Physikalische und photobiologische Grundlagen prophylaktischer und therapeutischer Infrarotanwendungen

Zusammenfassung

Unsere ursprüngliche Quelle infraroter (IR) Strahlung ist die Sonne. Im Laufe seiner Geschichte legte sich der Mensch eigene thermische Strahler zu, Feuer, erhitzte Steine, Ofen, Sauna, IR-Therapiegeräte, wie auch preisgünstige IR-Bestrahlungskabinen für den Hausgebrauch. Die Erhöhung der Haut- bzw. Körpertemperatur ist ein sehr altes und ungemein erfolgreiches prophylaktisches und therapeutisches Prinzip. Der technische Fortschritt eröffnete neue Anwendungsgebiete – von Fitness und Wellness bis zur Behandlung von Krebs, Vergiftungen und Erkrankungen des Bewegungsapparats.

Der Spektralbereich infraroter Strahlung umfasst Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung zwischen 780 nm und 1 mm. Unterteilt wird in die Teilbereiche IR-A (0,78 – 1,40 μm), IR-B (1,40 – 3,00 μm) und IR-C (3,00 μm – 1 mm). Nach dem Planck’schen Gesetz ändert sich die Quantenenergie der Photonen von 1,59 eV bei der Wellenlänge 0,78 μm bis 0,12 eV bei 1,0 mm, sowie 0,89 eV bei der Wellenlänge 1,4 μm, die die Teilbereiche IR-A und IR-B teilt. Diskutiert werden Wellenlängenabhängigkeiten von Absorption und Streuung, Eindringtiefe und Wärmetransport und -verteilung, Besonderheiten des wassergefilterten Infrarot-A (wIRA) und eine Klassifikation der Ganzkörperhyperthermie mit wIRA.

Abstract

Our aboriginal source of infrared (IR) radiation is the sun. In the course of history, mankind got its own thermic radiators like fire, heated stones, ovens, sauna, therapeutic IR equipment, and inexpensive IR boxes for domestic use. Rising the temperature of skin or body is a very old and efficient prophylactic and therapeutic principle. Technological progress discloses new fields of application, from fitness and wellness to the treatment of malignant diseases, poisoning, rheumatic diseases and diseases of the musculoskeletal system.

The spectral range of IR covers wavelengths of electromagnetic radiation between 780 nm and 1.0 mm. It is divided into the sub-ranges IR-A (0.78 – 1.40 μm), IR-B (1.40 – 3.00 μm) and IR-C (3.00 μm – 1.0 mm). Following Planck’s law, the quantum energy of photons varies from 1.59 eV at the wavelength 0.78 μm to 0.12 eV at 1.0 mm and 0.89 eV at the wavelength 1.4 μm, which is dividing the domains IR-A and IR-B. Furthermore, wavelength dependence of absorption and dispersion, depth of penetration, transport and distribution of heat, characteristics of water-filtered IR-A radiation and the classification of whole body-hyperthermia using wIRA are discussed.

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