 部
か
らの
騒 音を 受 け るこ
と は ない
よ うに
設 計さ れ てい
る. 天井に
1 6個の
低 音用 3 0c m ス
ピーカ
ー を配 置し て あ る. 測 定 中は空 調に
よ り, 室 温 2 2へ24
0Cの
範 囲 内に
維 持し た.2 名
の
被 験 者は前述し た実験 室 内に マ ッ
トレ ス
と布 団を敷き, 毛布お よ び布 団 各仙一枚で就寝さ せ た.2 . デ ー タ
の
整理方法デ ー タ
の
整理 は 以 下の
ご と く行った.1
つ 睡 眠 段 階の
判 定睡眠段 階
の
判 定は, Re c
ht s c
ha
ffe n a n
d Ka
le s の
基 準5 Iに
従い
,1
区画20 秒の
記録を分 析し, 3区画 分 を 合 計し て, その
5 0%以 上 を占め る 睡 眠段 階を1
分間の
睡眠段 階と し た. 2 う 体 動
の
判 定脳 波, 筋 電 図, 眼 球 運 動
の
全 誘 導に
高 振 幅の
筋電図 が 混 入 し, 基 線の
動 揺が あ る場 合を体 動と判 定し た.3 つ 睡 眠変 数
の
整理W illi
a m s の
方法6 Iに
準 じて
, 全 就 床時 間くT im e
ill
b
e
d,T I B l. 睡 眠 時 聞くS le e p p e r
io
dt
im e
,S P T さ, 全 睡 眠時 聞くTo t a
ls
le e p t
im e
, T S T l, 睡 眠率くS le e p e
ffic
ie n c y
in
de x
, S E I三
T S T を S P T で 除 し た値j,睡眠段 階 移 行回数, 各睡眠段 階 出現 時 間, 睡 眠段階別 出現率く各 睡 眠段 階 出現時間
の
T 柑に
占め
る割合う等 を算 出し た.なお
,S 3,S 4に
関して
は 必要に
応じて
探 睡 眠 S 3+ 4
と し て検 討し た.4
J 各 睡 眠段 階に お
け る刺激音に
対す る 反応の
判定 低周波空気 振 動の
暴 露 中30 秒 間を含め
た1
分間J j
睡眠 段 階が直前1
分間の
睡眠段 階よ り浅 化し た場 合,刺 激 音 暴 露 前1分 間
の
R E M 睡 眠が No n
R E M 睡 眠の い
ず れか の
睡眠段 階へ移 行し た場 合お
よ び刺激 音暴低周波空 気 振 動
の
睡眠 影響に
関す る実験 的 研 究露3
0
秒 間を含め た 1 分間に
体動が出現 し た場 合を 反 応 あり と
判 定し た.1
II. 統計 処理有意差検 定
に
はt
検 定ま た はヂ検 定を 用い
た.成 績
工. 対照夜
に つ い て
本研 究
で
は対照 夜を設 定す る た めに
実 験 第1
夜と 2 夜の
2 日間は 低 周波 空 気振 動に
暴露せ ず ポ リソ ム ノ
ブラ フ イ
を記 録し た. 表1に
実験1の
被験 者の
実験 第1
夜
お
よ び2
夜の
睡眠段 階 別出現率, 睡眠 率お
よ び睡 眠 段階移 行回数を 示 し た. S W 出現 率は有 意 差は ない
もの の
実 験 第1夜で
は1
8.5士 1
3.2%く平均値士
標 準 偏 差, 以下同 じ1 と第2 夜の
8.1 士
5.9%の
約2倍の
値に
なってい
た. S l,S 2,S 3お
よ び S R E Mの
出現率に つ い
て は, 実験 第1
夜と 2 夜で差はみ
ら れ なか
っ た. 深 睡 眠の
S4 お
よ び S 3+ 4 の
出現率は, 実験 第1夜で は そ れ ぞ れ 6.4 士 1
.8%,1
0.7士
3.0%と第2 夜の
8.7士
2.3%,1
5 .3士 4
.5%よ り低い
傾 向 くp く
0.川 を認め た. 睡 眠率に つ い
て も, 有 意差 は ない
もの の
第1 夜で は 83.6士 1
3 .6 % と第2 夜の
94
.2士
6.1%よ り低か
っ た. 睡眠段 階移 行回数に つ い
て は, 第1夜, 2 夜で 差 が なか
った.一 方, 実 験2
の
被 験 者に つ い
て は, 表に
は 示 さ なか
った が, 実 験 第1
夜と第2夜の
間で の
睡 眠 段階別出 現率の
相 違に
関し て,S R E Mの
出 現 率が実 験 第1
夜で は 2 0.0士 4
.9%と第2 夜の
2 6 .5士 4
.9%よ り 有意に
低かったくp く
0.0 51. その
他の
出 現 率に
は第1 夜と 2 夜の
間で
差が認め ら れ な かっ た. 睡 眠率お
よ び 睡 眠段階 移行回数に つ い て
はい
ず れに つ い
て も第1
夜4 4 1
と 2 夜
の
間で特 記すべ
き羞は認め ら れ なか
った.こ
れ らの
結果 は, 実験 第1
夜で
は実験 第2夜に
比 して
, 実 験1
, 2の い
ず れの
被験 者で
も 不眠傾 向が認め ら れ たこ
と を 示 して い
る. そこ
で, 本研 究で は, 低 周波 空 気 振 動の
一晩の
睡眠の パ
タ ーン ヘ
の影響を検 討す る際の
対照 夜と し
て
は実験 第2夜を 用い
た く詳細は後述1.工I. 暴露 夜
の
睡 眠段 階別出 現率と各睡 眠段 階への
低 周波空気 振動の
挿入率との
関 係本 研 究
で
は, 2 0 分間 隔で 3 0秒 間の
低 周 波空 気 振 動に
暴 露す る とい
う実験 条件を設 志し た.こ
の実験 条 件 で は, 低 周波空気振 動の
暴露がい
ずれか
の睡 眠段 階に
