關(guān)于人體曝露到0－3kHz電磁場安全水平的IEEE標(biāo)準(zhǔn)(一)

1. 總則

       本標(biāo)準(zhǔn)分為6章。*章規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)的范圍和目的。第2章列出實施本標(biāo)準(zhǔn)所需使用的其他標(biāo)準(zhǔn)的參考文獻(xiàn)。第3章提供許多定義，這在其他標(biāo)準(zhǔn)中所找不到的，或是隨同本標(biāo)準(zhǔn)的使用已經(jīng)進(jìn)行修改過的。第4章闡明保護(hù)的人群和相互作用的機(jī)制。第5章規(guī)定曝露的限值。而第6章詳細(xì)說明制訂本標(biāo)準(zhǔn)所使用的基本原理。

       1.1范圍
       本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了防止人體曝露到頻率0－3 kHz電場和磁場中有害影響的曝露水平。本標(biāo)準(zhǔn)的制訂考慮了人體從電場與磁場的曝露中已確定的生物影響機(jī)制。它并不適用于在療過程中所遇到的曝露。規(guī)定的曝露限值并不必然地能夠防止對療裝置的干擾，或是包括金屬植入物的問題（見6.12節(jié)）。

       已確認(rèn)的人體機(jī)制屬于短期效應(yīng)的范疇，這些影響由已認(rèn)識到的相互作用機(jī)制而得到理解。在本標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的曝露限值并不根據(jù)長期曝露的潛在影響，這是因為：
       a）沒有足夠和可信的證據(jù)可供作出以下結(jié)論：長期曝露到在社會公眾和職業(yè)環(huán)境可遇到的水平上的電場和磁場，對人體健康是有害的，或是會引起包括癌癥在內(nèi)的疾病。

       b）沒有確認(rèn)的機(jī)制，可作為預(yù)示低水平、長期曝露有害影響的基礎(chǔ)。

       分委員會注意到長期曝露到磁場與疾病之間流行病學(xué)關(guān)聯(lián)的報道，包括在居住環(huán)境中的兒童白血病以及職業(yè)環(huán)境中的慢性淋巴白血病。這些關(guān)聯(lián)的解釋是不明確的，特別是因為曝露到磁場并不顯示始發(fā)或促進(jìn)白血病或其他形式癌癥的發(fā)展，而且在動物中超出生命期的曝露，并不引發(fā)其他的疾病與癌癥。這與涉及不同學(xué)科的科學(xué)家專門小組的發(fā)現(xiàn)是一致的，這些專門小組已經(jīng)評估了科學(xué)機(jī)構(gòu)和*機(jī)構(gòu)在長期曝露上的文獻(xiàn)。這些主要復(fù)核文獻(xiàn)的*新部分包括英國*輻射防護(hù)局的非電離輻射顧問小組（AGNIR [B3]1），荷蘭衛(wèi)生委員會（荷蘭 [B63]），美國環(huán)境衛(wèi)生學(xué)學(xué)會（NIEHS [B64]：Olden[B68]），英國電氣工程師協(xié)會（IEE [B45]），國際腫瘤研究機(jī)構(gòu)（IARC [B42]），國際非電離輻射防護(hù)委員會（ICNIRP [B43]），以及美國*研究委員會（NRC [B65]）。

       因為上述復(fù)核中沒有一個作出從長期曝露而來的任何危害已經(jīng)得到確認(rèn)的結(jié)論，本標(biāo)準(zhǔn)并不提出低于必要的、用來保護(hù)短期有害效應(yīng)的曝露限值。如果研究文獻(xiàn)中目前不確定性的解決證實需要限制長期曝露到低于本標(biāo)準(zhǔn)中的限值的話，分委員會將繼續(xù)評估新的研究，而且將修訂本標(biāo)準(zhǔn)。分委員會也將繼續(xù)評估在短期影響和模型上的新研究。如下所述，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)有效的數(shù)據(jù)作出了一些合理的假設(shè)。如果新的數(shù)據(jù)成為有效而通用時，委員會將會在今后的版本中重新審查這些假設(shè)。

