人間中心のワークスペース最適化：調節可能な家具と室内環境質に関する2 × 2要因計画法による研究

サマリー

本プロトコルでは、小規模なワークスペースにおける多成分構成の調節可能家具および最適化された室内環境パッケージに関する、多施設共同2 × 2 要因計画評価について解説します。本手法では、ワークステーションのコミッショニング、室内環境モニタリング、快適性と不快感の反復評価、標準化された作業パフォーマンス試験、およびサイト調整分析を統合することで、人間工学的要因、環境的要因、およびそれらの複合的な効果を区別します。

要約

狭いワークスペースは統合されたシステムとして機能しますが、人間工学に基づいた家具と室内環境条件は通常、個別に評価されます。240名のオフィスワーカーを対象に、調整可能な家具と最適化された室内環境質（IEQ）という2つのマルチコンポーネントパッケージについて、6拠点でのアセッサー盲検ランダム化2 × 2要因対照研究を4週間にわたって実施しました。各グループには60名の参加者が含まれていました。4週目の総合的な快適性は、両方のパッケージを導入した場合に最も高くなりました（固定家具および基本IEQの場合の3.9 ± 0.60に対し、5.62 ± 0.53）。HC3ロバスト標準誤差を用いた拠点調整済み要因モデルにおいて、調整可能家具の効果は0.86ポイント（95%信頼区間 [CI]: 0.62–1.09）、最適化IEQの効果は0.34ポイント（95% CI: 0.12–0.5）、そしてそれらの相互作用は0.4ポイント（95% CI: 0.14–0.74）でした。調整可能家具は姿勢の快適性を向上させ、首および腰の不快感を軽減しました。最適化IEQは環境的な快適性を向上させました。また、両方のパッケージによって、主観的な生産性、満足度、および疲労感が改善されました。タスク精度の相互作用は、偽発見率（FDR）調整後に有意ではなくなり、探索的な媒介分析およびスプライン分析では、間接的または非線形的な効果は支持されませんでした。これらの結果は、個別の成果経路を維持しつつ、人間工学的な実装と環境的な実装を協調的に行うことを支持しています。

概要

コンピュータを用いた作業では、長時間にわたる座位、限定的な姿勢の変化、および身体寸法やタスク要件、作業習慣の違いに対応していない可能性のあるワークステーションとの繰り返し操作が頻繁に見られます。昇降デスクのような物理的な職場介入は、オフィスワーク中の起立や動作を増やすことができますが、起立に重点を置いた介入のみで筋骨格系症状を一貫して軽減できるという根拠は依然として限定的です¹。それにもかかわらず、昇降ワークステーションに関するレビューでは、作業生産性を必ずしも損なうことなく不快感を軽減できる可能性が示唆されていますが、その便益の大きさは研究デザインや対象集団によってかなり異なります²。より短期的な実験的研究では、断続的に起立して長時間の座位を中断することで、疲労や筋骨格系の不快感を軽減できることが示唆されており³、姿勢の多様性を高めるワークステーションの介入は、日常的なコンピュータ操作のパフォーマンスに悪影響を及ぼさずに、一日の終わりの不快感を軽減させる可能性があります⁴。これらの知見は、調節可能な家具が潜在的に有用な設計要素であることを支持していますが、同時に昇降デスクがあること自体が、適切な姿勢や効果的な利用、あるいは快適性の向上を保証するわけではないことも示しています。

家具は、ユーザーが体験するワークスペースのほんの一部に過ぎません。熱条件、換気、照明、音響、空気質、レイアウト、および什器が共同して、知覚される快適性と満足度を形成します。そのため、居住者ベースのIEQ評価では、単一の環境パラメータを個別に評価するのではなく、伝統的にオフィスのレイアウト、家具、熱的快適性、室内空気質、照明、および音響条件が含まれてきました⁵。また、換気に関する研究では、非工業用建築物において室内環境条件が健康、快適性、および作業パフォーマンスに関連していることが示されており⁶、実験的な証拠により、劣悪な室内空気質がオフィスのパフォーマンスを低下させ、不満を増大させることが示唆されています⁷。客観的な環境測定は依然として必要ですが、同様の測定条件下で働く個人であっても、熱的、視覚的、音響的、または空気質の快適性について異なるレベルを報告する場合があるため、それだけでは居住者の体験を完全に表現することはできません。

