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【摘要】 心血管疾病的发病率逐年增加，已成为全世界范圍内备受关注的疾病。本文阐述了冠心病及其病理，通过对红外光的生理作用的解析，分析其对冠心病的治疗机理，介绍了红外光治疗的现状和红外光治疗技术的广泛应用。
【关键词】 冠心病；红外光；护心材料；托玛琳
1 引言
冠心病是全世界最大死亡原因之一[1]。冠心病在国内患病率约为4.4%[2]，而且患病率随着年龄增长而增高，40岁以后患病比率男士为49%，女士为32%[3]，所以冠心病也是老年人最常见的一种心血管疾病。
2 冠心病及其病理
冠心病，也就是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称。动脉粥样硬化是造成冠心病的主要原因[4]。因为提供心脏营养物质的血管---冠状动脉发生了粥样硬化，这种粥样硬化的斑块，堆积在冠状动脉内膜上，时间长了以后，堆积的越多，使冠状动脉管腔严重狭窄直至闭塞，因此引起了心肌的血流量减少，氧气供应不充分，使心脏的工作不能正常进行，由此出现一系列缺血性表现，如胸闷、憋气、心绞痛，心肌梗死甚至猝死等，所以冠心病也叫做缺血性心脏病[5]。
3 红外光治疗机理
3.1 红外光概述
红外光（IR），一种辐射热，它可以通过转换作用，将能量传递给对象，太阳光中就蕴含大量红外光。红外光位于光谱的可见红光以外，波长范围为0.77-1000.00μm，光学上将其分为三个部分[6]：0.77-3.0μm，为近红外区；3.0-30.0μm，为中红外区；30.0-1000μm，则属远红外区，其中波长为6-14μm的红外光对人类生存和健康有着重要的意义。
人体是一个良好的辐射体和吸收体。维恩位移定律则说明[7]，黑体辐射的峰值波长与黑体绝对温度成反比，即λmT=C（λm表示黑体辐射的峰值波长，T是黑体的绝对温度，C是一个常数，等于2897.8μmK）。也就是说，物体的热辐射是波长和温度的函数，温度越高，辐射能量越大，峰值波长则向短波方向移动。根 据这一定律，人们只要知道物体的绝对温度，就能计算出它的峰值辐射波长，正常人体为37℃，也就是310K，按公式计算，人体峰值辐射波长λm=9.348μm，根据基尔霍夫定律，吸收率和辐射率是相等的，因此医疗用辐射的红外光波长应与人体放射的相对应。
3.2 红外光的理疗作用
(1)激活了生物大分子的活性[8]：生物大分子如酶、核酸蛋白质等吸收了红外光，将其转换为自身能量，从而激发了该分子的活性。
(2)促进和改善血液循环[9]：机体接受红外光辐射后产生的热效应能够引起血管扩张，使血流加速，局部血液循环得以改善，新陈代谢、组织再生能力得以增强。
(3)增强新陈代谢[8]：生物组织细胞内线粒体因吸收了红外光的光能，从而被激发，产生了生物能量，致使生物的电流量增大，形成了一定的电位差，同时激发其他细胞也产生能量，增强细胞活力，为生物体的一切代谢活动提供了充足的条件。
(4)提高人体免疫功能[10]：免疫是人体的一种生理保护反应，它包括细胞免疫和体液免疫，均对人体防御功能的抗感染作用具有极其重要的作用。
(5)具有消炎、消肿的作用[10]：红外光热效应改善了体内微循环，增强细胞膜的稳定性，调节了离子的浓度，改善了渗透压，促进了有毒物质的代谢产物的排泄，加速了渗出物的吸收，致使炎症水肿消退。
(6)镇痛作用[11]：红外光能使末梢神经兴奋性降低，以达到镇痛的效果。
3.3 红外光对生命物质作用
红外光被称为生命之光，它对生命物质具有特殊的作用表现在[12]：
(1)合成脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸的原料三磷酸腺苷分子中的高能磷酸键所释放的量子能量为30.51KJ/mol，与5000-3333cm-1红外光的光子能量相当。
(2)占人体重量的60%-70%的体液中的水分子的氢键键能，相当于3703-2439cm-1的红外光子的能量。而氢键在生命物质中至关重要，对于生物分子结构及性能的稳定，维持正常生命活动具有重要意义。
(3)人体细胞生长繁殖是以脱氧核糖核酸即DNA的合成与复制为基础的。而作为生物大分子的DNA是双螺旋结构，其中含有大量氢键。DNA的分解或合成由氢键的断裂或结合所引起，由此两种氢键能约为47.91KJ/mol和27.94KJ/mol，相应波数分别为3846cm-1和2273cm-1，相应的光子能量正好处在红外光谱内。
