医学講座 第１回 難聴と騒音 予防の大切さ NPO日本ブレインヘルス協会理事 医学博士 中川 雅文 の大切さ というタイトルで 騒音性難聴 はじめに の成立メカニズムとその対策について学ん 騒音による難聴は 騒音の種類に関係な でいきましょう く4000Hz付近に限局して生じるC5dip型難 聴 27ページ参照 を呈します また 騒音に曝らされた時間の総和が多いほど症 状が強くなるのも特徴です そのため 騒 音性難聴は 職業性難聴として労災補償の 耳の構造と機能 １ ヒトの可聴域 ヒトは １秒間に50回から20000回の範 囲の空気の振動を音として知覚しています 対象となっています 騒音の回避低減が最も有効な予防手段で 空気の振動は 鼓膜で受け止められ 耳小 あるため 騒音を有する職場では 騒音の 骨を介して 内耳窓に伝搬し 内耳のリン 低減 隔壁設置 作業態様の変更 保護具 パ液の波動に変換されます このリンパ液 の使用などの対策が講じられています し の波動が有毛細胞で電気信号に置き換えら かし そういった対策にもかかわらず 騒 れてはじめて脳で知覚できる 音 という 音性難聴の撲滅はできていません そこに 情報になります は従来型の対策だけでは不十分な複雑な要 空気の振動が液体の波動に変換へされる 因が潜んでいます その一つは 難聴と生 時 エネルギーは大きく失われます 約99 活習慣病との相関です これについては第 のエネルギーが反射や回析によって失われ ２回に説明していきます 今回は 騒音と ます しかし ヒトの耳はこのロスを鼓膜や 難聴の関係について皆さんとより理解を深 耳小骨の力学的な構造によって打ち消すこ めていきたいと思います とができ それ故にわれわれは聴覚コミュ それでは 第１回は 難聴と騒音 予防 ニケーションを行うことができています 季刊 ろうさい 2011 年 春号 VOL.9 25
図 1: 耳の構造 ( 提供 : スターキージャパン ) ツチ骨キヌタ骨アブミ骨 蝸牛神経 ( 聴神経 ) 耳介 蝸牛 外耳道 鼓膜 外耳中耳内耳聴神経 2. 外耳耳介から外耳道までを外耳と呼びます 頭部の両サイドにそなわっているひだ状の突起は耳介で 鼻側に向かって扇状に開くパラボラ形状で集音します その効果は 3-6dB 程度です 耳介の中心の奥は外耳道と呼ばれる円筒形の構造物です 奥は鼓膜で盲端となる管腔で 管楽器がその特徴周波数音で響くのと同じように 外耳道も形状固有の共鳴を生じます 共鳴は成人の場合 2500Hz 付近で約 +15dB 共鳴します 幼児は外耳道が短く 径も狭いため約 3500Hzで共鳴が生じます 3. 中耳鼓膜の奥には 鼓室という空洞があり 鼓膜に付着する耳小骨があります 鼓膜は直径 1.0cmの鼓室方向に凸の円錐形の膜で 耳側からツチ骨 キヌタ骨 アブミ骨と奥へとつながっています 鼓膜とあぶみ骨底板の面積比や耳小骨のテコ比でおよそ約 27dBの増幅効果があります 外耳道共 鳴の15dBとあわせて42dBの効果で 99% のロスが回避されます ( 注 :40dBで約 100 倍 ) 4. 内耳内耳は かたつむりのような2 回転半の螺旋状の形をしているため蝸牛と呼ばれています リンパ液の波動が蝸牛内を伝搬するとき 外有毛細胞はその波動を検知し 対応する内有毛細胞へ伝えます 内有毛細胞で生じた電気的シグナルが聴神経を経由し脳へ伝達していきます 外有毛細胞は 増幅と抑制という働きによって音の周波数にメリハリをつけ コード化しています 内耳からのシグナルはコード化された情報です 5. 後迷路 ( 脳へ至る経路 ) 内有毛細胞で生み出された 神経活動 = インパルス列 は らせん神経節 蝸牛神経を上行し 脳幹 中脳 そして大脳へと伝達されていきます 音の知覚情報は 言語的符号化 ( 論理的理解や学習 ) がなされ 26 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9
医学講座 る古典的聴覚路と 非言語的符号化 ( 情意的処理 ) がなされる非古典的聴覚路の二系統にわかれています ストレスや不眠や抑うつ状態によって非古典的経路が感作 ( 必要以上に敏感に反応する状態 ) されると音過敏症や耳鳴症が生じると考えられています 図 2 ベケシーの蝸牛モデル かつては 内耳の入り口から頂上階に向かって 高音から低音とまるでピアノの鍵盤が並ぶように内有毛細胞が精緻な周波数応答を示していると考えられていました ( ベケシーの蝸牛音階説 ) しかし その後の研究から 有毛細胞の周波数応答が音圧などの影響を受け非線形であることがわかってきました 現在では 内耳有毛細胞がコンピュータさながらにシリアル信号として脳へ情報伝達していると考えられるようになっています 耳と脳の関係性からみた場合 