この区別は、限られたワークスペースにおいて特に重要となります。床面積が制限されていると、椅子の移動、座った状態から立った状態への移行、モニターの配置、収納へのアクセス、換気の分布、そして騒音や眩しさの原因となるものからの隔離などが制限される可能性があります。したがって、家具の導入による介入は、技術的には調整可能であっても、周囲のレイアウトによって機能的に制約を受けることがあります。同様に、オフィス全体としては許容可能な平均的な環境測定値を達成していても、個々のワークステーションでは局所的な熱、不十分なタスク照明、直接的な眩しさ、または妨げとなる騒音にさらされている場合があります。大学のオフィスビルを対象としたフィールド評価では、ワークスペースの質の有意義な評価には、測定された環境条件と居住者が報告した応答の両方が必要であることが示されています⁸。また、ユーザーの好みは多様であり、オフィスワーカーの間で、熱、空気質、照明、音響、空間、および心理社会的条件の好ましい組み合わせは大きく異なる可能性があります⁹。その結果、一律の環境目標や標準化されたワークステーション構成は、平均的な条件を改善することはあっても、すべてのユーザーのニーズを満たすとは限りません。

既存の研究では、昇降式家具と室内環境質（IEQ）は、主に別々の介入領域として検討されてきました。家具に関する研究では、一般的に座位時間、姿勢、不快感、または即時的なパフォーマンスに焦点が当てられる一方で、建築環境に関する研究では、熱的快適性、換気、照明、騒音、満足度、または主観的な生産性が検討されます。このような分離は、ユーザーがワークスペースを体験する実態を反映していません。労働者は、椅子、デスク、モニター、利用可能な移動スペース、温度、空気質、光、および音と同時に相互作用しています。不適切に調整されたワークステーションは、それ以外の室内環境が良好であっても不快なままである可能性があり、一方で人間工学的に適切なデスクと椅子であっても、周囲の環境が熱的に不快であったり、換気が不十分であったり、視覚的に不適切であったり、騒々しかったりする場合、得られるメリットは限定的になります。在宅勤務や小規模なワークセッティングに関する研究においても、同様にIEQの嗜好や心理社会的快適性にばらつきがあることが特定されており、より個別化され統合されたワークスペース設計の必要性が強調されています¹⁰

さらなる制限として、多くの研究が身体的な介入と最終的な結果との間の直接的な関係のみを評価していることが挙げられます。このアプローチでは、なぜその介入が有効であるのかという洞察は限定的です。調整可能な家具は、人体計測学的な適合性、姿勢の変化、および姿勢の快適さを通じて総合的な快適性に影響を与える可能性が高い一方、最適化されたIEQは、測定された環境条件と、知覚される熱的、空気質的、視覚的、および音響的な快適さを通じて作用すると考えられます。これらの経路は、総合的なワークスペース評価に収束しつつも、部分的に独立して維持される可能性があります。また、身体的な不快感と環境的な不快感が互いに制約し合う場合、これら2つの介入の組み合わせによって相互作用が生じる可能性もあります。

したがって、本研究では、小規模なコンピュータベースのワークスペースを用いたマルチセンター2 × 2要因デザインにより、調節可能な家具および最適化されたIEQを評価しました。本研究の新規性は、デスク単体や単一の環境変数を個別にテストするのではなく、個別化されたワークステーション構成と占有状態でのIEQ最適化という、2つの多成分介入パッケージを同時に要因評価した点にあります。このデザインは、領域別の研究では特定できない相補的効果および相互作用効果を区別するために必要でした。主要目的は、4週目の全体的な快適性に対する独立した効果および複合的な効果を推定することであり、副次目的には、姿勢の快適性、環境的快適性、筋骨格系不快感、客観的なタスクパフォーマンス、知覚された生産性、ワークスペースへの満足度、精神的疲労、および創造性が含まれていました。

プロトコル

ヒト参加者を対象とした本研究は、募集前に上海材料工程学校の人類研究倫理委員会によって承認されました（承認番号：4701BC5746）。すべての参加者は、ベースライン評価の前に書面によるインフォームド・コンセントを提供しました。同意書には、研究への参加、集計結果の公表、および匿名化された分析データの寄託が含まれていました。直接的な識別子はコード化された研究記録とは別に保存され、寄託はされませんでした。 

