원적외선 온열효과의 평가시스템에 관한 연구 = (A)study on evaluation system of warming effect caused by far-infrared radiation
This thesis describes physiological activities caused by hyperthermic effects of far-infrared radiation on human body.Far-infrared rays are defined as electromagnetic waves having a wavelength of more than 3. Far-infrared rays, especially in the spectra between 8~14, can penetrate through skin and transfer the energy to deep tissue gradually based on resonance-absorption mechanism of organic and H2O molecules. Far-infrared rays applied to increase the local temperature of outer skin and deep tissue may induce warming effect of human body to a depth of 5㎝ to 15㎝.In order to expose human body to far-infrared rays, conventional method is established, for which human friendly far-infrared heat generator(FIR heat generator) such as mattress is available.Carbon fiber heating-wire is produced by special carbonization processing and can emit far-infrared rays with a peak wavelength of 8~14 when warmed to temperature of 40℃~65℃. This is also proven to emit a band of 3~20 far-infrared rays of which the energy intensity is 20~50W㎡? at 65℃.The variations of the temperature of the human body, heart rate, blood pressure, electrocardiogram, cardiac output were measured and recorded by changing the heating temperature.By doing so, the effects of human body temperature was increased about 1℃~2℃. Heart rate was decreased and stabilized when the temperature of FIR heat generator was a low temperature below 40℃ and at a high temperature above 44℃, there was a slow elevation in the heart rate and the cardiac output. However, the elevation of the heart rate is not a sudden elevation, therefore, dose not give much stress to the heart. Blood pressure was decreased 3.4%~8.5% at 44~65℃. Therefore, warming effect of FIR will elevate the body''s temperature thus causing perspiration. During perspiration, sweat and sodium ion that is contained in the blood will exit the body. At this time, the volume of H2O molecules, which allows for the combining of the sodium ion in the blood, will also decrease. As a result, blood pressure will drop due to the decreased volume of the water, which lowers the amount of pressure affected on the capillary vessel. Also, the fluctuation of electrocardiogram''s R-R interval was increased after 15 minutes, we can confirm stress improvement effect.Consequently, far-infrared rays, which can improve the blood circulation, stress state and enhance the warming effect in human body effectively, have been proved.
더보기본 논문에서는 성별 및 연령의 구분없이 건강한 성인 중, 본 연구의 취지를 이해하고 동의하는 자원자 60명을 대상으로 원적외선의 생리적 효과에 대한 실험을 실시하였다. 실험에 이용된 원적외선 방사체는 인체를 원적외선에 노출시키기 위해 편리한 방법을 채택했고, 이러한 이유로 인간에게 친숙한 형태인 원적외선 온열매트를 이용하여 가열온도를 달리하며 심박동박수, 혈압, 심박출량, 체온, 심전도 등의 생리적 파라미터의 변화를 측정하고 기록했다.측정결과, 심박동수는 원적외선 온열효과에 의해 40℃이하의 저온에서는 자연 상태에 비해 감소되었으며 44℃이상의 고온에서는 3.4~8.5%의 근소한 증가를 나타내었다. 심박출량은 35℃이하의 저온에서는 자연 상태에 비해 감소했으며 40℃이상의 고온에서는 소폭 증가하였다. 또 적외선 체열화상의 촬영 결과 원적외선 온열효과에 의해 피부에 고르게 에너지가 전달되어 온도가 상승하고 말초 혈액순환이 개선된 것을 확인할 수 있었다. 체온은 체표 및 체내온도가 모두 약 1~2℃ 상승하였고 두 온도의 차이는 가열온도가 상승함에 따라 작아지는 경향을 나타내었다. 그리고 본 실험에서 이용한 원적외선 온열매트를 15분 사용한 후 심전도의 R-R간격의 변이도가 증가하여 스트레스 상태의 개선효과를 확인할 수 있었다.또한 답차(Treadmill)를 이용하여 8명의 성인남성 피검자에게 6km의 거리를 약10분 동안 달리게 한 후, 운동부하의 회복과정을 자연회복과정과 원적외선 온열효과에서의 회복과정으로 나누어 살펴보았다. 실험에 이용된 파라미터는 심박동수와 혈압으로 심혈관계의 기능개선을 살펴보고자 하였다.실험결과 심박동수는 원적외선 온열환경에서의 회복률이 30℃에서 평균 22%, 48℃에서 평균 10%, 65℃에서 평균 8% 자연회복과정에 비해 우수한 회복률을 보였다. 또한 혈압의 경우 수축기 혈압이 확장기 혈압에 비해 변화의 폭이 크게 나타났는데 이유는 운동시 혈류저항이 줄어드는데 기인하며 혈류저항이 줄어드는 것은 동맥과 운동근육혈관이 확장되기 때문이다. 다시 말해 확장기 혈압이 적게 변하고 수축기 혈압이 많이 증가함으로써 동맥으로부터 근육모세혈관으로 더 많은 혈액이 흐를 수 있게 한다. 이러한 이유로 확장기 혈압은 수축기혈압보다 2배 정도 높은 회복률을 보였으며 안정상태의 혈압을 회복하는 시간도 단축되었다.이러한 실험결과는 대상인원을 확충한 장기적 실험과 조직 및 세포단위의 실험을 통해 그 원인을 정확히 규명할 수 있을 것으로 판단되지만, 현재의 실험결과만으로도 원적외선 온열효과에 의한 순환계 기능의 개선효과를 확인할 수 있었다.
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