关于人体曝露到0－3kHz电磁场安全水平的IEEE标准(一)

1. 总则

       本标准分为6章。*章规定本标准的范围和目的。第2章列出实施本标准所需使用的其他标准的参考文献。第3章提供许多定义，这在其他标准中所找不到的，或是随同本标准的使用已经进行修改过的。第4章阐明保护的人群和相互作用的机制。第5章规定曝露的限值。而第6章详细说明制订本标准所使用的基本原理。

       1.1范围
       本标准规定了防止人体曝露到频率0－3 kHz电场和磁场中有害影响的曝露水平。本标准的制订考虑了人体从电场与磁场的曝露中已确定的生物影响机制。它并不适用于在疗过程中所遇到的曝露。规定的曝露限值并不必然地能够防止对疗装置的干扰，或是包括金属植入物的问题（见6.12节）。

       已确认的人体机制属于短期效应的范畴，这些影响由已认识到的相互作用机制而得到理解。在本标准中所规定的曝露限值并不根据长期曝露的潜在影响，这是因为：
       a）没有足够和可信的证据可供作出以下结论：长期曝露到在社会公众和职业环境可遇到的水平上的电场和磁场，对人体健康是有害的，或是会引起包括癌症在内的疾病。

       b）没有确认的机制，可作为预示低水平、长期曝露有害影响的基础。

       分委员会注意到长期曝露到磁场与疾病之间流行病学关联的报道，包括在居住环境中的儿童白血病以及职业环境中的慢性淋巴白血病。这些关联的解释是不明确的，特别是因为曝露到磁场并不显示始发或促进白血病或其他形式癌症的发展，而且在动物中超出生命期的曝露，并不引发其他的疾病与癌症。这与涉及不同学科的科学家专门小组的发现是一致的，这些专门小组已经评估了科学机构和*机构在长期曝露上的文献。这些主要复核文献的*新部分包括英国*辐射防护局的非电离辐射顾问小组（AGNIR [B3]1），荷兰卫生委员会（荷兰 [B63]），美国环境卫生学学会（NIEHS [B64]：Olden[B68]），英国电气工程师协会（IEE [B45]），国际肿瘤研究机构（IARC [B42]），国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP [B43]），以及美国*研究委员会（NRC [B65]）。

       因为上述复核中没有一个作出从长期曝露而来的任何危害已经得到确认的结论，本标准并不提出低于必要的、用来保护短期有害效应的曝露限值。如果研究文献中目前不确定性的解决证实需要限制长期曝露到低于本标准中的限值的话，分委员会将继续评估新的研究，而且将修订本标准。分委员会也将继续评估在短期影响和模型上的新研究。如下所述，本标准根据有效的数据作出了一些合理的假设。如果新的数据成为有效而通用时，委员会将会在今后的版本中重新审查这些假设。

       1.2 目的
       IEEE过去已经制订人体曝露到频率范围3 kHz－300 GHz电磁场的安全标准（IEEE [B46]）。本标准的目的是制订*频率范围 0－3kHz的曝露标准。对于脉冲场或是非正弦形场，在本频率范围之外评估可接受的判据可能是必要的，如5.2.4.2节中所解释的。


2. 参考文献
       本标准应当连同下列的出版物2一起使用：
       标准鉴定委员会 C2－1997，*电气安全法规R（NESCR）3。

       IEEE标准644TM－1994，IEEE关于测量交流电力线工频电场和磁场的标准程序4。

       IEEE标准1460TM－1994，IEEE关于测量准－静止磁场和电场的导则。

3. 定义，首字母缩略语，符号
       3.1 定义
       为达到本标准的目的，适用下列的术语和定义。对未在本章中规定的术语应参考IEEE标准术语的*字典第7版 [B47]。

       3.1.1 动作电位(action potential)：神经细胞对刺激的响应，包括横跨细胞膜电位的传导快速去极化。

       3.1.2 有害影响(adverse effect)：由于曝露到电场或磁场，或是一个接触电流，对个人健康有害的影响。

       3.1.3 有害作用因子 (adverse reation factor Fa)：一个倍率（乘数、倍数），用于从有害作用的阈值转换导出*大许可曝露（MPE）水平。