図のような一対一対応ではなく高度に情報化されたシステムとして再考することが求められています 大きな音は実際の周波数よりも高い周波数の音として脳では知覚されます C5dip 型難聴が生じるメカニズム それでは この耳の構造を踏まえた上で 耳と騒音の関係を一緒に考えていきましょう 例えば 20dB 2500Hzに応答する外有毛細胞は 90dB 4000Hzに応答する外有毛細胞であることがわかっています これは音 図 3 騒音難聴が C5dip 型を示す理由 蝸牛外有毛細胞の応答は 入力音圧に対して非線形な応答をします 弱い音量の時 外耳道共鳴で 2500Hz に対応する有毛細胞の代謝が最も激しくなります うるさい音の時は応答が線形なら点線の様な応答を示すはずですが 実際には構造的に非線形な応答で 実線のようなパターンとなり 4000Hz の傷害が顕著となります 6000Hz 付近の難聴が顕著な場合 より強大な騒音下での作業を強いられていると考えることもできるでしょう 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9 27
圧が大きいとリンパ液の波動エネルギーも大きく 入り口に近い (4000Hzに応答する) 部位で早い段階から振幅飽和が生じ 直ちに外有毛細胞の抑制も生じるため 本来の 2500Hzの部位でなく より入り口に近い 4000Hzに応答する部位が強く刺激されてしまうからですます 騒音は総じて周波数に特徴のない音ですが 騒音の種類に関係なく騒音性難聴は4000Hz(C5 dip) から傷害されるのは 外耳道共鳴のためにいつも2500Hzの音が共鳴増幅されてしまい 結果としてその周波数に応答する外有毛細胞の負担が大きくなるからです 騒音による耳の負担の軽減は 2500Hz 付近の音をあらかじめいかに減衰させておくかということが重要といえるでしょう 幸い2500Hzを特に積極的に抑制するタイプの耳保護具 (HearPlugzDF 販売名優 ) も登場しています うるさい音が耳で痛く感じるのは 想定範囲以上の鼓膜の動きによって 鼓膜張筋や鼓膜に分布している三叉神経知覚枝が刺激されることで生じます 三叉神経は側頭部の知覚枝も持っているため あまりに激しくうるさい音を聞き続けていると 神経伝達の電気的な特性から三叉神経全体が刺激されているかのように脳が判断してしまい 頭が痛くなることもあります 個体差の大きな変化ですが 115dB 以上の音くらいから痛みを感じるようです ちなみに ロックコンサート会場のスピーカ近くの席では コンサート中 2 時間近くも100dB 以上の音に曝されていますから コンサート中に耳が痛くなったりします 氷を食べたときに経験する頭痛は 口腔 歯牙に分布している三叉神経知覚枝の刺激が過剰なために 側頭部に分布する第 1 枝まで刺激を受けたように感じてしまうこと ( 錯感覚 ) がその原因です 音 ( 音色 大きさ リズム ) われわれは音を 音色 ( 周波数 ) と大きさ (db) とリズム ( プロソディ 韻律 ) の3つの要素から認知しています それぞれの要素がどのようなメカニズムで知覚されているかについて少し一緒に学んでいきましょう 1. 音色 ( 周波数 ) 空気の振動が内包する振幅を周波数と言います 例えば 1 秒間に1000 回振幅するときその音の周波数は1000Hzであるというふうに記載します この数字が大きいほど高い音色で 小さいほど低い音色と言うことになります 空気の振動がわれわれの頭部に到達すると 耳介はそのパラボラ効果でその振動を効率良く捕捉し 外耳道を経由するときもその管腔共鳴効果によって音のエネルギーが減衰することなく 逆に特定の周波数は増幅させるような作用をします ヒトが会話で使う音域が 人種や母語の種類にかかわらず250Hzから6000Hzの範囲であるのは 外耳 中耳 内耳によってそのそれら周波数への感度が特に高いためと考えられます 実際 聴器が小さい小動物は 高い音声を活用しています 2. 大きさ ( デシベル db) 音の大きさは デシベル (db) という単位で示されます dbはその計測条件の 28 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9
