Пятница, 21 июня

Тренажеры на все группы мышц: Силовой домашний тренажер на все группы мышц

Силовой домашний тренажер на все группы мышц


Тогда на помощь приходит домашний тренажер, который вы ставите в одной из комнат и занимаетесь тогда, когда можете, не затрачивая время на дорогу.


Что представляют собой силовые тренажеры для дома?


Силовые тренажеры для дома представляют собой тренажер, который состоит сразу из нескольких механизмов, воздействующих на разные группы мышц. В итоге вы получаете сразу несколько тренажеров у себя дома, с помощью постоянных тренировок вы приведете в тонус все тело.

Не забывайте, что силовой и кардио тренажер отличаются друг от друга достаточно сильно. Первый формирует мышечный корсет и помогает развить мускулатуру, набрать массу и сделать тело рельефным. Кардио тренажеры мышцы не качают, они помогают развить сердечно-сосудистую и дыхательную систему, а также сбросить лишний вес, если он имеется. Говоря простым языком, если вы недовольны своим весом, вам нужен кардио тренажер и диета. Если худеть вы не хотите, но желаете получить красивое упругое и подтянутое тело с крепким мышечным корсетом вам тоже нужен тренажер – силовой, многофункциональный.



Занимаясь на силовой мультистанции вы получите крепкие мышцы рук, ног, пресса, ягодиц, спины и т.д. в зависимости от комплектации тренажера. Дополнить занятия вы можете упражнениями со свободными весами (пусть это будут даже разборные гантели), тогда вы получите эффект тренажерного зала. К тому же современные силовые домашние тренажеры не занимают много места в вашей квартире или доме.

Кроме начинающих атлетов, силовые мультистанции пользуются огромным спросом у настоящих фанатов силовых тренировок, которым всегда мало занятий и мышц на их накачанном теле. Поэтому они покупают их и занимаются каждый раз, когда родной тренажерный зал закрыт или же тренировки в день им мало, а также мало времени на разъезды и посещение зала.


Тренажер для дома – особенности конструкции и применение


В зависимости от комплектации тренажер может способствовать увеличению разных групп мышц, это могут быть и мышцы ног, рук, ягодиц, кора, груди и т. д. В таком разнообразии вы с легкостью найдете тот тренажер, который нужен именно вам. При этом, сама мультистанция не занимает много места.

Прежде чем приступить к занятым узнайте и освойте технику выполнения каждого из возможных упражнений и начинайте с постепенного увеличения нагрузки. Также вы должны устраивать себе отдых вовремя, даже если вы безумный фанат спорта.

Наш домашний тренажер соединяет в себе пять тренажеров: баттерфляй, жим от груди, разгибание ног, верхнюю тягу и нижний блок для упражнений на трицепс, но стоит как один. За эти деньги вы получите профессиональный силовой домашний тренажер, на котором сможете прокачивать мышцы рук, спины, груди, пресса, ног и ягодиц.

Силовые тренажеры на все группы мышц

На странице товаров:
20
40
Все

Сортировать по цене

Подбор параметров

Розничная цена

56 560

123 832. 50

191 105

258 377.50

325 650

Показать товары

Сбросить настройки

Многофункциональная станция HastPower 200 со стеком 70 кг — отличное сочетание биомеханики и функционального дизайна.

Мультистанция HastPower 200

56 560 Р.
56560

Добавить к сравнению

Многофункциональная станция HastPower 300 со стеком 100кг, не имеет себя равных в своем диапазоне.

Мультистанция HastPower 300

71 790 Р.
71790

Добавить к сравнению

Доступные опции к заказу (водят в комплект): одна пара J-чашек, два внутренних страхующих стоппера, кронштейн для боксерского мешка

UFC Рама для функционального тренинга

114 150 Р.
114150

Добавить к сравнению

Кроссовер угловой HD017-6 бренда Hasttings предназначен для проработки разных групп мышц. Занимаясь на нем, можно привести организм в тонус. Рама на тренажере отличается высокой прочностью и устойчивостью к различным нагрузкам. Занятия на тренажере абсолютно безопасны, благодаря его максимальной надежности. Тренажер подходит как для проведения домашних тренировок, так и для профессиональных спортзалов.

Кроссовер угловой Hasttings Digger HD017-6

236 000 Р.
236000

Добавить к сравнению

Машина Смита от Spirit имеет сверхпрочную конструкцию, весом 198 кг — надежный тренажер для спортивных клубов, фитнесс залов и т.д. Правильная биомеханика, безопасная система направляющих и надежность конструктива машины Смита отлично подойдут для новичков и любителей спорта со стажем. Гриф оснащен противовесом в 2 кг для очень низкого начального сопротивления. Благодаря тому, тренажер имеет вертикальную конструкцию, на нем можно выполнять большую часть упражнений, а настраивать его легко. Блокирующие элементы хорошо видны, их можно регулировать с высокой точностью, что дает пользователю чувство уверенности.
Будь в форме вместе со Spirit!

Машина Смита Spirit SP-4222

325 650 Р.
325650

Добавить к сравнению

Вам также могут быть интересны эти разделы

основные модели, достоинства и недостатки, подробное описание

Многие не хотят тратить деньги и время на походы в тренажерный зал. Занятия в спортивных клубах отнимают время, которое можно провести дома с семьёй. Современные люди погружаются в рабочие дела и не могут уделять внимание своим близким. Для этой цели они приобретают тренажёр для дома, который направлен на развитие разнообразных групп мышц.

Но не рекомендуется идти в магазин, чтобы купить первое попавшееся оборудование – необходимо обдумать множество нюансов и изучить характеристики. Только в таком случае можно подобрать подходящий тренажёр для дома.

Какой тренажёр выбрать

Сначала нужно разобраться с целями. Одно дело – прийти в тренажерный зал, который полностью обустроен оборудованием на все группы мышц, другое – желание купить тренажёр для дома на все группы мышц. Разумеется, абсолютно все группы ни один не охватит, но есть те, что способны задействовать большое количество мышц.

Обычно люди покупают тренажёры для двух целей.

  1. Похудение. Чтобы избавиться от лишнего жира, необходимо приобрести кардиотренажеры. Они полезны и тем, что способны улучшить работу сердца, повысить мышечный тонус. Регулярные занятия на тренажёре помогут похудеть.
  1. Наращивание мышечной массы. Кардиотренажеры не подойдут в этой ситуации – нужно приобретать силовые варианты устройств. Тренажёры улучшат мышечный тонус и массу тела.

Домашний тренажёр для похудения

Чтобы похудеть, необходимо выбирать кардиотренажер. Есть бюджетные варианты, которые подойдут для домашнего использования. К ним можно отнести скакалку, фитбол, диск вращения, хула-хуп, аб-роллер. Это незамысловатые средства, которые помогут похудеть. Заниматься лучше регулярно, а отдыхать между тренировками – мало, чтобы нагружать мышцы. Так будет происходить процесс жиросжигания.

Ежедневные нагрузки положительно скажутся на тонусе организма:

  • будут сожжены лишние калории;
  • отрегулируется масса тела;
  • набор веса прекратится.

Современные кардиотренажеры оснащают большим функционалом возможностей. Лучше ознакомиться с нюансами каждого тренажёра перед покупкой.

Кардиотренажеры

Если вышеперечисленные варианты не подойдут, нужно купить аппарат, который более основательно будет сжигать подкожный жир. К таким кардиотренажерам можно отнести:

Для начала необходимо ознакомиться с каждым из них.

Беговая дорожка

Это отличный тренажёр, который создаёт симуляцию ходьбы или бега. Когда человек бегает, задействуются почти все мышцы, эффективно сжигается большое количество жира. Калории уходят быстро. Такой вид тренажёра необходимо использовать тем, кто хочет подтянуть мышцы и укрепить здоровье.

Плюсы:

  1. Улучшаются сердечно-сосудистая и дыхательная системы, обмен веществ и тонус мышц.
  2. Тренировки можно ежедневно изменять, привносить разнообразие с помощью настроек (скорость движения и угол наклона).

Ориентироваться нужно на самочувствие. Следует вычислить необходимый ритм сердцебиения для бега. Тренировки влияют на фигуру и здоровье человека. И все это не в дорогом тренажерном зале, а дома. Необязательно сразу бегать: если есть большой излишний вес, трудно начинать беговые упражнения на больших скоростях, поэтому можно сначала использовать обычную ходьбу.

По мере освоения техники следует наращивать темп и переходить на бег. Это приведёт к тому, что лишний жир уйдёт.

Минусы:

  1. Тренажёр имеет высокую стоимость.
  2. В доме будет шум во время тренировки.
  3. При использовании тренажёра суставы организма будут испытывать большую нагрузку.
  4. Механические дорожки неудобны для тренировок, но электронные займут слишком много места.
  5. Нельзя использовать тренажёр, если имеются проблемы с позвоночником.

При покупке беговой дорожки необходимо обращать внимание на некоторые особенности.

  1. В дорожке должен быть установлен компьютер с разными режимами, счётчиками сердцебиения, программами, которые регулируют нагрузки в зависимости от сердцебиения и иных параметров.
  2. Беговое полотно должно быть хорошего качества, лучше выбрать широкое и длинное (0,5 или 1,5 метр).
  3. Если вес не больше 80 кг, можно покупать тренажёр с мощностью двигателя в 1, 5 л. с. Нет смысла приобретать большой и дорогой тренажёр, если цель тренировок – ходьба. В таком случае достаточно приобрести беговую дорожку, которая имеет максимальную скорость в 10 км/ч. Если вы будете бегать, значение должно быть выше.

Цены из интернет-магазина:

Механические беговые дорожки стоят от 150 долларов, а электронные – от 300.

Велотренажер

Велотренажер имитирует езду на велосипеде, что полезно для здоровья и фигуры. Но он больше направлен на нижнюю часть тела. Задействованы в основном ноги и ягодицы. Имеются несколько видов велотренажеров.

  1. Колодочные. Сопротивление педалей создаётся с помощью прижатых к маховику тормозных колодок. Недостаток заключается в том, что металлическая деталь со временем изнашивается, поэтому периодически нужно менять её на новую.
  2. Ремённый. Сопротивление достигается благодаря натянутым ремням, которые вращаются на колесе маховика. Чем сильнее установлена натяжка, тем тяжелее крутить педали. Недостаток – ремни могут со временем износиться и лопнуть.
  3. Магнитные. Это замечательный вариант велотренажера. Он удобен, создаёт мало шума, долговечен – уступает разве что электромагнитному оборудованию.
  4. Электромагнитный. Работает от электросети, нагрузка создаётся благодаря схеме, которая управляется от датчика. Такие тренажёры дороже своих вышеописанных товарищей, но более предпочтительны для тренировок. Недостатки: для функционирования необходимо электричество, тренажёр имеет более высокую цену.
  5. Горизонтальный. Изготовлен для людей, которые имеют варикоз или проблемы с позвоночником. Педали установлены на уровне живота, вращать их нужно из положения лёжа – это не будет травмировать позвоночник.
  6. Спин-байк. Симулятор шоссейного велосипеда. Руль установлен на одной линии с седлом, спина человека принимает почти горизонтальное положение при использовании.

Плюсы:

  • систематические занятия избавят от лишнего жира;
  • увеличится выносливость;
  • обмен веществ улучшится;
  • занятия положительно повлияют на сердечную мышцу.

Чтобы получить хорошую физическую форму, тренироваться придётся долго. Велотренажер занимает в доме небольшое место, а цена на него не слишком высока.

Минусы:

  • нельзя сложить и спрятать под кроватью или в кладовке;
  • задействуются только определённые мышечные группы;
  • часто изнашиваются механические части.

Покупая велотренажер, необходимо смотреть на его функционал. Должны присутствовать регулировка сцепления и изменения нагрузки, пульсометр, измерение калорий. Такие функции делают тренажёр дороже, но тренировка будет комфортнее и эффективнее.

Новые модели включает в себя уже заданные программы тренировок, могут посчитать время, пульс, скорость и показать, как необходимо работать. Человек может указать цель тренировки – разминка, похудение, выносливость.

Цены на тренажёры из интернет-магазина:

  • ремённые – 70 долларов;
  • магнитные – 200;
  • электромагнитные – 300;
  • горизонтальные – 250;
  • спин-байки – 300 долларов.

Можно выбрать и более дорогие виды устройств.

Степпер

Степпер – мини-тренажёр, который сможет проработать ноги и тонус мышц. Он не самый популярный, но у него есть неоспоримое преимущество – габариты. Компактный тренажёр представляет собой две педали, позволяющие сымитировать ходьбу по ступенькам. Для того чтобы сделать шаг, необходимо поставить переднюю «ступеньку» вниз.