       3.1.4 平均距离(averaging distance)：在确定是否符合基本限值时，生物体内平均电场对应的距离。

       3.1.5 平均时间(averaging time)：为了确定是否符合*大许可曝露（MPE）或参考水平，曝露取平均值的适当时间段。

       3.1.6 轴向截面(axial cross section)：在垂直长轴的平面上所取得的人体横截面。

       3.1.7 轴向曝露(axial exposure)：垂直轴向截面的磁场曝露。

       3.1.8 基本限值(basic restrictions)：在生物组织内避免有害影响的电势限值，带有可接受的安全因子。

       3.1.9 双相的(biphasic)：具有极性正反相的波形。

       3.1.10 心脏激励(cardiac excitation)：一个心脏收缩的电气刺激。

       3.1.11 中央神经系统 (central nervous system CNS)：脊椎动物神经系统的一部分，包括脑和脊髓，但不包括周边的神经。

       3.1.12 大脑皮质(cerebral cortex)：脑细胞（灰色物质）卷曲的薄层，组成每个脑半球的外表面。

       3.1.13 导电率(conductivity)：当一个电场施加到该材料时，确定电流密度大小的一种材料性质，以每米西门子（S∕m）的单位来表达；是电阻率的倒数。

       3.1.14 接触电流(contact current)：通过一个接触电极或其他电流源，流入生物媒质的电流。

       3.1.15 受控环境(controlled environment)：一个允许进入的区域，进入该区域的人知道在工作中伴随有曝露的可能，这些人能认知曝露及其潜在的有害影响；或偶然通过设有*告标志的曝露区域，或是公众不可能进入的、或进入的人知道可能存在潜在有害影响的环境。

       3.1.16 电晕(corona)（空气）：由于环绕导体的空气发生电离，产生的发光的放电。系由超出某临界值的电压梯度所引起。

       3.1.17冠状截面(coronal cross section)：通过并行于其前视图平面的躯体长轴上取得的截面。

       3.1.18 冠状曝露(coronal exposure)：垂直于冠状截面的磁场曝露。

       3.1.19 去极化（细胞的）(depolarization)：降低横跨细胞膜的剩余电位。

       3.1.20 直接电刺激(direct electrostimulation)：外部电场或磁场所感应出来，而并不直接接触到其他的导体或火花放电的，由生物媒质内电场产生的刺激。

       3.1.21 电场强度（electric field strength E）：由电场作用在一个点电荷上的力，被电荷来除。电场强度以每库伦的牛顿数或每米的伏数（N∕C＝V∕m）来表达。

       3.1.22 电刺激(electrostimulation)：由一个外施的电刺激，在可激励组织内感应出一个传导动作电位；突触前过程的电极化，引起突触后细胞活动上的变化。

       3.1.23 环境场(environmental field)：躯体外的电场或磁场，在躯体不存在时所测到的场值。

       3.1.24 已确认的机制(established mechanism)：具有下列特性的一个生物电的机制：（a）可用于预料人体中的生物影响；（b）可用公式或参数关系作出一个明确的模型；（c）在人体内已得到证实，或动物的数据能可信地外推到人体上；（d）被强力的证据所支持；（e）在科学团体的专家中被广泛接受者。

       3.1.25期外收缩(extra systole)：一个感应的心脏收缩，通常是一个早现的收缩，阻断正常的正弦形节律；一个强迫的心脏搏动。

       3.1.26 公众(general public)：所有可能经受曝露的个人，在受控环境中的人除外。

       3.1.27 握紧的接触(grasping contact)：与一个较大带电导体、在手中牢固地握紧导体的电气接触。在本标准中，对这种接触假设具有15 cm2的接触面积。

       3.1.28 霍尔－效应电压(Hall-effect voltage)：在导电媒体内两点间所产生的电压，系由于磁场中移动电荷的再分布。

       3.1.29 非直接电刺激(indirect electrostimulation)：在电场或磁场（包括火花放电）影响下，通过接触导电物体产生的刺激。

       3.1.30 感应(induction)：由时变的外部（环境）电场或磁场作用引起的，在导电媒质内的电场或磁场。

       3.1.31 在部位（in situ）：在生物组织内。

       3.1.32 释放电流(let-go current)：阈值的电流水平，在此水平之上不自觉的肌肉收缩阻碍了紧握住带电导体的释放。

       3.1.33 对数正态分布(lognormal distribution)：一项统计的分布，其中统计变量的对数是正态分布。

       3.1.34 劳伦茨力(lorentz force)：在磁场内作用在移动电荷上的力。

       3.1.35 磁场强度（magnetic field strength H）：磁场向量的大小，以每米安倍（A∕m）的单位来表达。

       3.1.36 磁通密度（magnetic flux density B）：决定作用在移动电荷或电荷（电流）上力的一个向量的量，磁通密度以特斯拉（Tesla）为单位。1 G（高斯，旧单位）＝10－4 T。