       1.2 目的
       IEEE過去已經(jīng)制訂人體曝露到頻率范圍3 kHz－300 GHz電磁場的安全標(biāo)準(zhǔn)（IEEE [B46]）。本標(biāo)準(zhǔn)的目的是制訂*頻率范圍 0－3kHz的曝露標(biāo)準(zhǔn)。對于脈沖場或是非正弦形場，在本頻率范圍之外評估可接受的判據(jù)可能是必要的，如5.2.4.2節(jié)中所解釋的。


2. 參考文獻(xiàn)
       本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)連同下列的出版物2一起使用：
       標(biāo)準(zhǔn)鑒定委員會 C2－1997，*電氣安全法規(guī)R（NESCR）3。

       IEEE標(biāo)準(zhǔn)644TM－1994，IEEE關(guān)于測量交流電力線工頻電場和磁場的標(biāo)準(zhǔn)程序4。

       IEEE標(biāo)準(zhǔn)1460TM－1994，IEEE關(guān)于測量準(zhǔn)－靜止磁場和電場的導(dǎo)則。

3. 定義，首字母縮略語，符號
       3.1 定義
       為達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)的目的，適用下列的術(shù)語和定義。對未在本章中規(guī)定的術(shù)語應(yīng)參考IEEE標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語的*字典第7版 [B47]。

       3.1.1 動作電位(action potential)：神經(jīng)細(xì)胞對刺激的響應(yīng)，包括橫跨細(xì)胞膜電位的傳導(dǎo)快速去極化。

       3.1.2 有害影響(adverse effect)：由于曝露到電場或磁場，或是一個接觸電流，對個人健康有害的影響。

       3.1.3 有害作用因子 (adverse reation factor Fa)：一個倍率（乘數(shù)、倍數(shù)），用于從有害作用的閾值轉(zhuǎn)換導(dǎo)出*大許可曝露（MPE）水平。

       3.1.4 平均距離(averaging distance)：在確定是否符合基本限值時，生物體內(nèi)平均電場對應(yīng)的距離。

       3.1.5 平均時間(averaging time)：為了確定是否符合*大許可曝露（MPE）或參考水平，曝露取平均值的適當(dāng)時間段。

       3.1.6 軸向截面(axial cross section)：在垂直長軸的平面上所取得的人體橫截面。

       3.1.7 軸向曝露(axial exposure)：垂直軸向截面的磁場曝露。

       3.1.8 基本限值(basic restrictions)：在生物組織內(nèi)避免有害影響的電勢限值，帶有可接受的安全因子。

       3.1.9 雙相的(biphasic)：具有極性正反相的波形。

       3.1.10 心臟激勵(cardiac excitation)：一個心臟收縮的電氣刺激。

       3.1.11 中央神經(jīng)系統(tǒng) (central nervous system CNS)：脊椎動物神經(jīng)系統(tǒng)的一部分，包括腦和脊髓，但不包括周邊的神經(jīng)。

       3.1.12 大腦皮質(zhì)(cerebral cortex)：腦細(xì)胞（灰色物質(zhì)）卷曲的薄層，組成每個腦半球的外表面。

       3.1.13 導(dǎo)電率(conductivity)：當(dāng)一個電場施加到該材料時，確定電流密度大小的一種材料性質(zhì)，以每米西門子（S∕m）的單位來表達(dá)；是電阻率的倒數(shù)。

       3.1.14 接觸電流(contact current)：通過一個接觸電極或其他電流源，流入生物媒質(zhì)的電流。

       3.1.15 受控環(huán)境(controlled environment)：一個允許進(jìn)入的區(qū)域，進(jìn)入該區(qū)域的人知道在工作中伴隨有曝露的可能，這些人能認(rèn)知曝露及其潛在的有害影響；或偶然通過設(shè)有*告標(biāo)志的曝露區(qū)域，或是公眾不可能進(jìn)入的、或進(jìn)入的人知道可能存在潛在有害影響的環(huán)境。

