保健医療科学

2020Vol.69 No.5 p.453－459＜原著＞
睡眠障害を有さない若年男性における就寝前の光照射による起床後の主観的睡眠感，注意力および作業効率の変化―白熱電球と青色光の比較―

内海卓哉 1），石澤正夫 1），高畑未樹 2），八巻通安 2），佐藤寿晃 2）
1）

山形医療技術専門学校作業療法学科

2）

山形県立保健医療大学大学院保健医療学研究科作業療法学分野

Changes in subjective sleep quality, attention, and work efficiency after
waking up by light exposure before bedtime in young men without sleep
disorders: A comparison of incandescent lamp and blue light
UCHIUMI Takuya 1), ISHIZAWA Masao 1), TAKAHATA Miki 2),
YAMAKI Michiyasu 2), SATO Toshiaki 2)
1)
2)

Department of Occupational Therapy, Yamagata College of Medical Arts & Sciences
Area of Occupational Therapy, Graduate School of Health Sciences, Yamagata Prefectural University Health Sciences

抄録
目的：本研究は，就寝前のブルーライトを主波長とする青色光照射が，睡眠障害を有さない若年男性の主観的睡眠感，注意力，作業効率に及ぼす影響を調査することである．
方法：対象は，12人の睡眠障害を有さない若年男性（年齢：20-23歳）であった．対象者は就寝前の 1 時間，♳白熱電球，♴青色光の 2 条件で照射を受けた．照射を行った翌朝，主観的睡眠感と注意力，作業効率について測定を行った．主観的睡眠感はOSA睡眠調査票（MA版），注意力は精神運動ヴィジランス課題，作業効率はパーデューペグボードを用いた．
結果：白熱電球照射後とブルーライト照射後の 2 条件間で主観的睡眠感に有意な差は認められなかった．作業効率は，ブルーライト照射後で白熱光照射後と比較し有意に低下した．また，ブルーライト
照射後の注意力では10分間の測定時間の内，後半 5 分部分で反応時間が有意に延長した．
結論：本研究の結果は，就寝前のブルーライト照射が翌日の注意力と作業効率を低下させる可能性があることを示唆する．
キーワード：睡眠，ブルーライト，作業効率，注意，主観的睡眠感
Abstract
Purpose: To investigate the effects of blue light exposure before bedtime on subjective sleep quality, attention, and work efficiency in young men without sleep disturbances.
Methods: A total of 12 young men (aged 20–23 years) without sleeping disorders were exposed to two
conditions: 1) incandescent lamp and 2) blue light for 1 h before bedtime. The sleep status was monitored
using a mat-type sleepmeter. The next morning after exposure, subjective sleep quality, attention, and work
連絡先：佐藤寿晃〒990-2212

山形県山形市上柳260

260 Kamiyanagi, Yamagata, Yamagata 990-2212, Japan.
Tel＆Fax: 023-686-6660
E-mail: tsato@yachts.ac.jp[令和 2 年11月 6 日受理]

J. Natl. Inst. Public Health, 69 (5) : 2020453

内海卓哉，石澤正夫，高畑未樹，八巻通安，佐藤寿晃
efficiency were measured. Subjective sleep quality was measured using the Oguri-Shirakawa-Azumi sleep
inventory (MA version), attention using the psychomotor vigilance task, and work efficiency using the Purdue Peg board.
Results: This study revealed no significant difference in the subjective sleep quality between two conditions of incandescent lamp and blue lights. Additionally, sleep duration remains unchanged; however, therate of deep sleep was significantly reduced. Work efficiency was also significantly reduced with blue lightcompared to incandescent lamp. Moreover, the reaction time of blue light attention significantly extended in
the last 5-min of the 10-min measurement time.
Conclusion: The results of this study suggest that blue light exposure before bedtime may reduce an individualʼs attention and work efficiency on the following day.
keywords: sleep, blue light, work efficiency, attention, subjective sleep quality(accepted for publication, November 6, 2020)