Есть министепперы, которые включают в себя таймер и километраж. Выпускают и более объёмные модели, оснащаемые считывающим пульс компьютером. В таких моделях устанавливаются поручни.

Плюсы:

  1. Габариты. Даже самые продвинутые модели небольшие, по сравнению с другими кардиотренажерами.
  2. Простота использования.

Минусы:

  • Тренировки скучные.
  • Большая нагрузка на колени.

Цена недорогая и составляет 50 долларов за обычный степлер, более продвинутый – 100 долларов.

Эллиптические тренажёры

На таком оборудовании задействованы все группы мышц. Тренажёр минимально нагружает суставы, позвоночник и связки человека. Он представляет собой симулятор ходьбы на лыжах, где задействуются многие группы мышц. Устройство выглядит как две педали с ручками, соединённые между собой, но существуют и такие варианты, где они движутся независимо друг от друга. Это необходимо, если есть желание задействовать только верхнюю или нижнюю часть тела.

В тех моделях, где все движется одновременно, устанавливаются не только подвижные ручки, но и неподвижные. В таком случае можно тренировать только нижнюю часть тела. Такой тренажёр является средним между беговой дорожкой и велотренажером, поскольку даёт умеренную нагрузку на тело.

Движение ног осуществляется по круговой траектории, нагрузка на колени сводится к минимуму.

Плюсы:

  1. Во время тренировки задействуются многие мышцы тела, что приводит к быстрому похудению.
  2. Нагрузку получают мышцы, но не суставы.
  3. Развиваются сердечно-сосудистая и дыхательная системы.
  4. Нагрузка всегда равномерная и плавная.

Минусы:

  1. Тренажеры немаленькие.
  2. Дешёвые модели сильно шумят.

Эллиптический тренажёр подойдёт для домашних тренировок. В современных моделях обеспечен комфорт с помощью таких приспособлений, как пульсометры, спидометры, таймеры. Модели имеют различные программы. Можно вбить необходимые данные, после чего тренажёр сам вычислит нагрузку.

Это один из лучших тренажёров, который подойдёт для похудения и избавления от лишнего подкожного жира. Но пользователи жалуются на дешёвые виды тренажёров: их трудно собирать и разбирать, а транспортировочные колёса мешают тренировкам. Часто можно прочитать, что тренажёры во время тренировки из-за колесиков катаются по полу, поэтому нужно приобретать более дорогую модель.

Цены:

  • механические – от 100 долларов;
  • магнитные – 200;
  • электромагнитные – 400;
  • генераторные – 6 тыс. долларов.

Гребной тренажёр

Симулятор гребного вида спорта. В руки берутся вёсла, которые крепятся к сидушке. Сиденье подвижное и передвигается по монорельсу. Движение как в гребле осуществляется из-за того, что задействуется большое количество мышц. В результате выходит синхронная гребля.

Во время работы на тренажёре задействованы многие мышцы.

Плюсы:

  • во время занятий человек не заскучает;
  • тренировка эффективная;
  • нагрузка распределяется по всему телу;
  • мини-габариты тренажёра.

Минусы:

  • на позвоночник приходится большая нагрузка;
  • необходимо соблюдать правильную технику, поскольку в ином случае можно только повредить себе.

Цена на механический аппарат составляет 100 долларов и выше, а на электрические – от 200 долларов.

Силовые тренажёры

Такой многофункциональный вид оборудования обычно приобретают мужчины, поскольку тренажёр направлен на усиление мышечной массы и наращивание объёмов тела. Но нельзя путать мышечную массу и жировую, поскольку при неправильном подходе ни один тренажёр не излечит от ожирения – необходимо соблюдать и диету. Комплексный подход позволит достичь цели.

Силовые тренажёры подходят не только для мужчин – женщины тоже смогут на них заниматься. Но обычно именно мужчины приобретают такие многофункциональные силовые агрегаты, а девушки покупают кардиотренажеры.

Тренажёры, которые необходимо использовать со своим весом

Речь идёт о брусьях или шведской стенке. Такие тренировки эффективны. Занятие проводится со своим весом, но можно купить пояс, чтобы добавлять нагрузку. Тренажёры нарастят мышечную массу несильно, но чтобы стать обладателем крепкого, сухого и мускулистого тела, они подойдут.

Перед использованием необходимо проконсультироваться со специалистом, поскольку могут быть противопоказания к тренировкам. К примеру, подтягивание нельзя проводить людям, у которых есть сколиоз, позвоночные грыжи, радикулит, остеохондроз.

Занятия с собственным весом непростые. Если тренировки с отягощениями начинаются с лёгких весов, то собственный вес поднимать сложно.

Минусы упражнений – тяжело заниматься без подготовки, часто будут возникать мозоли на руках.

Гири штанги, лавки

Это универсальный вариант тренировки. С помощью свободных весов можно натренировать своё тело. Свободные веса помогают мышцестроению, поскольку на каждой тренировке необходимо производить отягощение оборудования. Но нужно соблюдать правильную технику. Если вы решили приобрести тренажёр со свободными весами, обратите внимание на жимовую лавку.

Лавка

Рассмотрим особенности, которые нужно учитывать при покупке. Угол наклона должен меняться. Смотреть нужно на те лавки, которые могут принимать разные положения. Высота стоек для штанги должна изменяться в зависимости от угла наклона скамьи. Верхнее положение стоек должно быть высоким, чтобы можно было использовать штангу для приседаний. Лавка требуется шириной примерно в 25 см. Если использовать меньшие размеры, то лопатки будут всегда свободными.

Широкая лавка будет блокировать их разведение, что негативно скажется на тренировках. Скамью лучше выбрать ту, которая оснащена подставкой для тренировки бицепсов, – скамья Смита.

Штанга и гантели

При покупке штанги необходимо ознакомиться с требованиями и соблюдать их. Нельзя покупать штангу без замков, которые фиксируют блины. Диаметр штанги должен быть стандартным, чтобы на него подходили все блины. Гриф не должен обладать гладкой поверхностью, поскольку он будет скользить в руках. Посадочные места для блинов требуются длинные, чтобы навесить несколько.

Эти же параметры можно отнести к гантелям.

Плюсы:

  • универсальность;
  • задействование многих мышц;
  • хорошее соотношение цены и качества.

Минусы:

  • тренировочную комнату нужно оборудовать;
  • необходимо беспокоиться о поле;
  • оборудование занимает много пространства;
  • следует изучить технику выполнения упражнений, желательно иметь опыт таких тренировок.

Цены

  • гантели – 30 долларов;
  • брусья или турник – 20;
  • шведская стенка – 80;
  • универсальная жимовая скамья – 100 и выше;
  • сборная штанга до 130 кг – 80 долларов.

Итог

Для того чтобы похудеть, лучше купить беговую дорожку и гребные тренажёры. Если необходимо укрепить ноги, лучше выбирать велотренажер или степпер. Тем людям, что хотят добиться красивого пресса, следует купить турник, на котором можно выполнять подъёмы ног. В том случае, если необходимо подтянуть мускулатуру, полезно приобрести многофункциональный силовой агрегат. А для набора мышечной массы нужно приобретать тренажёры со свободными весами.

Тренажеры для дома

Выбираем лучший тренажер для дома

Когда речь идет о здоровье и красоте, экономия неуместна. Мы выбираем лучших врачей, стараемся есть натуральную органическую пищу и пользуемся косметикой проверенных марок. К тренажерам для дома также следует предъявлять высокие требования. Для домашнего спортзала следует приобретать самые лучшие тренажеры, которые обеспечат комфорт, безопасность для здоровья и эффективность самостоятельных тренировок.

Отличия домашних тренажеров класса премиум

Чем тренажеры «премиум» отличаются от недорогих моделей? По-настоящему разницу можно ощутить лишь на практике – любой, кто хотя бы раз имел дело с лучшими тренажерами, не захочет возвращаться к дешевым.

Такие тренажеры комфортны в использовании, так как при их создании учитываются принципы биомеханики – анатомическое строение и естественные траектории движения человеческого тела. Это позволяет наиболее эффективно выполнять естественные движения, правильно задействовать нужные группы мышц, не повреждая при этом суставы, и, как следствие, получать максимальный эффект от тренировок без вреда для здоровья.

Они надежны и безопасны, рассчитаны на высокие нагрузки, но при этом работают практически бесшумно, изготовлены из прочных гипоаллергенных современных материалов, которые могут выдерживать огромные нагрузки. Долгий срок службы без потери качества также немаловажный фактор, так как тренажер покупается на долгий период и зачастую для нескольких членов семьи. Поэтому важно, чтобы даже спустя 7-10 лет было приятно и полезно им пользоваться.

Тренажеры класса премиум, в первую очередь это касается кардиотренажеров, обычно оснащены встроенными медиасистемами и программным обеспечением, с помощью которых можно регулировать нагрузки, составлять планы тренировок, отслеживать результаты, тем самым делая занятия спортом увлекательнее и результативнее. У таких систем есть и развлекательные функции – самые продвинутые позволяют смотреть ТВ, выходить в интернет, просматривать почту, играть в разнообразные игры и даже делиться своими успехами в соцсетях, объединяющих любителей спорта. Наиболее современные тренажеры премиального сегмента также совместимы с мобильными приложениями. Словом, элитные модели фитнес-оборудования для дома не просто помогают поддерживать себя в форме – они превращают тренировки в удовольствие. Рассмотрим подробнее возможности современных тренажеров.

Лучшие эллиптические тренажеры

Эллиптический тренажер совмещает в себе функции степпера и беговой дорожки. Во время занятий на нем ноги движутся по эллиптическим траекториям – отсюда и название. Плавные и размеренные движения не травмируют суставы, но при этом интенсивность тренировок выше, чем при занятиях на степпере.

Эллиптические тренажеры улучшают работу дыхательной системы, укрепляют сердце и позволяют задействовать практически все группы мышц одновременно: мышцы рук, ног, ягодиц и спины. Этот тренажер станет прекрасным помощником для желающих укрепить кардиосистему, сбросить пару лишних килограммов и быть в тонусе. Занятия на премиальном «эллипсе» не предполагают ударной нагрузки на суставы, что делает его оптимальным выбором для пожилых, людей, страдающих заболеваниями суставов и опорно-двигательного аппарата, и тех, кто проходит курс реабилитации после травм.

Элитные модели таких тренажеров проектируются с учетом естественной механики человеческого тела — могут подстраиваться под ширину шага и привычные движения человека. Их ход более плавный, чем у дешевых моделей. При выборе обратите внимание, насколько близко друг от друга расположены педали – чем ближе педали друг к другу, тем правильнее будет траектория движений и ниже излишняя нагрузка на поясницу.

Одна из типичных проблем «эллипсов» – высокий уровень шума, но в дорогих моделях она решена посредством использования современных технологий – они бесшумны и подходят даже для помещений с низкой звукоизоляцией.

Беговые дорожки

Беговая дорожка – один из самых распространенных тренажеров – возможно, потому, что тренировки на нем просты и понятны.

Беговые дорожки премиум-сегмента отличаются от продукции класса эконом большим и широким беговым полотном, а также мощным двигателем и надежной рамой, рассчитанными на высокие нагрузки в течение длительного срока службы. Обратите внимание на то, что запатентованная система амортизации должна располагаться по всей длине бегового полотна. На дешевых моделях она имеется только в центре дорожки. Благодаря грамотно установленной системе амортизации, нагрузка на 30% ниже, чем при беге по твердым поверхностям.

Элитные тренажеры отличаются удобством и эргономичностью – боковые и передние рукояти придают дополнительную стабилизацию при интенсивном выполнении тренинга, компенсатор неровностей пола позволяет устанавливать тренажер на различных покрытиях. Заметим, что занятия на беговой дорожке с хорошей системой амортизации намного полезнее и безопаснее, чем бег по жесткой поверхности, например, по асфальту. Также существуют модели с уникальными функциями – например, возможностью изменения жесткости бегового полотна, что позволяет имитировать бег по разным типам поверхностей.

Вертикальные и горизонтальные велотренажеры

Велотренажеры чаще всего выбирают для домашнего использования – они не требуют много места, заниматься на них просто и приятно. Тренировки на велотренажере способствуют похудению, укрепляют сердце, мышцы ног, спины, и повышают выносливость.

Многоступенчатая регулировка положений руля и сидения в премиальных моделях с помощью встроенного штифтового механизма позволяет приспособить тренажер к любым индивидуальным особенностям пользователя, а специальная конструкция обеспечивает максимальную естественность хода, создавая полное ощущение поездки на велосипеде.

Но главное отличие домашних велотренажеров премиум-класса заключено в том, что они создаются с учетом особенностей строения человеческого тела. Такой тренажер априори будет безопасным для вашего здоровья.