       3.1.37 磁流体动力效应(magnetohydrodynamic effect)：在流体体积上传递的一种力或电势，由流体在磁场存在情况下移动而发生。

       3.1.38 *大许可曝露（maximum permissible exposure MPE）：人可能曝露到而没有有害影响的，电场、磁场和接触电流的均方根（rms）和峰值，并带有一个可接受的安全因子。在本标准中的磁场曝露MPE是可以超过的，如果能够证实基本限值没有超出。

       3.1.39 平均值(mean)：一系列测量或其他数据的算术平均值。

       3.1.40 中值(median)：在统计分布范围内，50%的数据在此值之上及此值之下的数值。

       3.1.41 中值阈值(median threshold)：在统计分布范围内的阈值，其中50%的对象具有较大的阈值，而50%具有较小的阈值。

       3.1.42 单相的(monophasic)：在极性上没有反相的波形。

       3.1.43 运动神经元(motor neuron)：（a）始发一个周边神经激励的中枢神经元；（b）支配肌肉的一个周边神经。在本标准之中，通常使用（b）。

       3.1.44 有髓鞘的神经(myelinated nerve)：一个包括绝缘髓鞘质护套的神经纤维，系被称之谓“郎飞结”不绝缘的节片（部分）所阻断。 （译注：郎飞结系由髓神经纤维绞扼所致的结，每隔约1mm有一个，这些部位无髓鞘。）

       3.1.45 神经(nerve)：一束轴索。

       3.1.46 神经纤维(nerve fiber)：单个的神经轴索。

       3.1.47 神经元(neuron)：单个的细胞单位，通常由一个轴索、细胞本体和枝状树所组成。

       3.1.48不均匀场(nonuniform field)：在躯体或所考虑的部分躯体范围，其振幅、方向、和相对相位并不相同的场。在电场的情况下，本定义适用于未被躯体存在而干扰的环境场。

       3.1.49 正常负荷工况(normal load conditions)：电力输电线路的*大运行电压和电流，排除运行中断的情况或其他事故运行工况。

       3.1.50 开路电压(open-circuit voltage)：两个导电物体间的电位差，没有电流负荷施加到物体上。

       3.1.51 周边神经(peripheral nerve)：中枢神经系统和导向到和引出自中枢神经系统之外的神经。

       3.1.52 相持续时间（phase duration tp）：一个波形（具有零平均值）在零交叉点之间的时间。对一个频率为f的正弦形波，tp＝1∕（2f）。对一个指数形的波形，tp被解释为从波形峰值衰减到0.37（1∕e）峰值的这点间测得的持续间时间。

       3.1.53 光幻视(phosphene)：由非光照刺激所引起的视感觉。电－光幻视由电流所感应；磁－光幻视由磁感应。

       3.1.54 极化（polarization细胞的）：横跨细胞膜形成的电位。

       3.1.55突触后细胞(postsynaptic cell)：在两个神经细胞间的联会接点中接受激励的细胞。

       3.1.56突触前细胞(presynaptic cell)：在突触中提供激励的细胞，通常是由一个神经递质所释放。

       3.1.57 或然率因子（probability factor Fp）：一个用于导出*大许可曝露（MPE）或参考水平的倍率（乘数），该倍率将中值的阈值转变为较低概率（≤1%）的阈值。

       3.1.58 提议的机制(proposed mechanism)：一个并不具有已确认机制特性的生物电机制（参见：已确认的机制）。

       3.1.59 相对相位(relative phase)：一个正弦形波形的相角相对于另一个波形的相角，后者是在导电媒质内不同点上测量的，或相对于所述的参考波形所测量的。

       3.1.60 基强度(rheobase)：在强度－持续时间关系曲线（适用于刺激的持续时间长于强度－持续时间的时间常数）中的*小阈值强度。也适用于强度－频率关系曲线中的*小平稳段（平直部分）。

       3.1.61 均方根值（root-mean-square rms）：对一系列测量（或临时数序）取用测量平方或数据平方的算术平均值的平方根值的数学运算。

       3.1.62 安全因子（safety factor Fs）：一个用于导出*大许可曝露（MPE）水平的倍率（乘数，≤1）。它为保护敏感个体以及由于病理学条件或药物治疗所致的阈值效应的不确定性、反应阈值的不确定性和感应模型的不确定性提供保证。

       3.1.63 径向截面(sagittal cross section)：沿躯体长轴的一个截面，并行于其侧视图。

       3.1.64 径向曝露(sagittal exposure)：由垂直于径向截面磁场而来的曝露。

       3.1.65 短期反应(short-term response)：对电场或磁场刺激的一个生物反应，出现在曝露开始后的几秒钟之内。

       3.1.66 火花放电(spark discharge)：电流通过空气间隙的传递，与直接接触一个电源相反，它需要足够高的电压来电离空气。

       3.1.67 比吸收率（specific absorption rate SAR）：在给定密度的体积元内，一个增量重量所吸收（所消散）的增量能量的时间导数。SAR以每千克的瓦数（W∕kg）来表达。