研究デザイン、設定、および参加者
この多施設共同、評価者盲検、ランダム化2 × 2要因デザイン対照研究では、2つの複合的な要因（固定式家具パッケージ対個別調整可能家具パッケージ、および基本IEQパッケージ対最適化IEQパッケージ）を評価した。これらの組み合わせにより、4つの並行群が形成された。本研究は、2025年9月8日から2026年2月27日まで6か所のオフィス拠点にて実施され、各参加者はベースライン評価およびワークステーション/環境のセットアップの後、4週間の介入を完了した。適格なワークスペースの広さは3.2–8.5 m²であり、主にコンピュータを用いた業務に使用されていた。図1に、研究フロー、要因構造、および評価項目をまとめる。

各施設から40台の被験者用ワークステーションが提供され、各要因グループに10台ずつ割り当てられました。介入グループ間のクロスコンタミネーションを防ぐため、6つの研究施設それぞれで、4つの厳格に専用化された部屋または物理的に分離されたゾーン（各要因条件に1つずつ）を使用し、合計24の独立したゾーンを設け、各ゾーンに10台の被験者用ワークステーションを配置しました。調整可能な家具を割り当てられたゾーンに限定し、条件固有のIEQデバイスに開封防止ラベルを貼付し、さらに被験者に対して割り当てられたワークステーションのみを使用するように明示的に指示することで、コンタミネーションを体系的に制御しました。施設の介入スタッフは、空間的なコンプライアンスを積極的に監視し、忠実性を確保するために部屋と条件のマッピングを毎週検証しました。報告されたモデルでは施設による調整を行っており、反復測定モデルでは被験者内で観測値をクラスター化しています。

参加者は、職場での掲示、機関のメーリングリスト、およびスタッフ向け説明会を通じて募集されました。適格条件は、年齢が20～5歳であること、週に少なくとも28時間の勤務時間があること、1日あたり少なくとも4時間のコンピュータ作業があること、少なくとも3ヶ月間同じワークスペースを使用していること、およびフォローアップ期間中の参加が見込まれることとされました。除外基準は、妊娠、最近の脊椎または四肢の手術、就業制限を必要とする急性外傷、起立バランスに影響を及ぼす神経学的または前庭機能疾患、臨床的に処方されたワークステーションの使用、5営業日を超える予定された不在、コンピュータタスクを完了できないこと、8/10を超える疼痛、または進行性の神経症状とされました。参加者のフローは、検証済みのスクリーニングログを用いて記録されました。計265名の従業員が適格性を評価され、ランダム化前に25名が除外されました（18名は選択基準を満たさず、7名は参加を辞退しました）。残りの適格な従業員240名からインフォームドコンセントを得てランダム化を行い、4つの要因群に各60名ずつ割り当てました。4週目の総合的な快適性は、割り当てられた240名全員について正常に収集されました。登録、割り当て、フォローアップ、および分析段階の詳細を示す標準的なCONSORTフローダイアグラムを図1に示します。

サンプルサイズ、割り付け、およびマスキング
主要アウトカムについて計算された最小サンプル数212名（両側 α = 0.05、検出力 90%、交互作用の Cohen’s f = 0.20、ベースラインからフォローアップまでの相関 0.50）に対し、約12%の脱落を見込んで、目標サンプル数を240名とした。独立した統計家が、研究施設およびベースラインの全体的な快適度で層別化し、8および12の可変ブロックサイズを用いて割り付けシークエンスを作成した。厳格な割り付け隠蔽を確実にするため、シークエンスはパスワードで保護された中央電子データベース内で管理された。指定された施設の研究スタッフが参加者を順次登録し、ベースライン評価を実施した。各参加者のベースライン評価が完全に確定した後にのみ、電子システムを介して施設の介入チームにグループ割り付けが自動的に開示された。アウトカム評価者およびデータ分析者は、主要解析が完了するまでグループ割り付けについて盲検化されていた。本研究の介入は、治療的な医療処置ではなく、健康なオフィスワーカーを対象とした職業人間工学および室内環境工学に焦点を当てたものであるため、公的な臨床試験登録制度に前向きに登録されなかった。それにもかかわらず、方法論的な透明性を確保するため、包括的な研究プロトコルおよび統計解析計画書（SAP）は、参加者の登録およびデータの復号化より前に、機関による承認および正式な確定が行われた。