Элитные модели кардиотренажеров, будь то велотренажер или беговая дорожка, позволяют максимально точно регулировать интенсивность тренировок в зависимости от частоты пульса. Интервальные тренировки с чередованием высокой и низкой нагрузки очень эффективны, но для того, чтобы результат соответствовал ожиданиям, нужно, чтобы тренажер правильно «рассчитывал» частоту пульса (за счет наличия беспроводных высокоточных датчиков пульса и проводных датчиков на рукоятях) и корректно формировал нагрузку. Иначе вреда от такой тренировки будет больше, чем пользы. Дешевые тренажеры редко отличаются точностью измерений, в то время как тренажеры премиум-класса реагируют даже на едва заметное изменение частоты пульса, снижая или повышая нагрузку и поддерживая сердцебиение в оптимальном диапазоне.

Силовые мультистанции

Мультистанции – это многофункциональное оборудование, предназначенное для выполнения разнообразных силовых упражнений на все группы мышц.

Траектории движений элитных мультистанций разработаны по принципам биомеханики, ход рычагов плавный и гладкий, а нагрузку очень легко регулировать. В отличие от дешевых моделей, они очень устойчивы и надежны.

Стоит сказать, что при создании этого оборудования используют одну из двух основных технологий – фиксированные тяги, когда траекторию движений задает сам тренажер, и тросовые тяги – когда траектория движений практически не ограничена. На первых проще заниматься новичку, при работе на вторых активно прорабатываются мышцы-стабилизаторы, поэтому занятия на таких тренажерах лучше подойдут более опытному атлету.

Отметим, что мультистанции позволяют заниматься в одиночку, в то время как на обычных «станках» следует тренироваться под присмотром инструктора. Однако, даже несмотря на то, что конструкция мультистанций премиум-класса практически исключает какой-либо риск травмы и неправильного выполнения упражнения, перед началом самостоятельных занятий все-таки лучше взять несколько уроков у персонального тренера. Он научит технике выполнения упражнений и проконтролирует правильность посадки.

Это интересно
Отцом тренажеростроения можно назвать шведского врача Густава Зандера, который еще в середине XIX века создал более 30 машин для тренировки мускулов – все они были очень похожи на современные силовые станции. Опытные образцы Зандер выставил в своем институте, который стал первым в истории тренажерным залом. К 1911 году предприимчивый врач открыл более 200 таких залов.

Выбирая тренажер, помните, что лучшая рекомендация его востребованность у профессионалов. Люди, выбравшие спорт делом всей своей жизни, точно знают, каким должен быть идеальный тренажер. При ежедневных тренировках с огромными нагрузками даже самая незаметная недоработка в конструкции становится проблемой. Поэтому выбору профессиональных спортсменов и крупных фитнес-сетей действительно можно доверять.

Даже самый простой тренажер премиум-класса будет намного лучше и долговечнее, чем «навороченная» модель от менее притязательного производителя. Заниматься на нем будет комфортнее, а результаты станут значительно лучше.

Какие мышцы работают на эллиптическом тренажере — Элептика.ру

Каталог статей



Занятия на эллиптическом тренажере — отличное средство, чтобы усовершенствовать физическую форму, укрепить здоровье и, конечно, похудеть. Эллиптический тренажер относится к категории кардио-тренажеров: он улучшает работу сердечно-сосудистой системы и позволяет постепенно и безопасно сбрасывать вес. Отличие его от других тренажеров состоит в том, что эллиптический тренажер задействует буквально все группы мышц.


Чтобы понять, какие мышцы работают при занятиях на эллиптическом тренажере, следует рассмотреть основные упражнения во время тренировок и их действие.


Основное положение:

Голова поднята, туловище выпрямлено, руки расположены на подвижных рукоятках. В этом случае задействованы все группы мышц. Когда ноги выпрямляются, работает четырехглавая мышца бедра, когда нога нажимает на платформу — икроножная. Подколенное сухожилие работает при сгибании ног. В этом положении идет нагрузка и на руки: при активном их сгибании и выпрямлении тренируются большие грудные мышцы, бицепс и трицепс. Мышцы брюшного пресса, как и мышцы спины, поддерживающие тело в вертикальном положении, задействованы на протяжении всей тренировки. Также руки можно оставить на неподвижном поручне, тогда нагрузка с них снимается.

Такой вариант занятий считается самым простым и при этом самым эффективным для похудения, но при длительной тренировке — от 45 минут.


Обратное движение:

Туловище старайтесь держать прямо, но ноги движутся назад, больше сгибайте колени. Мышцы, работающие при этом на эллиптическом тренажере — икроножные и ягодичные, а также подколенное сухожилие. Нагрузка на суставы в этом положении повышается.



Подъем в гору или Наклон вперед:

Статичное положение рук (держимся за неподвижный поручень), наклон туловища вперед. Работают при этом только ноги. Эллиптический тренажер разрабатывает при этом такие группы мышц, как четырехглавая мышца бедра (квадрицепс), мышцы голени, икроножные мышцы. Особенно большая нагрузка приходится на ягодичную мышцу: это наилучший режим для ее проработки.




Отклонение назад:

Колени согнуты, тело в положении сидя. Работают такие мышцы, как ягодичная, мышцы бедра, спины и брюшного пресса. Рукоятки при этом не задействованы, держаться можно за неподвижный поручень.


И, разумеется, при любом положении тела эллиптический тренажер заставляет работать главную мышцу нашего тела — сердечную мышцу.


Некоторые модели эллиптсов, представленных, например, на сайте eleptika.ru, позволяют автоматически выбрать программу, более активно разрабатывающую ту или иную группу мышц. Узнать, какие мышцы работают при занятиях на эллиптическом тренажере, можно также с помощью видеообзоров или у консультантов сайта.

Как выбрать тренажер для дома на все группы мышц?

Регулярные занятия спортом – ключ к хорошему самочувствию, стройной фигуре, здоровью и долголетию. Отсутствие необходимой ежедневной активности приводит к набору лишнего веса, гиподинамии, проблемам с сердцем, сосудами и другим различным заболеваниям. Если у вас нет возможности на регулярной основе посещать спортивный зал, то вам необходим тренажер для дома на все группы мышц. Какой выбрать вариант, чтобы тренировки были максимально эффективны и полезны для здоровья? Рассмотрим подробно наиболее популярные модели.

Какой тренажер на все группы мышц для дома лучше?

На российском рынке представлен широкий ассортимент вариантов домашних помощников для похудения и обретения долгожданных атлетических форм. Многие модели являются узкоспециализированными. Их конструкция позволяет прорабатывать какую-то одну большую группу мышц, например ягодицы и мускулатуру ног или пресс и талию. Такие модели – отличный вариант для просторных спортивных залов, где есть возможность разместить много тренажеров и прорабатывать группы мышц по отдельности под наблюдением опытного тренера.

Но если у вас нет возможности регулярно ходить в спортклуб, то лучшее решение – универсальный тренажер для дома на все группы мышц. Такие модели специально созданы для комплексной проработки мускулатуры тела: бедра, ягодицы, пресс, спина, грудь, руки. Они обладают компактными размерами, просты в сборке и удобны в использовании. В зависимости от целевого назначения универсальные модели бывают двух видов: кардио и силовые тренажеры. Рассмотрим плюсы и минусы занятий в домашних условиях для каждой категории.

Преимущества и недостатки кардиотренажеров

Кардиотренажеры специально разработаны, чтобы оказывать интенсивную аэробную нагрузку на весь организм. Благодаря насыщению крови максимальным количеством кислорода, во время такой тренировки активизируется обмен веществ, укрепляется сердечно-сосудистая система, стабилизируется работа внутренних органов. Если вы хотите похудеть, повысить тонус мышечной массы, увеличить силу и выносливость, то кардиотренажер – лучший тренажер для дома на все группы мышц.

Плюсы кардиотренировок в домашних условиях:

  • снижение лишнего веса;
  • улучшение тонуса мускулатуры;
  • развитие системы дыхания;
  • повышение выносливости;
  • укрепление сосудов и сердца;
  • стабилизация нервной системы;
  • повышение гибкости связок и суставов;
  • детоксикация организма;
  • снижение риска различных заболеваний (диабет, инфаркт, венозная недостаточность).

Основной недостаток занятий на кардиотренажере – отсутствие возможности качественно проработать мышечную массу и добиться четкого рельефа мускулатуры. На первоначальном этапе похудения аэробная нагрузка поможет вам быстро сбросить лишний вес и физически укрепить весь организм, а в дальнейшем поддерживать спортивную форму на хорошем уровне. Но если вы хотите увеличить мышечную массу и качественно прокачать мускулатуру, то вам нужен силовой тренажер для дома на все группы мышц. Поговорим о том, какими достоинствами и недостатками обладают такие модели.

Силовые тренажеры: плюсы и минусы

Занимаясь на этой категории тренажеров, вы получаете анаэробную физическую нагрузку. В условиях кислородного голодания происходит наработка мышечной массы, укрепление мускулатуры, вывод излишков воды и солей из организма. На таких моделях удобно тренировать отдельные группы мышц, улучшать и поддерживать физическую форму. Если вы хотите развить силу и выносливость, проработать рельеф мускулатуры, то силовой тренажер на все группы мышц для дома – отличное решение.

Плюсы занятий в домашних условиях:

  • набор мышечной массы;
  • улучшение рельефа мускулов;
  • развитие силы и выносливости;
  • укрепление суставов и связок;
  • избавление от избытка веса;
  • стабилизация работы внутренних органов;
  • укрепление всего организма.

Что касается недостатков, то силовые тренажеры в большей степени подходят для мужчин и требуют повышенной самоорганизации с разработкой четкой программы занятий, чтобы мускулатура тела развивалась пропорционально. Если вы являетесь опытным атлетом, то для вас не составит труда на регулярной основе эффективно выполнять упражнения на такой модели. Если тренажер приобретается для семейного пользования, то рекомендуем остановить свой выбор на кардиотренажере.

Универсальный тренажер – лучший вариант для домашних тренировок, позволяющий добиться идеальных параметров тела. Приобретая такого помощника, вы не только быстро избавитесь от лишних килограммов, усовершенствуете формы и укрепите мышечную массу, но и значительно улучшите здоровье. Наш обзор тренажеров для дома на все группы мышц поможет вам выбрать самый лучший вариант для тренировок.

Эллиптический тренажер

Отличная универсальная модель личного помощника для похудения – эллиптический тренажер для дома на все группы мышц. Он прекрасно тренирует сердце и сосуды, ускоряет обмен веществ, приводит в тонус мускулатуру тела. Во время занятия на таком тренажере вы получаете интенсивную кардионагрузку, не перегружая связки и суставы ног. При среднем темпе выполнения упражнения сжигается до 400 ккал за 30 минут.

Специфика конструкции эллипсоида позволяет имитировать 4 вида упражнений: бег, ходьба, лыжи, велосипед, задействовав как нижнюю, так и верхнюю часть тела. Низ тренажера выполнен в виде двух педалей, которые приводятся в непрерывное движение с помощью силы ног пользователя, что позволяет тренировать ягодицы, бедра и другие мышцы нижних конечностей. Верх – рычаги для рук, которые нагружают мускулатуру торса. Эллиптический тренажер – прекрасный помощник для похудения и улучшения физической формы.

Беговая дорожка

Отличный вариант для тренировки в домашних условиях – беговая дорожка. Этот тренажер отлично нагружает все мышцы тела, развивает сердечно-сосудистую систему, активизирует обмен веществ, приводит в тонус весь организм. При средней интенсивности бега за одно занятие длительностью полчаса сжигается 400-500 ккал. Регулярно занимаясь на беговой дорожке по 30-40 минут в день, вы легко избавитесь от лишних килограммов.

Существуют разные виды таких тренажеров. В зависимости от сложности конструкции пользователю доступны:

  • либо самые простые функции, например самостоятельно регулировать темп тренировки, ускоряя или замедляя скорость;
  • либо дополнительные опции – возможность изменять угол наклона, электронная регулировка интенсивности, специальные программы занятий.

Такой тренажер на все группы мышц для дома для похудения, как беговая дорожка, поможет вам быстро восстановить физическую форму после длительного перерыва в занятиях спортом, избавиться от лишних килограммов, улучшить работу сердца и сосудов, проработать все мышцы тела. Занимаясь на этом тренажере, обязательно обращайте внимание на состояние ваших суставов во время тренировки. Если возникают болевые ощущения, то рекомендуется снизить интенсивность и темп упражнений.

