ЧТО МОЖЕТ ВИБРАЦИЯ?

ВИБРАЦИЯ ЛЕЧИТ

Использование вибрации в медицине имеет более чем двухсотлетнюю историю. В настоящее время не вызыва­ет сомнений, что правильно локализованное, дозировап - ное по частотам, амплитудам и времени вибрационное воздействие оказывает существенный терапевтический эф­фект, тогда как изменепие допустимых уровней, доз и частот воздействия может привести к весьма нежелатель­ным последствиям (см. следующий раздел).

В настоящее время вибрация применяется для уско­ренного снятия усталости, снижепия уровня болевых ощу­щений, при ряде нервных заболеваний, при заболеваниях суставов, органов дыхания и желудочно-кишечного трак­та, некоторых воспалительпых процессах, а также в гипе - кологпи. Этот перечень может быть продолжен.

Для совремеппого периода характерно значительное повыгаепие иптереса к лечебному действию вибрации, вы­ражающееся в непрерывном росте числа исследований и публикаций. Необходимо, однако, отметить, что большая часть этих исследований ведется на чисто эмпирическом уровне, без какой-либо серьезной теоретической основы; нередки и случаи, когда медики и биологи опираются на полумпстпческие (с точки зрения физика) соображения. Можно ли, однако, випить их за такой образ действий? Представляется, что, как правило, это было бы несправед - липо. Прочитав пли даже бегло просмотрев пастоящую книгу, читатель должен увидеть, сколь подчас неожидан­ные п разнообразные эффекты, явлення н закономерно­сти связаны с действием вибрации даже на простейшие чисто механические системы с одной пли пеболыпим чис­лом степеней свободы. Чего же можно ожидать от такой системы с «ос”1» степенями свободы, как человеческий ор - гаппзм?

Все же, опираясь па уже известные факты о действии вибрации па чисто механические системы, перечислим некоторые возможпые пути их воздействия на живой ор­ганизм.

1. Поскольку весь живой организм на макро - и микро­уровнях как бы пронизан ритмами, следует ожидать, что сильное воздействие на происходящие в нем процессы идет именно через воздействие вибрацип на эти ритмы, т. е. вследствие явлений захватывания (внешней син­хронизации— см. сноску на с. 169), асинхронного подав­ления и асинхронного возбуждения автоколебаний (см. п. 14.3, а также работу [47]).

2. При действии вибрации на ткани могут возникать эффекты, названные в разделе 6 макро - и микровиброрео - логическими,— изменяться механические характеристики тканей по отношению к медленным воздействиям, значи­тельно ускоряться обменные процессы.

3. Необходимо учитывать, что отдельные части чело­веческого тела, в том числе внутренние органы, «сильно откликаются» на определенные частоты возбуждения, т. е. что при вибрациопном воздействии возможны явления ре­зонанса (см. раздел 20).

Из большого числа публикаций по проблеме сошлемся па несколько монографий и сборников, само название ко­торых достаточно красноречиво; там же можно пайти под­робную библиографию: «Биологические ритмы» [21],

«Вибрация как лечебный фактор» [126], «Вибрации и нервная система» [ИЗ], «Биологическое действие механи­ческих колебаний» [190].

Интересная работа выполпена группой московских ме­диков, биологов и механиков в развитие классического ме­тода иглоукалывания (акупунктуры) па основе использо­вания вибрационного воздействия. Обнаружив, что уста­новленные иглы совершают механические колебания с частотами 7—10 Гц (эти частоты очень характерны для человеческого организма), онп предложили возбуждать дозированные колебания игл именно с такими частотами

посредством специально сконструированных вибровозбу - дцтелеп. По данным авторов, им удалось существенно повысить эффективность метода. В ходе этих работ ис­следователи пришли также к интересной гипотезе о суще­ствовании в человеческом организме особого механизма восприятия и передачи вибрационного воздействия, а так­же других видов возбуждения, отличного от известпых нервных механизмов [152].

Представляется, что методам вибрационной терапии принадлежит большое будущее.

[1] Под вибрацией мы будем понимать механические колеба- пия, период которых значительно меньше характерного проме­жутка времени, па котором рассматривается движепие системы, а размах значительно меньше характерного размера системы,

[2] Здесь и в дальнейшем мы проводим рассуждения для си­стемы с одной степенью свободы, ибо обобщение на случай си­стемы с произвольным числом степепей свободы не представляет каких-либо принципиальных затруднений,

[3] Случай /+ ф /_ может показаться искусственным, одпако это не так: он соответствует, например, вибротранспортпровапию рыбы, для которой коэффициенты трения при скольжении в на­правлении чешуи и против чешуи существенно различаются. Это­му же случаю соответствует движение тела по ворсистой поверх­ности, а также простейшая модель сопротивления грунта в за­даче о вибрационной забивке свай и шпунта (см, п, 4.3А),

[4] Угловые скобки здесь и далее означают усреднение за пе­риод 2л по быстрому времени т = сof,

[5] Отметим, что при X > Л и первое слагаемое в формуле

(2.10) следует прнппмать равпым пулю, а при X < — Лю — рав - пым л. При этом получится соответственно V — —mgf+ и V = = mgf-, т. е. преобразования трепня происходить не будет, по­скольку тело скользит только в одпом паправлепип. Поэтому ус­ловие |Х[ < Аи> является необходимым условием существования эффекта псевдоожижеппя.

