A coherent framework for non-ionising radiation protection
Published 12 January 2022 • © 2022 World Health Organization. Published by IOP Publishing Ltd
AI翻译，谬误自辩
摘要
目前，对于非电离辐射（NIR）的健康保护尚未形成一个连贯且全面的框架。各国政府往往针对某些特定的NIR暴露情况制定不同的合规要求。世界卫生组织开发的国际框架将促进全球范围内对NIR防护的统一方法，为保护人们免受NIR影响提供指导。该框架基于数十年的实践经验，指导各国设定明确的国家健康和安全目标，并阐述如何实现这些目标。它支持跨部门行动，通过提供共同语言和系统性的管理方法，支持对NIR的管理。框架应帮助各国政府应对如何实现有效保护人民的政策挑战，特别是在快速部署新技术的世界中。本文阐述了支撑NIR保护框架的概念和关键特性，以及实施示例。
1. 引言
非电离辐射（NIR）指的是电磁辐射谱中低于电离辐射（按频率划分）的部分。在较低频率下，NIR的能量低于电离辐射，除了部分紫外线（UV）频段和高辐射强度的激光束和强电场（空气可被电离）外，通常不具备足够的能量引起电离。电磁场谱通常定义为0Hz 到 300GHz，而光谱范围为300GHz 到 （或波长范围为 到 ）。NIR还包括次声波（频率低于 20Hz）和超声波（频率大于 ）的机械（或声学）波，尽管它们不具有与电磁辐射相同的物理现象，但表现出相似的物理行为。
我们周围存在着许多不同的NIR源。自然来源包括雷暴、太阳光以及地球的自然电场和磁场。对人类健康构成主要关注的自然NIR暴露源是太阳，它对我们的生存至关重要，但如果没有适当的保护，高剂量的太阳辐射可能有害。从无线通信到电力线，许多基础设施服务都使用人造NIR源。诸如手机和激光在内的许多消费品，以及微波炉和Wi-Fi网络等家用电器，也利用NIR。非医疗应用中，从激光到人工晒黑设备，NIR被广泛用于美容和健康目的。在职业环境中，工人面临各种各样的NIR源，如感应炉、焊接、高压电线以及医疗设备的操作。过去数十年间，多种诊断和治疗NIR技术已在日常临床实践中发展并使用，如MRI和超声波。尽管全球人口每天都暴露于低水平的NIR，但在某些情况下，可能会出现高剂量暴露，可能带来健康影响。
各国对NIR谱部分领域有多个机构和规定，仅针对部分公众、职业和医疗暴露。这给政府在确保有效协调职能，实现保障人民免受NIR风险的目标方面带来了挑战。所有利益相关者都依赖强制或自愿的产品安全标准，以确保社区获得安全的NIR产品，但这种方法难以跟上使用NIR的新技术和应用的健康评估。各国不同的法律和监管方法也带来了挑战。在某个国家被禁止或召回的产品可能在其他国家仍然销售。对于美容和健康NIR应用的商业服务提供商的监管方式各异，从自我监管到医疗专业人员的强制监督。这些不同的方法突显了全球范围内健康政策、监管和安全标准之间的不协调，引发了公众关注，甚至可能构成贸易和合作的障碍。几十年来，为了指导政府监管，关于电离辐射的基本安全标准已经建立（IAEA，2014年）。遵循世界卫生组织（WHO）的核心职能，即制定基于伦理和证据的政策立场，目前非电离辐射保护框架（以下简称NIR框架）正在构建中。NIR框架体现了建立全球统一指导，以支持各国政府的重要性。
这项活动有助于环境保护，需要提升规模，以实现联合国可持续发展目标。NIR框架针对WHO第十三个全球工作计划的第三个“十亿人”目标，目标是让更多人获得更好的健康和福祉。这项活动得到了WHO非电离辐射保护国际咨询委员会（WHO，2019年）的支持。
NIR框架呼吁跨部门行动，主要针对政府机构，包括决策者和负责授权使用NIR产品和服务的相关当局。它也针对卫生和劳工部门，以及管理NIR应用和健康保护的广泛利益相关者，包括专业团体、服务提供者和非政府组织。