I．諸言
本邦では，高度成長期を機に生活様式が変化し，2015
年には1960年と比較し 1 時間ほど睡眠時間が短くなっているとの報告がある[1]．睡眠は，カフェイン摂取や運動量，寝室の室温，入眠前の入浴の有無，夕食時間など様々な因子の影響を受けると報告されている[2-6]．そして，近年青色発光ダイオード（以下，青色LED）を用いた機器の普及を背景にブルーライトによる睡眠への影響が注目されている．ブルーライトは，390 nm-495 nm
帯域の可視光線である．ブルーライトは太陽光にも含まれ，人間の概日生活リズムの形成を担っている．しかし，照射による網膜の器質的障害などの悪影響も多く報告されている[7-11]．睡眠においては夜間のブルーライト照射は睡眠位相の後退，深睡眠率の低下をもたらすと言われている．睡眠，特に深睡眠は神経系の回復などへの影響に加え，日中の覚醒レベルの低下や仕事の能率の低下，学習の阻害につながると言われており起床後の生活にも影響を及ぼす[12-14]．また，ブルーライトを含む照明や液晶画面の使用により，睡眠の質や深睡眠に影響を受けることについての報告[9,11,14]はある．しかし，ブルー
ライト照射による睡眠の質の変化と，その後の日中の注
意力や作業効率を検討した研究は少ない．
そこで，本研究では若年男性を対象に就寝前のブルー
ライトを主波長とする青色光を照射した後の主観的睡眠感の変化および客観的指標である注意，作業効率の変化について調べた．

II．方法
1 ．対象者
本研究は，睡眠障害を有さない若年男性を対象とし，実験開始前にスクリーニングを行い睡眠障害が疑われるもの（ピッツバーグ睡眠質問票 6 点以上[15-17]）を除外している．実験には，15名の対象者が参加したが，3名を除外し12名を解析対象とした．除外理由の内訳は，ス
クリーニングにて睡眠障害が疑われたものが 2 名，対象454

者の都合による実験中断が 1 名である．解析対象者（12名）の年齢は，20-23歳の範囲で平均値は21±1歳であった．なお，解析対象者は，2018年 3 月～2019年11月の期間に実験を行った．（表 1 ）本研究は，山形県立保健医療大学の倫理審査委員会の承認を受けて実施した（倫理承認番号：1801-4）
表1

対象者の特性項目
対象者数（名）Mean ± SD
12

年齢（歳）

21 ± 1

身長（cm）

170.4 ± 6.6

体重（kg）

62.9 ± 10.1

Body Mass Index（kg/m2）

21.6 ± 4.4

ピッツバーグ睡眠質問票日本語版（点）3.4 ± 2.0

2 ．実験条件
1睡眠環境
睡 眠 研 究 で は， 対 象 者 間 と 実 験 日 間 の 環 境 や ス ケ
ジュールを一定に保つため実験室やホテルの一室にて行
われることがある．本研究では，通常の生活環境下での影響を明らかにするために対象者の自室で照射および睡眠を行った．室温18℃ -28℃内，湿度45-60％内に設定するように指示した．
2スケジュール管理
事前に対象者の予定を聴取し，テストやアルバイト，
日頃行わないような運動を行う予定のある日は避け実験日を設定した．また，食事や入浴は行う時間や形式を一定にするように指示した．実験中のスケジュールは，睡眠日誌[18]にて確認し，激しい運動や飲酒のエピソードがあった場合は解析から除外した．実験中の起床就寝は対象者があらかじめ設定した時刻の前後30分以内に行うこととした．起床後，登校するまではスマートフォンを使用しないよう指示をした．
3 ．実験スケジュール
照射スケジュール，実験の実施順を図 1 に示す．実験

J. Natl. Inst. Public Health, 69 (5) : 2020

睡眠障害を有さない若年男性における就寝前の光照射による起床後の主観的睡眠感，
注意力および作業効率の変化―白熱電球と青色光の比較―
は 2 週にわたり実施し，平日 5 日のうち，2日間を実験日として設定した．実験日は間隔を明けず連続的に行った．
2日間のうち白熱電球，青色光をそれぞれ 1 日ずつ照射した．実施順はランダムにした．照射は，就寝予定時刻の 1 時間前より 1 時間照射した．