[6] Обращаем внимание читателя па равенства (2.17) и (12.27) (с. 153). О многих из нелинейных эффектов, в том числе обсуждаемых в настоящей кпнге, математик не без оснований (и не в качестве шутки) может сказать, что все они являются простыми следствиями того, что среднее за период зпачепие sin2 соt отлично от нуля. В этом смысле можпо говорить о фундаменталь­ном исинус-квадрат-аффектеи (о возможной позиции математика по вопросу о нелинейных явлениях и эффектах см. также с. 193).

[7] Забегая вперед, отметим, что было бы неверно полагать, будто вибрационные силы всегда представляют собой результат усреднения только быстрых сил, как это имеет место в рассмат­риваемых здесь простейших примерах (см. п. 2.4),

[8] Заметим, что в указаппой работе, а также в книгах [35, 42] нами использовано обозначение для вибрационной силы IV, отличающееся знаком от введенного здесь обозначения У, так что V = — IV,

[9] Термин «вибрационное перемещение» употребляется вдесь, таким образом, в совершенно ином смысле, чем в группе терми­нов «виброперемещенне», «виброскорость», «виброускорепие», от­носящихся к кппематпчеекпм характеристикам вибрации.

[10] Понятия симметрии и асимметрии вакона колебаний тре­буют уточнения, на котором здесь не будем останавливаться (см. [61, т. 2 и 4]).

[11] Отмртим. что о палипии таких внешних спл или полой иногда забывают, и тогда это служит поводом для нсдоразумепий, вплоть до выражепня сомнений в справедливости законов ме - хапики (см. с. 65).

[12] Иной — волиопой — мехаппзм гтолупсппп животными энер­гии из иотока рассмотрен в работе [62] (см. также [123]).

[13] Термин «преобразованная сила трения» введен Б. В. Лпд - роновым, подробно исследовавшим ряд интересных мехапических систем с сухим трением как при отсутствии, так и при наличии вибрации (см., например, [G]).

[14] Говорят, что сила сопротивления двн;кеппю тела поепт ха­рактер сухого трения, если для того, чтобы вызвать движение тела, необходима некоторая конечная сила. Если же движение вызывается сколь угодно малой силой, то говорят о силе сопро­тивления типа вязкого трепия.

[15] Приведенное определение дано в работах [37, 40], хотя сам термип (шнброреология», по-видимому, впервые был предло­жен ранее П. А. Ребппдером. Отметим, что ипогда этот термип употребляется в ином смысле (см., например, [74, 165]). Подчерк­нем также, что данное выше определение относится имеппо к мак - ровпброреологин; о мпкровиброреологпп см. п. 6.4.

[16] Любопытно, что в условиях равномерного прямолинейного движепия шаров п пеиодвпжиой жидкости это расстояние долж­но быть примерно в 30 раз большим, что соответствует значитель­но меньшим концентрациям.

[17] Отметим, что в последпее время появились интересные ра­боты, свидетельствующие о существенном влиянии впешией ви­брации на турбулентное, течоппе п па сопротивление движения тел в турбулентном потоке.

[18] Любопытно сопоставить число ті с относительным числом пар, состоящих в браке, а число аЬЦа + Ь) — с относительным чи­слом заключаемых в единицу времени браков и разводов.

[19] Этот прпем древний в общеизвестный: хозяйки встряхи­вают корзины и сумки при покупке фруктов и овощей.

[20] Под автоколебаниями поштмают пезатухающио колебания, поддеряшваемые за счет источников энергии неколебательного ха­рактера.

[21] Заметим, что такие возбудители, часто называемые так­же дебалансными, используются наиболее широко.

[22] Абрамович II. М., Блехман II. II,, Лавров Б. П., П л и с с Д. А. Явление синхронизации вращающихся тел (рото­ров) Ц Открытия, изобретепия,— 1088,— N° 1.

[23] Значительно более полные таблицы имеются в книгах [35, 42; 61, т. 4]; там же приведены ссылки на первоисточники.

[24] Солее полпо принимаемые допущения сформулированы в кпнгах [35, 42],

[25] Напомним, что в этих книгах вибрациопяымп моментами пазываются величины V, — — V„ что, конечно, не имеет прин­ципиального значения.

[26] Под захватыванием понимают вырожденный случай син­хронизации, когда один из взаимодействующих автоколебательных объектов является неограниченно мощным и навязывает «свой ритм» оз всем прочим объектам.

[27] Определение парциальных угловых скоростей см. в п. 12.3.2.

[28] О понятии грубого минимума и некоторых дополнительных ограничениях, при которых справедливо рассматриваемое поло­жение, см, п. 12.3.1 п 12,3.2.

[29] Идея о вопможпостп использования эффекта самосппхропи - вацпи для снижения уровня колебапий роторов, вызываемых не­совершенством подшипников качения, была сообщена автору

10. Ю. Гяцявичюсом.