对于许多国家来说，NIR框架将赋予卫生和安全机构提高行政、检查和执行一致性的能力，同时减少监管繁文缛节。NIR框架还填补了全球独特的空白，使各国和政府机构能够将他们的国家NIR保护系统与全球一致的框架进行基准比较。一些国家也在寻求首次制定与NIR保护相关的健康和安全法规，通常是对新技术可能产生的健康影响日益增长的公众和政治关注的回应。NIR框架将降低他们开发自身系统的学习曲线。通过使各国协调NIR保护方法，NIR框架能够赋能政府和负责健康和安全的机构实施促进跨国提供安全NIR服务的保护策略和方法。
根据WHO的定义，健康是“全面的身体、心理和社会福祉状态，而不仅仅是没有疾病或残疾”（WHO，2006a）。根据能量和暴露时间，NIR可能在人体内产生不同的生物效应，对人类健康产生各种影响，从不良健康效应、对健康无影响（无不良或有益后果）、有益健康效应，到兼有不良和有益健康效应。烦恼或不适本身可能不是疾病，但可能影响个人的身心福祉。
理解NIR暴露的潜在健康影响是制定保护和安全标准的核心。它使得在不妨碍与NIR相关的有益人类活动的同时，为人们提供适当的保护水平。要从所有研究中得出有根据的结论，全面考虑科学至关重要。NIR框架依赖于国际组织（如WHO环境健康标准和IARC专著）以及关于人类健康风险的高质量国家审查的证据。
NIR的有益健康效应包括紫外线辐射部分产生的维生素D生成和可能的血压降低，以及光线对视力和生物钟同步的积极影响。
不良健康影响取决于不同类型的NIR光与人体的相互作用能力以及人体不同组织的吸收特性。在电磁场谱中，静电力场的急性健康效应与通过身体毛发感知磁场以及电火花放电时的不适感有关。高强度静磁场会对心脏和血液循环产生可观察影响，并在超过约2-4的磁场中引发头晕和恶心，这些影响可能短暂，但会降低执行精细操作（如外科医生）的工人性能，从而影响安全（WHO，2006b）。在高强度下，低频场可能导致烧伤和神经肌肉功能刺激（WHO，2007），而高频场则会产生过热和烧伤，因此需要在高功率源（如雷达和无线电发射机）附近设置限制（WHO，1993）。根据IARC对致癌性的评估，极低频磁场被列为可能对人类致癌（IARC，2002），而射频电磁场也被列为可能致癌（IARC，2013）。静磁场和静态、极低频电场的人类致癌性分类尚无定论。
在辐射谱的光学区域，红外的急性健康效应包括热烧伤、蛋白质热变性及组织凝固。可见光（光）可导致视网膜炎、蛋白质热变性和组织凝固，紫外线则可引起皮肤烧伤、角膜炎和视网膜炎。长期暴露于紫外线可能导致白内障、皮肤老化加速以及皮肤和眼睛癌症。IARC已将太阳辐射、紫外线发出的晒黑设备和紫外线列为对人类致癌（IARC，2012）。
在非可听声频谱中，次声的急性健康效应包括由身体共振效应引起的烦恼和其他症状。根据应用类型，超声波可能导致急性红斑、烧伤、内出血、脂肪萎缩、暂时性唇或眉毛麻痹以及急性眼部损伤，这主要在美容医学的背景下报告。到目前为止，尚未确立长期影响。
3. NIR保护理念
NIR框架的主要目标是提供一套适用于各种NIR应用和源的协调标准，以保护人类健康。
为了帮助各国政府为不同暴露场景下的健康和安全目标制定有效系统，NIR框架将NIR暴露分为以下三类：
职业暴露：工人因工作活动涉及NIR源而产生的暴露。
医疗暴露：患者在医疗治疗过程中产生的暴露。
公众暴露：涵盖除患者医疗暴露以外的所有人群暴露。
辐射保护的实施包括基于现有科学证据的决策，但也考虑到可能缺乏辐射暴露健康风险的全面了解，同时认识到社会和经济因素也需要考虑。
当潜在的健康益处与不良健康影响并存时，需要平衡判断如何处理保护和安全问题，以及如何应用暴露限制以确保总体健康效益。例如，太阳紫外线既是皮肤癌的主要原因，也是维生素D的自然来源。因此，需要在减少过度晒太阳导致的皮肤癌风险的同时，保持足够的维生素D水平上做出平衡判断。许多国家提倡在可能的情况下进行防晒，推荐通过饮食或补充剂获取维生素D，而不是通过暴露于太阳紫外线。
