의료기술 - 원적외선에 대한 오해

원적외선은 멀리 가기 때문에 원적외선을 쬐면 몸 속 깊숙히 열에너지가 침투해서 몸이 따뜻해진다?

이것이 사실일까? 결론부터 말하면 그렇지 않다.

여기서 원적외선이란 보통 파장이 10um보다 긴 전자기파로 데워진 물체에서 많이 나온다. 숯불, 난로, 히터 등과 같이 주로
난방 목적으로 사용되어 왔고 근래에는 체온을 올리기 위한 목적의 의료기기로도 사용된다. 의료기기로도 허가가 나 있고 원적외선을 쬐면 땀까지 나는데 왜 사실이 아니라는거지?

위의 그림은 인간의 피부 부근의 단면도인데 파장대역별로 빛이 피부를 투과하는 특성을 나타낸 것이다. 제일 겉에서부터 상피조직, 진피조직, 피하조직이라고 한다. 엄밀히 말해 피부라고 하면 상피조직과 진피조직을 말한다. 상피조직은 겉에서 바로 보이는 피부라고 보면 되고 진피조직은 겉에서는 보이지 않으나 상피조직과 더불어 피부라고 분류되는 부분이다. 좋은 화장품은 진피조직까지 스며들어야 한다느니....할 때의 그 진피 조직이다. 피하조직은 피부 아래의 조직으로 여기서부터 혈관이 있다. 칼에 베어서 피가 난다면 피하조직까지 찢어졌다고 보면 된다.

그림에서 보다시피 600~1000nm(0.6~1um) 대역의 빛이 가장 깊이 투과한다. 이 대역을 근적외선(near-infrared)라고 부른다. 제일 오른쪽에 위치한 10um보다 긴 파장의 원적외선은 상피조직 밑으로 투과하지 못한다.

인간의 몸은 항온 시스템이 갖춰져 있다. 내부의 온도를 일정하게 유지하면서 동시에 외부의 열도 차단한다. 여기서의 열이라 하면 인간의 체온과 다른 물리적 온도를 말한다. 한 여름에 얼음을 바깥에 내놓으면 금방 녹을 것이다. 이 때 얼음을 두꺼운 담요로 싸놓으면 어떻게 되나? 다 녹는데 시간이 훨씬 오래 걸릴 것이다. 두꺼운 담요가 얼음을 외부의 열로부터 차단한 것이다. 인간의 피부도 이 담요와 같은 역할을 한다.

외부 온도가 올라가면 인간의 몸은 땀을 내서 체온을 유지하려고 한다. 원적외선을 쬐면 더워지긴 하지만 곧 땀이 나기 때문에 체온이 쉽게 올라가지 않는 것이다. 찜질방에서 5분만 있으면 숨이 막힐 정도로 더워지고 땀이난다. 땀이 무지 많이 나기 때문에 체온이 올라가지는 않는 것이다.

숯불로 고기를 구우면 속까지 잘 익는다. 원적외선이 많기 때문이다. 그럼 이상하네? 이상할 것 없다. 우리가 먹는 고기는 보통 가죽이 제거된 상태이기 때문이다.

원적외선은 복사를 통해 우리 피부에 열에너지를 전달하는데 열에너지가 피부를 통해 심부로 전달이 잘 되면 결국 체온이 오르겠지만 피부가 이것을 막고 있는 것이다. 물론 엄청난 에너지의 원적외선을 쬔다면 전달량이 그만큼 많아져서 체온이 오를 수밖에 없겠지만 그 전에 피부는 심각한 화상을 입을 것이다.

그러면 체온을 올리기 위한 방법은 없나? 위의 그림을 다시 보자. 600~1000nm(0.6~1um) 대역의 근적외선이 피하조직까지 도달한다고 했다. 피하조직에는 혈관이 있기 때문에 근적외선이 혈액을 데운다. 혈액은 우리 몸의 구석구석을 돌아다니기 때문에 이렇게 데워진 혈액이 난방수의 역할을 해서 결국 체온이 올라가는 것이다.

근적외선은 어떻게 만드나? 원적외선과는 달리 자연에서 바로 근적외선을 얻는 방법은 없다. 적은 전기로도 원적외선을 쉽게 만들 수 있지만 근적외선은 해당 대역의 에너지만 나오도록 태양광처럼 광대역의 빛을 필터링을 해주어야 한다. 물로 식히는 것도 이러한 방법 중 하나이다. 어떤 식으로는 많은 에너지를 버려야만 원하는 근적외선을 얻을 수 있다.

실제로 근적외선을 이용하여 체온을 올리는 의료기기도 있다. 원적외선 램프에 비해 가격도 비싸고 전기료 등 운용 비용도 많이 든다.