(4)蛋白质、酶等生物大分子中含氢化学键的伸缩振动的光谱吸收峰也在4000cm-1红外区。
(5)DNA分子中的激发态的能量也处于红外波段。5000-3333cm-1的红外光子能量激发，这种激发有利于DNA进行复杂灵活、精确而又协调的能量转移，在遗传信息的储存和传递，分子特异性的表达中发挥重要作用。
(6)人体组织中的O-H键伸展，C-H键伸展，C-C，C=C，C=O键以及H2O键弯曲的振动，对应的谐振波长大部分落在3333-1666cm-1的波段。相应的红外辐射可以有选择地激活单个组织，并引起复杂的变化过程。
由此可见，红外光的辐射作用对生物分子具有激发作用，并因此引发一系列生理变化，有益于疾病的防治。
3.4 红外光对冠心病的治疗机理
目前冠心病的物理治疗无外乎扩张血管，使血流通畅；降低心率，防止冠状动脉收缩导致痉挛等。托玛琳是具有显著压电效应和热电效应的特殊晶体，在常温下，一旦压力或温度发生了微小的变化，其分子内部发生强烈的振动，偶极矩发生变化，热运动使极性分子激发到更高的能级，当它向下跃迁至较低能级时，就以发射红外光的方式释放多余的能量[13]。使用托玛琳作为红外光发射源，所发射的2500-714cm-1[12]的红外光作用到皮肤的淋巴管和血管，由于血液中83%是水分子，水分子团中氢键的键能为30.14-43.06KJ/mol[14]，相当于红外区3703-2439cm-1的光子能量，因此氢键在接受2500-714cm-1光子能量后，与其产生共振，可以把血液中缔合水分子团的长链切断，引起群组缩小化，分子团变小，水被活化。此时细胞的通透性改变，细胞膜的渗透性增强，可以减少血管壁上脂类物质的沉积，便可提高心脏活力。
4 红外光治疗实验进展
对于冠心病的红外光治疗，国内外均有研究。目前，李云峰[15]等已开发成功护心袋，由药囊和圆形磁块组成，药磁合一，增强了药物的渗透性，起到护心保健的作用。王跃进[16]的发明：佩戴护心纪念章，在佩戴的纪念章内安放一磁块，紧靠磁块处放置一保护心脏，防止心肌梗塞的药囊，磁块对药物的磁化，使药物充分保护活性。由姚泽田[17]研制出软型强心卡，将圆饼状的远红外发射物质夹在软性材质制成的卡片及保护层之间压制而成，发射波长为6-16μm的红外光，可使心肌供血能力改善，缓解心脏负荷，增强心脏免疫功能，促进新陈代谢，修复伤损心肌细胞，以及预防和减缓心血管动脉粥样硬化的产生。
5 红外光治疗前景
红外光治疗的优势在于它对人体没有副作用，治疗过程是持续的，规律的，渐进的，使患者有充分的适应过程，再者它便于回收，可往复使用，是环保材料，物美价廉。红外光的物理治疗再结合化学手段，即可达到预防与治疗的效果。
6 存在的问题及展望
目前，红外光发射材料托玛琳的制備，尚未有见报导100nm以下的，纳米尺寸下的托玛琳具有表面效应、体积效应和量子尺寸效应等，并且人体的吸收率是0.98[8]，最佳红外光波长是9.348μm，托玛琳发射率一般是0.90[18]，发射波长4-14μm，此过程还需实验进行改善以匹配人的红外光热辐射吸收，达到理想的预防治疗效果。
如今，随着医疗技术的发展，心血管疾病的死亡率逐渐减小，但是患病风险还在不断增加，这就需要人们重视该病的预防。基于红外光技术的冠心病治疗在国内已有研究，由此，红外光技术预防及治疗冠心病的应用指日可待。
参考文献
[1]Ruth McPherson，Alexander Pertsemlidis，Nihan Kavaslar etc., A Common Alleleon Chromosome9 Associated with Coronary Heart Disease，Science[J]，2007.06.08:1488-1491.DOI:10.1126
[2]Wuxiang Xie，Yangfeng Wu，Wei Wang etc. A Longitudinal Study
of Carotid Plaque and Risk of Ischemic Cardiovascular Disease in the
Chinese Population，Journal of the American Society of Echocardiography[J].