从更广泛的社会角度看，显然NIR源为社会提供了许多益处，如可靠的电力供应、连接可再生能源的能力、提高生活质量、教育、经济和移动通信的安全，以及NIR医疗设备带来的健康益处。然而，一些国家已确定存在一些不值得或对社会和个人无益的NIR源和服务，例如纪念性超声照片、玩具中的激光、认知增强设备和人工紫外线晒黑设备。考虑到暴露和产生影响的技术的整体影响，努力实现安全的产品和安装至关重要。
尽管NIR框架依赖科学知识，但它也考虑了实践经验。到目前为止，一些国家政府在某些NIR保护方面积累了数十年的实践经验。例如，自上世纪90年代末以来，欧盟国家已经实施了有关公众电磁场暴露的法规，十多年来一直对工人实施有关电磁场暴露的法规，但目前缺乏保护户外工人免受太阳辐射的法规。经验还凸显了当技术从一个用户社区转移到另一个控制较少的环境时所面临的挑战。从 1960 年首次展示激光器到手持式激光器向公众，尤其是儿童广泛使用，由于工作场所所需的控制措施，几乎没有受伤。自 2011 年以来，有许多关于儿童遭受激光引起的眼部受伤的报道。一套包括伦理考虑在内的保护原则进一步巩固了国家清单审查框架的发展，该框架与各国的科学证据和实践经验一起建立了一套连贯的标准（图1）。
3.1. 保护原则
对于NIR辐射的健康风险管理，基于当前对NIR辐射影响和可能对人类健康带来的风险的理解，建立了一套统一的原则（ICNIRP, 2020）。NIR保护原则被定义为：
限制：除医疗用途外，任何个人从NIR源接收的辐射不应超过适当的限度。
合理性：任何改变辐射暴露状况的决定，应以利大于弊为准则。
优化：在风险与利益之间寻求平衡的过程。
这些原则在不同暴露类别中以各种方式应用（见图2）。在NIR光谱的不同部分，也存在差异，因为不同类型的效应及其对健康的影响（无论是益处还是风险）存在差异。这些原则类似于放射性离子化辐射保护中的原则，但如国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP, 2020）最近所述，它们在应用上有所不同。
伦理价值在如何考虑和应用限制、合理性与优化原则中起关键作用。NIR框架依赖于以下四个核心价值，以明确在实现保护目标时所作的价值判断：
仁慈与非伤害（“不做无益于人”）直接关联于防止或减少有害影响的目标。
谨慎与预防原则促使我们不断考虑科学证据及其相关不确定性，以鼓励价值判断。
公正确保决策中的社会公平和公正。
尊严与平等意味着每个人都应无条件受到尊重，不论其个人属性或情况如何。
NIR框架与公共卫生的关键伦理价值（WHO, 2015）以及放射性离子化辐射保护体系的核心和程序性价值（ICRP, 2018）相一致。它认识到伦理在NIR保护中的作用，例如在使用日光浴服务的个人自由与监管限制之间的关系，或者在社会关注的背景下部署新技术。
4. 保护与安全的应用
自然和人造的NIR源和暴露无处不在。政府应确保公众、工人和患者的保护，以及NIR源的安全。NIR保护主要关注辐射暴露及其影响的控制，而安全主要关注对源头的控制。显然，两者密切相关：如果NIR源在可控范围内，保护就相对简单，因此安全必然有助于保护。在NIR辐射的背景下，这通常是成立的，除非是无法控制的太阳辐射，但可以通过其他措施来降低健康风险。
NIR框架呼吁政府考虑具有明确健康和安全目标的国家政策，以应对任何产生NIR风险的暴露情况。在制定政策时，政府需要识别并解决任何特定的国家、区域、社会和经济挑战，以最大限度地发挥政策效果，包括监管负担和对商业的影响。在广泛的NIR暴露领域，保护和安全的国家政策应表达政府长期致力于安全的承诺，并作为政府意图的声明推广。
NIR框架确立了通用准则和特定类别暴露的特定标准，以帮助相关责任人实施保护和安全措施。
4.1. 通用准则