Степпер

Хороший тренажер для дома на все группы мышц – степпер, имитирующий активный подъем по лестнице. Существуют разные модификации такого помощника для похудения, например «Кардио Слим», которые активно нагружают не только мышцы ног, но и помогают развивать верхнюю часть тела. Степпер дает хорошую кардионагрузку, которая позволит сбросить лишние килограммы, повысить тонус мышечной массы, сформировать красивое тело за короткий срок. За 1 час занятия на тренажере в среднем темпе расходуется до 400 ккал.

Выбрав степпер для занятий спортом, вы добьетесь отличных физических результатов. Регулярные упражнения на тренажере помогут вам улучшить форму бедер и ягодиц, укрепить связки и суставы, избавиться от лишнего веса. Степпер – универсальный помощник для похудения и оздоровления организма в домашних условиях для всех членов вашей семьи.

Райдер

Прекрасный вариант для развития всех групп мышц тела – тренажер под названием райдер. Тренировка на нем имитирует езду на лошади, поэтому такие модели часто называют всадниками. Благодаря особенностям конструкции, тренажер задействует ключевые мышцы тела, комплексно укрепляя мускулатуру ног, спину, пресс и руки. При средней интенсивности занятий за 1 час тренировки тратится 550-600 ккал.

Райдер – уникальный тренажер для дома на все группы мышц (фото выше). Он дает прекрасную кардионагрузку на все тело, излишне не перегружая связки и суставы. Выполняя упражнения на регулярной основе, вы отлично проработает мускулатуру, быстро похудеете и укрепите свое здоровье.

Мультистанции

Большую группу силовых тренажеров можно условно отнести в одну категорию — мультистанции. Такие конструкции могут иметь множество модификаций в зависимости от целевого назначения. Например, спортивные комплексы, предназначенные для проработки основной мускулатуры тела, включают петли для тренировки пресса и рук, станцию для тренировки мышц ног, скамью для жима лежа и пресса, турник для подтягиваний и т. д. Часто в комплекте идут дополнительные грузы и утяжелители, дающие возможность регулировать физическую нагрузку. Такой силовой тренажер для дома на все группы мышц своими руками можно изготовить из подручных материалов или приобрести в магазине спортивных товаров.

Заключение

Выбирая личного помощника для похудения, обращайте внимание не только на целевое назначение и функциональность тренажера, но и на качество изготовления изделия. Не экономьте средства! Только качественная модель, выполненная из прочных материалов с учетом техники безопасности, прослужит вам долгое время без всяких проблем и неприятностей.

Силовая зона

 В тренажерном зале Family Lab подобран комплекс силовых тренажеров, которые позволяют эффективно проработать все группы мышц.

  • Тренажер для тренировки мышц рук – бицепс/трицепс;
  • Тренажер для мышц ног – внутренняя поверхность бедра, сведение и разведение ног;
  • Тренажер гиперэкстензия – для мышц пресса и спины, при определенной технике на этом тренажере можно прокачивать ягодичные мышцы, заднюю поверхность бедра и даже косые мышцы живота;
  • Тренажер тяга верхнего/нижнего блока – это тренажер для широчайшей и трапециевидной мышцы спины. Тренажер оснащен простой в регулировке подушкой для фиксации бедер, длинным сиденьем и опорой для ног для обеспечения удобного выполнения обоих упражнений. Вы можете с легкостью добавить дополнительный вес для увеличения нагрузки простым нажатием рычага;
  • Машина Смита – это установка для выполнения упражнений становая тяга, жим от груди в положении лежа, приседания и выпады со штангой. Главное преимущество данного тренажера в том, что он помогает сохранять правильную траекторию выполнения упражнений;
  • Наклонная скамья для стального пресса.

     Силовые тренажеры помогут вам развить силу, увеличить мышечную массу и как результат приобрести красивый рельеф.

     Для достижения выше обозначенных результатов необходимо выполнять правильную технику упражнений, чтобы не навредить себе. Если вы сомневаетесь или не знаете с чего начать, смело обращайтесь к дежурному тренеру, который покажет и расскажет, как правильно работать на тренажерах. Или воспользуетесь персональной тренировкой с тренером. 

    Чтобы выяснить, какие тренировки помогут вам достичь оптимального результата, пройдите сеанс персональной фитнес-диагностики. Запись по телефону: 57-57-11.

Виброплатформа SONIX


Знаете ли вы, что во время обычной тренировки задействованы всего не более 40% мышечных волокон? А можно ли активизировать все 100%? Да – с виброплатформой SONIX!

В основе эффективности виброплатформы SONIХ – запатентованная технология вертикальных низкочастотных вибраций. Такая вибрация является естественной для человеческого организма, она обеспечивает деликатный массажный эффект всего тела от стоп до шеи.

Занятие на виброплатформе SONIХ приводит в тонус все группы мышц, включая те, которые не задействованы во время обычных тренировок. Кроме того, во время занятия усиливается кровообращение, улучшается состояние суставов и сухожилий, ускоряется расщепление целлюлита.

В отличие от грубых механических вибраций, физиологичное воздействие виброплатформы SONIХ не создаёт напряжения в суставах и позвоночнике.

Преимущества занятий на виброплатформе:

  • Устранение целлюлита и интенсивное жиросжигание;

  • Повышение эффективности любых выполняемых упражнений;

  • Разгон метаболизма;

  • Улучшение состояния опорно-двигательного аппарата;

  • Активизация питания тканей и кислородного обмена.

Виброплатформа повышает эффективность любых упражнений, выполняемых на ней: приседаний, наклонов, скручиваний, элементов из йоги и др.

Инструктор тренажёрного зала поможет вам составить индивидуальную программу упражнений для выполнения на виброплатформе, чтобы польза от тренировок была максимальной.

Чтобы выяснить, какие упражнения и виды нагрузки помогут вам достичь оптимального результата, мы рекомендуем пройти сеанс персональной фитнес-диагностики. Запись по телефону: 57-57-11.

Кроссовер KEISER


Кроссовер KEISER — это универсальный многофункциональный силовой тренажер для гармоничной проработки всех групп мышц. Совершенствуете ли вы форму или активно сбрасываете вес – кроссовер поможет достичь невероятных результатов.

С помощью кроссовера можно создать красивый рельеф мышц ног, рук, плеч, спины, груди и пресса. Тренажёр имеет верхний и нижний тяговые блоки с регулируемой высотой для верхней и нижней части тела соответственно.

Занятие на этом тренажёре строится из сочетания таких упражнений, как сведение рук, махи ногами с сопротивлением, скручивания на пресс, тяга с наклоном, различные подъёмы рук и ног (перекрёстные, фронтальные, боковые и задние).

Упражнения на кроссовере позволяют достичь множества положительных результатов:

  • Создать красивый рельеф мышц;

  • Повысить выносливость организма;

  • Сжигать порядка 500 калорий за одну тренировку;

  • Подтянуть формы и построить красивый силуэт;

  • Сбросить лишние килограммы.

Усилить эффективность тренировки

Инструктор тренажёрного зала поможет вам составить индивидуальную программу тренировок на кроссовере, так чтобы польза от занятий была максимальной.

Чтобы выяснить, какие упражнения и виды нагрузки помогут вам достичь оптимального результата, мы рекомендуем пройти сеанс персональной фитнес-диагностики. Запись по телефону: 57-57-11.

Пневматический тренажёр для мышц ног KEISER Squat Air


В пневматическом тренажёре KEISER Squat Air, в качестве силового блока используется пневматический привод. Преимущества использования пневматического сопротивления в том, что оно позволяет выполнять упражнения с высокой скоростью в высоком темпе, чего нельзя добиться с использованием свободного отягощения.

Приседания с пневматическим сопротивлением помогут достичь красивого рельефа бёдер и ягодиц в несколько раз быстрее, чем обычные приседания.

Тренажёр оснащён системой интеллектуальной настройки: вы можете регулировать уровень сопротивления прямо во время тренировки, воспользовавшись кнопкой на рукоятке.

Пневматический тренажёр KEISER Squat Air позволяет совершать усиленные, но плавные движения, исключая чрезмерные нагрузки на коленные суставы. Это делает даже очень интенсивную тренировку исключительно безопасной.

Если вы хотите за короткий срок подтянуть бёдра и ягодицы, похудеть и обрести красивые ноги, попробуйте тренажёр KEISER Squat Air.

Инструктор тренажёрного зала поможет вам составить индивидуальную программу тренировок, так чтобы польза от занятий была максимальной.

Чтобы выяснить, какие упражнения и виды нагрузки помогут вам достичь оптимального результата, мы рекомендуем пройти сеанс персональной фитнес-диагностики. Запись по телефону: 57-57-11.

Гантели и штанга


Классические снаряды для тренировок с утяжелением, гантели и штанга – неотъемлемый атрибут любого спортзала. И, конечно, у нас они тоже есть.

В зале предусмотрена стойка для штанги, несколько утяжелителей разного веса, а также доска для пресса, на которой можно выполнять упражнения с отягощением.

Кроме того, у нас вы найдёте полный набор гантели разного веса, от самых лёгких до самых увесистых. Вы можете выбрать комфортный вес и использовать гантели для дополнительной нагрузки, например, на беговой дорожке.  

Тренажер для дома на все группы мышц: советы по выбору

Содержание статьи:


Часто люди не могут найти свободное время для посещения фитнес-центра, но хотят привести свое тело в порядок. В такой ситуации можно заниматься дома. Правильно организовав тренировочный процесс, можно получить отличные результаты. Тренажеров выпускается очень много, и зачастую люди оказываются перед серьезным выбором, не зная, какой спортивный инвентарь предпочтительнее.Сегодня мы расскажем, как выбрать тренажер для дома всем группам мышц.

Какие есть тренажеры?

Все существующие на сегодняшний день тренажеры можно классифицировать по двум параметрам: типу нагрузки и функциональности. Разберемся с этим вопросом подробнее. По типу нагрузки тренажеры делятся на две группы:

  1. Мощность.
  2. Кардиотренажеры.

В первую группу входят спортивные снаряды, позволяющие увеличить силу, выносливость, а также набрать мышечную массу.Силовые тренировки способствуют увеличению скорости обменных процессов, укрепляют костные ткани, суставные и связки. Кроме того, силовые тренировки могут стать отличным средством борьбы с лишним весом.

Кардиотренажеры хорошо известны многим — эллипсоид, беговая дорожка, степпер, велотренажер. Аэробные тренировки положительно влияют на работу сердечной мышцы, дыхательной системы, ускоряют обмен веществ и увеличивают скорость утилизации жировой ткани.

Типы силовых тренажеров

Вернемся к силовым тренажерам, которые также можно разделить на узкоспециализированные и многофункциональные.

Неспециализированные силовые тренажеры

Этот вид спортивного инвентаря чаще всего устанавливается в фитнес-центрах. Каждый тренажер предназначен для изучения определенной группы мышц, например пресса, бицепса, спины и т. Д. Его часто используют начинающие спортсмены, не обладающие достаточной техникой для работы со свободными весами. Дело в том, что в тренажерах строго задана траектория движения спортивного снаряда, что не допускает ошибок. Однако устанавливать их дома нецелесообразно, так как потребуется много места.

Многофункциональные тренажеры

Этот вид спортивного инвентаря часто называют электростанциями. Такие комплексы объединяют сразу несколько силовых тренажеров и позволяют выполнять более трех десятков упражнений на мышечные группы всего тела. Вот основные элементы многофункциональных тренажеров:

  • Шаблон для накачки бицепса.
  • Скамья для жима лежа.
  • Тяга вертикальная и горизонтальная.
  • Стенд для изучения мышц живота.
  • Блок для подкачки ног.

Многие тренажеры ремней оснащены компьютерами, что позволяет отслеживать различные показатели. Кроме того, в продаже можно найти и промежуточные варианты тренажеров между узкоспециализированными и многофункциональными. Допустим, с помощью верхнего блока можно накачать ноги, трицепсы и спину.

Как выбрать домашний тренажер на все группы мышц?

Прежде всего, вам нужно определиться с ответами на несколько вопросов:

  • Какими финансовыми средствами вы располагаете?
  • Сколько человек будут пользоваться симулятором?
  • Какие цели преследуют ваши тренировки — набор массы или похудание.
  • Сколько свободного места можно выделить для установки спортивного инвентаря?

Когда вы ответите на вышеперечисленные вопросы, сразу станет понятно, что искать. Сегодня в магазинах достаточно большое количество различных тренажеров и разброс цен велик. Наверняка вы сможете найти технику под выбранный бюджет. Но при этом следует помнить, что качественный спортивный инвентарь не может стоить дешево. Если другие члены вашей семьи планируют тренироваться, вы можете выбрать силовую мультистанцию, которая позволяет тренироваться сразу нескольким людям.