家具および室内環境介入
家具因子は、デスクのみの介入ではなく、マルチコンポーネントパッケージとして構成された（図 2 および 表 1）. 全6か所の研究サイトで一貫した実施を保証するため、標準作業手順書（SOP）が策定され、研究開始前にすべてのサイトの研究および設置担当者に対して集中トレーニングが義務付けられた。 固定パッケージは、既存の 720–750 mm のデスク、椅子、および標準的なモニター/入力デバイスの配置で構成された。調整可能パッケージは、650–1250 mm の電動昇降デスク、調整可能な椅子、必要に応じてモニターアームまたは安定したライザー、入力デバイスの再配置、座位から立位への移動のためのスペース確保、25分間の個別調整セッション、および姿勢変更トレーニングで構成された。参加者は、座位と立位を徐々に交互に切り替えるよう推奨され、デスクの高さは1分ごとに記録された。デスク高さのエピソードは、デスクの高さがその参加者の座位基準高さより 150 mm 以上高い状態が5分以上連続して続いた場合と定義した。高さだけでは身体姿勢を確定できないため、この指標は立位への曝露ではなく、閾値超過時間として報告されている。

IEQ因子もまた、複数の構成要素からなっていました。基本パッケージでは、必要に応じて安全上の修正を行いながら、既存の換気、照明、熱、音響、およびろ過運転を維持しました。最適化パッケージでは、連携した換気、温度制御、ブラインド/タスク照明、設備または遮蔽物の変更、およびろ過/清掃措置を用いて、23.0–25.0°Cの温度、45%–60%の相対湿度、80 ppm以下の二酸化炭素（CO₂）、40–50 luxのタスク照度、45 dBA以下の等価連続騒音レベル、および15 µg/m³以下の微小粒子状物質（PM_2.5）を目標としました。5つの変数の日平均合成指標は、その有効な稼働日に温度、湿度、CO₂、照度、騒音のすべてが目標範囲内であった場合にのみ達成されたと見なしました。PM_2.5については個別に報告しました。変数ごとの日平均達成率および合成日平均達成率を、後の解析のためにグループ別およびサイト別に体系的に算出しました。なお、室内のマップが欠落しているため、部屋レベルでの達成率を算出することはできません。

環境および家具利用のモニタリング
環境モニターを床から0.8–1.2 m、通常の着席位置から0.5–1.0 mの高さに設置し、直射日光、窓、給気口、コンピュータ、およびその他の局所的な発生源から離して配置する。温度、相対湿度、およびCO₂を1分ごとに、PM_2.5を5分ごとに記録する。標準化されたタスクの実施中、および週2日の通常の勤務日において、あらかじめ設定した30分間の期間を3回、照度と騒音を測定する。機器の設置前に相互点検を行い、設置後10分間、および移動、切断、遮蔽、操作、または測定範囲外での動作があった期間は除外する。08:30から17:30の間に少なくとも6時間の占有時間がある日を有効な日として定義する。

アウトカム評価指標および評価スケジュール
割り付け前のベースライン評価と、介入26～32日目にあたる第4週の評価を、なるべく同じ2時間の時間枠内で行う。主要項目では、「ワークステーションと周囲の室内環境を合わせて考えたとき、過去5営業日のワークスペースの快適さはどうでしたか？」と質問する（1 = 非常に不快、7 = 非常に快適）。研究特有の項目1～7では、姿勢、熱的、空気質、視覚的、および音響的快適性を評価し、環境快適性は、4つの環境項目のうち少なくとも3つのデータが得られている場合の算術平均とする。頸部および腰部の不快感については、過去5営業日の評価を0～10の評点を用いて行う。生産性、満足度、疲労、およびパフォーマンス課題については表2で定義しており、そこにはすべてのプロンプト、スコアリングルール、スケジュール、測定特性の制限、および実用的解釈が記載されている。これらの研究特有の項目は、外部で検証された信頼性係数や最小重要差（MID）がないため、任意のカットオフ値ではなく、連続的な効果量と95% CIを重視する。

