紅外線(Infraredrays)是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學家霍胥爾于1800年發現，又稱為紅外熱輻射(Infraredradiation)。太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長為1.50～6.0μm之間；遠紅外線，波長為6.0～l000μm之間。近年來，由于檢測設備的完善及研究的深入，人們對紅外線的物理性能及其生物學效應有了比較全面的認識，獲得了許多進展。紅外線特別是遠紅外線已被廣泛運用在醫療保健產業中，與日常生活有關的各種紅外線產品也大量出現。本文在此主要對紅外線的生物學效應機理及其臨床應用研究的現況進行介紹。

一、紅外線生物學效應的機理

紅外線是一種電磁波，當它通過放射方式輻射到物體時，被物體吸收的輻射能傳遞給物體內的原子、分子等粒子，使這些粒子發生不規則運動，引起物體的升溫作用，稱為遠紅外線的一次效應，也稱為增溫效應。產生一次效應的同時，物體也隨之發生其他的化學、物理等改變，這稱之為物體吸收遠紅外線輻射后產生的二次效應，也稱為繼發效應。

紅外線對人體皮膚、皮下組織具有強烈的穿透力。外界紅外線輻射人體產生的一次效應可以使皮膚和皮下組織的溫度相應增高，促進血液的循環和新陳代謝，促進人的健康[1]。紅外線理療對組織產生的熱作用、消炎作用及促進再生作用已為臨床所肯定，通常治療均采用對病變部位直接照射。近紅外微量照射治療對微循環的改善效果顯著,尤以微血流狀態改善明顯。表現為輻照后毛細血管血流速度加快,紅細胞聚集現象減少,乳頭下靜脈叢淤血現象減輕或消失,從而對改善機體組織、重要臟器的營養、代謝、修復及功能有積極作用。

紅外線對人體產生二次效應的機理目前尚未完全清楚。有學者認為遠紅外線可對細胞產生共振作用，主要是引起細胞內外水分子的振動，使細胞活化，發生一系列有益于健康的細胞生物化學及細胞組織化學改變[1]。也有人認為波長8～14微米的遠紅外線可稱為“生命光線”，能夠顯著改善人體微循環。它作用于人體水分子時可對人體內老化了的大分子團產生共振使之裂化，重新組合成較小的水分子團，在這個過程中，吸附在老化的分子團表面的污染物質得以去除，水的比重上升，附著于細胞膜表面的水分子增加，增強了細胞的活性和表面張力。由于滲透細胞膜的水分子增加，細胞內鈣離子活性加強，因此增強了人體細胞的正常機能，使殺菌能力、免疫能力等均有所提高。此外，生命光線還可以使血液中不飽和脂肪酸的二重鍵或三重鍵被切斷，飽和脂肪酸不容易再被氧化成血脂[過氧化脂質]，減少了血管內脂質的沉積，使血管壁光滑，從而減少動脈硬化、白內障等心血管疾病或眼科疾病的發生，對人體健康起著良好的促進功效。

專家研究了由ATP分子水解釋放的生物能量傳遞的機制和特點，認為紅外線對生物(包括人)所具有的生物效應和醫學功能主要來自紅外線的非熱生物效應。1～7μm的紅外線波可以透射過皮膚到細胞上,被蛋白質分子吸收。蛋白質分子能夠而且也只能吸收或發射出1～3.5μm和5～7μm波長的紅外線，這一范圍波長的紅外線吸收后能導致蛋白質分子中的酰胺鍵的量子振動,從而可使生物能量順利地從一處傳遞到另一處,使生命體處于正常狀態,保持生命體的生長、發育及健康。維持生命系統正常運行的生物能量是由ATP的水解提供的,但是,一旦ATP分子或ATP酶(ATP的水解需要酶的參與)或水不足,或者蛋白質的結構和構象改變或畸變等等原因,便可使提供的生物能量不足以引起酰胺鍵的正常振動或生物能量不能正常傳遞.生物組織在得不到足夠能量時,便不能正常生長,會誘發出各種疾病.在這種情況下,若能用具有上述波長的紅外線照射,并能被蛋白質吸收,就可以使蛋白質分子恢復正常和正常傳遞生物能量,從而可能使生物組織從病態恢復到正常狀態,使疾病得到治療.在紅外線醫療儀的臨床試驗中也證明,對生物體或人有一定醫療效果的紅外線也正好是在此波長范圍內,即0.8～1.6μm和4.8～7μm。

