（一） 光的知识
光是一种辐射能，在真空中以3×10米／秒速度直线传播。现在认为光既是一种电磁波又是一种粒子流，对光的波动和粒子的双重性质称为波粒二重性。光量子学说认为光量子具有一定能量，不同的光线由于光量子能量不同，可引起光化学效应，即光电效应、荧光效应和热效应等，这些效应成为光生物学作用的基础。原子和分子都具有一定的内能，这种内能的数值是不连续的，只能有某些特定的值，即原子或分子只能处于某些不连续的能量状态。一般情况下，大多数分子或原子处在能量最低的运动状态，称为基态。能量较高的状态称为激发态。如果物质受到外界作用之后，从外界吸收大量能量，许多原子和分子则由基态过渡到激发态。处在激发态的原子或分子极不稳定，会自发地从激发态过渡到下能级或跳回基态，多余的能以电磁波的光子形式向四周发散出去，此种发射为光的自发辐射，即普通光的产生。(见表3-1)

(表3-1)

（二） 什么是“红外线”
顾名思义，是指在红光外面的光线。具体来说，红外线是指波长0.76-1000微米之间的电磁波。众所周知，当你取一块三棱镜放在太阳光下，可以看到一条绚丽的彩虹，它是由红、橙、黄、绿、青、兰、紫七色组成。这七色可见光中，其光波的波长由长至短依次排列，其中紫光的波长最短，红光的波长最长，那么，红光的外侧，即比红光的光波长还长的、是看不见的、波长范围在0.76-1000微米之间的这段电磁波，即为红外线，比红外线还长的电磁波则为微波了。

（三） 红外线有哪些基本特征
红外线的实质是什么?它究竟有哪些基本特性?要想弄清这些，先要了解什么是电磁波。物理学的常识告诉我们，任何带电物体的周围都存在着一个对其它带电体产生作用力的电场。同样，磁铁或其它磁体周围也存在着一个对其它铁磁物质产生作用力的磁场。这两个场虽然看不见，摸不到，但它确实是客观存在的物质，可以用检测仪器证实它的存在。物理学家发现，在空间任何一点，当电场强度发生变化时，就在该点周围产生出磁场或磁场强度变化；相反，当某一点磁场强度发生变化时，也必定引起该点周围产生新的电场或电场强度变化。这就是说，变化的电场和变化的磁场都不是孤立存在的，它们相互联系，相互激发，组成统一的电磁场。所谓电磁波，就是由于电磁场的振动引起的，由近及远地向空间传播出去。

红外线分近红外线、中红外线、远红外线，一般医学上是这样划分的：
近红外区 0.76-3微米
中红外区 3-30微米
远红外区 30-1000微米

但在实际应用中，通常只分为近红外和远红外：
近红外区 0.76-3微米
远红外区 3-25微米
而最常用的是把2.5微米以上的红外线统称为远红外线。

远红外线进入人体前，要受到皮肤的反射，反射率平均为0.34。人体对远红外线的吸收取决于远红外线的波长和皮肤的状态。人体皮肤含70％的水，水是远红外线的良好吸收体，因此，人体对远红外线的吸收光谱近似于水，即2.5-4微米和5.6-l0微米两个吸收峰。根据匹配吸收理论，当远红外线的波长和被辐射物体的吸收波长相对应时，物体分子产生共振吸收，3微米以上的远红外线恰与皮肤的吸收相匹配，形成最佳吸收。远红外线在人体中的穿透深度，是指进人人体的远红外线的强度下降到起始强度50％时的深度。可见光和近红外线的穿透深度约为l厘米，而远红外线则仅为0.05-1毫米。远红外线的波长愈长则穿透性愈差。由此可见，远红外线的绝大部分能量均被浅层皮肤吸收，所以远红外治疗仪适于治疗表浅疾病。但这并不妨碍治疗深部的疾病，因为可以通过介质传导和血液循环使热量到达组织深部。

（四） 远红外线的活化作用

1. 活化水分子
   分子生物学告诉我们，人体组织70％以上是水分子，人的生理活动都离不开水的参与，因此，人体吸收远红外辐射能以后，体内的水分子发生了什么变化，自然是人们关心的问题。众所周知，水是由两个氢原子和一个氧原子通过原子化合而形成为极性分子，所以可以用电解的方法将水变成氢和氧。此外，水分子中的“氢键”不是原子化合键，而是水分子之间的“分子键”。在化合物分子中凡是和电负性较大的原子相连，这样形成的键叫做氢键。能形成氢键的原子(N、O、F等)都具有较小的原子半径和未共用电子对。水、乙醇、醋酸等分子缔合现象及蛋白质和核酸分子的立体结构都与氢键有关。氢键与普通键不同，其键较长，键能较小，容易遭到破坏断裂。由于氢键的作用，使邻近的水分子间形成大的分子，即水分子发生了结合，通常有36-37的水分子结合在一起。