Лучшие производители спортивного инвентаря

Если вас интересует, как выбрать тренажер для дома на все группы мышц, то вам стоит познакомиться с ведущими производителями в этой области:

  1. Kettler. — немецкая компания, основанная в середине прошлого века и все это время прочно занимающая лидирующие позиции. Во-первых, большим успехом пользуются упражнения Кеттлера, а с электростанциями дела обстоят несколько хуже.
  2. Cybex. — американский производитель, в ассортименте которого можно найти большое количество различных видов спортивного инвентаря.
  3. Horizon — один из самых популярных брендов, производящих товары для дома.
  4. Diadora — компания из Италии, продукция которой отличается высоким качеством и привлекательной стоимостью.

Какие критерии нужно учитывать при выборе домашнего тренажера на все группы мышц?

Пора подробно ответить на вопрос, как выбрать тренажер для дома на все группы мышц и перейти к практическим рекомендациям.Для начала рекомендуем ознакомиться с инструкциями производителя. Качественные тренажеры характеризуются следующими параметрами:

  • Каркас сварной из высокопрочной стали.
  • Износостойкое покрытие.
  • Оснащен авиационными кабелями.
  • Износостойкий материал спинки и подушек сиденья.

Выбирая тренажеры, не следует ориентироваться только на марку или внешний вид оборудования. Обязательно попробуйте тренажер в работе и убедитесь, что вам все подходит.А теперь рассмотрим основные параметры, на которые стоит обратить внимание, если вы хотите знать, как выбрать тренажер для дома на все группы мышц.

Все тренажеры можно разделить на три ценовые категории:

  • 1-я категория — Стоимость оборудования находится в пределах от 25 до 650 тысяч рублей.
  • 3-я категория — цена оборудования превышает 150 тыс. Руб.

Совершенно очевидно, что в первой ценовой категории есть тренажеры начального уровня.Тренироваться можно эффективно, но качество такого оборудования не самое высокое. Не рекомендуем обращать внимание на тренажеры этого класса или выбирать очень внимательно.

Вторая категория — это устройства, отвечающие большинству требований. Они не только будут эффективными, но и прослужат долгие годы. В последней группе представлены тренажеры, которые точно станут отличным выбором. Однако их стоимость может не понравиться всем.

Лучшие кардиотренажеры для домашнего использования

Мы только что ответили на вопрос, как выбрать тренажер для дома для всех групп мышц? Однако не всегда многофункциональные тренажеры нужны.Например, большинству девушек будет вполне достаточно тренажера карио, а силовые тренировки можно проводить с гантелями. Основная задача тренировок для женщин — улучшение внешнего вида фигуры, а не набор максимальной мышечной массы. Поговорим, какой кардиотренажер можно купить для домашних тренировок.

Велотренажер

Это один из самых популярных видов спортивного инвентаря, отличающийся привлекательной стоимостью и небольшими габаритами. Сегодня производители выпускают три основных типа велотренажеров:

  1. Штанги — сопротивление создается за счет прижатия тормозных колодок к маховику.
  2. Ремень — Нагрузка зависит от степени натяжения ремня, передающего движение на маховик.
  3. Магнитный — Вам необходимо подключиться к электрической сети, чтобы обеспечить работу электромагнитов, регулирующих уровень нагрузки.

Кроме того, доступны специальные тренажеры для людей, страдающих варикозным расширением вен или имеющих проблемы со спиной. Их конструкция имеет горизонтальное положение и человек вращает педали, лежа на спине. Велотренажеры можно считать самыми безопасными для людей с большой массой тела.К тому же для их установки потребуется не более двух квадратных метров свободного пространства. Однако есть несколько недостатков, о которых следует знать при выборе велозахвата:

  1. Снаряжение нельзя сложить и спрятать в шкаф.
  2. Ремни и колодки быстро срабатывают и выходят из строя.
  3. Плавные тела и типы тормозов не обладают достаточной плавностью, что может вызвать дискомфорт во время тренировки.

Беговая дорожка

Бег и ходьба — отличные средства для наращивания мышечной массы.Если в теплое время года такие тренировки лучше проводить на свежем воздухе, то беговая дорожка может вам пригодиться зимой и поздней осенью. Этот вид спортивного инвентаря может быть оснащен механическим или электрическим приводом. Совершенно очевидно, что первый вид имеет наиболее привлекательную ценность, а его габариты небольшие, а после тренировки тренажер можно спрятать под кроватью.

Электрические беговые дорожки более функциональны и чаще всего оснащены компьютером. С его помощью вы можете контролировать различные параметры и устанавливать программу тренировок. Если вы решили купить такую ​​беговую дорожку, то обязательно обратите внимание на мощность двигателя. Если масса вашего тела превышает 80 килограмм, то мощность силовой установки должна составлять 1,5-2,7 лошадиных силы. Не менее важным параметром являются скоростные характеристики тренажера:

  1. Если вы планируете изучать только ходьбу, стоит остановиться на выборе тренажера со скоростью движения ленты около 10 километров в час.
  2. Если запланированы беговые тренировки, то скоростные характеристики должны быть выше — от 13 до 16 километров в час.

Обязательно обратите внимание на размер бегущей паутины. Его ширина должна быть от 50 до 60 сантиметров, а в длину — около полутора метров.

Stepper

Тренажер предназначен для имитации подъема по лестнице. Самый простой тренажер — это мини-степпер, который имеет педали, а также оборудован счетчиками шагов и времени. Гидравлические цилиндры или маховик используются для регулирования нагрузки. В более дорогих моделях есть счетчик импульсов и предустановленные программы тренировок.Усовершенствованные степперы оснащены поручнями, что полезно в те моменты, когда вы начинаете чувствовать усталость.

Самые современные и дорогие модели оснащены рычагами. В результате можно проработать не только ноги, но также спину и руки. Среди основных достоинств Степпера можно указать его габариты. По сути, это самый маленький из тренажеров. Однако у него есть и один довольно существенный недостаток — нагружает коленные суставы. Это говорит о том, что при работе на степпере необходимо грамотно подбирать уровень нагрузки, чтобы минимизировать риски получения травм.

Подробнее о том, как выбрать тренажер для дома на все группы мышц, смотрите в видео ниже:

различных тренажеров. Виды тренажеров. Турник для тяги

Одна из самых сложных зон, которую непросто накачать, — это живот, а также бока и талия. Для работы на этих сайтах используются профессиональные тренажеры спортсменов, позволяющие в короткие сроки скорректировать фигуру: тонкая талия, кубики живота, красивая осанка.

Основные виды тренажеров для пресса

Все существующие тренажеры для пресса можно разделить на несколько групп по конструктивным особенностям и специфике тренировок, рассмотрим каждую из них.

Скамья

Самый популярный вид тренажера — скамья, позволяющая выполнять большой комплекс упражнений. Он может быть горизонтальным, наклонным, римским и с ускоренной спиной, последние 2 подходят для тренировок с повышенным уровнем нагрузки. Тренажер универсален, имеет ряд сильных преимуществ:

  • эффективная проработка косых и прямых мышц живота, ягодиц, талии, спины;
  • небольших размеров, что позволяет хранить и использовать скамейку в небольшой квартире;
  • большие возможности для самостоятельного обучения;
  • доступная стоимость.

Тренажеры другие виды

Люди, занимающиеся спортом дома или в зале, также используют тренажеры следующих типов:

  • home Brux или Swedish Wall , с помощью которых можно выполнять упражнения, принимая вертикальное или горизонтальное положение. Компактные тренажеры позволяют загружать не только пресс, но и мышцы спины, рук, ног;
  • Гребной тренажер. При работе над такой конструкцией задействуются все группы мышц, имитация гребли помогает укрепить спину и пресс, сделать плечи шире, а талию — узкой;

  • след торса. Подходит для пользователей с минимальной физической подготовкой. Во время занятий необходимо, используя ручки-упоры и ставя на колени, подтягиваться. Работают все группы мышц, эффективно развиваются руки, спина, бедра;

  • AB Ролик. Классический тренажер для качественного тестирования печати, имеет подставку для головы, отличается средней стоимостью.

Это самая дорогая группа, но вышеперечисленные тренажеры станут лучшим решением, как для начинающих, так и для опытных спортсменов, желающих поддерживать свое тело в Тонусе.Существует множество разновидностей спортивного инвентаря, у каждого из которых есть свои сильные и слабые стороны. При выборе учитывайте особенности своего тела, интенсивность тренировок.

Важно! Выбирая тренажер, не забывайте об эллиптических тренажерах, беговых дорожках, классическом турнике и велотренажере, которые позволяют задействовать разные группы мышц во время тренировки.

Тренажеры для простых, но регулярных тренировок

Если вы только начинаете занятия, но пока не хотите покупать профессиональную скамью или дорожку для торса, то остановите свой выбор на простых тренажерах:

  • Хула Хуп. Очень женский тренажер усиленной конструкции. Используется для работы с тонкой талией, укрепляет боковые мышцы пресса;

  • ролик. Эффективность занятий с катком сравнима с эффективностью «полоски». Тренажер представляет собой колесо, по бокам которого расположены ручки. Во время упражнения с роликом работают мышцы спины, ног, рук, плечевого пояса, пресса и боков;

  • фитбол. Объемный шар широко используется для создания красивого пресса, подходящего людям любого возраста и пола.

Самые простые тренажеры имеют невысокую стоимость, занимают минимальное количество места, помогают сделать животик ровным, но для достижения своих задач работать придется дольше, чем в случае со скамейкой или шведской стенкой.

Преимущества домашнего тренажера

  1. Возможность заниматься спортом в любое время суток.
  2. Купив тренажер один раз, больше не нужно посещать спортзал, оплатить абонемент.Экономия особенно заметна, если на новом тренажере нет одного человека, а несколько членов семьи.
  3. Широкий ассортимент, позволяющий подобрать тренажер, как под особенности тела, так и под размер квартиры.
  4. Домашние занятия позволяют сосредоточиться на тренировках, являясь хорошим решением для застенчивых людей.
  5. Нет спешки, нужно в фитнес-клуб. Сэкономленные силы вы вкладываете в обучение!

Как часто занимаетесь на тренажере?

Купив тренажер, не стоит тратить на него 24 часа в сутки, потому что если вы начнете заниматься ежедневно, организм будет перегружен. В домашних условиях следует проводить утвержденные многими тренерами по фитнесу схемы — «2х1», при которых упражнения выполняются 2 раза в неделю в самом конце общей тренировки. Например, вы можете скачать пресс во вторник и субботу, дав возможность мышцам восстановиться.

Обратите внимание, что рост мышечной массы или потеря веса могут замедлить следующие факторы:

  • неправильно подобранная программа или интенсивность тренировки;
  • отказ от правильного питания;
  • потребление большого количества пищи, содержащей простые углеводы;
  • недостаток белка в рационе;
  • слишком частые тренировки, в результате которых в организме начинает вырабатываться гормон кортизол, адреналин, что чревато не только замедлением процесса коррекции фигуры, но и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Противопоказания к занятиям

  1. Заболевания опорно-двигательного аппарата.
  2. Недавно перенесены дальние операции, такие как кесарево сечение, аппендектэктомия и другие.
  3. Выход внутренних органов, Опухолевые новообразования.
  4. Беременность.

Хотите такую ​​же красивую прессу, как ваши любимые киноактеры? А вам интересно, какой метод наиболее эффективен? Сегодня привлекательный накачанный пресс — это тренд, и неудивительно, что большинство людей мечтают о возможности выставить его на показ!

Для того, чтобы получить тело, о котором вы так долго мечтали, необходимо использовать «правильные» тренажеры.А в этой статье мы расскажем о лучшем оборудовании, которое поможет вам привести в тонус мышцы пресса. Хотите испытать их все? Тогда читайте дальше!

Читайте: без тренажеров.

1. Скамья наклонная для тренировки пресса

Наклонная скамья, предназначенная для тренировки мышц пресса, завоевала большую популярность среди оборудования аналогичного направления. Его можно найти практически во всех спортзалах и фитнес-центрах. Стоит отметить, что с помощью этой скамейки вы можете выполнять множество различных упражнений и что она идеально подходит как для начинающих, так и для опытных пользователей. По мере выполнения упражнения есть возможность изменять (увеличивать или уменьшать) угол наклона скамьи, и, соответственно, чем он выше, тем труднее выполнять. Этот тренажер поможет на короткое время укрепить основные мышцы пресса.

  • Лягте на скамейку.
  • Зафиксируйте ступни под специальными подушками, рассчитанными на ноги, положите руки на грудь и начните сгибаться. Во время сгибаний следите за тем, чтобы не сломать поясницу от скамьи.
  • Рисунок за 30 секунд. Контролируйте правильное выполнение упражнения, так как от этого зависит эффективность проработки прямых и косых мышц.

