新聞 - 無線擔憂掩蓋了射頻研究的勝利

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射頻劑量學領域的頂尖專家剖析 5G 帶來的痛苦——以及暴露量和劑量之間的差異

Kenneth R. Foster 在研究射頻 (RF) 輻射及其對生物系統的影響方面擁有數十年的經驗。現在，他與另外兩位研究人員 Marvin Ziskin 和 Quirino Balzano 共同撰寫了有關該主題的新調查。他們三人（都是 IEEE 終身研究員）在該主題上總共擁有一個多世紀的經驗。
這項調查於二月發表在《國際環境研究與公共健康雜誌》上，回顧了過去 75 年對射頻暴露評估和劑量測定的研究。在調查中，合著者詳細介紹了該領域的進展以及他們認為這是科學成功案例的原因。
IEEE Spectrum 透過電子郵件與賓州大學名譽教授福斯特進行了交談。我們想進一步了解為什麼射頻暴露評估研究如此成功，什麼使得射頻劑量測定如此困難，以及為什麼公眾對健康和無線輻射的擔憂似乎永遠不會消失。
對於那些不熟悉差異的人來說，暴露和劑量之間有什麼區別？

Kenneth Foster：在射頻安全的背景下，暴露是指身體外部的場，劑量是指身體組織內吸收的能量。兩者對於許多應用都很重要 - 例如醫療、職業健康和消費性電子產品安全研究。
欲詳細了解 5G 生物效應的研究，請參閱 [Ken] Karipidis 的文章，該文章發現『沒有確鑿證據表明 6 GHz 以上的低強度射頻場（例如 5G 網路使用的射頻場）對人體健康有害』。 —— 賓州大學 Kenneth R. Foster
福斯特：測量自由空間中的射頻場不是問題。在某些情況下出現的真正問題是射頻暴露的高度可變性。例如，許多科學家正在調查環境中的射頻場水平，以解決公共衛生問題。考慮到環境中的大量射頻源以及任何來源的射頻場的快速衰減，這並非易事。準確地描述個人暴露於射頻場是一個真正的挑戰，至少對於嘗試這樣做的少數科學家來說是如此。

當您和您的合著者撰寫 IJERPH 文章時，您的目標是指出暴露評估研究的成功之處和劑量學挑戰嗎？福斯特：我們的目標是指出暴露評估研究多年來取得的顯著進展，這為射頻場生物效應的研究增添了許多清晰度，並推動了醫療技術的重大進步。
這些領域的儀器設備有多大進步？例如，您能否告訴我，在您職涯的初期，與現在相比，您使用的工具有哪些？改良的儀器如何有助於暴露評估的成功？
福斯特：用於測量健康與安全研究中的射頻場的儀器越來越小，功能卻越來越強大。幾十年前，誰能想到商用現場儀器會變得足夠堅固，可以帶到工作場所，能夠測量強度足以造成職業危害的射頻場，同時又足夠靈敏，可以測量來自遠處天線的弱場？同時，還能確定訊號的精確頻譜以辨識其來源？
當無線技術進入新的頻段時會發生什麼——例如，蜂窩網路的毫米波和太赫茲波，或 Wi-Fi 的 6 GHz？
福斯特：再次強調，問題在於暴露狀況的複雜性，而不是儀器。例如，高頻段 5G 蜂巢基地台會發射在空間中移動的多束光束。這使得量化對基地台附近人員的暴露量以驗證暴露是否安全變得困難（因為它們幾乎總是安全的）。
「我個人更擔心過多的螢幕時間對兒童發展和隱私問題可能產生的影響。」——肯尼斯·福斯特，賓州大學

如果暴露評估是一個已解決的問題，那麼是什麼使得精確劑量測定的飛躍如此困難？是什麼使得前者比後者簡單得多？
福斯特：劑量測定比暴露評估更具挑戰性。通常，您無法將射頻探頭插入某人的體內。您可能需要這些資訊的原因有很多，例如在癌症治療的高溫治療中，必須將組織加熱到精確指定的水平。加熱太少則沒有治療效果，加熱太多則會灼傷患者。
您能否告訴我更多有關當今劑量測定方法的資訊？如果您無法將探頭插入某人的體內，那麼最佳的替代方案是什麼？
福斯特：使用老式的射頻測量儀來測量空氣中的場，用於各種目的都是可以的。當然，職業安全工作也是如此，你需要測量工人身體上出現的射頻場。對於臨床高熱症，你可能仍然需要用熱探頭串住病人，但計算劑量法大大提高了測量熱劑量的準確性，並導致了技術的重要進步。對於射頻生物效應的研究（例如，使用放置在動物身上的天線），了解身體吸收了多少射頻能量以及它去了哪裡至關重要。你不能只是在動物面前揮舞你的手機作為暴露源（但有些研究人員這樣做）。對於一些主要研究，例如最近國家毒理學計劃對大鼠一生中暴露於射頻能量的研究，計算劑量法沒有真正的替代方案。
您認為為什麼人們對無線輻射如此擔憂，以至於要在家中測量輻射水平？