NIR框架适用于公共、医疗和职业暴露的三个类别，描述了以下通用准则：
保护与安全框架的建立，
保护与安全的责任，
保护与安全的管理，
信息提供，
研究与科学更新。
4.1.1. 保护与安全框架的建立
为了实现这一点，政府通常设立相关机构，赋予特定职责和功能，例如设定和执行强制或自愿遵守的要求，包括消费品或医疗设备安全标准，以及提供实现健康和安全目标的指导和建议。这些机构负责判断NIR暴露对社会整体利益的合理性，而不一定局限于个人。鉴于NIR来源和暴露的多样性，政府面临的挑战是往往有多方负责保护和安全（如卫生部、环保部、劳工部、能源部、电信部）。通过有效协调各方功能，可以建立共同的保护和安全目标，减少官僚主义，强化保护。
政府还可以邀请其他相关利益相关者（如行业部门和民间社会）参与国家政策决策，促进信息交流，推动共识建立和决策透明。
4.1.2. 保护与安全的责任
提供产生NIR风险服务和活动的个人或组织对保护和安全需求负首要责任。责任人需制定并实施与其暴露情况相关的NIR风险相适应的保护和安全计划，确保符合相关标准、规则和法规。
负责保护和安全的各方包括面向公共暴露的NIR产品制造商和服务提供者，职业暴露的雇主，以及提供NIR医疗应用的医疗专业人员和医疗机构。
4.1.3. 保护与安全的管理
提供NIR风险服务和活动的负责人应确保保护和安全有效地融入其整体管理系统，并在组织的各个层次推广和维护安全文化，无论是在服务或产品的设计和使用中。
管理系统是一种工具，旨在通过描述实现保护和安全目标所需的计划和系统性行动，帮助责任人增强保护和安全。通过使用管理系统并遵循统一的过程，责任人可以确保NIR保护和安全不会因其他要求而受损。
责任人应确保参与保护和安全相关工作的人员接受适当的教育、培训和资格，以便他们理解职责，胜任工作，做出适当的判断，并遵循程序。在NIR技术不断演变、快速推向市场的情况下，这一点尤为重要。
通过NIR服务或活动的生命周期中对管理系统进行审查和评估，可以识别出好的实践，确定设备、人员行为和安全管理系统需要的纠正措施，以及对法规要求和监管实践的变更。
4.1.4. 信息提供
任何产生NIR风险的服务或活动的责任方，应向相关的受众（公众、员工或患者）传达风险和益处，如有必要，告知他们暴露水平、可能的健康影响以及管理暴露的措施。信息应根据不同的受众进行定制，考虑到他们可能有不同的兴趣、价值观、教育和理解水平。
例如，负责职业暴露的各方应做出适当安排，为工人提供必要的信息、指导和培训，以限制潜在暴露。对于使用NIR的美容服务提供者，如日光浴服务行业，可能需要教育员工了解紫外线暴露的健康风险和防护措施（如护目镜和限制暴露时间）。医疗专业人员应接受NIR教育，以便能够提供关于治疗选择的相关和清晰信息，包括每个选项的潜在益处、风险、权衡和不确定性，以确保患者能够积极参与自己的健康管理决策。
公众意识项目在促进积极行为改变方面也发挥着重要作用。通过大众媒体运动开展的国家阳光意识和预防项目，在某些国家已被证明能有效减轻皮肤癌的负担。
4.1.5. 研究与科学更新
应鼓励和支持国家级和国际级的研究，以便尽早发现新兴风险、填补关键知识空白，并为合理的健康政策目标提供信息。在考虑NIR暴露的健康影响时，需要采取跨学科的方法。来自生物学、流行病学、医学等不同科学领域的专家，以及物理学、工程学、社会科学和公共卫生等领域，都需要参与进来，因为这些领域在识别可能的不良健康影响和提供关于保护需求和方法的信息方面都发挥着重要作用。
研究还能提升国家能力，并为培养下一代科学专家提供平台。鉴于许多NIR应用和服务在全球范围内使用，国家专家可以在国际层面进行合作，提供全球性的研究方法，评估当前和新的健康风险证据以及应用保护措施的效果。
4.2. 特定暴露类别的标准
NIR框架描述了针对公众、职业和医疗暴露三个类别之间的具体差异而设立的标准。
4.2.1. 公众暴露