       3.1.68 强度－持续时间曲线(strength-duration time)：激励阈值和激励刺激持续时间间的函数关系。

       3.1.69 强度－持续时间的时间常数（strength-duradtion time constantτe）：在强度－持续时间曲线中的函数参数，该参数描述基强度和上升阈值段之间的时间拐折点。

       3.1.70 强度－频率曲线(strength-frequency curve)：激励阈值和激励刺激性的频率之间的函数关系。

       3.1.71 突触(synapse)：两个神经元之间的功能对合部，在此、电气信号用电气方法或化学方法从一个神经元传递到另一个。在典型的突触内，脉冲被一个化学物质称之谓“神经递质”的进行传递。

       3.1.72 收缩期(systole)：心脏的收缩。

       3.1.73 阈值(threshold)：标出反应和没有反应之间界限的刺激的水平。

       3.1.74 碰摸接触(touch contact)：人体躯体与带电导体间小面积的接触。在本标准中，假设的碰摸接触面积是1 cm2的接触区。

       3.1.75 均匀场(uniform field)：在躯体或所考虑的部分躯体范围内，其振幅、方向、和相对相位是常数的场。在电场的情况下，本定义适用于未被躯体存在而干扰的环境场。

       3.1.76 室性纤维颤动(ventricular fibrillation)：心室的心律不齐，特征是快速的不协调的收缩。

       3.1.77 视诱发电位（visual evoked potential VEP）：在脑中产生的内生电位，在头皮上测量以响应一个视觉的刺激。

       3.1.78 体素(voxel)：一个三维的计算单元。

       3.1.79 波形(waveform)：电气振幅随时间的变化。除非另有说明，在本标准中，术语“波形”指明是生物媒质内各部位的数值（或测量）。

       3.2 首字母缩略语和缩写词
       B－field  磁通密度

       CNS     中枢神经系统

       E－field  电场强度

       ECT     电惊厥治疗法

       EMC    电磁兼容

       IARC    国际肿瘤研究机构

       ICNIRP  国际非电离辐射防护委员会

       IEE      英国电气工程师协会

       MPE     *大许可曝露

       MRI     磁共振成像

       NIEHS   美国全国环境卫生学学会

       NRC     美国*研究委员会

       rms      均方根值

       SAR     比吸收率

       S－D    强度－持续时间（时间常数，曲线等）

       VEP     视诱发电位

       VF      室性纤维颤动

       3.3 符号
       a，b    躯体曝露部分椭圆表达式的半长轴和半短轴。

       Ai      波形傅立叶（函数）第i次分量的数值。

       B       磁通密度，以单位特斯拉（T，Tesla）来表达。1 G（高斯，旧单位）＝10－4 T。

       Bo      在强度－持续时间曲线或强度－频率曲线中的*小磁通密度。

       B       磁通密度的时间变化率（微分），dB∕dt，以每秒特斯拉（T∕s）来表达。

       Bp      磁通密度时间导数（微分）上的峰值许可限值。

       da      平均距离，用于确定是否符合生物组织内电场的基本限值。

       de      生物组织内电场的空间范围。

       E       电场强度，以每米伏数（V∕m）来表达。

       Eo      在强度－持续时间曲线或强度－频率曲线中的*小（基强度）电场强度。

       Eot     基阈值电场强度。

       Eob     基强度的基本限值。

       Ei      在生物组织内的电场（V∕m）。

       f       频率，以赫兹（Hz）来表达。

       fe      在强度－频率曲线中的上转折频率（Hz）。

       fi       波形傅立叶（函数）第i次分量的频率。

       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）来表达。

       H       磁场强度，以每米安倍数（A∕m）来表达。以公式B＝μH关联到磁通密度。

       Ic       接触电流，以安倍（A）来表达。

       J        电流密度，以每平方米的安倍数（A∕m2）来表达。

       MEi     *大许可曝露，可以是在生物组织内的电场、环境的场、或是在频率fi 下的接触电流。

       μ      磁导率，以每米亨利数（H∕m）来表达。

       μo      真空或空气中的磁导率，μo＝4π×10－7 H∕m。

       σ       媒质的导电率，以每米西门子（S∕m）来表达。

       τe      强度－持续时间曲线中的转折时间，以秒（s）来表达。

       τh      施加到人体上电荷的泄漏时间常数。

       tp       相持续时间(s)。