紅外線對機體免疫功能影響的研究還處于剛起步狀態，在各波段的紅外線中以中波紅外線更易作用于免疫細胞,促進其生物學功能。紅外線的作用除與其波長有關外,還與其發射的光子數目有關,即與輻射強度和輻射時間有關,過量的紅外線輻射還可能對機體造成不良的影響,其詳細機制有待進一步闡明。曹志然等認為紅外線照射對機體免疫系統具有間接作用和直接作用。間接作用是指紅外線輻射可調節機體其它系統如神經系統和內分泌系統的狀態,從而達到調節免疫系統的目的。直接作用是指紅外線被機體吸收后能增強免疫細胞和免疫器官周圍的生物場,使其活性及相互調控作用增強,紅外光子可直接作用于免疫細胞的受激點,這些受激點包括免疫細胞表面的受體(如T細胞表面的PHA-R,TCR,L-2R等)和一些酶類,從而激活細胞,使細胞增殖和分化[5]。毛文等推測其作用機理在于紅外線可能激活組織深部感受器,其生理生化效應一方面通過神經—體液反射途徑,另一方面可能通過目前尚未十分了解的經絡傳導途徑,對生物大分子、細胞及臟器的活動產生了積極的影響,從而有整體良性效應。

二、紅外線生物學效應的臨床應用研究

紅外線可被體表淺表組織吸收,有顯著干燥脫水作用,使局部組織血液循環加快,起到消炎鎮痛作用。臨床上采用局部外用紅花油加遠紅外線照射來治療褥瘡,發現療效好且見效快[9]。利用遠紅外線對帶狀皰疹進行治療，結果止痛、止皰和結癡時間均短于對照組。

新生兒紅臀和潰瘍以往多采用外用消毒藥物洗滌及保持干燥等方法加以防治，療效差且易復發。采用遠紅外線輻射加溫床對紅臀和臀部潰瘍患兒進行治療，治療組和對照組相比，平均治愈時間縮短，有效率更高。新生兒硬腫癥治療中的復溫問題是治療能否成功的重要環節，過去采用普通暖箱逐漸復溫效果較差，現在采用遠紅外線快速復溫后患兒病死率明顯下降，搶救成功率顯著提高。

皮瓣壞死是整形外科等臨床上常見的術后并發癥,主要是因為微循環障礙，目前尚無理想的防治辦法。醫學專家通過活體直接觀察大鼠背部隨意皮瓣的微循環變化,探討了2.5～15μm波段的遠紅外線對皮瓣成活的影響。發現遠紅外線局部輻射具有類似于血管擴張劑的生物學作用，能改善微循環提高皮瓣成活率,且在治療劑量范圍內無明顯副作用。

日本有學者報道使用直線偏振光紅外線治療多種類型的斑禿有明顯療效。

直線偏振光近紅外線用于風濕性關節炎引起的顳下頜關節痛治療療程短、療效好。變形性關節炎采用點式直線偏振光近紅外線治療儀照射治療和傳統的局部神經阻滯治療相比較,雖然近紅外線組治療次數多于傳統神經阻滯組,但治療范圍廣,可避免局部神經阻滯治療給病人帶來的痛苦,顯效率較高,作用持久不易復發。其機理可能為光照起到光電能的刺激作用,電磁波作用及光化學作用,因而能抑制神經的興奮、松弛肌肉、舒張血管、增加血流,促進淋巴循環,促進活性因子的產生,從而起到治療作用。

有人對66例心腦血管病人經低溫激發遠紅外線治療前后的血液粘度進行觀察，發現低溫激發遠紅外線具有以低溫熱功率效應為主的廣泛的生物學效應，能降低心腦血管疾病患者的血液粘度、防止血栓形成，改善微循環，減輕胸悶、心悸、頭昏、麻木等癥狀。