福斯特：風險認知是一項複雜的工作。無線電輻射的特性常常令人擔憂。你無法看到它，暴露在輻射中和一些人擔心的各種影響之間沒有直接聯繫，人們往往會混淆射頻能量（非電離，意味著它的光子太弱，無法破壞化學鍵）和電離X射線等輻射（非常危險）。有些人認為他們對無線輻射“過度敏感”，儘管科學家無法在適當的盲法和控制研究中證明這種敏感性。有些人對用於無線通訊的無處不在的天線感到威脅。科學文獻包含許多品質參差不齊的健康相關報告，從中可以發現一個可怕的故事。一些科學家認為可能確實存在健康問題（儘管衛生機構發現他們並不擔心，但表示需要「更多研究」）。這樣的例子不勝枚舉。

暴露評估在這方面發揮了作用。消費者可以購買廉價但非常靈敏的射頻探測器，並調查他們周圍環境中的射頻訊號，其中有很多。其中一些設備在測量來自 Wi-Fi 接入點等設備的射頻脈衝時會“咔噠”一聲，聽起來就像核反應器中的蓋革計數器一樣，令人恐懼。一些射頻計也被出售用於捉鬼，但這是一種不同的應用。
去年，《英國醫學雜誌》發表文章呼籲暫停 5G 部署，直到該技術的安全性得到確定。您如何看待這些呼籲？您認為它們有助於讓關注射頻暴露對健康影響的公眾知曉，還是會引起更多困惑？福斯特：您指的是[流行病學家約翰]弗蘭克的一篇評論文章，我不同意其中的大部分內容。大多數審查過科學的衛生機構只是呼籲進行更多研究，但至少有一個機構——荷蘭衛生委員會——呼籲暫停推出高頻段 5G，直到完成更多的安全研究。這些建議肯定會引起公眾的關注（儘管 HCN 也認為不太可能存在任何健康問題）。
弗蘭克在他的文章中寫道：“實驗室研究的新興力量表明，射頻電磁場 (RF-EMF) 具有破壞性的生物學效應。”

問題就在這裡：文獻中存在著成千上萬的射頻生物效應研究。研究終點、與健康的相關性、研究品質和暴露程度差異很大。大多數研究報告了某種效應，涵蓋所有頻率和所有暴露水平。然而，大多數研究存在顯著的偏差風險（劑量不足、缺乏盲法、樣本量小等），許多研究與其他研究結果不一致。「新興研究優勢」對於這些晦澀難懂的文獻來說意義不大。弗蘭克應該依賴衛生機構的更嚴格的審查。這些機構一直未能找到環境射頻場產生不利影響的明確證據。
弗蘭克抱怨公開討論「5G」時前後矛盾——但他在提到 5G 時卻沒有提到頻段，這同樣是一個錯誤。事實上，低頻段和中頻段 5G 的工作頻率接近目前的蜂巢頻段，似乎不會帶來新的暴露問題。高頻段 5G 的工作頻率略低於毫米波範圍，從 30 GHz 開始。關於這個頻率範圍內的生物效應的研究很少，但這種能量幾乎不會穿透皮膚，衛生機構也沒有對其在常見暴露水平下的安全性提出擔憂。
無論他的意思是什麼，弗蘭克並沒有具體說明在推出“5G”之前他想要做哪些研究。 FCC 要求許可證持有者遵守其暴露限制，這與大多數其他國家的類似。在批准新的射頻技術之前，還沒有先例直接評估其對射頻健康的影響，這可能需要一系列無休止的研究。如果 FCC 的限制不安全，就應該修改。

有關 5G 生物效應研究的詳細評論，請參閱 [Ken] Karipidis 的文章，該文章發現「沒有確鑿的證據表明 6 GHz 以上的低水平射頻場（例如 5G 網路使用的場）對人體健康有害」。該評論還呼籲進行更多研究。
科學文獻資料混雜，但到目前為止，衛生機構尚未發現環境射頻場對健康造成危害的明確證據。但可以肯定的是，關於毫米波生物效應的科學文獻相對較少，約有 100 項研究，且品質參差不齊。
政府透過出售5G通訊頻譜賺了很多錢，應該將其中一部分投資於高品質的健康研究，尤其是高頻段5G。就我個人而言，我更擔心過多的螢幕時間對兒童發展和隱私問題可能造成的影響。
有沒有改良的劑量測定方法？如果有，最有趣或最有希望的例子是什麼？