標準化された就業パフォーマンス評価
校正、データ入力、視覚探索、およびルールベースの分類を含む35分間のコンピューターテストを実施する。正解率を「正解数 ÷ 試行数 × 100」で算出し、速度を「35分間あたりの正解ユニット数」として算出する。10分間の練習時間を設け、ベースライン時と4週目のフォームには並行形式を用いてカウンターバランスをとる。2分未満の中断は一時停止とし、より長い技術的な中断が発生した場合は、3就業日以内に再実施する。探索的発散的思考タスクは、流暢性、柔軟性、および独創性を用いて0～10点で採点する。

介入の忠実度、プロトコル逸脱および安全性
調節可能家具への準拠を、少なくとも3週間の介入期間中、1週間あたり少なくとも3就業日に、閾値を超えるデスク利用が30分以上あったことと定義する。最適化IEQへの準拠を、有効なモニタリング就業日の75%以上で5変数の日平均複合指標を満たしたことと定義する。割り当てられたすべての参加者を主要解析に含める。少なくとも5就業日連続での条件設定ミス、介入期間の25%を超える移転、有効な就業日が10日未満、または第4週の主要アウトカムの欠測を重大な逸脱として記録する。週次チェックにおいて、不快感の新規発現または悪化、めまい、不安定感、下肢疲労、業務の中断、あらゆる停止、再評価、および有害事象を記録する。不快感が3ポイント以上増加した場合、起立時のめまい、または歩行や通常の業務に影響する症状が現れた場合は、スタンディングデスクの使用を停止し、再評価を行う。

データ管理および欠損データの処理
すべての記録はコード化された参加者識別子の下に保存し、直接的な識別子は別途アクセス制御されたファイルに保管する。ロックする前に、範囲、整合性、重複、割り当て、センサーサマリー、およびアウトカムを、ソースファイルおよびサイトログと照合して確認する。妥当な極値は保持し、確認済みの転記ミス、単位換算ミス、またはデバイスエラーのみを修正する。欠損状況を変数、グループ、サイト、およびアセスメントごとに要約する。モニタリングが完全に欠落している日は補完しない。公開して保存されたファイルには、匿名化された参加者レベル、週次、および出勤日のサマリーが含まれている。直接的な識別子、項目レベルのキーストロークログ、ルームマップ、スクリーニングログ、および個別の安全性ログは、公開保存には含まれていない。

統計解析
解析には、別途「材料表」に記載されている汎用統計プログラミングソフトウェアおよびライブラリを使用した。連続変数は平均値 ± 標準偏差、カテゴリ変数は n (%) で表記し、ベースラインの有意性検定は行わなかった。すべての統計解析は、事前に規定された統計解析計画書（SAP）に従って実行したが、監査後に1件の逸脱があり、これを透明性をもって報告した。事前規定のSAPに基づき、主要解析では4週目の総合的な快適さをモデル化し、調整可能な家具、最適化された室内環境質（IEQ）、およびそれらの相互作用の主効果を検定した。その際、ベースラインの総合的な快適さ、ベースラインの腰部不快感、およびワークスペース面積で調整を行った。相互作用項は、統計的有意性にかかわらず保持した。ただし、マクロクラスター数（k = 6施設）が少ないことを踏まえ、計算の完全な再現性と堅牢な分散推定を確保することを目的とした監査後の逸脱として、当初計画していたランダム切片モデルの仕様を、HC3不均一分散頑健標準誤差を用いた固定施設指標に変更した。

施設調整済み階層モデルと同様のモデルを、利用可能な場合は対応するベースライン値を含めて副次アウトカムに適用し、Benjamini–Hochberg法を用いて、事前に指定されたアウトカムファミリー内の偽発見率を制御する。週ごとの軌跡は、参加者のクラスター化と施設インジケーターを用いた一般化推定方程式を用いてモデル化する。per-protocol解析および主要な逸脱例を除外した解析を実施する。ブートストラップ媒介分析（5,0回の再サンプリング）は探索的解析とし、直接効果と間接効果の両方を報告する。また、温度、CO₂、照度、および騒音の非線形性を制限付き3次スプラインを用いて検討する。両側検定および95% CIを使用する。表 3にアウトカムとモデルの対応関係を示し、主要解析、副次解析、感度解析、および探索的解析を明確に区別して記載する。