＜起床直後＞

OSA 睡 眠 調 査 票 MA 版

a. 実験全体のスケジュール

図1＜ AM8:30＞

パーデューペグボードテスト
PVT-192b. 実験日のスケジュール

実験デザイン

4 ．照射環境照射機器として，白熱電球と青色光の光源としてブルーライト照射機（goLITE BL，HF3331，Philips）を使用した．ブルーライト照射機の波長範囲は，430-525 nmであった．照射機器の主波長は白熱電球が780nm，ブルー
ライト照射機が467nmであった．各照射機器の実験環境下での分光分布を図 2 に示す．対象者は椅子座位で机に向かい，机の上，対象者の右前方45度，50 cmの距離に照射機器を配置した．照射は，就寝前 1 時間前に 1 時間照
射した．照射中，光源を直視しないよう指示し，座位で読書を行わせた．予備実験にて 3 名の被験者に，照射機器を同じルクスで合わせ照射を行った．結果，ルクスが同様であっても，主観的な明るさは白熱電球で非常に強く明るさを感じる結果となった．また，照射機器間の主観的明るさが一致するよう，白熱電球に調光スイッチを使用し，ブルーライト照射機の明るさに合わせて調節を行うよう指示した．予備実験における作業面照度は白熱
電球が334±102 lx，青色光が124±80 lx，であった．照射中の作業面の分光照射中の室内の照度を室内中央の床で測定した．全被験者の天井照明は蛍光灯を光源にした（ W/m2/nm）
3.500E-02
3.000E-02
2.500E-02
2.000E-02
1.500E-02
1.000E-02
5.000E-03
0.000E+00

360

410

460

510
青色光

図2

560

610

670

白熱電球

照射環境の分光照度

720

770 （ nm）

ものであり，水平面照度は196±42 lx（165-232 lx）であった．
5 ．測定項目と使用機器
1測定環境
注意力および作業効率は登校後，午前8:30に所定の測定室にて測定を行った．本実験では，対象者の普段の生活リズムの中での影響を検討したため，起床時刻は統一しなかった．測定室は環境音を除去し，環境が一定となるよう配慮した．実験室内の床面の水平面照度は，240±32 lxであった．また，自室環境同様に室温18℃ -28℃，
湿度45-60％に設定した．
2主観的睡眠評価
OSA睡 眠 調 査 票MA版[19,20]（Oguri-Shirakawa-Azumi
sleep inventory MA Version 以 下，OSA-MA） を 用 い
た．OSA-MAは自記式の質問紙であり，第 1 因子：起床時眠気，第 2 因子：入眠と睡眠維持，第 3 因子：夢み，第 4 因子：疲労回復，第 5 因子：睡眠時間の 5 因子形16
項目で構成する．各項目は 4 件法で回答する．因子別の得点は50点満点であり，点数が高いほど良い状態である．
実施はマニュアルに従い，起床直後に行なった．
3マット型睡眠計
対象者の睡眠状況をモニタリングすることを目的にマット型睡眠計（スリープスキャン, SL- 504, TANITA）
を用いた．本機器は，マットレスの下に敷くことで睡眠時間や深睡眠時間を簡便に計測が可能である[21]．
4注意力
注意力の評価としては，精神運動ヴィジランス課題(PVT-192，AMI社)を用いた．精神運動ヴィジランス課
題とは，長時間持続的に信号の出現に注意を向け反応する課題であり，持続的な注意力が検出可能である[22]．
精神運動ヴィジランス課題は日中の眠気や様々な仕事におけるパフォーマンスの評価に用いられる[9,12,22-25]．
本研究では，実施時間を10分，刺激間隔は3-5秒とした．
なお，解析は全反応の中央値に加え，全反応を前後 5 分に分け解析を行った．
♷作業効率
作業効率の評価としては，Purdue Pegboard Test[5,26]を用いた．Purdue Pegboard Testは，巧緻性の評価およびトレーニングを行う目的に開発された．本研究では，両手課題であり手順の規定があるアッセンブリー課題（組み立て課題）を採用した．測定は 1 分間であり，組
み立てたパーツ数で得点が算出される．得点は高いほど作業効率が高いと判断した．
6 ．統計処理
実験データを集計し，項目ごとに統計解析を行った．
照射条件間の比較において，正規分布に従っているデータの群間比較については対応のあるt検定．正規分布に従っていないデータに関してはWilcoxonの符号付順位検定を行った．統計は統計ソフトR（Ver.2.81）を使用した．

