長時間の立ち仕事は、医療従事者、工場労働者、教師、販売員など多くの職業人にとって避けられない現実です。足、膝、腰への負担が蓄積し、慢性的な痛みや疲労に悩む方は少なくありません。この問題への対策として「疲労軽減マット（Anti-Fatigue Mat）」の使用が広がっていますが、その効果は科学的にどこまで検証されているのでしょうか。
本記事では、Wiggermann & Keyserling（2013）がHuman Factors誌に発表した研究を詳しく解説し、疲労軽減マットの効果と、不快感を客観的に評価する新しい指標について紹介します。
この記事でわかること
- 4種類の疲労軽減マットの比較実験の詳細
- マットが主観的不快感に与える影響の実測データ
- 体重移動パターンが不快感の客観的指標になる理由
- 研究結果を実際の職場改善に活かす方法
研究の背景：なぜこの研究が行われたか
長時間の立位作業が身体に悪影響を及ぼすことは広く知られていますが、疲労軽減マットの効果に関する科学的知見は限定的でした。特に以下の2つの課題がありました。
- マット間の性能差が不明確: 市販されている多種多様なマットの間に、実際にどの程度の差があるのかが検証されていなかった
- 不快感の客観的評価方法が未確立: 主観的な「痛い」「疲れた」という報告は個人差が大きく、マットの効果を正確に比較することが難しかった
Wiggermannらは、主観的不快感だけでなく、行動指標（体重移動パターン）を組み合わせることで、より客観的な評価を試みました。
研究の概要
研究の目的
本研究の目的は以下の2点です。
- 疲労軽減マットが主観的不快感に与える影響を評価する
- 行動的な変化（体重移動の頻度）と不快感の関連を調査する
対象と方法
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 参加者 | 10名（男性5名、女性5名、健康な成人） |
| 実験条件 | 5条件（市販マット4種＋リノリウム床） |
| 実験時間 | 各条件4時間の連続立位 |
| 不快感評価 | 55分ごとに8部位（足、ふくらはぎ、膝、太もも、腰、背中、肩、全身）を評価 |
| 行動指標 | 靴内の圧力センサーで体重移動（weight-shifting）の頻度を測定 |
| 姿勢指標 | 足圧中心（COP: Center of Pressure）の移動量を計測 |
4種類のマットは市販製品で、素材や硬さが異なるものが選ばれました。マットA（最も柔らかい）からマットD（最も硬い）まで段階的に硬度が異なり、対照群としてコンクリート上のリノリウム床が使用されました。
主な研究結果
結果1：マットは硬い床より不快感を有意に低減
4時間の立位後、3種類の疲労軽減マット（A, B, C）は、リノリウム床（対照群）と比較して足の不快感を有意に低減しました。
特に注目すべきは以下の点です。
- 最も柔らかいマットAと最も硬いマットDの両方が、リノリウム床より有意に不快感を低減
- ただし、マット同士の間には有意な差は確認されなかった
- 不快感が有意に変化した部位は足、ふくらはぎ、腰の3部位で、太ももや全身では有意差なし
この結果は、「最も効果的なマットを特定する」ことよりも、「マットを使用すること自体が重要」であることを示唆しています。
結果2：体重移動の頻度は不快感と相関する
本研究の最も革新的な知見は、体重移動（weight-shifting）の頻度が不快感の客観的指標として機能するという発見です。
| 床面条件 | 体重移動頻度（10分あたり） | 足部不快感スコア |
|---|---|---|
| マットA（最も柔らかい） | 低い | 低い |
| マットB | やや低い | やや低い |
| マットC | 中程度 | 中程度 |
| マットD（最も硬い） | 有意に高い | やや低い |
| リノリウム床 | 高い | 最も高い |
体重移動の頻度が高い ＝ 不快感が高いという相関が確認されました。特に硬いマットDでは体重移動の頻度が有意に高く（p<0.01）、これは「マットの上でも身体が楽な位置を探し続けている」状態を反映していると考えられます。
結果3：重心移動の方向性にも差が出た
足圧中心（COP）の移動パターンについても、興味深い結果が得られました。
- 前後方向（AP方向）: 硬い床では移動量が大きく、筋疲労を示唆。柔らかいマットでは適度な揺れに収まった
- 左右方向（ML方向）: 床面条件による有意な差は見られなかった
前後方向のCOP移動が大きいことは、下腿三頭筋（ふくらはぎの筋肉）が疲労し、姿勢維持のために過剰な調整を行っていることを意味します。柔らかいマットはこの筋疲労を軽減する効果があると解釈できます。
この研究からわかること：実務への示唆
主観と行動の組み合わせが重要
本研究の最大の貢献は、主観的評価だけでは不十分であることを実証した点です。
主観的不快感の評価では、参加者間のばらつきが大きく、マット間の微妙な差を検出できませんでした。しかし、体重移動パターンという行動指標を加えることで、床面条件の違いをより鋭敏に捉えることが可能になりました。
この知見は、職場での改善効果の検証にも応用できます。
実務的な活用方法
| 活用場面 | 具体的な方法 |
|---|---|
| マット導入前の現状把握 | 作業者の足踏み頻度や姿勢変化を観察し、不快感の程度を推定 |
| マット導入後の効果検証 | 同様の観察を行い、行動パターンの変化を確認 |
| 最適なマットの選定 | 複数のマットを試用し、作業者の体重移動パターンと主観評価の両方を比較 |
| 職場全体の改善計画 | マットだけでなく、作業ローテーション・休憩制度との組み合わせを検討 |
研究の限界と今後の展望
本研究の限界
- 参加者が10名と少数: 統計的検出力が限定的であり、マット間の微妙な差を検出できなかった可能性がある
- 実験室環境での検証: 実際の職場では、移動・作業内容・履物の違いなどが影響する可能性がある
- 4時間の立位: より長時間の立位や、間欠的な立位（座りとの交互）の条件は未検証
- 個人特性の影響: BMI、足のアーチ形状、筋力などの個人差が結果に影響する可能性
今後の研究の方向性
近年では、ウェアラブルセンサーやAI画像解析を用いて、実際の作業環境での体重移動パターンを計測する研究も進んでいます。こうした技術の発展により、マットの効果をより実践的な条件下で検証し、個人に最適化された足元環境の提案が可能になると期待されます。
また、マットの表面形状（凹凸、傾斜など）が足裏感覚に与える影響や、靴とマットの組み合わせによる相乗効果についても、今後の研究が待たれるテーマです。
まとめ
Wiggermann & Keyserling（2013）の研究は、疲労軽減マットが立ち仕事における足の不快感を有意に軽減すること、そして体重移動パターンが不快感の客観的指標として有効であることを明らかにしました。
「どのマットが最良か」を追求するよりも、まずは「マットを敷くこと」自体が有効な一歩です。さらに、作業者の体重移動パターンを観察することで、職場の疲労状況をより客観的に把握し、効果的な改善策を講じることが可能になります。
参考文献
- Wiggermann, N. & Keyserling, W.M., "Effects of Anti-Fatigue Mats on Perceived Discomfort and Weight-Shifting During Prolonged Standing," Human Factors, 55(4), 764-775, 2013. DOI: 10.1177/0018720812466672.
- Redfern, M.S. & Cham, R., "The influence of flooring on standing comfort and fatigue," AIHA Journal, 61(5), 700-708, 2000. DOI: 10.1080/15298660008984580. PMID: 11071422.
- King, P.M., "A comparison of the effects of floor mats and shoe in-soles on standing fatigue," Applied Ergonomics, 33(5), 477-484, 2002. DOI: 10.1016/S0003-6870(02)00027-3.