近紅外線治療對CAH患者免疫功能有一定調節作用,患者SG、IgG、γ-球蛋白下降,ANA、RF轉陰,SA、CH50、C3上升,體液免疫有正常化趨向。

紅外線輻射還能促進Con-A誘生產生L-2的作用,顯著提高大鼠脾細胞的ADCC效應，使小鼠對PHA刺激的T淋巴細胞轉化率增高,脾指數增大,提高小鼠外周血中淋巴細胞的數目和脾內巨噬細胞的數目[5]，對機體自由基代謝及NK細胞活性也有良好影響]。

應用紅外線照射膀胱區治療尿潴留和其它藥物療法相比,產婦無痛苦,不增加產后出血量,易被產婦接受。紅外線作用于皮膚后,被吸收的能量轉化為熱能引起皮溫升高,刺激皮膚內熱感受器,通過丘腦反射使血管平滑肌松弛,血管擴張,血循環加強,促使滲出液吸收,利于炎腫消退,減輕肌肉的緊張和痙攣,因而對尿潴留治療效果明顯。

用波長2～25μm的遠紅外線照射下腹部壓痛區(包括氣海、關元、帶脈等穴位)來治療盆腔炎性包塊，患者62例,均經婦產科臨床檢查與B超確診,均有下腹部疼痛及壓痛,婦科檢查均觸到囊性包塊，痊愈顯效率88.6%,總有效率96.6%。采用遠紅外線照射治療盆腔炎性包塊可以增加局部的微循環功能,增強白細胞的游走和吞噬能力,促進炎癥吸收。

有人采用遠紅外線照射治療小兒腸痙攣208例,發現其療效明顯優于藥物治療,且簡便易行,無副作用,兒童樂于接受。

紅外輻射對糖尿病兔的高血糖癥有明顯的緩解作用,其代謝調節機制為對環核苷酸環化酶(AC)活性抑制的同時激活磷酸二酯酶(PDE)活性,使環磷酸腺苷(cAMP)合成受阻而水解加速,cAMP水平下降，血糖隨之降低。

有人通過體內實驗探討了遠紅外線對荷瘤鼠S180大腦內源性鴉片類物質的影響，發現應用中遠紅外線治療各組大腦β—內啡肽、亮氨酸腦啡肽含量明顯增加。腦啡肽能中間神經元被認為能與痛覺傳入軸突形成軸—軸突觸，能產生有力的抑痛作用。這為臨床上應用中遠紅外線治療和減輕腫瘤患者疼痛和緩解帶狀皰疹、肢體疼痛提供了理論依據。

在許多疾病狀態下，由于活性氧產生過度或抗氧化酶類活性降低，可引起脂質過氧化反應損傷細胞膜并進而導致了細胞死亡。有資料表明，腫瘤宿主清除自由基的能力降低，表明天然抗氧化劑的抗氧化酶不足。滕艷杰等通過體內實驗，探討了中遠紅外線治療對荷瘤鼠肝臟自由基代謝的變化，發現應用中運紅外線治療，肝臟SOD、GSH-Px活性明顯升高，MDA含量明顯降低。MDA是雙鍵脂肪酸過氧化產物，它的含量反應了脂質過氧化物的濃度。中遠紅外線由于活化細胞而使荷瘤鼠肝臟組織MDA含量明顯減少，肝臟SOD和GSH—Px活力明顯升高，從而使腫瘤宿主清除自由基的能力增強，抑制腫瘤細胞的生長、增殖。

微量元素在體內生物化學過程中起著十分重要的作用。它們作為機體多種物質的重要組成部分、與機體生長發育、心腦血管疾病、免疫功能、機體衰老等有著十分密切的關系，然而對各種疾病引起的微量元素的過多或減少，目前尚無肯定的治療方法。王建杰等研究了全科廣譜治療儀照射對小鼠肝臟微量元素的影響，發現峰值波長7～10μm的中遠紅外線照射對微量元素的失衡能夠進行雙向調節，對于正常含量也可促進其吸收，起到很好的防病、治病、保健作用。