   
   平时，人体内的水分子由于氢键的作用而被缔合成大分子团，导致水分子的活性降低和老化。当人们接受远红外光的照射以后。氢键的键能刚好在4-14微米远红外区域的光子能量之内形成共振，把体内某些缔合水分子的长链切断，引起群组的缩小化，形成小分子水团，一般以5-6个水分子构造的水质为最优。将经过远红外线处理的水，取样后经核磁共振(MRl)测定其信号的大小，以其半高宽度来评价水分子链长，即水分子的大小，并以其线幅半高宽度与其他水质相比较。(见表3-2)
   

   
   不同水质线幅比较表(核磁共振测定)
   
   

   水质样品	线幅半高宽(Hz)	水质样品	线幅半高宽(Hz)
   污 水	95-135	蒸馏水	83-167
   天然水	75-145	超纯水	56-110
   矿泉水	70-125	磁处理水	59-71
   井 水	85-155	人血清	71-133
   自来水	80-160	红外处理水	65-75

   (表3-2)
   

   
   一般认为，线幅半高宽度愈小，则水分子团愈小，水质愈好。从上表中可以看出，经红外处理的水，其线幅半高宽只有65-75Hz之间，与经磁处理的水线幅半高宽相当，说明其分子团最小，水质最好。小分子团受的束缚力同原来相比大为减少而成为“活跃分子”，即水分子被活化了。

   
   

2. 远红外活化组织细胞
   4-14微米的远红外辐射作用人体时，对人体内老化的大分子团水产生共振而使分子团裂化变成较小的水分子团(水分子缔合减少)，在这个过程中使吸附在老化了的分子团表面的污染物质得以去除，水分子比重上升，附着于细脑膜等表面的水分增加，增加了细胞水层表面的张力，进而使细胞膜的渗透性增强，使水分子透入细胞膜的数量和速度大为增加。

   
   一方面对细胞进行清洗，加强了有毒物质的排泄；另一方面氧和养料等物质和能量交换得以加强。还有更重要的一种作用，那就是细胞膜及细胞内钙离子不仅数量增加而且活性增强。作为生物第二信使的钙离子，与细胞运动、细胞分裂、胞饮、胞吐、受精等等一系列的活动密切相关。由于钙离子活性与数量的增加，又刺激了细胞膜的酶系统，更增加了细胞的活性，增强了免疫力。

   
   因为细胞是生物结构与活动的基本单位，细胞生物学是生命科学的基础科学，是联系宏观和微观的集散场。著名科学家E．Bwilson曾经说过这样一句话：“每一个生命科学的奥秘必须在细胞中寻找。”细胞活化了，整个生命活动均处于最佳状态，这从另一角度，也证明远红外线对生命的重要性。
   

（五） 远红外改善微循环的作用

1. 远红外的温热效应
   远红外纺织品，尤其是远红外寝具有良好的温热效应。当人们使用由远红外布料和纤维所制成的被子和床垫时，人体作为远红外的发射体，将能量辐射至被子或床垫中的远红外材料时，吸收了来自人体的远红外辐射能后，就会传递给物质内部的原子、分子等粒子，这些粒子就会发生不规则运动，而且越来越剧烈。这时远红外寝具的温度便自然而然地升高起来，这就是我们通常所说的远红外的一次效应，也称为增温效应。随后，远红外寝具将增幅的能量再反射到人体，热能丢失较少(使用普通寝具时，反射到人体的能量很少，大部分热能从空气中丢失了)。这样，人体在不知不党的睡梦中接受了远红外寝具的远红外照射时产生的一次效应，人体的皮肤和皮下组织温度就会增高，从生理学上来看，就是人体皮肤和皮下组织获得了温热效应，全身均匀而舒适地温暖起来。产生一次效应的同时，人体也随之发生生物的、化学的以及物理学等的变化，称之为二次效应，也称继发性效应。这种继发性效应会引起人体组织，尤其是皮肤血流量增加，微血管扩张，给人体微循环的改善创造了良好的条件。因为，皮肤血流量在维持核心体温中，起到了非常重要的作用。

   
   皮肤血流的改变，可由局部和反射机制引起，主要受三种因素影响：轴突反射。皮肤的热感觉器受温热刺激，其感觉传入纤维一方面将冲动传向脊髓，另外还可以将一些冲动沿神经纤维的分支，传到支配皮肤的神经末梢，释放血管活性物质，引起血管扩张，称为轴突反射。温度升高引起化学介质的释放，作用于血管引起血管扩张。局部脊髓反射。热刺激了皮肤传入感觉器，使血管平滑肌的肾上腺能节后纤维的活性降低，致使血管扩张。局部脊髓反射扩张血管的作用，并不局限于受热部位，也可在远离部位产生，如腰部的热作用，可以使脚的皮肤血流加速。
   