2. Тренажер для мышц живота «ABS Swing»

Это один из тех тренажеров, необходимость в спорах которых еще не подписывается. Действительно ли он дает ожидаемый результат или это очередной бесполезный инструмент? Любой тренажер, направленный на изучение мышц пресса, даст положительный результат только в сочетании с правильным питанием и соответствующей методикой выполнения упражнений. «ABS Swing» оснащен поворотным сиденьем с ручками с двух сторон и предназначен для проработки нижних и верхних мышц живота.

2.1 Сядьте и зафиксируйте ножки в нижней части конструкции.

2.2 Сосредоточьте ее внимание на нижних мышцах живота и начните тянуть грудь. Задержитесь в этом положении 10 секунд, а затем опустите ноги. Помимо проработки верхних и боковых мышц пресса тренажер позволяет также укрепить низ спины.

3. «

Капитанское кресло »

«Капитанское кресло» — имитатор вертикальной спинки и подлокотников по бокам. Для правильного выполнения упражнения нужно коснуться спиной спины и начать подъем ног. Подлокотники в этом случае — ваша опора.

  • Нужно сомкнуть колени и поднять их до уровня талии. Выполняя упражнение, следите за тем, чтобы не поднимать все тело, а сознательно концентрироваться на мышцах живота.
  • Тренажер включает в себя работу прямых и косых мышц живота, а также мышц таза.

4.

Ролик массажный

Массажный цилиндр — это универсальный пресс-инструмент. Несмотря на то, что изначально он использовался для снятия напряжения, в дальнейшем его начали использовать для силовых тренировок. Это универсальный вариант для тренировки многих групп мышц (руки, бедра, живот). Главный секрет заключается в его цилиндрической форме. Ниже приведены примеры его использования.

  • Лягте на спину и положите баллон под колени.
  • Обхватите руками и начните кататься.
  • Удерживайте это положение в течение 10 секунд, а затем вернитесь в исходное положение. Выполните 10 повторений. Такие перекатывания укрепляют и развивают нижние мышцы брюшного пресса.

Гироме с ручкой вверху чем-то напоминает гантель, а внизу — пушечный сердечник. Следует отметить, что упражнение, которое специально разработано для проработки мышц пресса, называется «мельница» с Гэри.

  • Поставьте ноги на ширину плеч и возьмите перекладины в левую руку.
  • Поднимите лед и наклоните туловище вправо.
  • Таким образом, задействуются мышцы левой стороны тела. Сделайте 10 повторений, а затем поменяйте сторону. Эта специальная тренировка задействует прямые и косые мышцы живота.

6. Ролик для пресса

На первый взгляд ролик для пресса кажется довольно простым тренажером.Однако все намного сложнее. При выполнении упражнения видео нужно держать за ручки с каждой из сторон.

  • Чтобы начать упражнение, опуститесь на колени и возьмитесь за ручки.
  • Двигайтесь вперед (перекатывайтесь), чтобы образовать прямую линию. Вытягивайтесь вперед, чтобы удерживать позицию в течение 30 секунд. Затем вернитесь в исходное положение. Это очень эффективное упражнение, в котором помимо всех мышц живота задействуются также мышцы нижней части спины, рук, плеч, талии, бедер и ступней.

Такой каток очень удобен в использовании и не занимает много места при хранении.

7.

Больница для дома

А вы знали, что жим можно тренировать и на обычном турнике? Нужно знать, что выполняя подтягивания, тренируются и другие группы мышц: верхние мышцы живота, рук, а также спина. Таким образом, интенсивные и регулярные тренировки не только укрепят ваше физическое здоровье, но и будут способствовать росту мышечной массы.Одно из самых эффективных упражнений на турнике — это «ножницы».

  • Зацепиться за перекладину, поднять правую ногу так, чтобы она была параллельна полу.
  • Опустив правую ногу, одновременно поднимите левую. Итак, вы имитируете ножницы. В этом упражнении задействованы прямые и косые мышцы живота, а также груди и бицепса.

8. Спортзал

Несмотря на то, что к гимнастическому мячу сложно применить термин «снаряжение», это одно из самых эффективных приспособлений для тренировки мышц пресса.Такой надувной мяч одновременно укрепляет мышцы и улучшает осанку, за счет постоянных попыток удержать равновесие. Отлично подходит для физиотерапии и выполнения реабилитационных (реабилитационных) упражнений людям, получившим травмы. Вы можете играть с мячом по-разному, что делает ежедневные тренировки уникальными и всегда интересными.

8.1 Сядьте на гимнастический мяч Как вы обычно сидите на стуле, выпрямите ноги. Нога не отрывается от пола. Если вы никогда раньше не занимались таким мячом, то в первое время вам будет довольно сложно найти баланс, чтобы не упасть.Не волнуйтесь, для этого вам понадобится время.

8.2 Закиньте руки за голову и вернитесь назад. Зафиксируйте это положение на 30 секунд, а затем вернитесь в исходное положение. И ты должен чувствовать свой пресс.

9. Фитнес-полусфера


Стоит отметить, что полушарие очень похоже на тренажерный зал. И она выглядит так, будто этот мяч был разрезан по центру и выпущен на специальной платформе.

  • Установите тренажер полусферой вниз и сделайте упор лежа, упираясь локтями в платформу.
  • Напрягите живот и сохраните такое положение на 20 секунд. По-другому это упражнение называется «Планк» и его отличие от традиционного в том, что необходимо сохранять равновесие. Это как поперечные, так и косые мышцы живота и четырехглавой мышцы бедра.

Тренажер гребли с веслами с обеих сторон имитирует гик на открытой воде.

10.1 Удобно стоять в подвижном седле и брать весла с обеих сторон.Отрегулируйте нагрузку и определите скорость выполнения упражнения. Следует отметить, что включены практически все группы мышц.

10.2 Само упражнение состоит из 4 действий: захват, толчок, завершение, восстановление. Во время выполнения всех этих действий ваши ноги, плечи, руки, мышцы спины и пресса, а также четырехсторонние мышцы бедра.

10.3 Для большего эффекта можно поднять уровень нагрузки.

Лучшими считаются те скамейки, на которых можно регулировать угол наклона спинки.Корректируя угол наклона, мы тем самым меняем величину сопротивления и увеличиваем уровень нагрузки. Он позволяет тренировать все группы мышц людям с хорошей физической подготовкой.

12. Тренажер (стул) для пресса

Представленный тренажер пресса одновременно удобен и безопасен в использовании. Его главное преимущество по сравнению со скамьей — поддержка спины во время упражнения. Такая конструкция облегчает тренировки за счет использования механизма складывания.Здесь они включают в работу в основном нижние мышцы пресса. Этот агрегат отлично подойдет новичку, так как не требует серьезной подготовки.

13. Тренажер (кресло) для пресса

Такие тренажеры имеют странную конструкцию, однако также плохо справляются со своей задачей. Во время тренировки стул фиксирует спину и плечи. Учтите, что это достаточно универсальный вариант, так как задействованы все группы мышц.

14. Прижимные ролики

Прижимные ролики отлично развивают верхние мышцы пресса, обеспечивают поддержку шеи и позволяют избежать чрезмерных нагрузок. Отлично подходит для женщин и может стать их любимым симулятором.

15. Ролик для пресса с возвратным механизмом

Это довольно недорогой тренажер для домашнего использования, который великолепно подходит для создания плоского живота как новичкам, так и постоянно заинтересованной аудитории. Благодаря небольшим габаритам их можно использовать абсолютно в любых условиях. Также здесь вы можете изменить отягощение, что позволит постоянно повышать свой уровень мастерства.

16.Ленты эластичные

Существует множество вариантов упражнений на пресс с использованием эластичных лент. Они отлично способствуют сжиганию жира на животе, повышают гибкость, предают тонус всему телу и укрепляют здоровье.

17. Колесо для пресса


Это достаточно эффективный тренажер, включающий в себя множество групп мышц. Он относительно недорогой и подходит для любой аудитории. Отличительная особенность — это наличие в некоторых моделях застежек для ног, что позволяет выполнять самые разные физические упражнения.

18. Тренажер со скамейкой

Это один из самых сложных домашних тренажеров, где можно выполнять сразу несколько видов упражнений: подтягивание на турнике, жим на перекладине, а также прокачку пресса.

19. Колесо для пресса «CARVER»

.

«CARVER» — высокотехнологичное и в какой-то мере уникальное устройство, которое помогает эффективно напрягать мышцы пресса. Колесо установлено внутри колеса, которое поддерживает пользователя при движении вперед и помогает вернуться в исходное положение.

20. Тренажер с наклонной скамьей

Такой тренажер обеспечивает отличную поддержку спины и не ограничивает высоту подъема ноги. Чем выше поднимаете ноги, тем сильнее нужно напрягать пресс.

Также не стоит забывать о гантелях, которые являются отличными помощниками для создания идеального пресса. Сначала необходимо выбрать свой рабочий вес, а затем постепенно увеличивать его.

В наше время существует огромное количество различных устройств, позволяющих быстро и эффективно накачать мышцы пресса. Сделайте свой выбор осознанно, учитывая условия хранения и оправдание финансовых вложений. Выбранный вами тренажер, помимо мышц пресса, должен также стимулировать мышцы бедра, плечевого сустава, ног и спины. Соблюдая правильную мощность и интенсивно выполняя упражнения, можно убрать жировую прослойку и привести свое тело в порядок.

Может быть, вы знаете какие-нибудь другие тренажеры, которые позволят сформировать идеальный пресс? Поделитесь этой информацией в комментариях ниже!

Тренажер предназначен для прокачки грудных мышц.Суть упражнения — уменьшить ручки перед собой сидя на сиденье с вертикальной спинкой. Занятие напоминает разводку гантелей на скамейке. Однако здесь строго определена траектория, поэтому стабилизирующие мышцы не подключены к процессу, а значит, нагрузка распространяется равномерно и строго на целевую группу. За счет регулярного выполнения этого движения можно избежать дисбаланса мышц груди, воздействовать на глубокие волокна и добиться притока крови к этой области.

Тяга горизонтальная и вертикальная

Тренажер предназначен для нагрузки спинных мышц. Осуществляется это за счет тяги ручки сверху или к себе (к ремню). В любом случае прорабатывается область самых широких мышц, а также косвенно задействованы ромб и трапеции. Упражнение направлено на коррекцию осанки, создание спортивного торса, визуальное уменьшение талии за счет разгибания спины. Занятия помогают избавиться от болей в поясничном отделе и предотвратить проблемы с позвоночником в будущем.Вертикальная тяга успешно заменяет подтягивания, горизонтальная — тренажер гребли.

Домашние животные из груди

Эти установки используются для исследования мышц груди. Упражнение: жим гантелей или штанги на регулируемой скамье. Это продвижение ручек вперед по заданной траектории, исключающее задействование стабилизирующих мышц. Движения выполняются под разными углами (в зависимости от модели тренажера) — на всех лежа, сидя, на полпути. Это позволяет прокачивать различные части мышц.Конструкции обеспечивают максимально безопасную проработку техники пресса, в результате подойдут спортсменки и девушки.

Hoom feet

Хорошей альтернативой для укрепления низа тела станет тренажер. Он служит заменой или дополнением приседаний со штангой на плечах. Занятия на нем максимально безопасны благодаря фиксации спины во время упражнения и наличию поворотных упоров безопасности. Конструкция используется для достижения различных целей, в том числе и противоположных: набора массы и создания рельефной фигуры.Все зависит от программы тренировок и режима мощности. Платформа позволяет изменять настройку упора для прокачки разных частей мышц.

Тренажеры для ведущих и разгрузочных мышц

Конструкции используются для тренировки приводящих (ведущих) и отводящих (разгрузочных) мышц. Наружная поверхность ног укреплена за счет разведения бедер, внутренняя — за счет информации. В залах можно встретить моделей для выполнения обоих движений или одного из них. Упражнение позволяет скорректировать проблемные места, сделать их сильнее и подтянуть.Он обеспечивает разогрев паховых связок и тазобедренных суставов, что способствует увеличению амплитуды и повышению эффективности мышечной реакции. Применяется после базовых подходов или как часть суперсолестеризма.

Пожарные тренажеры для сгибания и разгибания ног

Аппараты предназначены для изучения двуглавой и четырехглавой мышц бедра. Использование желаемой зоны происходит за счет сгибания или разгибания ног соответственно. Благодаря таким упражнениям укрепляются связки и колени, возвращается подвижность суставов, получаются рельефные мышцы.Можно заниматься каждой стопой поочередно с изменением положения носков, смещая акцент на медиальную, затем на латеральную головку. Тренировки подобного типа уместны либо в начале, либо в завершении основного комплекса.

