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远红外氧光产品在能量医学中的应用
- 2021-03-17-

邹其俊 吴名贵

(深圳市保健科技学会、邮编518031)

主任医师、教授、国务院特贴专家、原暨南大学第二临床医学院(深圳市人民医院)院长、

祥利远红外应用技术专家委员会主任

一.前言

       我国远红外线用于保健医疗行业,始于上世纪90年代,经过廿余年的创新发展,已经具备相当规模及一定科技水平。曾宇(1)在“我国远红外保健品现状概述”一文中,比较全面介绍我国的红外线医疗保健品,其类别已达到相当数目。其中,红外疾病诊断类产品有6个,红外治疗产品(医疗器械)类7个,红外保健产品类25个,其中,红外保健电器10个,红外保健纺织品2个,红外保健日用品8个,如餐具、杯具、浴缸、浴盆、地板、瓷砖及红外内墙涂料等,红外保健理疗器具5个,包括红外浴房、家具、座椅、沙发、保健床等。此外,还有红外建筑材料。上述产品,玲琅满目,目不暇接。

       我国改革开放30余年来,人民对保健及保健品的需求正在不断增加。尤其是2013年卫生部发布《健康中国2020战略研究报告》中,已明确提出要发展健康产业,满足多层次、多样化服务的需求。2016年11月中共中央、国务院发出《“健康中国2030”规划纲要》的通知,将更进一步促进我国健康事业持续不断的发展。

 

二、远红外线的基础研究

       自200多年前(1800年),德国科学家威廉·赫胥尔(William Herschel)发现红外线以来,人们利用它的特殊物理特性,做了许多基础研究,并逐渐形成红外物理(Infrared Physics)。这是一个应用物理学的领域,始于1960年,这门学科系统地研究红外辐射的广泛内容及其应用,尤其首先在工业及军事工业、设备诊断技术(Machine Condition Diagnosis)方面的研究及应用,如对红外测温的研究,可以达到设备上0.1°C的温度差别,而且是无接触式测温。以后发展到军事工业,用红外线在夜间瞄准达到相当精准度。自电子计算技术与红外结合应用以后,更是成果累累。我国自1989年,成立上海中科院技术物理研究所红外物理国家重点实验室,达到相当规模,主要研究红外光电子物理及红外辐射,红外辐射和探测的原理和机制,新型光电功能材料和器件等。

       在学术刊物方面,我国于1972年,创刊《红外与激光工程》,它是中国宇航学会光电技术专业委员会会刊。主要刊登国内红外与激光技术方面的信息。集中反映中国光电技术在宇航、卫星及导弹战略武器系统中的工程应用水平。

       在学术刊物上,我国于1982年创办《红外研究》杂志,1991年更名为《红外与毫米波学报》,为双月刊。1979年由昆明物理研究所,中国兵工学会夜视技术专业委员会主办《红外技术》杂志创刊。

       为适应市场及红外学术研究,1994年成立国家红外及工业电热产品质量监督检验中心。之后,召开了全国红外加热暨红外医学发展研讨会15次,促进了红外在我国医学保健的应用和发展。

 

(一)远红外线波段究竟是多少?

       光学物理的研究证明,远红外线实际上就是波长为0.75~1000µm(微米)的电磁波,这种电磁波又称为红外辐射(Infrared Radiation)或热辐射(Thermal Radiation)。红外线介于可见光的红光与微波之间。太阳光中,可见光约占太阳光中51.8%,红外线约占42.1%,其中远红外线约占30%,其余为微波、长波、紫外线、X射线、伽马射线等。

       红外线可分为三个波段,即第一波段近红外线(Near Infrared),其频谱范围为0,75~1.5微米,它靠近可见光中的红光。第二段为中红外线(Medium Infrared),其频谱范围为1,5~6.0微米。第三波段为远红外线(Far Infrared),频谱波长为 6.0~1000微米。由于有关红外线的三个波段的划分,学者们至今尚未完全统一,但应该大致相同,故有关书籍中的记载略小有差异。

 

(二)生命光线(Biogenetic ray)