   
   

2. 减少血管内血脂的浓度
   有资料报道，4-14微米的远红外可以减少血管血脂的含量，使血管壁光滑，进而减少动脉硬化。因此，从另一个侧面起到了改善微循环的作用。

   
   测试结果表明，远红外纺织品确有改善微循环的作用，尤其是对微循环异常者效果更明显，能多方面改善微循环的指标，在加速微血流速度方面尤为突出。对微循环正常者也有明显加速微血管血流速度的作用。上述作用从使用后2小时开始，穿后三天可使微循环的血流速度达到最大值并趋于稳定。除改善管襻清晰度和乳头状态，还使粒线流、粒流、粒缓流转为正常。由于微循环得到改善，所以能够迅速消除疲劳，缓解肌肉、关节酸痛、改善皮肤色泽和弹性，对于畏寒症患者也有良效。
   

   
   

3. 可以提高免疫力
   人体免疫力，简而言之即人体与疾病抗争的能力。免疫分为细胞免疫和体液免疫。免疫细胞的死亡率和再生率都比其他细胞高得多，如果没有营养和能量供给它，再生能力则下降，免疫力自然下降了。红外线能为核酸的分解、合成代谢提供充足的能量，保证了免疫细胞的再生能力，故而提高了免疫力。近年来在先进国家出现的营养免疫学主要课题是研究营养与长寿。21世纪是谈免疫力的时代，只有提高免疫力才能谈到健康长寿。红外线在提高免疫力方面扮演着重要的角色。提高人体的免疫力要从巩固生命塔基——修复、活化细胞开始，而远红外线恰恰能够活化人体的细胞，因为红外线把体内大分子团的水变成了小分子团的水，引起了下列三个结果：
   
   • 细胞膜外有三层水膜，小分子团的水使水膜的表面张力增加，使细胞膜渗透性能增强，使水分子透入细脑膜的数量和速度大大增加。一方面对细胞进行清洗，另一方面加强了物质、能量和信息的交换。
     
   • 由于小分子团的水进入细胞内的数量增加，使细胞膜及细胞内钙离子不仅数量增加，而且活性增强，刺激了细胞膜的酶系统，增加了细胞活性,又因为作为生物第二信使的钙离子与细胞运动、细胞分裂、胞饮、胞吐、受精等一系列生命活动成正相关，因此，细胞活性增加了，免疫力增强了。
     
   • 由于远红外线能改善微循环，使细胞外环境得到很大的改善，有利于体液酸碱平衡、阴阳离子平衡、神经内分泌和免疫系统的平衡。
     

（六）远红外线与人体健康

1. 远红外线治疗适应症
   远红外线的治疗作用基础是温热效应，具有改善血液循环、促进吸收、缓解痉挛、消散慢性炎症及镇痛等作用(见表3-3)。
   远红外线治疗机理与适应症（见表3-3）
   

   
   

   内 科 疾 病
   

   治 疗 机 理	适 应 症
   改善局部和全身血液循环，促进炎症消失	急慢性支气管炎；支气管哮喘、胃炎、急慢性肠炎、细菌性湿性关节炎、类风湿性关节炎、腮腺炎
   降低神经兴奋性，镇痛、解痉、镇静	胃及十二指溃疡、坐骨神经痛、神经性皮炎、神经根炎、周围神经损伤、神经衰弱、失眠
   改善微循环，降压、降脂，提高免疫力功能	高血压、高血脂、脑血管意外后遗症、冠心病、风湿性心脏病、糖尿病、肝炎
   外 科 疾 病
   改善局部血液循不，消炎、消肿、镇痛	急慢性扭挫伤、前列腺炎、甲沟 肩周炎、颈椎病、骨刺、落枕、乳腺炎、乳腺小叶增生，腰腿痛
   减少渗出，促进肉芽，加速伤口愈合	烧伤创面、慢性伤口、褥疮、乳头裂 、术后伤口、下肢溃疡(老烂脚)
   软化疤痕挛缩 、减轻术后粘连	术后粘连、注射后硬结、疤痕挛缩
   妇 科 疾 病
   调节植物神经、降低神经兴奋性、镇痛、消炎、消肿	月经不调、更年期综合症、痛经、盆腔炎、外阴血肿
   儿 科 疾 病
   调节植物神经系统、调节大脑皮层功能	小儿遗尿
   皮 肤 科 疾 病
   调节皮层功能改善皮肤微循环、镇静	皮肤瘙痒症
   抑制真菌	手足癣、皲裂
   改善微循环和局部血液循环	冻疮、皮肤溃疡、脉管炎

   （表3-3）

   
   

2. 不适应症
   凡有出血倾向、高热、活动性肺结核、闭塞性脉管炎、重度动脉硬化者均不宜做远红外线疗法。