2017 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of thermal environment and variation on sleep quality
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15H02280
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
田邉 新一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30188362)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 睡眠 / 温熱環境 / 脳波 / 実測調査 / 体動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
睡眠時の環境に関する知見の整理について、国内及び海外の既往文献調査により、睡眠のメカニズム、統計データ、睡眠脳波と寝室の空気質・温熱環境の関係に関する知見の整理を行った。実測調査においては、ピッツバーグ質問票に回答した青年男性12名、青年女性6名及び50代男性1名、女性4名の計23名を対象に、各対象者の自宅寝室にて温熱環境、空気質、脳波、体動、心理量の測定を行った。実測対象者には普段通りの生活を送らせた。実測調査期間は8月～9月とし、連続5日間の測定及び申告を行った。また、実測調査の対象者の中から代表者5名を選出し、9月～10月にかけて睡眠時の窓開閉条件を設けた追実測調査を行った。寝室内環境の測定位置は最も人体が影響を受けやすいとされる頭部に加えて、足元・寝室中央とした。測定データから自宅寝室における睡眠の実態に関して分析を行った。結果、睡眠時の騒音刺激が睡眠を阻害する可能性が示唆された。CO2濃度が高い寝室内環境においてノンレム睡眠が減少し、レム睡眠が増加した。また、睡眠時に窓開けによる換気を行った場合に、睡眠全体における中途覚醒の割合の減少、睡眠前半の深睡眠の割合の増加、主観的睡眠感の向上がみられたことから、睡眠時の寝室内空気質の改善により睡眠の質が向上する可能性を定量的に示した。さらに、睡眠時においては温熱環境による人体への影響は大きいとされていることから、睡眠時の着衣量や寝返りによる熱流量の変化を考慮した人体熱負荷による睡眠時の温熱環境評価手法を検討し、その妥当性を示した。また提案した温熱環境評価手法により、加齢による温熱感覚および睡眠の質の変化の分析を行った。結果、人体熱負荷の変動が大きいほど中途覚醒の割合が増加することが示され、中年は青年と比較し、人体熱負荷の変動による影響を強く受けて中途覚醒の割合が増加することを定量的に示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
日本建築学会、空気調和・衛生工学会大会にて研究発表を行った。建築学会論文集に査読論文の投稿を行った。デンマーク工科大学、デンマーク睡眠医学研究所などの海外の識者を招き国際シンポジウムを開催した。日本建築学会、空気調和・衛生工学会大会にて研究発表を行った。また、2018年の大会においても発表を予定している。7月にフィラデルフィアで開催される国際会議においても発表を予定している。
・睡眠時の環境に関する知見の整理に関して、国内及び海外の既往文献調査をさらに行った。
・実測調査：実測調査対象者の自宅寝室で温熱環境・空気質・脳波・体動・心理量の測定を行った。対象者には普段通りの生活を送らせ、就寝中のエアコン、扇風機などの環境調節手法、温熱環境、生理量及び心理的な睡眠の質の調査を行った。実測期間は8月～9月とし、対象者は普段通りの生活を送ったうえで連続する5日間の測定及び申告を行った。体動の発生や睡眠段階、心理的な睡眠の質に関して、CO2濃度や騒音、温熱環境による影響を調査した。睡眠時に寝室内の換気を行うことで、睡眠段階や睡眠感が改善される可能性を示したことが大きな成果の一つである。また、睡眠時の体動による寝具との熱流量の変化を考慮した人体熱負荷の算出により、睡眠時の温熱環境評価手法を提案し、妥当性を示した。さらに、提案した温熱環境評価手法により、青年と中年での睡眠実態を示した。以上の研究成果は2017年の日本建築学会に投稿を行った。また、マルチレベル分析を用い、空気質と温熱環境が人体に及ぼす複合影響を検討した。1晩におけるCO2濃度と騒音レベルの上昇により10分ごとの中途覚醒時間が増加し、また日平均騒音レベルが高く、日平均人体熱負荷が熱的中立から離れた環境ほど睡眠効率が低下する可能性を示した。寝室内環境を総合的に検討した研究としてこれまでにない成果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
睡眠時は寝返りや寝具の使用方法を随時変化させ、環境に対して行動性体温調節を行うことで、体動や覚醒が発生する。温熱環境を評価する際には、環境と人体の要素を併せた温熱6要素を加味した上で総合的に評価する必要がある。さらに、実際に睡眠中には寝返りによる熱伝導の変化が発生することから非定常状態の熱環境も考慮する必要がある。また、季節によって寝室内温熱環境や使用する寝具が大きく異なることから、これまでに提案した睡眠時の温熱環境評価方法を深く掘り下げ、より詳細な温熱環境の評価方法を確立していく。一方、良質な睡眠の定義は様々あるが、睡眠の質の評価に際しては、睡眠時の生理的現象および起床時の満足度に関して評価を行ってきた。しかし、睡眠は日中の活動へ大きく影響していると考えられるため、日中の生理状態や心理的満足度に睡眠が及ぼす影響についても検討する必要がある。本研究では睡眠実測調査及び着衣量測定実験を引き続き行い、季節性を考慮した睡眠時の温熱環境の評価を適切に評価する。さらに、睡眠の質に関してより多角的な評価方法を検討し、その関係性をより明確化する。また、寝室内環境は温熱環境のみでなく、空気質や音環境、光環境も含まれ、睡眠に影響すると考えられる。また、睡眠時の人体の生理機能として、代謝量や体温の変化、心拍、交感神経・副交換神経活動などを含め人体に影響すると考えられる。研究は本年度で4年目となり、多くの知見が得られてきている。睡眠に及ぼす因子は複合的に影響し合っていると考えられるが、その体系は明確ではないことから、睡眠の質に関わる因子によるモデルの確立に関する分析も行う必要がある。本年度はそれらを総合した研究を行い、査読論文や学会へ積極的に論文を投稿する。
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