       据测定,人体能量代谢中,由人体辐射的远红外线,其中60%都介于6~14µm之间。因此,认为细胞生命的维持和这个波段的远红外线密切相关。我们都知道,人体细胞要维持正常的新陈代谢,必须经历两个代谢过程,一个是物质代谢,例如摄入的蛋白质分解为氨基酸,摄入的脂肪和载脂蛋白结合形成各种脂蛋白等。另一个代谢是能量代谢,即是人体从饮食中摄取的营养物质,经过三羧酸循环产生ATP,供给能量(2),在这个过程中必然产生热辐射,经测定,其中大部分约60%的热辐射波长,都介于6~14微米之间。因此,认为细胞生命的维持和这段远红外线的关系十分密切,也是人类赖以生存和维持健康必不可少的物质。从光学角度来看,就把它称为 “生命光线”,同时又认为它和人类健康生命密切相关,故又称它为“健康光线”(Healthy light)。

 

(三)红外线只对健康有关吗?

       自从威廉·赫胥尔从太阳光中发现红外线以来,科学家又发现了许多自然界远红外线源,如宇宙中星体、海洋、岩石、森林、山岭及人类生产制造出来的物品,如瓷器、瓷砖等。经过测定,凡在绝对零度(-273.15°C)以上的环境及物体,都能发生不同量的红外线。其放射的速度与可见光线完全相同。

       目前,红外线在科技界应用已相当广泛,在科技、军事及工业中都得到开发与应用。并逐渐形成红外物理(Infrared Physics)这一专门学科。应用红外物理,已开发前视系统(Forward-looking Infrared System)于军事,瑞典把前视系统加以改造,用于运行中电力设备检测,生产出第一代工业中红外热像仪,1970曾开发生产红外热电视。目前,在航天、航空、测绘、电气设备、医学等方面都在广泛研究和应用红外技术,并取得相当多的成果。

因此,红外线除了在医学上应用外,在其它科技领域也得到开发利用。

 

(四)人体是远红外接受体,也是远红外发射体(3)

       可以肯定地说,人体是远红外接受体,也是远红外的发射体。例如人体能接收太阳光放射出来的红外线,或接受冬季从火炉中发出的红外线。

       人体接受红外线,主要通过大气介质完成。当阳光透过大气层时,其辐射能量发生大量衰减,几乎所剩无几。地球所接受到的太阳辐射量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射量的二十二亿分之一。同时,大气对红外线的吸收与衰减,都存在选择性。大气可以几乎完全吸收其些波段红外线,相反,对某些波段红外线几乎完全不吸收。这些选择性的发生,是由于大气层的分子组成不同而致。

       由于空气层中介质对红外线的吸收不同,就形成了对太阳中各种红外线的透过率。实验表明,能够透过大气层的红外线辐射的波长范围,主要有三个:即1~2.5微米,3~5微米和8~14微米。人们习惯地,称这三个波段范围为大气窗口(Atmospheric Window)。

       此外,日本学者前田华郎,用离子测定器测量,发现红外线能产生空气负离子。

 

(一)远红外线的一次效应和二次效应

       远红外线具有放射性,当通过放射方式辐射到物体时,根据物体的不同性质,一部分被物体吸收,一部分被反射出去而丢失。被物体吸收的那部分反射能量,就随之传递给物体内原子、中子、质子、电子等粒子。当接触了远红外线辐射能之后,那些粒子就会发生不规则运动,而且,这种运动越来越剧烈。这时,物体的温度便自然而然地升起来。这种由远红外线放射到物体后的升温作用,我们称之为远红外的一次升温效应或一次效应。

红外线是一种辐射电磁波,是传导热的光线。我们都知道,在物理学上,传热的方式有三种,即传导,对流及辐射。红外线就是将产品的热能,借助于光线传导到物体,而使接受光线的物体升温。

经过一次效应后,身体本身随之发生一系列物理、化学及生物化学等改变,我们称为物体吸收远红外线辐射后产生的二次效应。由于这是继发于一次效应后发生的效应,故也称为继发效应。这种效应会引起生物体内组织血流量增加、血流速度增快、微血管扩张及细胞代谢增强等有益的变化。

 

(六)红外热成像(4)

       红外热成像(Infrared thermal imaging)在国外已应用于临床诊断,他们已经做了许多基础性研究。在热生理学(Thermal physiology)方面,测定人体热成像规律,然后用到临床实验,检测某些与热成像有关的疾病,如炎症性关节炎、雷诺氏病、软组织风湿病、肌痉挛和损伤(Muscle spasm and injury)、发热筛选(Fever screening)、网球肘(Tennis elbow)、纤维肌瘤及恶性疾病(Malignant diseases)等。