       3.1.16 電暈(corona)（空氣）：由于環(huán)繞導(dǎo)體的空氣發(fā)生電離，產(chǎn)生的發(fā)光的放電。系由超出某臨界值的電壓梯度所引起。

       3.1.17冠狀截面(coronal cross section)：通過并行于其前視圖平面的軀體長軸上取得的截面。

       3.1.18 冠狀曝露(coronal exposure)：垂直于冠狀截面的磁場曝露。

       3.1.19 去極化（細(xì)胞的）(depolarization)：降低橫跨細(xì)胞膜的剩余電位。

       3.1.20 直接電刺激(direct electrostimulation)：外部電場或磁場所感應(yīng)出來，而并不直接接觸到其他的導(dǎo)體或火花放電的，由生物媒質(zhì)內(nèi)電場產(chǎn)生的刺激。

       3.1.21 電場強度（electric field strength E）：由電場作用在一個點電荷上的力，被電荷來除。電場強度以每庫倫的牛頓數(shù)或每米的伏數(shù)（N∕C＝V∕m）來表達(dá)。

       3.1.22 電刺激(electrostimulation)：由一個外施的電刺激，在可激勵組織內(nèi)感應(yīng)出一個傳導(dǎo)動作電位；突觸前過程的電極化，引起突觸后細(xì)胞活動上的變化。

       3.1.23 環(huán)境場(environmental field)：軀體外的電場或磁場，在軀體不存在時所測到的場值。

       3.1.24 已確認(rèn)的機(jī)制(established mechanism)：具有下列特性的一個生物電的機(jī)制：（a）可用于預(yù)料人體中的生物影響；（b）可用公式或參數(shù)關(guān)系作出一個明確的模型；（c）在人體內(nèi)已得到證實，或動物的數(shù)據(jù)能可信地外推到人體上；（d）被強力的證據(jù)所支持；（e）在科學(xué)團(tuán)體的專家中被廣泛接受者。

       3.1.25期外收縮(extra systole)：一個感應(yīng)的心臟收縮，通常是一個早現(xiàn)的收縮，阻斷正常的正弦形節(jié)律；一個強迫的心臟搏動。

       3.1.26 公眾(general public)：所有可能經(jīng)受曝露的個人，在受控環(huán)境中的人除外。

       3.1.27 握緊的接觸(grasping contact)：與一個較大帶電導(dǎo)體、在手中牢固地握緊導(dǎo)體的電氣接觸。在本標(biāo)準(zhǔn)中，對這種接觸假設(shè)具有15 cm2的接觸面積。

       3.1.28 霍爾－效應(yīng)電壓(Hall-effect voltage)：在導(dǎo)電媒體內(nèi)兩點間所產(chǎn)生的電壓，系由于磁場中移動電荷的再分布。

       3.1.29 非直接電刺激(indirect electrostimulation)：在電場或磁場（包括火花放電）影響下，通過接觸導(dǎo)電物體產(chǎn)生的刺激。

       3.1.30 感應(yīng)(induction)：由時變的外部（環(huán)境）電場或磁場作用引起的，在導(dǎo)電媒質(zhì)內(nèi)的電場或磁場。

       3.1.31 在部位（in situ）：在生物組織內(nèi)。

       3.1.32 釋放電流(let-go current)：閾值的電流水平，在此水平之上不自覺的肌肉收縮阻礙了緊握住帶電導(dǎo)體的釋放。

       3.1.33 對數(shù)正態(tài)分布(lognormal distribution)：一項統(tǒng)計的分布，其中統(tǒng)計變量的對數(shù)是正態(tài)分布。

       3.1.34 勞倫茨力(lorentz force)：在磁場內(nèi)作用在移動電荷上的力。

       3.1.35 磁場強度（magnetic field strength H）：磁場向量的大小，以每米安倍（A∕m）的單位來表達(dá)。

       3.1.36 磁通密度（magnetic flux density B）：決定作用在移動電荷或電荷（電流）上力的一個向量的量，磁通密度以特斯拉（Tesla）為單位。1 G（高斯，舊單位）＝10－4 T。