片寄って挿入 さ れ た可 能性が あ る. そこ で
被 験 者全 体で の
暴 露夜の
睡 眠段 階 別 出 現率と各 睡 眠段 階へ の
低 周 波 空気 振 動 く以下, 暴 露 音と略 記1の
挿入率との
関係 を検討し た. 図2 は,こ の
関係を実験1に つ い
て検 討 し た結果 を図示 し た もの で
あ る. 図か ら も 明 らか
な よ うに
, 暴 露音は各 睡 眠段 階の
出現率と ほ ぼ一 致し た割 合で
各睡 眠段 階に
挿入 さ れ てお
り, 暴 露音の
挿入 はあ る 睡眠段 階に
片寄ってい
なか っ
た.実 験2に つ い
て も,図
に
は 示 さ な かった が, 実 験1の
場 合と同様の
結 果を 得た.1I王. 低 周 波 空気 撮 動暴 露
に
よる
反応 率暴露し た低 周波 空 気振 動
の
周波 数お よ び音圧レ ベ ル
を無視し た と きの
, 各睡眠 段 階での
暴 露音に
対す る被 験 者 全体の
反応 率 く総反応 数ノ総 暴 露回数うを実験1 と 2の
成績を合計して
図3に
示 し た. No n
R E M 睡 眠に お
け る 反応 率は S lで 4
3.8%と最も高く, S 2で の 1
5.7%, S 3+
4で の
9.2%よ り有 意に
高い
反 応 率であった く
p く
0.01
1.山 方, R E M 睡眠くS R E Ml
に
お けT
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.9
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.8 8
.0 士 2
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S2 4 6
.5 士 9
.0 5 1
.5 士 7
.3
S3 4
.4 士 1
.7 6
.7 士 3
.4
S4 6
.4 士 1
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.8
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S3 + 4 1 0
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S D .S u g
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.1 0
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ht
he s e c o n
dn
ight
.4 4 2
小 森 谷る 反応 率は 1 9.8%で, S 2 と ほ ぼ同 様
の
反応 率で あっ た.さ らに
,S R E Mで の
反応 率は S lで の
反応 率よ り有 意に
低く くp く
0.01 1,S 3+ 4
での
反応率より
有意に
高 かっ
たくp く
0.0 51.低 周 波空 気 振 動暴 露
に
よ る 反応 率に
対す る音圧レ ベ
S
I
S2
S3
S4
S R E MS l
e e p s t a g e
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.2. Re
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S o
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r e s sl
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くd B
Jル の
影響を 周波数ご とに
検討し, 実験1
と 2の
成績を合 計し
て
図4 に
示 し た.1
0 Hz の
低 周波空気 振動暴露に
よ る 反応 率は, 音圧 6 0 d B で 8 .3%, 7 0 d Bで 1
5 −0 %,8 0
d Bで
1 6−1
%, 90
d B で 7■1
%,1
00
d Bで
2 3 −7%,1
0 5 d 王ヨで
8■3 %で
あった. 2 0 Hz に
よ る 反応率 は 音圧 6 0 d Bで
8 .3 %, 7 0 d Bで 5
.0%,7
5 d Bで
2 0.8 %, 8 0 d Bで 1 1
.5 %,8 5
d Bで
3 6.4%, 90
d Bで
8 −3%, 95
d B で 2 2 .6 %,1
0 0 d Bで
2 3.9 %,1 0
5 d Bで 4 5
.5 %で
あった.4
0 Hz に
よ る 反応 率 は6 0
d 王きで 1
3.0%, 7 0 d Bで 1
6.7 %, 8 0 d B で 3 6.1%, 9O
d Bで
21
.4
%,9 5 d Bで 7 5
■0%,1
0 0 d B で 81
.8%で
あ り,95 d B 以 上の
音圧の
時, 反応率は 5 0 % を越えて い
た.630
0
ハ
已
の
扇
J
已 0 コ
U
匂
む銭
S
I
S2
S3 十4
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F i
g
.3. Re a c t
io n r a t e a
ft e r e x p o s u r e t o
in
fr a
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