福斯特：主要的進步可能在於計算劑量學，它引入了有限差分時域 (FDTD) 方法和基於高解析度醫學影像的人體數值模型。這可以非常精確地計算人體對任何來源的射頻能量的吸收率。計算劑量學為現有的醫學療法（例如用於治療癌症的高溫療法）注入了新的活力，並促進了改進的 MRI 成像系統和許多其他醫療技術的發展。
Michael Koziol 是 IEEE Spectrum 的副主編，負責涵蓋電信的所有領域。他畢業於西雅圖大學，獲得英語和物理學學士學位，並獲得紐約大學科學新聞學碩士學位。
1992 年，Asad M. Madni 執掌 BEI Sensors and Controls 公司，負責監督包括各種感測器和慣性導航設備在內的產品線，但客戶群較小，主要是航空航太和國防電子產業。

冷戰結束，美國國防工業崩潰，業務短期內不會恢復，BEI 需要快速識別並吸引新客戶。
要獲得這些客戶，就需要放棄公司的機械慣性感測器系統，轉而採用未經證實的新型石英技術，將石英感測器小型化，並將每年生產數萬個昂貴感測器的製造商轉變為以更便宜的方式生產數百萬個感測器的製造商。感測器製造商。
馬德尼竭盡全力實現了這一目標，並取得了超越任何人對 GyroChip 的想像的成功。這種廉價的慣性測量感測器是第一個整合到汽車中的感測器，它使電子穩定控制 (ESC) 系統能夠檢測滑動並操作煞車以防止翻車。根據美國國家公路交通安全管理局的數據，由於在 2011 年至 2015 年的五年期間所有新車都安裝了 ESC，這些系統僅在美國就挽救了 7,000 人的生命。
該設備仍然是無數商用和私人飛機的核心，也是美國飛彈導引系統的穩定控制系統。它甚至作為探路者索傑納號火星車的一部分前往火星。
現任職務：加州大學洛杉磯分校傑出兼任教授；BEI Technologies 退休總裁、執行長兼技術長

教育背景：1968 年，RCA 學院；1969 年和 1972 年，加州大學洛杉磯分校電機工程學士、碩士學位；1987 年，加州海岸大學博士學位
英雄：總的來說，我的父親教會了我如何學習，如何做人，以及愛、同情和同理心的意義；在藝術方面，米開朗基羅；在科學方面，阿爾伯特·愛因斯坦；在工程方面，克勞德·香農
最喜歡的音樂：西方音樂有披頭四、滾石、貓王；東方音樂有加札勒
組織成員：IEEE Life Fellow；美國國家工程院院士；英國皇家工程院院士；加拿大工程院院士
最有意義的獎項：IEEE榮譽勳章：「對創新感測和系統技術的開發和商業化的開創性貢獻，以及傑出的研究領導力」；2004年加州大學洛杉磯分校年度校友
Madni 因其開創性的 GyroChip 以及在技術開發和研究領導方面的貢獻而榮獲 2022 年 IEEE 榮譽勳章。
工程學並非馬德尼的首選職業。他想成為一名優秀的藝術家兼畫家。但由於 20 世紀 50 年代和 60 年代印度孟買（當時的孟買）家庭的經濟狀況，他轉向了工程學，尤其是電子學，這要歸功於他對袖珍晶體管收音機中最新創新技術的興趣。 1966 年，他移居美國，在紐約市的 RCA 學院學習電子學，該學院成立於 20 世紀初，旨在培養無線電操作員和技術人員。
“我想成為一名能夠發明創造的工程師，”馬德尼說，“並且做一些最終能夠影響人類的事情。因為如果我不能影響人類，我覺得我的職業生涯就沒有成就感。”

馬德尼在皇家藝術學院電子技術專業學習兩年後，於 1969 年進入加州大學洛杉磯分校，獲得電機工程學士學位。隨後，他繼續攻讀碩士和博士學位，並使用數位訊號處理和頻域反射法分析電信系統作為他的論文研究。在學習期間，他還曾在太平洋州立大學擔任講師，在貝弗利山零售商 David Orgell 從事庫存管理工作，並在 Pertec 擔任設計電腦週邊設備的工程師。
1975 年，他剛訂婚，在一位老同學的堅持下，他申請了 Systron Donner 微波部門的工作。
馬德尼開始在 Systron Donner 設計世界上第一台具有數位儲存的頻譜分析儀。他之前從未真正使用過頻譜分析儀 - 當時它們非常昂貴 - 但他對理論非常了解，足以說服自己接受這份工作。然後他花了六個月的時間進行測試，在嘗試重新設計之前獲得了使用該儀器的實踐經驗。
該計畫耗時兩年，據馬德尼稱，該計畫取得了三項重要專利，開啟了他「攀登更大更好事物」的旅程。他還表示，該計畫還讓他認識到「擁有理論知識和將技術商業化以幫助他人」之間的區別。