对于公众暴露，NIR框架制定了具体标准，将责任分配给政府、使用NIR的消费品制造商和供应商。政府负责设定监管和合规期望，而消费品制造商和使用NIR服务的供应商需要确保安全。特别是，使用大型设施（如电力网格、无线网络）的服务供应商应限制公众进入可能超过暴露限值的区域。商业服务供应商，如美容和其他选择性应用，应负责客户的安全。
一些NIR消费品的监管存在重要空白，仅关注制造质量，而忽视了使用相关的健康风险。例如，消费者激光产品可能完全符合国际标准，但对于通常对风险知之甚少的消费者来说，可能并不安全。每年都有眼部损伤事件发生，尤其是儿童。因此，一些国家正在限制消费者激光产品的类别，但在控制个人进口产品方面面临困难。
一些医疗设备未经许可就使用NIR，如最初用于治疗皮肤病（如银屑病）的紫外线光，现在被用于美容或健康目的的人工晒黑设备。这些设备设计为在几分钟内提供高剂量紫外线，其使用与皮肤癌发病率增加有关。政策制定者正在加强监管人工晒黑设备的力度，全球各地的政府实施了限制甚至全面禁止（WHO，2017年）。最近，用于治疗和改善大脑功能的医疗设备作为认知增强设备，已开始向公众开放。在临床环境外使用这些设备时，它们不受监管，无需进行市场准入评估，仅需满足基本产品安全标准，而不必提供关于风险和副作用的信息要求。
4.2.2. 职业暴露
NIR框架与大多数国家政府对雇主提供和维护安全工作环境的方法相一致。它确立了具体的标准，将责任分配给不同的利益相关者。首先，政府需要设定工人接触限值，以防止职业病或其他不良健康影响。其次，雇主负责保护和保障员工安全，需确保保护和安全得到优化，且不超出职业暴露限值。最后，员工有责任关注自身健康和安全，须配合雇主改善工作场所健康和安全的努力。
长期和重复暴露于太阳紫外线辐射可能导致皮肤癌和眼疾。因此，太阳紫外线辐射是工作场所的危险因素，必须尽可能地减少过度暴露。雇主应通过提供安全的工作环境，采取适当措施减少户外工作或部分户外工作的员工过度暴露于太阳紫外线，并进行员工健康监控，确保有效保护员工。在阳光下工作，员工应遵循工作场所防晒政策和程序（如按指示使用个人防护装备）并接受指导和培训。
4.2.3. 医疗暴露
过去几十年，多项诊断和治疗NIR技术的发展改善了患者的总体健康。确保其使用不会带来不合理的健康风险至关重要。NIR框架将合理性和优化作为保护患者免受NIR伤害的两大支柱。对于医疗暴露，框架设立了具体标准，将责任分配给政府，要求其开发和维护医疗NIR暴露的保护和安全系统。医疗专业人员和医疗机构应确保承担起保护和安全的责任，未经适当转介，无人应接受NIR医疗暴露，并确保每次医疗暴露都是合理且优化的。
尽管NIR医疗设备通常被认为比红外设备更安全，但仍可能发出有害的NIR。超声诊断成像就是一个有价值的NIR工具，可用于传染病和非传染性疾病的诊断（如乳腺癌、心血管疾病）。在许多国家，孕妇在孕期至少接受一次，甚至多次超声检查。无论是诊断还是治疗程序，操作者对技术的机械或热生物效应以及超声设备规格的了解，对于患者和使用者的安全至关重要。
对于护理人员和安慰者的NIR暴露，应制定适当的保护策略。参与涉及NIR暴露的生物医学研究项目的志愿者应清楚地了解可能的健康风险。
5. 结论
本文提出了保护理念和一套基本的NIR暴露健康保护准则。概述了适用于公众、医疗和职业暴露的通用准则，以及针对这些类别特定性的具体准则。这样的保护框架有望填补现有安全空白（如NIR的无规管理应用），协助各国政府制定国家法规，并促进全球一致的方法。
致谢
作者感谢德国的沃尔夫冈·韦斯博士的远见和领导。他为这项工作的种子播下并专业地支持NIR框架的推广。遗憾的是，韦斯博士于2021年6月意外离世，他的缺席无法填补。
资金
本项目由世界卫生组织支持。资金由德国联邦环境、自然保护和核安全局以及澳大利亚辐射防护和核安全局（ARPANSA）提供。作者代表的机构提供了实物贡献。
（完）