医学講座 違いによって db SPL db HL db(a) などいくつかの異なる表記をします SPL=sound pressure levelは物理的な音の大きさを示しています ( 音の絶対値として最小値 0 dbを定義している ) 環境音や騒音などの計測はこの単位で表記されます 一方 医療機関などでは健聴若年成人の最小可聴閾値の平均から基準値を求めた HL=hearing levelが用いられます 実測値としてのSPLとは異なる補正値です 騒音測定では db(a) という単位が用いられています これはマイクロフォンにヒトの感覚に相当するような周波数特性がそなわっていないため ヒトのきこえに最適化させることを目的に設計された単位です A 特性で記録した場合には dbのあとに (A) と付記して表記します 騒音のことだけを議論している場合には単にdBのみでの略記することも少なくありません 音の大きさは音源との距離でも大きく変化します 距離が2 倍になると音は1/4になります つまり距離が 2 倍で6dBの減衰となります 都心の再開発工事現場では十分な距離を確保することは困難ですから 防音壁や防音シートを用いることで 通行者などの騒音被害対策を講じることも必要となってきます 工事現場そばの歩道橋などは位置によっては危険な騒音レベルのことがありえるでしょう 特に建築が高層化し 住空間や生活空間に近接している場合には十分な配慮が必要です 地下鉄騒音についても現在ほとんど対策が講じられていません 都市開発の環境は決して人には優しくなく 騒音職場でなくても われわれは日常的に耳を守る意識を持つべき時代に生きて いるのかも知れません 3. リズム プロソディ 韻律そして3 番目の音の性質がリズムです 正しく1つひとつの音韻が聞き取れなくても プロソディ ( 抑揚 ) からニュアンスを理解することができるのは 脳の冗長性によるとことが大です プロソディは 嗅覚情報などと同様に 非言語的に符号化された情報 に分類できます 記憶や学習と言った経験値の影響も強く受けます 周波数の情報が大脳の一次聴覚野で処理されるのに対して リズム情報は情動の座と呼ばれる辺縁系 ( 主に扁桃体 ) で処理されていると考えられています 環境音と騒音 われわれを取り巻く環境音は ごく小さな音からとても大きな音までさまざまです 例えば 耳元で大きな声で話しかけるときの声の大きさは約 80dBありますし 地下鉄ラッシュ時のホームでは瞬間的に 100dBにまでなります ビル解体など工事現場での重機が発する騒音が115dB 以上に及ぶことも希ではありません ( 図 4) 騒音曝露による聴器障害予防のガイドラインについては 米国などではより子細に騒音を定義し 啓蒙を促していますが 日本では騒音職場にばかり目線が向かっており 電車通勤時の騒音や歩行であっても通勤路途中に工事現場などの騒音源がないかなど マクロ的視点が欠如しているようです 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9 29
図 4 音圧と音圧レベル ( 提供 : スターキージャパン ) 騒音レベル毎の 1 日あたりの持続聴取許容リミット 騒音職場の定義はもっぱら騒音計 A 特性 の値を基準に考慮されていますが 8 時間の平均騒音レベルにばかり目を向けていると 実際にはより強大な騒音に短時間ではあっても曝露されている可能性があります 衛生管理者は 単純に8 時間の平均騒音レベルから評価するのではなく 音圧毎の1 日あたりの持続聴取許容リミットからも評価することが必要です 1 日あたりの持続聴取許容リミットについて 米国 CDC 予防ガイドラインを参考に示しておきます ( 表 1) 騒音性難聴は個人差が大きく 同じ音圧レベルであっても騒音性難聴の発症時期や障害程度には ばらつきがあります 個体 表 1 音圧レベル毎の 1 日あたりの騒音曝露の許容限界 ( 米国 CDC 予防ガイドラインより改変 すべてA 特性による ) 85dB-----------------8 時間 ( 騒音職場の定義 ) 91dB-----------------2 時間 94dB-----------------1 時間 100dB---------------15 分 106dB---------------4 分未満 115dB---------------30 秒 130dB--------------- 瞬間に聾になりうるレベル ( 災害性難聴 急性音響外傷性難聴 ) * 作業現場の定点で測定された 平均騒音レベル ではなく 個々人が実際に騒音に曝された総和 = イミッションレベルから評価することがのぞましい 放射線取扱者の被爆バッチのような騒音イミッションレベルが計測できる携帯型の装置の開発が望まれる 差の原因としては 加齢性難聴と生活習慣病との関係が注目されています 30 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9