       由于红外线对固体及液体物质的穿透能力(穿透率,Transmission)很差,因此,红外热成像检测是以检测物体表面的红外线辐射能量为主的一种检测手段和设备,它在健康体检和某些和热成像有关疾病检测中,确实有独特的作用。

 

(七)中医针灸的研究(5)

       这是我国学者的独创。红外科技在针灸效果研究中,发现针灸后,脑皮层温度增加,脑皮层血液循环得到改善。针灸合谷穴,面部皮温明显升高。另一些学者发现针刺效应与交感神经机制存在联系,但具体的联系及机制还不甚明了。

此外,红外技术在针刺疗法替代器械研究中发现,红外激光针替代传统金属针对肩周炎有相当满意效果。但实际应用中还存在一些问题,未能推广使用。

       艾条温和灸与人体穴位的红外辐射谱十分接近,可以大致解释艾灸时,它对人体产生的生物物理作用。红外光灸的研究,正进行小样板的研究。

       此外宋晓晶等 (6)用高光谱成像和红外光谱特性分析发现,艾灸的保健治疗作用与艾灸辐射中400~1000微米和2.5~15.5微米波段有关。

 

三.远红外线对人体细胞的作用

       由于发现了远红外线对人体细胞发生有益的医学效应,因此,远红外线的保健治疗作用,才得到医学界及生命医学界的广泛重视。

       远红外线对人体细胞的作用,作者曾于1997年在微循环学杂志上做过介绍(3),但并未深入研讨。这里,将对近年来有关这方面的理论和研究作进一步介绍。

 

(一)远红外线对细胞的振动作用

       人体的主要成分是水、蛋白质、脂肪及其他细胞成分。水分约占体重60%,其中成人体液和组织器官中含量为99.4%、尿液含95%、血浆含92%、胆汁含90%、乳汁含90%、血液含83%、红细胞含65%、肾脏含80%、肌肉含76%、心脏含79%、结缔组织含70%、肺脏含79%、皮肤含72%、脑组织含80%、脂肪组织含27%、骨骼含30%等。

       体液中2/3存在于细胞内,称为细胞内液,其余1/3称为细胞外液,存在于血浆、淋巴液、组织间隙液中。细胞膜将细胞内液和细胞外液分开,但是它们之间又相互联系和交换,在人体内不停地流动,是人体中最活跃的成分,是贯通全身最重要的物质。远红外线辐射到人体时,体内细胞和水份会越来越发生振动,这种振动方式有上下运动和旋转运动等形式,而使细胞产生轻微的激活作用达到活化细胞。

 

(二)热效应及非热效应

       远红外线作用于人体时,由于辐射的作用,产生热效应及非热效应两类不同形式的生物物理效应。

       1.热效应:远红外线作用于皮肤和皮下组织,皮肤分为表皮层和真皮层。表皮由外向里依次分为四层,即角质层、颗粒层(内含不透明角质颗粒,具有折射光线作用,对紫外线有阻挡作用)、有棘层及基底层。表皮之下为真皮层,它含有丰富血管、神经、淋巴管、汗腺及皮脂腺。真皮之下为皮下组织,能够保存人体热量。防止体液丢失。远红外线作用于真皮及皮下组织时,其能量被细胞吸收并起到振动和加热作用。

 

      2.非热效应:远红外线在8微米左右的波段,照射到人体细胞时,容易被蛋白质吸收。细胞(cell)是人体的基本结构和功能单位,细胞可分为很多类别,如上皮细胞、血液细胞、神经细胞等,但它们都是蛋白质及核酸组成的分子体系,是生命的基础。成人体内蛋白质的含量,约占体重的16~19%,每日约有3%蛋白质进行代谢更新。人体中一切细胞都含有蛋白质。蛋白质是构成肌肉、内脏、骨骼和内分泌等系统的主要成分。蛋白质提供人体一定能量,一克食物蛋白质,在体内产生4千卡能量,蛋白质基本结构是氨基酸。