Машина Смита

Тренажер с нагрузкой предназначен для укрепления практически всех мышечных групп, от предплечий до ног. С этой целью он позволяет выполнять множество различных упражнений — подъем, пресс на грудь, тягу к подбородку и т. Д.Тренажер состоит из металлического каркаса и перекладины, на которой висят блины. Ограничительные крючки, фиксирующие штангу на определенной высоте, обезопасят безопасность процесса. За счет заданной траектории можно акцентно воздействовать на необходимые мышцы.

Power Rama

При выполнении любых упражнений с тяжелым весом партнер необходим. Но если нет помощника, но надо прогрессировать, то используется силовая рама. Это выглядит как четыре стойки, соединенные сверху. Внутри них отмечены и скамейки (при необходимости).Спортсмен выполняет движения и не боится, что снаряд его травмирует. Дизайн актуален для выполнения приседаний и наклона от груди. Он также используется для подъема и мертвой тяги, вертикального жима и сгибания бицепса. Оборудование одинаково пригодится и новичкам, и профессионалам.

Hyperextenia

Это чрезвычайно полезный прибор, обеспечивающий исследование задней поверхности спины, задней поверхности бедер и ягодиц. Одноименное движение делается на разминку поясницы перед тяжелой базой, в конце занятия, например, в сочетании с накачкой пресса, или как самостоятельное упражнение.Гиперэкстензия также оказывает реабилитационное действие на спину, корректирует осанку, избавляет зажимы от малоподвижного образа жизни. И прямая, и обратная разновидности выполняются без отягощений и с ними (при достаточной спортивной тренировке).

Многопозиционная скамья

Тренажер — незаменимый помощник при выполнении различных упражнений на все группы мышц. Для него характерен переменный угол наклона, в результате чего воздействие распространяется именно на те зоны, которые необходимо укрепить.На скамье можно выполнять классический жим от груди, вертикальную скамью, подъемы на бицепс, скручивания на пресс. Кроме того, поддерживает при накачке трицепсов и спины. Без него сложно внедрить работу со свободными снарядами — штангами и гантелями, особенно в условиях тренажерных залов.

Скамейки для пресса

Конструкции для накачки брюшной полости одинаково популярны у мужчин и женщин, желающих получить заветные «кубики». В зависимости от модели на скамейке реализуются скручивания, подъемы туловища или ног.Для этого есть все необходимые компоненты — прочный стальной каркас, мягкая поверхность и ролики для фиксации щиколоток. В залах обычно устанавливают статические и регулируемые варианты, чтобы посетители могли выбрать тот, который будет наиболее эффективным в конкретном случае.

Детали для бицепса

Скамьи Скотта используются для развития бицепса, но, по сравнению со стандартными подъемами гантелей или штанги, здесь фиксируются локти, специально предусмотренные столом. В качестве отягощения можно выбрать различные снаряды, в том числе изогнутые, а также тренироваться каждой рукой отдельно.Право на подобный тренажер приводит к увеличению объема плечевых мышц и росту их силы. Тренировка, при которой поверхность руки прижимается к столу, позволяет «шокировать» бицепсы за счет непривычных для них движений.

Беговые дорожки

Устройства предназначены для бега или ходьбы в помещениях. У них много режимов работы, позволяющих вести бой с разной скоростью и углом наклона. Их покупают для создания кардионажа, улучшения оздоровления, сжигания калорий.Стоимость беговых дорожек зависит от их внешних характеристик и наполнения. Итак, самый дешевый — это простейший механический, который приводится в действие самим бегуном. В среднем ценовой диапазон магнитный. Затем есть вариации с электродвигателем и бортовым компьютером.

Эллиптические тренажеры

Орбереки — это симбиоз степпера, беговой дорожки и велосипедного торга. Они могут ходить, бегать, подниматься по ступенькам и т. Д. Они максимально безопасны для работы с проблемными суставами и позвоночником, поскольку оказывают ударное воздействие на слабые зоны.Эллипсоиды помогут тренировать сердечную мышцу, расширить объем легких, устранить жировые отложения и предотвратить их появление. С их помощью получается без вреда для здоровья создать красивую фигуру.

Велотренажеры

Это оборудование используется для крутки педалей, как на обычном велосипеде. Бывают горизонтальные и вертикальные типы. Первые педали располагаются под сиденьем, а вторые в одной с ним плоскости. Соответственно, последние подходят людям с болями в спине и суставах, чтобы избавить их от неприятных ощущений в процессе тренировок.По принципу нагружения различают инерциальную, магнитную и электромагнитную модели. Вне зависимости от модификации все конструкции способствуют эффективному похудению, развитию вестибулярного аппарата, поддержанию тела в тонусе.

Многие новички впадают в панику, впервые оказавшись в фитнес-клубе. Они видят много оборудования, но до сих пор не понимают, как это сделать. Для облегчения жизни полезно узнать, какие тренажеры в тренажерном зале, для чего они предназначены и что на них можно делать.Продуманный подход позволит правильно составить программу занятий и добиться максимального результата в обучении.

В каждом фитнес-клубе может быть разное расположение тренажеров. Есть оборудование для базовых упражнений и конструкции для изолированной проработки конкретных мышц. Все устройства делятся на 4 основных типа и отличаются друг от друга типом нагрузки:

  1. Имитаторы постоянной нагрузки. Основа блочных устройств — тросовый механизм со встроенным комплектом фиксированных товаров.Его можно регулировать в зависимости от уровня подготовки спортсмена и поставленных целей.
  2. Конструкции на свободном весе. Занятия в зоне свободных весов дают наибольшие возможности в формировании нагрузки и ее вариаций. Интенсивность можно спросить, подобрав гантели и блины за штангу нужного веса.
  3. Кардиоверсия. Оборудование для тренировок со своим весом используется для активного сжигания калорий, разминки и разминки.
  4. Стеллажи, скамейки, гиперэкстения. Стойки необходимы для размещения снарядов, а скамья и гиперэкстения станут незаменимыми помощниками при выполнении упражнений.

Новичку запомнить механизм работы каждого тренажера проблематично, да и нужды в этом пока нет. Но познакомиться со списком и описанием основных видов оборудования очень полезно.

Силовая рама и штанга

Приседания с утяжелением и вытяжкой на штангах считаются базовыми упражнениями, поскольку они позволяют проработать несколько групп мышц одновременно. Силовой каркас есть в любом современном тренажерном зале. Ни одна хорошая программа не обойдется без этого оборудования. Важная информация О приседаниях:

  1. Нужно есть до параллели с полом. Это позволит получить от упражнения максимальный результат.
  2. Низкий ворс с широким формированием ножек используется для целевого исследования мускулов бериума, в то время как приседание с узкой постановкой помогает задействовать квадрицепсы.
  3. Активно работают мышцы коры и спины. При правильной технике выполнения упражнения спина должна быть гладкой, а пресс интенсивным.

Штанга — дополнение к силовой раме. Его цель — закрепить вес (блины). С помощью штанги можно выполнять сотни разновидностей упражнений. Необходимо помнить о следующих принципах работы:

  1. Необходимо следить за хорошей осанкой и следить за тем, чтобы тело не стеснялось. Стабилизация тела так важна, потому что раскачивание может привести к травме.
  2. При подъеме и опускании штанги необходимо соблюдать особую бдительность, так как в этот момент повышается риск получения травмы.
  3. Не следует сразу класть большой вес При выполнении упражнений со штангой вес поднимать постепенно.
  4. Чтобы получить хороший результат от занятий, нужно правильно поставить технику. В идеале лучше сначала потренироваться с тренером, а потом поработать самостоятельно. Если нет возможности пройти индивидуальные тренировки, можно попросить совета у опытных спортсменов, занимающихся в зале. Обязательно найдутся люди, которые покажут правильную технику и проверит, правильно ли выполняется упражнение.

Скамья для жима лежа

Стандартная скамья для жима лежа для проработки грудных и дельтовидных мышц. Работа на тренажере заключается в поднятии штанги вверх лежа на спине. При выполнении упражнения необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Важно держать ноги не слишком низко.
  2. Не нужно класть штангу на живот или шею, это чревато травмами.
  3. Спина, ноги и голова должны быть в фиксированном положении.

Лежа позволит вам накачать грудь и спину. По крайней мере, проработайте бицепсы и трицепсы. Есть много видов упражнений на скамейке, но наиболее эффективных три:

  1. Широкий захват.
  2. Узкая ручка.
  3. Узкая ручка с локтями, обращенными внутрь.

Имеется наклонная скамья для жима лежа, от стандартного оборудования отличается наличием возвышения. Тренажер необходимо устанавливать под углом менее 50 градусов.

Гантели разной шкалы

Очень популярное снаряжение. Гантели могут быть разного веса, но их конструкция всегда остается неизменной — это своеобразная ручка с блинами с двух сторон. Их использование включено в любую хорошую тренировочную программу. Огромный плюс гантелей в том, что они недорогие, их можно купить для дома, но при правильном подходе результат от занятий будет впечатляющим.

Упражнений с гантелями очень много.С их помощью прорабатываются разные группы мышц. Вы можете посмотреть видео с упражнениями и выбрать для себя наиболее подходящие варианты.

Турник для подтяжки

Идеальный тренажер для изучения верхней части тела. Самый популярный хват — ладони внутрь, но упражнения можно делать по-разному. Захват и положение рук влияют на то, какие группы мышц будут задействованы. Выполняя подход, нужно поднимать корпус, пока подбородок не будет выше турника.

Делать подтягивания сложно, особенно начинающим спортсменам, но их действительно стоит освоить, потому что это очень эффективный метод работника верха тела. Выполнение подтягиваний следует контролировать так, чтобы движения были четкими, в полной амплитуде. Когда вам удастся освоить базовую технику, вы можете взять дополнительный вес для достижения лучшего результата.

Перед тем, как перейти к подтяжке, новичку лучше освоить тягу верхнего блока. Это укрепит мышцы и подготовит их к большей нагрузке. Ошибки при работе на турнике:

  • слишком быстрое упражнение;
  • неравномерная затяжка;
  • качающийся торс;
  • наклон кузова вперед;
  • сгибание колена при попытке сильного толчка;
  • Полное разгибание руки при опускании.

Этих ошибок следует избегать. В зависимости от цели можно подтягивать внутренним или широким хватом, а также к телу или за шею.

Приспособления для разгибания и разгибания ног

Оборудование для разгибания ног позволяет укрепить и накачать квадрицепсы.Работать с ним очень просто, нужно всего лишь с помощью четырехглавой мышцы поднять вес, а затем удерживать его несколько секунд.

Упражнения на тренажере на сгибание выполняются лежа, необходимо поднять ноги к низу спины и удерживать положение пару секунд. Есть и другие способы работы с этим оборудованием, например: сидя, стоя на ноге или на одной ноге. Грубые ошибки новичков: асимметричное положение колен, слишком быстрое упражнение, удары по коленям.

Данная конструкция позволяет увеличить силу ног, проработать тонкую и двуглавую мышцу бедра, укрепить икру и подколенные сухожилия. Тренажер не менее эффективен, чем выполнение тяги на спуске, но намного безопаснее.

Гиперэкстензионная конструкция

Необходимо расположиться на тренажере лицевой стороной вниз, находясь под углом, и двигаться вверх-вниз по верхнему телу. Часто гиперэкстензию заставляют, держась за грудь, повысить эффективность упражнения, но делать это нужно осторожно.

Не стоит поднимать туловище слишком высоко, также следует избегать прыжков. Во время подъема и опускания туловища вращение невозможно, следует сохранять фиксированное положение таза и ног. Гиперэкстензия подействует и на ягодки. Преимущество этого упражнения в том, что оно довольно простое, у новичков возникнут проблемы в его освоении.

Тренажер Смита

Устройство, помогающее выполнять приседания со штангой. Это отличный симулятор, способный заменить партнера по пропаганде.Оборудование подойдет людям с травмой спины, укрепит мышцы. Поставляемый вес останется неизменным, спортсмен легко сможет принять его в любом положении и сохранить равновесие.

Однако при некорректном подходе достоинства устройства могут обернуться недостатком. Поскольку тренажер Смита помогает удерживать равновесие, есть возможность начать фиксировать локти при поднятии штанги. Не делайте этого. На этом аппарате можно делать не только, но и другие упражнения, например, боевую скамью, позволяющую проработать трапецию, трицепсы и плечи.

Скотт магазин

Другое название этого устройства — скамья для бицепса. Благодаря сидячему фиксированному положению можно добиться изоляции и максимальной проработки бицепса. Для работы необходимо сесть на скамью, лечь бицепсами в подушку и начать поднимать рычаг вверх-вниз. Этот прибор не панацея, но он не позволит щекотаться, делая подход.