J. Natl. Inst. Public Health, 69 (5) : 2020

455

表2

全対象者の個別データ

内海卓哉，石澤正夫，高畑未樹，八巻通安，佐藤寿晃

456

J. Natl. Inst. Public Health, 69 (5) : 2020

睡眠障害を有さない若年男性における就寝前の光照射による起床後の主観的睡眠感，
注意力および作業効率の変化―白熱電球と青色光の比較―
有意水準は両側検定で 5 ％とした．

点の平均値および標準偏差は，39.4±8.4，36.8±8.4と青
色光の得点が有意に低値であった(p<0.05)．

III．結果表6

1 ．主観的睡眠評価（表 2 , 3 ）OSA- MAの 5 因 子 に お け る 白 熱 電 球 と 青 色 光 の 平
均得点と標準偏差は第 1 因子，第 2 因子，第 4 因子，
第 4 因子，第 5 因子のそれぞれ15.3±5.9と13.8±4.2，
15.7±5.7と16.4±5.4，25.1±6.4と25.5±6.2，16.7±6.6と14.8±4.2，14.9±8.2と14.3±6.8であった．全ての因子で有意な差は認められなかった．
表3

OSA-MAの因子別得点の変化

白熱電球

青色光

p値

第 1 因子15.3 ± 5.9

13.8 ± 4.2

0.44

効果量
0.21

第 2 因子15.7 ± 5.7

16.4 ± 5.4

0.64

0.15

第 3 因子25.1 ± 6.4

25.5 ± 6.2

0.54

0.21

第 4 因子16.7 ± 6.6

14.8 ± 4.2

0.29

0.24

第 5 因子14.9 ± 8.2

14.3 ± 6.8

0.66

0.14

2 ．睡眠状況（表 2 , 4 ）スリープスキャンにおける睡眠時間は白熱電球が366±59 min ，青色光が364±60 minであり，有意な差は認められなかった．深睡眠率は，白熱電球が15.5±4.5 ％，青 色 光 が12.7±4.9 ％ で あ り 青 色 光 で 有 意 に 低 下 し た(p<0.03)．
表4

睡眠状況の変化

白熱電球

青色光

p値

効果量

睡眠時間（min） 366 ± 59

364 ± 60

0.74

0.01

15.5 ± 4.5 12.7 ± 4.9

0.03

0.58

深睡眠率（％）

3 ．起床後の注意力（表 2 , 5 ）全反応の反応時間（ms）の中央値（25-75 ％）は，241（207-278）と241（206-278）であり，有意な差は認められなかった．前後半の 5 分に分けた解析では，青色光の前半 5 分に比べ後半 5 分で有意に反応時間が延長した（p＜0.001）．また，白熱電球と青色光のそれぞれ後半 5 分
では白熱電球に比べ青色光で有意に反応時間が延長した(p<0.001)．白熱電球の前後半の比較，白熱電球と青色光の前半 5 分の比較では有意な差はなかった．
表5

精神運動ヴィジランス課題の結果の変化
白熱電球

青色光

p値

効果量

全反応 (ms)

241⎝207-278⎠

241⎝206-278⎠

0.42

0.02

前半 5 分 (ms)244⎝214-296⎠a244⎝218-294⎠b

0.99

後半 5 分 (ms)241⎝215-286⎠c

252⎝224-404⎠d ＜ 0.001

0.01
0.19

白熱電球前後半 (a vs. c）

0.49

0.04

ブルーライト前後半(b vs. d）＜ 0.001

0.19

4 ．起床後の作業効率（表 2 , 6 ）
白熱電球と青色光のPurdue Pegboard Testにおける得得点（点 )