2011.02:729-737.DOI:10.1016
[3]Lloyd Jones，Larson，Beiser，Levy D, Lifetime risk of developing
coronary heart disease, Lancet[J],1999,353:89-92
[4]林苹，郑榕岚，国外动脉粥样硬化研究进展，大连医科大学学报[J]，2001.02
[5]杨惠民，《冠心病知识百科》[M]，中医古籍出版社，2007.01:7-8
[6]《辞海》（理科分册上）[M]，上海人民出版社，1976:146
[7]姚鼎山,红外医疗技术[M],上海复旦大学出版社，1991:196-212
[8] A.Nasirian, N.Nasirian, A.Lazar, H.Azarabad, The effect of infra-red irradiation on wound healing in hamsters, Journal of comparative pathology[J], 2009.11:301.DOI: 10.1016
[9]Korkushko, Effects of infra-red lazer irradiation on the arterial pressure level in liquidators of Tchernobyl accideng, Fiziolohichnyi Zhurnal[J],2003.01:104-108
[10] 武宏，王笑红，郭虎等，磁场、氧、光辐射对高血脂症作用的研究，中国医学物理学杂志[J]，2003.04:14-126
[11]Mochizuki-Oda.N, Kataoka.Y, Cui.YL etc., Effects of near-infra-red laser irradiation on adenosine triphosphate and diphosphate contents of rat brain tissue, Neuroscience letters[J],2002.05:201-210.DOI:10.1016
[12]姚鼎山，《环保与健康新材料—托玛琳》[M]，中国纺织大学出版社，2007.08:28-29
[13]陈文照，杨辉，郭兴忠等，竹炭-电气石远红外复合材料及其制备方法[P]，CN19486561,2009.07.22
[14]刘若庄，傅孝愿，水分子间氢键的键能，北京师范大学学报[J]，1956.01
[15]李云峰，护心袋[P]，CN1100657，1995.3.29
[16]王跃进，佩带护心纪念(像)章[P]，CN1104543，1995.07.05
[17]姚泽田，软型强心卡[P]，CN2817900Y，2006.09.20
[18]刘强，陈衍夏，施亦东，季莉，电气石纳米材料在卫生保健纺织品领域的应用，印染[J]，2004.07
【关键词】 冠心病；红外光；护心材料；托玛琳
1 引言
冠心病是全世界最大死亡原因之一[1]。冠心病在国内患病率约为4.4%[2]，而且患病率随着年龄增长而增高，40岁以后患病比率男士为49%，女士为32%[3]，所以冠心病也是老年人最常见的一种心血管疾病。
2 冠心病及其病理
冠心病，也就是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称。动脉粥样硬化是造成冠心病的主要原因[4]。因为提供心脏营养物质的血管---冠状动脉发生了粥样硬化，这种粥样硬化的斑块，堆积在冠状动脉内膜上，时间长了以后，堆积的越多，使冠状动脉管腔严重狭窄直至闭塞，因此引起了心肌的血流量减少，氧气供应不充分，使心脏的工作不能正常进行，由此出现一系列缺血性表现，如胸闷、憋气、心绞痛，心肌梗死甚至猝死等，所以冠心病也叫做缺血性心脏病[5]。
3 红外光治疗机理
3.1 红外光概述
红外光（IR），一种辐射热，它可以通过转换作用，将能量传递给对象，太阳光中就蕴含大量红外光。红外光位于光谱的可见红光以外，波长范围为0.77-1000.00μm，光学上将其分为三个部分[6]：0.77-3.0μm，为近红外区；3.0-30.0μm，为中红外区；30.0-1000μm，则属远红外区，其中波长为6-14μm的红外光对人类生存和健康有着重要的意义。
人体是一个良好的辐射体和吸收体。维恩位移定律则说明[7]，黑体辐射的峰值波长与黑体绝对温度成反比，即λmT=C（λm表示黑体辐射的峰值波长，T是黑体的绝对温度，C是一个常数，等于2897.8μmK）。也就是说，物体的热辐射是波长和温度的函数，温度越高，辐射能量越大，峰值波长则向短波方向移动。根 据这一定律，人们只要知道物体的绝对温度，就能计算出它的峰值辐射波长，正常人体为37℃，也就是310K，按公式计算，人体峰值辐射波长λm=9.348μm，根据基尔霍夫定律，吸收率和辐射率是相等的，因此医疗用辐射的红外光波长应与人体放射的相对应。