結果

参加者の特性およびデータの可用性
6施設から参加した計240名全員がベースライン評価を完了し、4つのグループ（各 n = 60）に均等に割り付けられた。各施設から各グループに10名ずつ参加者が割り当てられた。第4週の全般的な快適性のデータは全参加者分得られたため、割り付けられた条件による一次解析に組み込まれた。平均年齢は31.5 ± 7.4歳、女性参加者は125名（52.1%）、平均ボディマス指数は23.0 ± 3.2 kg/m²、平均週当たり労働時間は41.5 ± 5.9 hであった。表4に、ランダム化後の有意性検定を行わないベースラインの特性を示す。一次アウトカムは240名全員について完了した。第4週の二次アウトカムの利用可能なケースサンプルサイズは235名から240名の範囲であった。これらの指標に関するグループ別の詳細なサンプルサイズは、以下に記載する各有効性サマリーに示されている。

介入の実施と曝露の分離
調節可能な家具のパッケージによ...

ディスカッション

この6拠点での要因計画法による研究は、調節可能な家具と最適化された室内環境質（IEQ）が、ワークスペース体験において異なるが相補的な利益をもたらすことを示しています。調節可能な家具は、頸部および腰部の不快感を軽減させるとともに、全体的な快適性と姿勢を改善しました。一方、最適化されたIEQは、主に全体的な快適性と環境的快適性を向上させました。これらを組み合わせることで全体的な快適性が最も大きく改善され、人間工学的介入と環境的介入を統合することの価値が裏付けられました。タスクの正確性については相互作用が観察されましたが、偽発見率（FDR）補正後には有意ではなくなり、タスク速度および創造性のいずれについてもグループ間に差は見られませんでした。

これらの知見は、異なる研究課題に取り組んではいるものの、近年のエビデンスと一致しています。6か月間にわたるシット・トゥ・スタンド（起立式）ワークステーションの試験では、人間工学的および行動的なメリットが持続したことが報告されており、また最近の研究では、調節可能なワークステーションが職業上の座位時間を短縮させることが示されました。同様に、テレワーカー...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
調整可能なエルゴノミックオフィスチェア	Herman Miller	エアロン	標準化された座り姿勢のワークステーション条件を提供するために使用される、調整可能な人間工学的椅子。
調節可能モニターアーム	Ergotron	LX デスクモニターアーム	コンピュータモニターを必要な高さと視認距離に配置するために使用されるアジャスタブルアーム。
エアロゾル／PM2.5モニター	TSI Incorporated	DustTrak II 8530	職場環境におけるPM2.5を含む空気中の粒子状物質濃度を測定するために使用される装置。
電動昇降デスク	IKEA	IDÅSEN	着席および起立の両方の作業形態に対応した、高さ調節可能なワークステーションデスク。
図表作成ライブラリ	Python パッケージ インデックス	matplotlib 3.1.1; seaborn 0.13.2	図表およびグラフィカルな可視化の作成に使用されるPythonライブラリ。
照度計	Konica Minolta	T-10A	職場の照度レベルを測定するために使用される器具。
室内空気質モニター	TSI Incorporated	Q-Trak 7565	温度、相対湿度、二酸化炭素濃度を含む室内環境条件をモニタリングするために使用される装置。
参加者レベルの解析、週次評価、および就業日暴露記録データセット	Zenodo	DOI: 10.5281/zenodo.20657821	研究解析に使用された、参加者レベルのデータ、週次アセスメント、および就業日の環境曝露記録を含むリポジトリデータセット。
騒音計	Brü申し訳ございませんが、翻訳対象の英文が入力されておりません。翻訳するテキストをご提示ください。 & Kjæ翻訳する原文をご提示ください。	タイプ250	職場の音圧レベルを測定するために使用される器具。
統計プログラミングソフトウェア	Python Software Foundation	Python 3.12.13	データ処理、統計解析、および計算ワークフローに使用されるプログラミング環境。
統計ソフトウェアライブラリ	Python パッケージ インデックス	pandas 3.0.5; NumPy 2.5.1; SciPy 1.18.0; statsmodels 0.14.6	データ操作、数値計算、統計検定、および統計モデリングに使用されるPythonライブラリ。