医学講座 セルフアセスメントの大切さ 騒音は騒音職場の任意の場所で測定されます また その評価は 1 日の平均騒音レベルで評価しています 上述したように 音圧レベル毎に騒音曝露の許容限界は異なりますから 85dBという一つの目安だけの評価では 安全な就労環境であるかどうかは保証できません 保護具の装着方法が不適切で充分な防護ができていないこともありますし 作業中に指示を聞くために外してしまい そのまま再装用を忘れてしまうことで強大音に曝されてしまうこともあります 耳せんチェッカーによる適切な装着の確認や現場での安全管理者のこまめな巡回なしには完璧な予防を実現することは困難です また作業場所によって 実際の騒音は異なりますから 個々人が実際に騒音に曝された総和 =イミッションレベルで評価することが本当は求められるはずです 例えば 放射線取扱者の被爆バッチのように就労者個々人の騒音イミッションレベルを計 測できる携帯型装置を開発し有効活用すれば 個人差の少なくない騒音性難聴の発生を抑制できるのではないかと思われます さて こういったイミッションレベル計が現実的でない今の状況では何ができるでしょうか 現場での騒音計測だけでなく 個々人の曝露という問題を明らかにする方法には何があるでしょうか 古典的な方法ですが マンデーモーニング フライデーイブニング検査 が有効だと考えられます 一般的に騒音職場に就労していて 保護具などの対策が充分でなかった人は 月曜日の朝の聴力レベルに比して金曜日夕刻の聴力レベルが悪化していることが少なくありません 純音聴力検査でその変化を見つけることは難しくても 自記オージオメトリ ( 断続音 連続音 ) や耳音響放射検査でなら 月曜日と金曜日のデータを比較することで傷害の有無を明らかにできます 手間のかかる作業ではありますが 現状では このような方法を面倒くさがらず地道に行うことが労災予防の原則なのでしょう 中川雅文プロフィール医学博士 1986 年順天堂大学医学部卒 順天堂大学耳鼻咽喉科講師 東京臨海病院耳鼻咽喉科部長 みつわ台総合病院副院長 順天堂大学客員准教授など NPO 日本ブレインヘルス協会理事 ( 現職 ) 主な著書に 脳の可塑性 ( 訳書医歯薬出版 ) 耳の不調が脳までダメにする ( 講談社 +α 新書 ) 参考資料 中川雅文 耳の不調が脳までダメにする 講談社プラスアルファ新書 2009 中川雅文 脳の可塑性 ( 訳書 ) 医歯薬出版 2009 日本耳鼻咽喉科学会監修 聴覚管理マニュアル 平成 15 年 7 月 資料提供 スターキージャパン株式会社 http://www.starkey-japan.co.jp/ 興研株式会社 http://www.koken-ltd.co.jp/bouonhogogu.htm 株式会社名優 http://www.meilleur.co.jp/ 住友スリーエム株式会社 http://www.mmm.co.jp/ohesd/hearing/ モルデックスジャパン株式会社 http://www.moldex.com/jp/ 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9 31
医学講座 付録 耳保護具を活用しよう 付録図 1: さまざまなタイプの防音保護具とそのスペック耳せんタイプ イヤマフ型などの代表的なタイプの製品を示す グラフの横軸が 周波数 (Hz) で 縦軸は騒音を抑制できるレベルを示している 上から時計回りに Spark( モルデックス 1) Pelter H10A( 住友スリーエム 2) No22( 興研 3) HearplugzDF( 名優 4) Instamold( 名優 5) となる * 入力音圧レベルで可変する HearplugzDF については 90dB 値で示してある 他の防音保護具はいずれも 100dB 時の値を示している 騒音レベル 85dB で 2000Hz 95dB で 4000Hz,100dB で 8000H の防音スペックが騒音難聴予防の鍵となる 過度な防音スペックの保護具装用は 就業時の口頭指示の聴取を困難とする 作業効率の悪化 指示受けミスの原因となる 職場騒音レベルに応じた防音保護具の選択が必要となる 低音域の騒音抑制が弱いタイプの防音保護具は 装用下でもある程度の口頭指示を聞き取ることが可能であるから 作業安全上のメリットがある 付録図 2: 騒音の音圧レベルに応じて防音性能が変化するタイプの耳せん特殊なフィルター素材を用いることで非電気的でも防音性能を音圧レベルに応じて可変させうる耳せんも登場している 低騒音時の抑制は弱いため 口頭指示などの音声コミュニケーション時毎に耳せんを外すことが不要となる 騒音職場で耳せんをついつい外したままにしてしまう理由に 耳せん装用時の口頭指示聴取困難がある 職場騒音レベルに応じてこのようなタイプの耳せんが用いられることで 装用率アップ 労災の減少に寄与できると考える 騒音レベル 90dB で 2000Hz 110dB で 8000Hz の帯域での防音スペックがピークを示す本耳せんは騒音難聴発症メカニズムに最適化したスペックを有している 32 季刊 ろうさい 2011 年春号 VOL.9