關于人體曝露到0－3kHz電磁場安全水平的IEEE標準(一)

IEEE標準C 95.6－2002

1. 總則

本標準分為6章。*章規定本標準的范圍和目的。第2章列出實施本標準所需使用的其他標準的參考文獻。第3章提供許多定義，這在其他標準中所找不到的，或是隨同本標準的使用已經進行修改過的。第4章闡明保護的人群和相互作用的機制。第5章規定曝露的限值。而第6章詳細說明制訂本標準所使用的基本原理。

1.1  范圍

本標準規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。本標準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制。它并不適用于在療過程中所遇到的曝露。規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）。

已確認的人體機制屬于短期效應的范疇，這些影響由已認識到的相互作用機制而得到理解。在本標準中所規定的曝露限值并不根據長期曝露的潛在影響，這是因為：

a）沒有足夠和可信的證據可供作出以下結論：長期曝露到在社會公眾和職業環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的疾病。

b）沒有確認的機制，可作為預示低水平、長期曝露有害影響的基礎。

分委員會注意到長期曝露到磁場與疾病之間流行病學關聯的報道，包括在居住環境中的兒童白血病以及職業環境中的慢性淋巴白血病。這些關聯的解釋是不明確的，特別是因為曝露到磁場并不顯示始發或促進白血病或其他形式癌癥的發展，而且在動物中超出生命期的曝露，并不引發其他的疾病與癌癥。這與涉及不同學科的科學家專門小組的發現是一致的，這些專門小組已經評估了科學機構和*機構在長期曝露上的文獻。這些主要復核文獻的*新部分包括英國*輻射防護局的非電離輻射顧問小組（AGNIR [B3]1），荷蘭衛生委員會（荷蘭 [B63]），美國環境衛生學學會（NIEHS [B64]：Olden[B68]），英國電氣工程師協會（IEE [B45]），國際腫瘤研究機構（IARC [B42]），國際非電離輻射防護委員會（ICNIRP [B43]），以及美國*研究委員會（NRC [B65]）。

因為上述復核中沒有一個作出從長期曝露而來的任何危害已經得到確認的結論，本標準并不提出低于必要的、用來保護短期有害效應的曝露限值。如果研究文獻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準中的限值的話，分委員會將繼續評估新的研究，而且將修訂本標準。分委員會也將繼續評估在短期影響和模型上的新研究。如下所述，本標準根據有效的數據作出了一些合理的假設。如果新的數據成為有效而通用時，委員會將會在今后的版本中重新審查這些假設。

1.2 目的

IEEE過去已經制訂人體曝露到頻率范圍3 kHz－300 GHz電磁場的安全標準（IEEE [B46]）。本標準的目的是制訂*頻率范圍 0－3kHz的曝露標準。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可能是必要的，如5.2.4.2節中所解釋的。

2. 參考文獻

本標準應當連同下列的出版物2一起使用：

標準鑒定委員會 C2－1997，*電氣安全法規R（NESCR）3。

IEEE標準644TM－1994，IEEE關于測量交流電力線工頻電場和磁場的標準程序4。

IEEE標準1460TM－1994，IEEE關于測量準－靜止磁場和電場的導則。

3. 定義，首字母縮略語，符號

3.1 定義

為達到本標準的目的，適用下列的術語和定義。對未在本章中規定的術語應參考IEEE標準術語的*字典第7版 [B47]。

3.1.1 動作電位(action potential)：神經細胞對刺激的響應，包括橫跨細胞膜電位的傳導快速去極化。

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、倍數），用于從有害作用的閾值轉換導出*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，生物體內平均電場對應的距離。

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

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

3.1.13 導電率(conductivity)：當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，以每米西門子（S∕m）的單位來表達；是電阻率的倒數。

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

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

3.1.16 電暈(corona)（空氣）：由于環繞導體的空氣發生電離，產生的發光的放電。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（細胞的）(depolarization)：降低橫跨細胞膜的剩余電位。

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

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或每米的伏數（N∕C＝V∕m）來表達。

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

3.1.23 環境場(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 已確認的機制(established mechanism)：具有下列特性的一個生物電的機制：（a）可用于預料人體中的生物影響；（b）可用公式或參數關系作出一個明確的模型；（c）在人體內已得到證實，或動物的數據能可信地外推到人體上；（d）被強力的證據所支持；（e）在科學團體的專家中被廣泛接受者。

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

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

3.1.27 握緊的接觸(grasping contact)：與一個較大帶電導體、在手中牢固地握緊導體的電氣接觸。在本標準中，對這種接觸假設具有15 cm2的接觸面積。

3.1.28 霍爾－效應電壓(Hall-effect voltage)：在導電媒體內兩點間所產生的電壓，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，通過接觸導電物體產生的刺激。

3.1.30 感應(induction)：由時變的外部（環境）電場或磁場作用引起的，在導電媒質內的電場或磁場。

3.1.31 在部位（in situ）：在生物組織內。

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體的釋放。

3.1.33 對數正態分布(lognormal distribution)：一項統計的分布，其中統計變量的對數是正態分布。

3.1.34 勞倫茨力(lorentz force)：在磁場內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。

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(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。在本標準中的磁場曝露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據的算術平均值。