      当蛋白质吸收远红外线后,不会引起蛋白质温度增高,但能促进蛋白质代谢和功能的发挥,使细胞代谢活动起来,这就是远红外线的非热效应。

      非热效应中,主要是远红外线的振动,使细胞内ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸键释放出更多储备能。

 

      3.细胞活化和凋亡(apoptosis)

      细胞经过远红外线照射后,细胞得到有益的热效应和非热效应的作用,增强了细胞活性,改善了人体微循环,从而增强了人体健康状态。

      万物生长靠太阳,太阳光中对人体健康最密切的就是远红外线。我们都提倡晒太阳,实际上,主要就是从中得到远红外线的照射。只有这样人类才能生存并保持完美的健康。

      适当活化细胞,能保持人体肌肤细胞的完美和健康。

      有人担心过度活化细胞,会促使细胞的凋亡或过早衰老?其实这种顾虑是不必要的。因为细胞活化的定义是:使用某些激活细胞的有利因素,使细胞的代谢功能充分发挥,且不能使细胞内部分子结构发生变化,也不能使细胞过早衰老或凋亡的状态。细胞由衰老直至凋亡,完全是由基因控制的细胞自主有序死亡形式,它的生化特征是细胞内的DNA片段化。远红外本身对细胞的热效应及非热效应都比较轻微有序,就像人们用手指轻轻的抚摸或按摩人体一样,它只会带来良好的舒适感或良好的微热感觉。这就是远红外对细胞的“按摩”效应。

 

(三)远红外对细胞的生物效应

       上面谈到远红外对细胞的作用,主要偏重于物理学方面的效应。这里主要谈对细胞的生物效应。

       1.提供能量:远红外线能促进细胞质内线粒体(mitochondrion)的代谢,从而提供人体更多能量。线粒体是细胞质里的颗粒细胞,在人体细胞中,肝细胞含线粒体较多,约一个细胞有2000个线粒体,每个线粒体就像是一部小的发电机,产生出ATP。线粒体运转正常,可以控制细胞的凋亡,使细胞健康地存活下来。

       2.促进核酸代谢:核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物。为生命的最基本物质之一。核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。

       核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。现已发现,约2000多种遗传性疾病都和DNA结构有关。如白化病、镰刀状红细胞贫血、肿瘤、病毒感染、癫痫、糖尿病、高血压病等都和核酸代谢异常有关。

       远红外线照射后,核酸沿着正常合成途径发挥其功能,对维持细胞健康生长发育和对疾病的修复起着很大作用。

       3.维持细胞膜完整性:当细胞膜的完整性和通透性得到维持时,血循环中的生化物质交换、氧和二氧化碳交换,在细胞中代谢后,都能保持细胞正常功能。远红外线照射后,细胞膜的蛋白质,保持良好功能状态,使细胞代谢得到活化。

       4.提高红细胞变形能力:红细胞变形能力是指红细胞能通过比自身直径(7~9微米)小的血管的能力。正常时,红细胞呈双凹圆盘形,有时在通过细小毛细血管时呈梭标形、子弹头形、降落伞形、三角形、杆状形和各种不规则形。这种变形能力是保持红细胞顺畅流动的必要条件,一旦变形能力减弱,就会出现人体病态。远红外线有提高人体红细胞变形能力的作用(7)

       5.降低血液粘度(8):血液粘度(blood viscosity),是血液流变学检测的项目之一。血液是一种非牛顿液体(Non-Newtonian Fluid),含有许多细胞成分和其他生化物质,如蛋白质、血脂等。当远红外线辐射人体皮下组织的微循环时,可以通过热效应及非热效应作用而降低血液的粘度,从而改善微循环,使血液循环保持通畅和低阻力,并因此而保护血管壁的弹性。

       6.清除自由基:

       人体细胞内物质代谢过程中,会产生自由基,在日常生活中,如烹饪、吸烟、吸入汽车尾气、使用劣质化妆品、染发剂等,也会增加体内自由基。正常人体需要产生能量,能量的搬运工就是自由基。正常时,自由基被封闭在细胞内,只能在细胞内活动,但是当超过一定数量时,它就会溢出细胞外,因为它很活泼,没有约束,很容易和其他物质,如蛋白质分子的电子结合,而使蛋白质分子受到损害,形成细胞畸变甚至基因突变而致癌。此外,自由基还能削弱细胞对细菌感染的抵抗力,破坏细胞内线粒体,破坏酶的活性,使脂肪过氧化并导致动脉硬化等。