3.2 红外光的理疗作用
(1)激活了生物大分子的活性[8]：生物大分子如酶、核酸蛋白质等吸收了红外光，将其转换为自身能量，从而激发了该分子的活性。
(2)促进和改善血液循环[9]：机体接受红外光辐射后产生的热效应能够引起血管扩张，使血流加速，局部血液循环得以改善，新陈代谢、组织再生能力得以增强。
(3)增强新陈代谢[8]：生物组织细胞内线粒体因吸收了红外光的光能，从而被激发，产生了生物能量，致使生物的电流量增大，形成了一定的电位差，同时激发其他细胞也产生能量，增强细胞活力，为生物体的一切代谢活动提供了充足的条件。
(4)提高人体免疫功能[10]：免疫是人体的一种生理保护反应，它包括细胞免疫和体液免疫，均对人体防御功能的抗感染作用具有极其重要的作用。
(5)具有消炎、消肿的作用[10]：红外光热效应改善了体内微循环，增强细胞膜的稳定性，调节了离子的浓度，改善了渗透压，促进了有毒物质的代谢产物的排泄，加速了渗出物的吸收，致使炎症水肿消退。
(6)镇痛作用[11]：红外光能使末梢神经兴奋性降低，以达到镇痛的效果。
3.3 红外光对生命物质作用
红外光被称为生命之光，它对生命物质具有特殊的作用表现在[12]：
(1)合成脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸的原料三磷酸腺苷分子中的高能磷酸键所释放的量子能量为30.51KJ/mol，与5000-3333cm-1红外光的光子能量相当。
(2)占人体重量的60%-70%的体液中的水分子的氢键键能，相当于3703-2439cm-1的红外光子的能量。而氢键在生命物质中至关重要，对于生物分子结构及性能的稳定，维持正常生命活动具有重要意义。
(3)人体细胞生长繁殖是以脱氧核糖核酸即DNA的合成与复制为基础的。而作为生物大分子的DNA是双螺旋结构，其中含有大量氢键。DNA的分解或合成由氢键的断裂或结合所引起，由此两种氢键能约为47.91KJ/mol和27.94KJ/mol，相应波数分别为3846cm-1和2273cm-1，相应的光子能量正好处在红外光谱内。
(4)蛋白质、酶等生物大分子中含氢化学键的伸缩振动的光谱吸收峰也在4000cm-1红外区。
(5)DNA分子中的激发态的能量也处于红外波段。5000-3333cm-1的红外光子能量激发，这种激发有利于DNA进行复杂灵活、精确而又协调的能量转移，在遗传信息的储存和传递，分子特异性的表达中发挥重要作用。
(6)人体组织中的O-H键伸展，C-H键伸展，C-C，C=C，C=O键以及H2O键弯曲的振动，对应的谐振波长大部分落在3333-1666cm-1的波段。相应的红外辐射可以有选择地激活单个组织，并引起复杂的变化过程。
由此可见，红外光的辐射作用对生物分子具有激发作用，并因此引发一系列生理变化，有益于疾病的防治。
3.4 红外光对冠心病的治疗机理
目前冠心病的物理治疗无外乎扩张血管，使血流通畅；降低心率，防止冠状动脉收缩导致痉挛等。托玛琳是具有显著压电效应和热电效应的特殊晶体，在常温下，一旦压力或温度发生了微小的变化，其分子内部发生强烈的振动，偶极矩发生变化，热运动使极性分子激发到更高的能级，当它向下跃迁至较低能级时，就以发射红外光的方式释放多余的能量[13]。使用托玛琳作为红外光发射源，所发射的2500-714cm-1[12]的红外光作用到皮肤的淋巴管和血管，由于血液中83%是水分子，水分子团中氢键的键能为30.14-43.06KJ/mol[14]，相当于红外区3703-2439cm-1的光子能量，因此氢键在接受2500-714cm-1光子能量后，与其产生共振，可以把血液中缔合水分子团的长链切断，引起群组缩小化，分子团变小，水被活化。此时细胞的通透性改变，细胞膜的渗透性增强，可以减少血管壁上脂类物质的沉积，便可提高心脏活力。
4 红外光治疗实验进展
对于冠心病的红外光治疗，国内外均有研究。目前，李云峰[15]等已开发成功护心袋，由药囊和圆形磁块组成，药磁合一，增强了药物的渗透性，起到护心保健的作用。王跃进[16]的发明：佩戴护心纪念章，在佩戴的纪念章内安放一磁块，紧靠磁块处放置一保护心脏，防止心肌梗塞的药囊，磁块对药物的磁化，使药物充分保护活性。由姚泽田[17]研制出软型强心卡，将圆饼状的远红外发射物质夹在软性材质制成的卡片及保护层之间压制而成，发射波长为6-16μm的红外光，可使心肌供血能力改善，缓解心脏负荷，增强心脏免疫功能，促进新陈代谢，修复伤损心肌细胞，以及预防和减缓心血管动脉粥样硬化的产生。