3.1.40 中值(median)：在統計分布范圍內，50%的數據在此值之上及此值之下的數值。

3.1.41 中值閾值(median threshold)：在統計分布范圍內的閾值，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 運動神經元(motor neuron)：（a）始發一個周邊神經激勵的中樞神經元；（b）支配肌肉的一個周邊神經。在本標準之中，通常使用（b）。

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

3.1.45 神經(nerve)：一束軸索。

3.1.46 神經纖維(nerve fiber)：單個的神經軸索。

3.1.47 神經元(neuron)：單個的細胞單位，通常由一個軸索、細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境場。

3.1.49 正常負荷工況(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)：兩個導電物體間的電位差，沒有電流負荷施加到物體上。

3.1.51 周邊神經(peripheral nerve)：中樞神經系統和導向到和引出自中樞神經系統之外的神經。

3.1.52 相持續時間（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；磁－光幻視由磁感應。

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

3.1.55突觸后細胞(postsynaptic cell)：在兩個神經細胞間的聯會接點中接受激勵的細胞。

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

3.1.57 或然率因子（probability factor Fp）：一個用于導出*大許可曝露（MPE）或參考水平的倍率（乘數），該倍率將中值的閾值轉變為較低概率（≤1%）的閾值。

3.1.58 提議的機制(proposed mechanism)：一個并不具有已確認機制特性的生物電機制（參見：已確認的機制）。

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，后者是在導電媒質內不同點上測量的，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－持續時間關系曲線（適用于刺激的持續時間長于強度－持續時間的時間常數）中的*小閾值強度。也適用于強度－頻率關系曲線中的*小平穩段（平直部分）。

3.1.61 均方根值（root-mean-square rms）：對一系列測量（或臨時數序）取用測量平方或數據平方的算術平均值的平方根值的數學運算。

3.1.62 安全因子（safety factor Fs）：一個用于導出*大許可曝露（MPE）水平的倍率（乘數，≤1）。它為保護敏感個體以及由于病理學條件或藥物治療所致的閾值效應的不確定性、反應閾值的不確定性和感應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(short-term response)：對電場或磁場刺激的一個生物反應，出現在曝露開始后的幾秒鐘之內。

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，一個增量重量所吸收（所消散）的增量能量的時間導數。SAR以每千克的瓦數（W∕kg）來表達。

3.1.68 強度－持續時間曲線(strength-duration time)：激勵閾值和激勵刺激持續時間間的函數關系。

3.1.69 強度－持續時間的時間常數（strength-duradtion time constantτe）：在強度－持續時間曲線中的函數參數，該參數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關系。

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

3.1.72 收縮期(systole)：心臟的收縮。

3.1.73 閾值(threshold)：標出反應和沒有反應之間界限的刺激的水平。

3.1.74 碰摸接觸(touch contact)：人體軀體與帶電導體間小面積的接觸。在本標準中，假設的碰摸接觸面積是1 cm2的接觸區。

3.1.75 均勻場(uniform field)：在軀體或所考慮的部分軀體范圍內，其振幅、方向、和相對相位是常數的場。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，特征是快速的不協調的收縮。

3.1.77 視誘發電位（visual evoked potential VEP）：在腦中產生的內生電位，在頭皮上測量以響應一個視覺的刺激。

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，在本標準中，術語“波形”指明是生物媒質內各部位的數值（或測量）。

3.2 首字母縮略語和縮寫詞

B－field  磁通密度

CNS     中樞神經系統

E－field  電場強度

ECT     電驚厥治療法

EMC    電磁兼容

IARC    國際腫瘤研究機構

ICNIRP  國際非電離輻射防護委員會

IEE      英國電氣工程師協會

MPE     *大許可曝露

MRI     磁共振成像

NIEHS   美國全國環境衛生學學會

NRC     美國*研究委員會

rms      均方根值

SAR     比吸收率

S－D    強度－持續時間（時間常數，曲線等）

VEP     視誘發電位

VF      室性纖維顫動

3.3 符號

a，b    軀體曝露部分橢圓表達式的半長軸和半短軸。

Ai      波形傅立葉（函數）第i次分量的數值。

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

Bo      在強度－持續時間曲線或強度－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。

Bp      磁通密度時間導數（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電場的基本限值。

de     生物組織內電場的空間范圍。

E       電場強度，以每米伏數（V∕m）來表達。

Eo     在強度－持續時間曲線或強度－頻率曲線中的*小（基強度）電場強度。

Eot     基閾值電場強度。

Eob    基強度的基本限值。

Ei      在生物組織內的電場（V∕m）。

f       頻率，以赫茲（Hz）來表達。

fe      在強度－頻率曲線中的上轉折頻率（Hz）。

fi       波形傅立葉（函數）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。

H       磁場強度，以每米安倍數（A∕m）來表達。以公式B＝μH關聯到磁通密度。

Ic       接觸電流，以安倍（A）來表達。

J        電流密度，以每平方米的安倍數（A∕m2）來表達。

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

μ      磁導率，以每米亨利數（H∕m）來表達。

μo      真空或空氣中的磁導率，μo＝4π×10－7 H∕m。

σ       媒質的導電率，以每米西門子（S∕m）來表達。

τe      強度－持續時間曲線中的轉折時間，以秒（s）來表達。

τh      施加到人體上電荷的泄漏時間常數。

tp       相持續時間(s)。