# 근적외선과 원적외선의 조직 침투 깊이 차이로 옳은 것은?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

근적외선과 원적외선의 조직 침투 깊이 차이로 옳은 것은?

## 보기

1. 원적외선은 파장이 길어 근적외선보다 근육층까지 깊게 침투한다
2. 근적외선은 피부 표면에서 모두 흡수되어 열이 깊이 전달되지 않는다
3. 두 영역은 파장이 달라도 침투 깊이가 같고 흡수율만 다르다
4. 근적외선은 파장이 짧아 원적외선보다 조직 깊은 곳까지 침투한다 **✔ 정답**
5. 원적외선은 뼈까지 투과하지만 근적외선은 표피 아래로 들어가지 못한다

**정답: 4**

## 해설

근적외선은 파장이 짧아 표피를 지나 피부밑 조직까지 도달하고, 원적외선은 파장이 길어 표피에서 대부분 흡수된다. 깊은 가열이 필요하면 근적외선을, 표층 가열이면 원적외선을 쓴다. 파장이 길수록 깊이 들어간다는 생각은 틀리다.

## 심화 해설

적외선(infrared)은 파장에 따라 근적외선(near-infrared, NIR), 중적외선, 원적외선(far-infrared, FIR)으로 나뉩니다. 이 문제의 핵심은 파장이 길수록 조직 투과력이 증가하는 것이 아니라, 오히려 짧은 파장일수록 산란(scattering)이 적어 더 깊이 침투한다는 광학 원리입니다.

파장과 조직 침투 깊이의 관계

근적외선은 대략 700~1400 nm, 원적외선은 3~100 µm 수준의 파장을 가집니다. 피부 조직에서 빛의 침투 깊이를 결정하는 가장 중요한 변수는 산란과 흡수입니다. 근적외선 영역은 생체 조직 내 물(water)과 헤모글로빈(hemoglobin)의 흡수가 상대적으로 낮아 광자가 조직 깊숙이 도달할 수 있는 ‘광학적 창(optical window)’에 해당합니다. 반면 원적외선은 물 분자에 의한 흡수가 매우 강해 표면에서 대부분 열에너지로 전환됩니다.

근거 자료 [2]는 이를 직접적으로 뒷받침합니다. 이 연구는 근적외선 창(NIR window)이 심부 조직 적용에 널리 인정되어 왔으며, 원적외선 영역은 상대적으로 탐구되지 않았다고 기술합니다. 또한 사람 피부는 10 µm 부근에서 상대적 흡수 최소점(relative absorption minimum)을 보인다고 언급하는데, 이는 원적외선 중에서도 특정 파장에서 투과가 다소 유리할 수 있음을 시사합니다. 그러나 이 ‘FIR skin window’는 근적외선의 광학적 창과 비교할 때 절대적인 투과 깊이 자체가 더 깊다는 의미는 아닙니다. 원적외선은 피부 표면의 물에 강하게 흡수되어 얕은 층에서 열로 변환되기 쉽습니다.

원적외선의 침투 깊이에 대한 실제 측정

근거 자료 [1]은 원적외선 사우나가 근육 온도에 미치는 영향을 직접 측정한 연구입니다. 이 논문의 초록에서 중요한 문장은 다음과 같습니다. “It has been claimed that FIR waves penetrate 3 to 4 cm deep into the peripheral tissues, but muscle temperature during FIR sauna bathing is unknown.” 즉, 원적외선이 말초조직으로 3~4 cm 깊이까지 침투한다는 주장이 있었지만 실제 근육 온도 변화는 알려지지 않았다는 것입니다. 연구자들은 넙다리네갈래근(quadriceps)에 다중 센서 근육 내 온도 프로브를 삽입하여 3.4 cm(깊은층), 2.4 cm(중간층) 등 여러 깊이에서 온도를 측정했습니다.

이 연구 설계 자체가 시사하는 바는, 원적외선의 침투 깊이에 대한 기존 주장(3~4 cm)이 검증되지 않았으며 실제로는 표면 가열에 의한 전도(conduction)나 혈류를 통한 간접적 온도 상승일 가능성을 배제할 수 없다는 점입니다. 원적외선이 근육층까지 직접 도달하는지 여부는 여전히 논쟁적입니다.