       3.1.37 磁流體動力效應(yīng)(magnetohydrodynamic effect)：在流體體積上傳遞的一種力或電勢，由流體在磁場存在情況下移動而發(fā)生。

       3.1.38 *大許可曝露（maximum permissible exposure MPE）：人可能曝露到而沒有有害影響的，電場、磁場和接觸電流的均方根（rms）和峰值，并帶有一個可接受的安全因子。在本標(biāo)準(zhǔn)中的磁場曝露MPE是可以超過的，如果能夠證實基本限值沒有超出。

       3.1.39 平均值(mean)：一系列測量或其他數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。

       3.1.40 中值(median)：在統(tǒng)計分布范圍內(nèi)，50%的數(shù)據(jù)在此值之上及此值之下的數(shù)值。

       3.1.41 中值閾值(median threshold)：在統(tǒng)計分布范圍內(nèi)的閾值，其中50%的對象具有較大的閾值，而50%具有較小的閾值。

       3.1.42 單相的(monophasic)：在極性上沒有反相的波形。

       3.1.43 運動神經(jīng)元(motor neuron)：（a）始發(fā)一個周邊神經(jīng)激勵的中樞神經(jīng)元；（b）支配肌肉的一個周邊神經(jīng)。在本標(biāo)準(zhǔn)之中，通常使用（b）。

       3.1.44 有髓鞘的神經(jīng)(myelinated nerve)：一個包括絕緣髓鞘質(zhì)護(hù)套的神經(jīng)纖維，系被稱之謂“郎飛結(jié)”不絕緣的節(jié)片（部分）所阻斷。 （譯注：郎飛結(jié)系由髓神經(jīng)纖維絞扼所致的結(jié)，每隔約1mm有一個，這些部位無髓鞘。）

       3.1.45 神經(jīng)(nerve)：一束軸索。

       3.1.46 神經(jīng)纖維(nerve fiber)：單個的神經(jīng)軸索。

       3.1.47 神經(jīng)元(neuron)：單個的細(xì)胞單位，通常由一個軸索、細(xì)胞本體和枝狀樹所組成。

       3.1.48不均勻場(nonuniform field)：在軀體或所考慮的部分軀體范圍，其振幅、方向、和相對相位并不相同的場。在電場的情況下，本定義適用于未被軀體存在而干擾的環(huán)境場。

       3.1.49 正常負(fù)荷工況(normal load conditions)：電力輸電線路的*大運行電壓和電流，排除運行中斷的情況或其他事故運行工況。

       3.1.50 開路電壓(open-circuit voltage)：兩個導(dǎo)電物體間的電位差，沒有電流負(fù)荷施加到物體上。

       3.1.51 周邊神經(jīng)(peripheral nerve)：中樞神經(jīng)系統(tǒng)和導(dǎo)向到和引出自中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外的神經(jīng)。

       3.1.52 相持續(xù)時間（phase duration tp）：一個波形（具有零平均值）在零交叉點之間的時間。對一個頻率為f的正弦形波，tp＝1∕（2f）。對一個指數(shù)形的波形，tp被解釋為從波形峰值衰減到0.37（1∕e）峰值的這點間測得的持續(xù)間時間。

       3.1.53 光幻視(phosphene)：由非光照刺激所引起的視感覺。電－光幻視由電流所感應(yīng)；磁－光幻視由磁感應(yīng)。

       3.1.54 極化（polarization細(xì)胞的）：橫跨細(xì)胞膜形成的電位。

       3.1.55突觸后細(xì)胞(postsynaptic cell)：在兩個神經(jīng)細(xì)胞間的聯(lián)會接點中接受激勵的細(xì)胞。

       3.1.56突觸前細(xì)胞(presynaptic cell)：在突觸中提供激勵的細(xì)胞，通常是由一個神經(jīng)遞質(zhì)所釋放。

       3.1.57 或然率因子（probability factor Fp）：一個用于導(dǎo)出*大許可曝露（MPE）或參考水平的倍率（乘數(shù)），該倍率將中值的閾值轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低概率（≤1%）的閾值。