5 红外光治疗前景
红外光治疗的优势在于它对人体没有副作用，治疗过程是持续的，规律的，渐进的，使患者有充分的适应过程，再者它便于回收，可往复使用，是环保材料，物美价廉。红外光的物理治疗再结合化学手段，即可达到预防与治疗的效果。
6 存在的问题及展望
目前，红外光发射材料托玛琳的制備，尚未有见报导100nm以下的，纳米尺寸下的托玛琳具有表面效应、体积效应和量子尺寸效应等，并且人体的吸收率是0.98[8]，最佳红外光波长是9.348μm，托玛琳发射率一般是0.90[18]，发射波长4-14μm，此过程还需实验进行改善以匹配人的红外光热辐射吸收，达到理想的预防治疗效果。
如今，随着医疗技术的发展，心血管疾病的死亡率逐渐减小，但是患病风险还在不断增加，这就需要人们重视该病的预防。基于红外光技术的冠心病治疗在国内已有研究，由此，红外光技术预防及治疗冠心病的应用指日可待。
参考文献
[1]Ruth McPherson，Alexander Pertsemlidis，Nihan Kavaslar etc., A Common Alleleon Chromosome9 Associated with Coronary Heart Disease，Science[J]，2007.06.08:1488-1491.DOI:10.1126
[2]Wuxiang Xie，Yangfeng Wu，Wei Wang etc. A Longitudinal Study
of Carotid Plaque and Risk of Ischemic Cardiovascular Disease in the
Chinese Population，Journal of the American Society of Echocardiography[J].
2011.02:729-737.DOI:10.1016
[3]Lloyd Jones，Larson，Beiser，Levy D, Lifetime risk of developing
coronary heart disease, Lancet[J],1999,353:89-92
[4]林苹，郑榕岚，国外动脉粥样硬化研究进展，大连医科大学学报[J]，2001.02
[5]杨惠民，《冠心病知识百科》[M]，中医古籍出版社，2007.01:7-8
[6]《辞海》（理科分册上）[M]，上海人民出版社，1976:146
[7]姚鼎山,红外医疗技术[M],上海复旦大学出版社，1991:196-212
[8] A.Nasirian, N.Nasirian, A.Lazar, H.Azarabad, The effect of infra-red irradiation on wound healing in hamsters, Journal of comparative pathology[J], 2009.11:301.DOI: 10.1016
[9]Korkushko, Effects of infra-red lazer irradiation on the arterial pressure level in liquidators of Tchernobyl accideng, Fiziolohichnyi Zhurnal[J],2003.01:104-108
[10] 武宏，王笑红，郭虎等，磁场、氧、光辐射对高血脂症作用的研究，中国医学物理学杂志[J]，2003.04:14-126
[11]Mochizuki-Oda.N, Kataoka.Y, Cui.YL etc., Effects of near-infra-red laser irradiation on adenosine triphosphate and diphosphate contents of rat brain tissue, Neuroscience letters[J],2002.05:201-210.DOI:10.1016
[12]姚鼎山，《环保与健康新材料—托玛琳》[M]，中国纺织大学出版社，2007.08:28-29
[13]陈文照，杨辉，郭兴忠等，竹炭-电气石远红外复合材料及其制备方法[P]，CN19486561,2009.07.22
[14]刘若庄，傅孝愿，水分子间氢键的键能，北京师范大学学报[J]，1956.01
[15]李云峰，护心袋[P]，CN1100657，1995.3.29
[16]王跃进，佩带护心纪念(像)章[P]，CN1104543，1995.07.05
[17]姚泽田，软型强心卡[P]，CN2817900Y，2006.09.20
[18]刘强，陈衍夏，施亦东，季莉，电气石纳米材料在卫生保健纺织品领域的应用，印染[J]，2004.07