作業効率の結果の変化

白熱電球

青色光

p値

効果量

39.4 ± 8.4

36.8 ± 8.4

0.037

0.21

IV．考察
1 ．青色光が起床後の主観的指標への影響
本研究の結果より，OSA-MAは，すべての因子において照射条件による有意な差は認めなかった．過去の研究より，睡眠時間を制限する断眠研究においては，5 時間の睡眠では主観的眠気は増加したが，7 時間睡眠では主観的眠気に有意な差が生じないと報告されている[22,27]．
これらは，睡眠に影響を与える因子における制限や負荷量の違いが，主観的眠気に反映されない場合があることを示唆する．ブルーライト照射により，睡眠を阻害するといった報告が多いが[9,11,14]，本研究におけるブルー
ライト照射量では主観的睡眠感には変化を及ぼさなかったと考える．
2 ．青色光が起床後の客観的指標への影響
精神運動ヴィジランス課題の結果を前後半 5 分に分けて解析した．結果，白熱電球と青色光の後半 5 分の比較，
青色光の前後半 5 分の比較において有意差を認めた．しかし，全反応の中央値，白熱電球の前後半の比較，白熱電球と青色光の前半の比較では有意な差を認めなかった．
白熱電球は前後半 5 分で有意な差を認めず，注意力は時間経過に伴い変化することがなかったと判断される．一方で青色光は前半に比べ後半 5 分で有意に反応時間は延長しており，注意力は時間経過に伴い低下したと推察する．また，精神運動ヴィジランス課題において後半 5 分は眠気を反映するとの報告があり[28]，単純反応時間の連続測定により眠気が強くなったと考える．
作 業 効 率 に お い て は， 青 色 光 に よ り 起 床 後 の パ ー
デューペグボードテストの得点低下を認めた．パー
デューペグボードテストは，手指の巧緻性や作業効率の評価に用いられるが，得点は注意力と相関があるとの報告がある[29]．また，反応時間が短くなると，連続加算における処理速度が上昇するとの報告がある[30]．本研
究においても，注意力が変化したことにより作業効率においても変化が生じたと考える．精神運動ヴィジランス
課題，作業効率ともに睡眠時間が短くなると注意の低下の影響を受けると言われている[9,12,22,26]．本実験においては，睡眠時間に有意差がなかったが，深睡眠率では青色光で有意に低下していた．深睡眠は心身の回復に関係すると言われ [31]，本研究の結果より深睡眠率が日中のパフォーマンスに影響を与える可能性を示唆する．
今回，主観的睡眠感には変化を認めなかったが，注意
力および作業効率に変化が生じた．睡眠研究においては，

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内海卓哉，石澤正夫，高畑未樹，八巻通安，佐藤寿晃
主観的指標と客観的指標に差が生じることが多いと報告されている[24,32,33]．Blenky et al.[22]は，睡眠時間
を 7 時間に制限すると主観的眠気は変化せず，精神運動
ヴィジランス課題における反応時間の延長が生じ，5時間の制限では主観的眠気，精神運動ヴィジランス課題ともに変化が生じたと報告している．これらは，客観的指標に変化が生じていたとしても必ずしも主観的睡眠感に変化が生じないことを示唆する．眠気を自覚していない日
中のパフォーマンスの低下は事故やエラーを引き起こす
恐れがある．本研究の結果より，主観的な睡眠状態，眠気の評価だけではなく定量化できる客観的指標の評価が重要であると考える．
本研究は，自室にて通常の日常生活を継続しながら実験を行なった．そのため，影響を受ける因子を除去しているとは言い難いものの，青色光により注意力および作業効率に変化を認めた．特殊な実験環境ではなく，通常の生活環境下で変化があったことは一定の研究意義を示すと考える．

利益相反
なし

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