       7.提高细胞兴奋性

       健康细胞一直保持适当的动作电位,尤其是一些特殊细胞,如肌细胞和神经内分泌细胞等,经过红外辐射后,细胞就像经历过锻炼一样,显得活泼旺盛。所以人们在用过汗蒸桶后,总觉得双腿走路轻松灵活。

       8.增强免疫力

       免疫力低下,会招致体质虚弱或疾病发生,免疫力分为非特异性和特异性两类,我们这里指的是非特异性免疫力。这类免疫力可以通过营养调节,适量运动,科学生活等获得。远红外线照射,可以通过细胞免疫或体液免疫途径,使人体免疫力增强。


四.远红外线在能量医学中的应用及国内外进展

       能量医学是一种无需使用药物,运用自然因素调整人体的健康状态,提高人体细胞自身修复能力及自疗力(self-cure ability)达到恢复健康,预防疾病的一门新兴医学。

       目前,在能量医学(Energy medicine)中主要是研究磁场、远红外线、特玛琳(Tourmaline)、负离子等在生命医学、康复医学及养生中的推广和应用。

       自80年代以后,在国内曾风靡一时的磁性床垫,天年素纺织品一直沿用至今。

       据不完全统计,目前,红外健康用品的品种已达14个以上(1),如红外治疗仪、红外偏振光治疗仪、红外前列腺治疗仪、红外肝病治疗仪、红外仿灸仪、近红外治疗仪、远红外治疗贴、红外取暖器、红外按摩器、远红外足浴(汗蒸)桶、红外电饭锅、红外电热水壶、红外空气净化器、红外美容仪等。其中有被批准为医疗器械,但由于实行国家许可证管理制度,且批准难度很大,要求条件很严格,有的产品要求做临床试验,因此至今多数都未纳入医疗设备范畴。

       以日本为例,山崎敏子等学者(9,11),一直长期提倡使用远红外制品来从事保健和治病,虽有专利,也未得到日本有关部门批准。她经常用远红外来治病,而且认为效果惊人。她治疗疾病多达30多种,如高血压、低血压、火伤烫伤、老年精神病、癌症预防、糖尿病、肥胖及减肥、放射性照射伤害、原子症、圆形秃发症及少年秃发、胃病、前列腺肥大、痔核症、淋巴腺、半身不遂、脑中风后遗症、车祸后遗症(尤其是脊椎鞭打症)、风湿病、镇痛、带状泡疹、更年期障碍、耳鼻喉科症侯群、美容、体臭、有害矿物质排泄、自主神经失调症、疲劳、消除紧张、运动过后的肌肉疲劳、背部及腰部疼痛、四十肩五十肩、肩膀酸痛、腰痛冷寒症、脊椎损伤后遗症、腰部手术后的愈合障碍、子宫手术后的愈合障碍、左下腿溃疡、肢端感觉迟钝等。

       以上情况,多数属于症状性治疗及康复,而不是对某种疾病的针对性特殊作用。

       在台湾,于1998年成立“远红外线保健科技发展协会”,并在某些医疗机构开展远红外效果的研究,其中李其然曾应用于医疗康复及保健,取到满意效果(10)。他主要用于洗肾瘘管治疗、骨盆腔疼痛症侯群、慢性前列腺炎、照护产妇及新生儿、放射性肿瘤科及安宁病房应用、银发族养生、康复物理治疗、传统医学应用与居家保健、高血压及糖尿病等,都有成功的病例报告(12)

       尽管上述资料都对远红外线应用得到肯定的效果,但由于科研条件有限,应用病例繁杂而不规范,尚难形成系统的科研论文。但可以从中窥见其临床使用情况。

       我国的远红外线临床应用情况,正式发表资料及论文较少,仅从某些生产企业的产品说明书中,作了一些有限的笼统介绍,主要还是多应用于缓解关节疼痛、腰背痛、颈椎病、安眠 镇静、褥疮、糖尿病、高血压、缓解疲劳、排除代谢毒素、美容养生保健 、理疗康复等。

       随着红外技术的进步和发展,红外产品的开发创新,相信红外产品在满足人民健康需求的市场前景,更为广阔。