       3.1.58 提議的機(jī)制(proposed mechanism)：一個并不具有已確認(rèn)機(jī)制特性的生物電機(jī)制（參見：已確認(rèn)的機(jī)制）。

       3.1.59 相對相位(relative phase)：一個正弦形波形的相角相對于另一個波形的相角，后者是在導(dǎo)電媒質(zhì)內(nèi)不同點上測量的，或相對于所述的參考波形所測量的。

       3.1.60 基強度(rheobase)：在強度－持續(xù)時間關(guān)系曲線（適用于刺激的持續(xù)時間長于強度－持續(xù)時間的時間常數(shù)）中的*小閾值強度。也適用于強度－頻率關(guān)系曲線中的*小平穩(wěn)段（平直部分）。

       3.1.61 均方根值（root-mean-square rms）：對一系列測量（或臨時數(shù)序）取用測量平方或數(shù)據(jù)平方的算術(shù)平均值的平方根值的數(shù)學(xué)運算。

       3.1.62 安全因子（safety factor Fs）：一個用于導(dǎo)出*大許可曝露（MPE）水平的倍率（乘數(shù)，≤1）。它為保護(hù)敏感個體以及由于病理學(xué)條件或藥物治療所致的閾值效應(yīng)的不確定性、反應(yīng)閾值的不確定性和感應(yīng)模型的不確定性提供保證。

       3.1.63 徑向截面(sagittal cross section)：沿軀體長軸的一個截面，并行于其側(cè)視圖。

       3.1.64 徑向曝露(sagittal exposure)：由垂直于徑向截面磁場而來的曝露。

       3.1.65 短期反應(yīng)(short-term response)：對電場或磁場刺激的一個生物反應(yīng)，出現(xiàn)在曝露開始后的幾秒鐘之內(nèi)。

       3.1.66 火花放電(spark discharge)：電流通過空氣間隙的傳遞，與直接接觸一個電源相反，它需要足夠高的電壓來電離空氣。

       3.1.67 比吸收率（specific absorption rate SAR）：在給定密度的體積元內(nèi)，一個增量重量所吸收（所消散）的增量能量的時間導(dǎo)數(shù)。SAR以每千克的瓦數(shù)（W∕kg）來表達(dá)。

       3.1.68 強度－持續(xù)時間曲線(strength-duration time)：激勵閾值和激勵刺激持續(xù)時間間的函數(shù)關(guān)系。

       3.1.69 強度－持續(xù)時間的時間常數(shù)（strength-duradtion time constantτe）：在強度－持續(xù)時間曲線中的函數(shù)參數(shù)，該參數(shù)描述基強度和上升閾值段之間的時間拐折點。

       3.1.70 強度－頻率曲線(strength-frequency curve)：激勵閾值和激勵刺激性的頻率之間的函數(shù)關(guān)系。

       3.1.71 突觸(synapse)：兩個神經(jīng)元之間的功能對合部，在此、電氣信號用電氣方法或化學(xué)方法從一個神經(jīng)元傳遞到另一個。在典型的突觸內(nèi)，脈沖被一個化學(xué)物質(zhì)稱之謂“神經(jīng)遞質(zhì)”的進(jìn)行傳遞。

       3.1.72 收縮期(systole)：心臟的收縮。

       3.1.73 閾值(threshold)：標(biāo)出反應(yīng)和沒有反應(yīng)之間界限的刺激的水平。

       3.1.74 碰摸接觸(touch contact)：人體軀體與帶電導(dǎo)體間小面積的接觸。在本標(biāo)準(zhǔn)中，假設(shè)的碰摸接觸面積是1 cm2的接觸區(qū)。

       3.1.75 均勻場(uniform field)：在軀體或所考慮的部分軀體范圍內(nèi)，其振幅、方向、和相對相位是常數(shù)的場。在電場的情況下，本定義適用于未被軀體存在而干擾的環(huán)境場。

