적외선(Infrared)는 가시광선의 적색 끝보다 긴파장을 가지며 극초단파보다는 짧은 파장을 가진 광선을 말하고, 파장은 760nm에서 1mm까지의 범위를 말합니다. 적외선은 태양에서 생성이 되고, 고대시대부터 치료요법에서 상처 치료와 통증완화를 위해 사용되었습니다. 인체의 70%로 구성된 물이 햇빛으로 부터 받은 적외선의 에너지를 축적하게 되고 인체는 적외선을 다시 방출하게 됩니다.
적외선의 파장, 원리 및 효과
절대영도인 영하 273도이상의 온도를 가진 모든 물체는 분자진동에 의해 적외선을 방출하게 됩니다. 최대 적외선 방출 주파수는 온도에 비례합니다. 즉 온도가 높을 수록 주파수가 높아지고 파장이 짧은 적외선이 방출이 됩니다. 국제 조명 위원회의 적외선 분류는 아래와 같습니다.
| 타입 | 파장 | 광자 에너지 (Thz) |
| 적외선A (근적외선) | 0.7~1.4 ㎛ (700~1400nm) | 215~430 |
| 적외선B (중간적외선) | 1.4~3.0 ㎛ (1400~3000nm) | 100~215 |
| 적외선C (원적외선) | 3.0~100 ㎛ (3000nm~0.1mm) | 3~100 |
근위적외선은 770~1400nm인 가시광선을 포함하기 때문에 발광을하게 됩니다. 광원은 조직의 깊숙한 부분까지 침투가 가능하고 에너지가 조직의 더 넓은 영역으로 분산이 되기 깨문에 조직 가열에 더 효과적이게 됩니다.
비발광이라고도 하는 원위적외선은 1400nm ~ 0.1mm 이내의 파장을 가지며 4000mm 부근의 파장을 가진 비발광 적외선은 피부에 흡수가 됩니다. 원위적외선의 파장은 너무 길어서 눈으로 감지할 수 없지만 신체에는 에너지를 피부 아래 최대 4cm까지 침투할 수 있는 부드러운 열전달이 가능합니다. Gale 등(2006)의 연구에서 원적외선이 만성 요통환자에서 통증감소에 효과적임이 밝혀졌고, Yoon 등(2020)의 연구에서 관절경적 회전근개 봉합술 후 원위적외선의 적용은 수술 후 통증을 효과적으로 감소시켜 주고, 관절가동범위 개선에 효과적임이 밝혀졌습니다. 또한 Shui 등(2015)의 연구에서 심혈관질환, 당뇨병 및 만성 신장질환을 포함한 일부 만성 질환에 대한 통증경감 등의 효과가 있음이 밝혀 졌습니다.
치료용 적외선은 다양한 종류의 램프가 사용이 됩니다. 비발광 방식은 열을 발생시키는 절연재료(도자기 혹은 내화점토)에 감긴 와이어 코일을 통해 전류를 흘려 와이어와 절연재료에서 적외선을 발생시키게 됩니다. 발광 방식은 발광램프에 의해 생성이 됩니다. 램프는 낮은 압력에서 불활성 가스로 채워질 수 있는 유리전구로 둘러쌓인 와이어필라멘트(텅스텐)로 구성이 됩니다. 필라멘트에 전류가 흐르면 적외선, 가시광선, 자외선이 방출이 되고, 가시광선과 자외선을 걸러내기 위해 전구의 색을 빨산색으로 만들게 됩니다.
적외선치료의 물리적 효과와 치료적 적용
적외선의 흡수 및 침투를 살펴보면 일부 광선은 피부표면에서 반사가 되고 일부는 피부에 침투하여 흩어지고 굴절되어 조직에 흡수가 됩니다. 조직의 물과 단백질은 적외선을 강하게 흡수하게 되빈다. 연구에 다르면 적외선의 침투는 구조, 혈관, 피부색소 및 광선의 파장에 따라 차이를 보이게 되고, 침투깊이는 적외선 에너지의 약 63%가 흡수되는 깊이를 말하게 됩니다. 원적외선은 최대 4cm 깊이까지 침투가 됩니다.
적외선은 화학적 혈관확장제인 히스타민의 방출을 유도하게 되고 1~2분 후 부터 국소적 피부 확장을 일으키게 됩니다. 또한 피부의 홍반을 형성 시키게 되고 이 홍반의 속도와 강도는 가열속도와 정도에 따라 차이를 보일 수 있으며, 정상적인 열균형을 위해 피부의 혈관반사를 촉진시키게 됩니다. 장시간의 적외선 적용은 땀을 흘리게 하고, 이 땀에 의해 열을 식혀주는 역할을 하게 됩니다. 이러한 적외선의 적용은 감각신경전도 속도의 증가를 통해 관문조절 및 순환개선을 통해 통증을 완화시키고, 근육의 경련을 감소시키며, 치유 및 조직 복구를 촉진시키는 역할을 하게 되고, 전기치료 전에 피부를 더 효과적인 전도체로 만들기 위해 사용되기도 합니다.
적외선 적용할 때에는 피부를 노출시켜 상태를 확인 하는 것이 좋고, 눈을 보호해 주어야 하며, 램프에 따라 거리를 조절해 주어야 합니다. (750~1000W - 60~75cm / 500W - 45~50cm)
최근에는 운동선수의 운동능력과 회복력 향상을 위해 원적외선 방출 의류를 많이 사용하게 됩니다. 이러한 의류는 신체에서 발생된 열 에너지를 흡수한 다음 복사를 통해 신체로 다시 전달해 주는 원리를 사용하게 됩니다. Hausswirth 등(2011)의 달리기 운동 선수를 대상으로 한 연구에서 훈련 이후 30분 동안 원적외선을 적용한 결과 48시간 이후 발생되는 근육통의 감소 및 24시간 이후 대퇴사두근의 자발적 수축 능력 회복에 효과적임을 보여 주었습니다.
적외선의 적용시에는 화상, 피부자극, 눈 손상, 수분결손, 혈압 감소, 동맥혈류 감소 등의 위험성이 있고, 피부 열감각이 소실되었거나, 동맥순환장애, 피부염, 습진, 종양, 발열 등이 있는 경우에는 적용을 피하여야 합니다.
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