보기별 감별 포인트

| 보기 | 판단 | 근거 |
| --- | --- | --- |
| 1. 원적외선이 근육층까지 깊게 침투 | 오답 | 원적외선은 물 흡수가 강해 표면 흡수 우세. 근거 [1]에서도 3~4 cm 침투는 ‘주장(claimed)’일 뿐 검증되지 않음 |
| 2. 근적외선은 표면에서 모두 흡수 | 오답 | 근적외선은 광학적 창으로 깊은 침투가 특징. 근거 [2]에서 NIR window의 심부 조직 적용이 널리 인정됨 |
| 3. 침투 깊이가 같고 흡수율만 다름 | 오답 | 파장에 따라 산란·흡수 계수가 달라 침투 깊이 자체가 다름 |
| 4. 근적외선이 파장이 짧아 더 깊이 침투 | 정답 | 근거 [2]에서 NIR window가 심부 적용으로 인정됨. 파장이 짧을수록 산란이 감소해 투과 심도 증가 |
| 5. 원적외선은 뼈까지 투과 | 오답 | 원적외선의 뼈 투과를 뒷받침하는 근거 없음. 오히려 표면 흡수 경향이 강함 |

혼동 주의! 적외선 치료에서 ‘열이 깊이 전달된다’는 표현과 ‘광자가 깊이 침투한다’는 표현을 구분해야 합니다. 원적외선은 표면에서 흡수된 열이 전도나 혈류를 통해 심부로 전달될 수는 있지만, 광자 자체가 근육 깊숙이 도달하는 것은 아닙니다. 반대로 근적외선은 광자 자체가 수 cm 깊이까지 도달할 수 있어 광생체조절(photobiomodulation)이나 심부 가열 목적으로 사용됩니다.

핵심! 파장이 길다고 무조건 깊이 들어가는 것이 아닙니다. 생체 조직에서는 물과 헤모글로빈의 흡수 스펙트럼 때문에 근적외선 영역(약 700~1400 nm)이 오히려 투과 깊이가 가장 큰 ‘광학적 창’을 형성합니다. 원적외선은 물 분자에 강하게 흡수되어 표면 가열에 적합한 반면, 근적외선은 심부 조직까지 광자를 전달하는 데 유리합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Muscle temperature increases during a single far infrared sauna session without changes in intestinal temperature.일반논문Reed EL, Uzoekwe CC, Atencio JK, Minson CT, Halliwill JR. (2025) · DOI: 10.1152/japplphysiol.00067.2025

- [2]Enhancing Blood Circulation With Epsilon-Near-Zero (ENZ) Materials via the Far-Infrared Window of Human Skin.일반논문Yao WT, Yang SC, Tsai MF, Chen HL. (2026) · DOI: 10.1002/advs.75938

## 임상 시나리오

적외선 치료 깊이 선택 가이드파장에 따른 조직 침투 특성과 임상 적용
근적외선은 파장이 700~1400nm로 짧아 산란이 적고 광학적 창 영역에 해당하여 물과 헤모글로빈 흡수가 낮다. 따라서 수 cm 깊이의 근육, 관절 등 심부 조직 가열에 적합하다.

원적외선은 파장이 3~100um로 길어 물 분자에 의한 흡수가 매우 강하다. 대부분 표면 수 mm 이내에서 열로 전환되므로 피부 표층의 온열 효과, 창상 치유 촉진 등에 국한하여 적용한다.

주의원적외선이 근육층 3~4cm까지 침투한다는 주장은 검증되지 않았다. 심부 조직 가열이 목적이라면 근적외선이나 초음파 등 다른 심부투열치료를 선택하고, 원적외선 적용 시 표면 화상 위험에 주의한다.

## 핵심 개념

- **광학적 창** — 생체 조직에서 물과 헤모글로빈의 흡수가 낮아 빛이 깊이 침투할 수 있는 근적외선 파장 영역
- **근적외선** — 파장 약 700~1400nm의 적외선으로 산란이 적어 조직 깊은 곳까지 도달
- **원적외선** — 파장 약 3~100um의 적외선으로 물 분자에 강하게 흡수되어 표면에서 열로 전환
- **산란** — 빛이 조직 내 입자와 부딪혀 진행 방향이 바뀌는 현상으로 침투 깊이를 제한함
- **흡수** — 빛 에너지가 조직 분자에 전달되어 열로 변환되는 과정

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