       3.1.76 室性纖維顫動(ventricular fibrillation)：心室的心律不齊，特征是快速的不協(xié)調(diào)的收縮。

       3.1.77 視誘發(fā)電位（visual evoked potential VEP）：在腦中產(chǎn)生的內(nèi)生電位，在頭皮上測量以響應(yīng)一個視覺的刺激。

       3.1.78 體素(voxel)：一個三維的計算單元。

       3.1.79 波形(waveform)：電氣振幅隨時間的變化。除非另有說明，在本標(biāo)準(zhǔn)中，術(shù)語“波形”指明是生物媒質(zhì)內(nèi)各部位的數(shù)值（或測量）。

       3.2 首字母縮略語和縮寫詞
       B－field  磁通密度

       CNS     中樞神經(jīng)系統(tǒng)

       E－field  電場強度

       ECT     電驚厥治療法

       EMC    電磁兼容

       IARC    國際腫瘤研究機(jī)構(gòu)

       ICNIRP  國際非電離輻射防護(hù)委員會

       IEE      英國電氣工程師協(xié)會

       MPE     *大許可曝露

       MRI     磁共振成像

       NIEHS   美國全國環(huán)境衛(wèi)生學(xué)學(xué)會

       NRC     美國*研究委員會

       rms      均方根值

       SAR     比吸收率

       S－D    強度－持續(xù)時間（時間常數(shù)，曲線等）

       VEP     視誘發(fā)電位

       VF      室性纖維顫動

       3.3 符號
       a，b    軀體曝露部分橢圓表達(dá)式的半長軸和半短軸。

       Ai      波形傅立葉（函數(shù)）第i次分量的數(shù)值。

       B       磁通密度，以單位特斯拉（T，Tesla）來表達(dá)。1 G（高斯，舊單位）＝10－4 T。

       Bo      在強度－持續(xù)時間曲線或強度－頻率曲線中的*小磁通密度。

       B       磁通密度的時間變化率（微分），dB∕dt，以每秒特斯拉（T∕s）來表達(dá)。

       Bp      磁通密度時間導(dǎo)數(shù)（微分）上的峰值許可限值。

       da      平均距離，用于確定是否符合生物組織內(nèi)電場的基本限值。

       de      生物組織內(nèi)電場的空間范圍。

       E       電場強度，以每米伏數(shù)（V∕m）來表達(dá)。

       Eo      在強度－持續(xù)時間曲線或強度－頻率曲線中的*?。ɑ鶑姸龋╇妶鰪姸?。

       Eot     基閾值電場強度。

       Eob     基強度的基本限值。

       Ei      在生物組織內(nèi)的電場（V∕m）。

       f       頻率，以赫茲（Hz）來表達(dá)。

       fe      在強度－頻率曲線中的上轉(zhuǎn)折頻率（Hz）。

       fi       波形傅立葉（函數(shù)）第i次分量的頻率。

       Fa      有害作用因子。

       Fp      或然率因子。

       Fs      安全因子。

       h       人站立的高度，以米（m）來表達(dá)。

       H       磁場強度，以每米安倍數(shù)（A∕m）來表達(dá)。以公式B＝μH關(guān)聯(lián)到磁通密度。

       Ic       接觸電流，以安倍（A）來表達(dá)。

       J        電流密度，以每平方米的安倍數(shù)（A∕m2）來表達(dá)。

       MEi     *大許可曝露，可以是在生物組織內(nèi)的電場、環(huán)境的場、或是在頻率fi 下的接觸電流。

       μ      磁導(dǎo)率，以每米亨利數(shù)（H∕m）來表達(dá)。

       μo      真空或空氣中的磁導(dǎo)率，μo＝4π×10－7 H∕m。

       σ       媒質(zhì)的導(dǎo)電率，以每米西門子（S∕m）來表達(dá)。

       τe      強度－持續(xù)時間曲線中的轉(zhuǎn)折時間，以秒（s）來表達(dá)。

       τh      施加到人體上電荷的泄漏時間常數(shù)。

       tp       相持續(xù)時間(s)。