Руки нельзя тянуть слишком далеко, это чревато травмой. При опускании штанги двигать корпусом не нужно.И самое главное правило — не опускать рычаг слишком сильно, особенно если берется большой вес.

Механизм для пресса

Один из самых популярных тренажеров в качалке, предназначенный для изучения пресса. С его помощью вы можете справиться как со своим весом, так и с дополнительным взвешиванием. При выполнении бедренного подхода спортсмен сгибается, поэтому задействуется также передняя область четырехглавой мышцы и поясница. Важно убедиться, что мышцы пресса действительно чувствительны, так как несколько групп мышц активны.

Существует множество вариаций упражнений на пресс. Чтобы найти то, что действительно нравится стоит попробовать:

  • скручивание;
  • упражнения на пресс с утяжелением;
  • на вертикальной скамейке;
  • на наклонном цехе.

Платформа для подпруги

Устройство для пресса, которое также можно назвать Legg Press — отличный тренажер для тренировок. Работать с ним очень просто. Необходимо лечь на спину, упершись ногами в платформу и начать ее подъем, не выпрямляя до конца колени.Оборудование подходит для людей с травмой спины, так как находится в безопасном фиксированном положении.

Частая ошибка При работе с устройством — подъем таза при взвешивании. Ни в коем случае нельзя до конца разгибать колени при поднятии тяжестей. Вам нужно подобрать подходящий груз, вес не должен быть недостаточным или чрезмерно большим. Кроме того, важно следить за тем, чтобы платформа поднималась равномерно обеими конечностями. При выполнении подхода особенно хорошо работает большая неровная мышца и квадрицепсия.

Модификация для сведения и разведения конечностей

Очень удобный, простой тренажер. Необходимо в положении сидя сводить ноги, отодвигая сопротивление наружу. Устройство пользуется популярностью как у новичков, так и у профессионалов. Однако перед выполнением упражнения необходимо качественно разогреться. Подход нужно делать плавно и медленно, избегая резких движений. В противном случае можно травмировать мышцы.

Важно не допускать следующих ошибок: выполнение подходов с недостаточным весом, чрезмерно широкие разведения ног, слишком быстрые движения.В основном при работе на тренажере прорабатываются ведущие мышцы бедра, а также большая ягодица, второстепенные мышцы и т. Д.

Breast Muscle Butterfly

Оборудование позволяет выполнять изолирующие упражнения для изучения мышц груди. Устройство полюбилось многим в симуляторе: как новичкам, так и профессионалам. Правильная техника заключается в следующих действиях:

  1. Необходимо сесть на скамью, локти расположены на уровне груди под углом 90 градусов.
  2. После этого следует просто повернуть руки, примерно так, как дерево обнимает.
  3. При рисовании требуется вдох. И выдыхали, когда размножаются.

При завершении подхода большая грудь и дельтовидные мышцы. Распространенная ошибка начинающих спортсменов — слишком большая или недостаточная амплитуда движений. Этого следует избегать.

Спортивных тренажеров большое количество, но лучше начать с самого простого. Гид поможет разобраться с оборудованием.Однако невозможно поставить безупречную технику, просто изучая обзор и просматривая картинки со схемами упражнений. Новичок не всегда понимает, правильно ли он действует, поэтому нужен опытный человек, который смог бы исправить и дать совет. За помощью можно обратиться к дежурному тренеру или к людям, занятым в зале.

Один визит в местный спортзал и чувствуешь себя, когда попадаешь в матрицу: много оборудования и ты не уверен, что понимаешь, как с ним обращаться.В этой статье мы рассмотрим, какие виды тренажеров в тренажерном зале и как с ними бороться.

Ниже вы найдете обзоры самых популярных тренажеров. Их разновидности соответствуют тому, что предназначены и как использовать каждое из них для достижения максимального результата. Все описания сопровождаются фото самого оборудования, мышечных групп, которые они прокачивают, и видео с правильной техникой выполнения упражнений.

Мы составили это руководство по использованию оборудования, чтобы дать подробную информацию обо всех типах тренажеров фитнес-клубов в одном месте и о том, как ими пользоваться.Данное руководство поможет вам составить эффективную программу упражнений.

Описание: В случае упражнения на попа. В фитнесе и силовых тренировках это упражнение полностью тренирует ваше тело. Все серьезные тренировочные программы должны включать этот тренажер.

Совет профессионала: Сядьте, пока бедра не станут параллельны полу. Удовлетворенность настолько низкая за правильность исполнения и как результат получения сильных мышц коры, ног и спины.

Старайтесь держать колени на уровне пальцев, ягодицы при приседаниях необходимо подпитывать. Не сгибайте спину, держите голову вверху и напрягайте пресс, чтобы облегчить приседание.

Ступни должны быть немного шире ширины тазобедренного сустава, а обе ноги должны выглядеть слегка.

Рабочие мышцы: Приседания направлены в основном на бедра, суставы, ягодицы, четырехглавые мышцы и подколенные сухожилия.

Видео

Штанга

Описание:

Приставка к стойке для приседаний.Штанга — самый важный элемент для силовых тренировок. Она держит на концах свободный вес, а иногда и груз (блины).

Совет профессионала: Удочка, пожалуй, самая универсальная из всего оборудования для тренажерных залов. С этими железными прутьями можно выполнять сотни различных упражнений.

Обычные механизмы, используемые в упражнении, с хорошей осанкой и удержанием тела от колебаний; Чтобы ваше тело оставалось устойчивым, как, например, при выполнении упражнений на тренажере.

Потому что очень легко обмануть и раскачать свое тело, чтобы облегчить упражнение, поэтому при использовании удилища появляется слово «осторожность» — травма.

Крайне важно соблюдать осторожность при выполнении упражнений со штангой, особенно при подъеме ее с пола и наоборот, ведь в этот момент особенно высок риск получения травмы!

Рабочие мышцы: Практически все мышцы задействованы при тренировке со штангой, особенно при выполнении тяги.Чтобы лучше понять, какие упражнения выполнять и на какие мышцы они влияют, просмотрите «сотни упражнений с баржей» (ссылка) и попробуйте их в следующий раз, когда будете в тренажерном зале.

Видео:

Скамья для подпруги лежа

Описание: Используется для упражнения на верхнюю часть тела, когда вы поднимаете вес, лежа на спине. Вы хотите идеальную грудь? Для этого используйте именно этот тренажер.

Совет профессионала: Когда вы делаете грудь, не вытирайте спину, это означает, что ваши ноги поставлены слишком низко. Старайтесь не снимать штангу с груди, даже если думаете, что это делает вас супер-мачо.

Также не опускайте штангу на шее или живот, так как это может серьезно навредить, так как у вас избыточный вес и вы теряете контроль даже на мгновение.

И, наконец, не фиксируйте локти при полном поднятии штанги, держите голову, ноги и спину.

Рабочие мышцы: Бицепс, трицепс, широкая мышца спины, грудь, верхняя часть спины.Приемов при выполнении кисти очень много, но выделяют 3 верхних: узкая роща, широкий хват и узкий хват с локтями внутрь.

Скамья наклонная для жима лежа

Описание: По сути, это жим лежа с подъемом, но подъем влияет на задействованные мышцы.

Совет профессионала: Типичные ошибки, которые люди склонны делать под наклонной спинкой скамьи: установка скамейки под острым углом (более 50 градусов), сгибание спины, перемещение стержня из груди, фиксация локтей.

Постарайтесь избежать вышеуказанных ошибок, удерживая корпус прямо и удерживая наклон скамьи под углом менее 50 градусов.

Наконец, положение большого пальца. Держите штангу большими пальцами, а не остальными, это более естественный хват и безопасный для подъема.

Какие мышцы нагружают: Наклонена верхняя часть груди, а также плечи и трицепсы. Также вместо штанги часто используют гантели.

Hammer — тренажер рычага

Описание: Любимый тренажер среди спортсменов ориентирован на взрывную силу.

Совет профессионала: При работе на тренажере не нагружайте трицепсы. Также избегайте фиксации локтей при поднятии тяжестей, а также старайтесь сохранять одинаковую силу в руках.

Целевые мышцы: Различные тренажеры рычагов нацелены на разные группы мышц. В первую очередь грудь, затем плечи и трицепсы, трапеции и т. Д.

Описание: Тренажер очень разнообразный по количеству упражнений и их типам, которые можно сделать, закрепив ручки за конец троса.

Совет профессионала: При использовании тренажера очень важно использовать правильный вес. При недостаточном весе вы не будете работать эффективно, при большом весе вы перенапрягаете мышцы, что может привести к травмам.

Есть много разных видов упражнений, которые вы можете выполнять на этом тренажере. Например, скамья, влияющая на вашу трапецию, плечи и трицепсы. Также существует кроссовер для одной руки, который также влияет на трапецию и плечи, а также на бицепсы.

Все эти виды упражнений делают тренажер одним из самых мощных, где бы вы ни находились.

Включенные мышцы: Соответствующий дизайн и универсальность позволяют значительно воздействовать на каждую мышцу тела. Пример ниже демонстрирует упражнение на кроссовере кабеля, предназначенное для груди и плеч.

Описание: Первый тренажер, о котором думает большинство людей, когда слышит о бодибилдинге. Разный вес, но та же концепция, ручки с блинами на противоположных сторонах.Неотъемлемая часть любой тренировочной программы. Есть даже гантели с регулируемым весом.

Совет профессионала: Гантели имеют много преимуществ, в основном они не дорогие по сравнению с другими тренажерами. Но при правильном использовании они могут предложить столько же, а может и больше, чем какое-то более прибыльное оборудование.

Когда вы работаете с гантелями, старайтесь не фиксировать локти и не заставляйте себя делать несколько последних повторений, если рядом с вами есть друг или страховщик.

Гантели заставляют работать с другими мышцами, даже если вы тренируете какие-то основные; Это связано с тем, что ваше тело сохраняет равновесие и в дело вступают все стабилизаторы мышц.

Какие мышцы можно накачать: Хорошие мышцы можно накачать с помощью гантелей. Ниже приведен пример выполнения упражнения с гантелями сидя и разгибания гантелей. Эти упражнения прорабатывают бицепсы, плечи и трицепсы. Мышцы, которые можно тренировать с гантелями: грудь, плечи, трапеции, бицепсы, широкие мышцы спины, ягодицы, квадрицепсы, сухожилия и икра.

Турник для стяжки

Описание: Лучшее средство для упражнений и укрепления верхней части тела.Подтягиваться можно любым хватом, но наиболее популярным является хват ладонями внутрь. Различный хват и положение влияют на разные группы мышц. Вы поднимаете туловище до тех пор, пока подбородок не окажется над турником.

Профессиональный совет: Затяжка очень сложна, особенно для новичков. Вот почему вы должны их освоить. Они действительно хороши, и да, очень сложны. Тренировка верхней части тела.

При выполнении упражнения движения должны быть вертикальными, плавными и законченными.Через некоторое время, если вы станете в этом экспертом, вы можете нагружать поясницу весами для дополнительного сопротивления.

Если вы новичок, то вам, пожалуй, стоит начать с тренажера на тягу верхнего блока, который увеличит мышцы и подготовит их к подтягиваниям.

Распространенные ошибки: упражнения Быстрые, неравномерные движения, покачивание тела, наклоны тела вперед для получения помощи от мышц груди, сгибание коленей для толчка.

И наконец, при движении вниз не распрямляйте руки полностью.

Рабочие мышцы: Факел, руки, плечи, пресс, мышцы таза, кисти и предплечья. Различные типы подтягиваний воздействуют на разные группы мышц. Существует несколько наиболее распространенных типов подтягиваний: за шею, к корпусу, внутренним хватом, широким хватом.

Описание: Используется для укрепления самых широких мышц спины, или крыльев, как их еще называют. Подтяните вес к себе, держа прямые локти и спину.Сфотографируйте Брюса Ли, и вы увидите крылья, которых можно достичь, работая с этим симулятором.

Советы профессионалов: Некоторым это может показаться нелогичным, но не опускайте штангу на живот; Если вы это сделаете, значит, вы работаете с недостаточным весом.

Избегайте сгибания тела для помощи от груди и пресса, выполняйте все движения при работе на тренажере. Хват не должен быть слишком широким, и он должен быть равномерным.

Целевые мышцы: Верх и низ спины.Частично бицепсы и широкие мышцы спины (как видно из названия тренажера).

Описание: Поднимите гирю на квадрицепсы, плавно удерживая ее пару секунд. Этот тренажер подойдет, если вы восстанавливаетесь после травмы или просто пытаетесь укрепить квадрицепсию.

Советы профессионала: Не поворачивайте бедра при подъеме веса, а также при его опускании. Избегайте резких движений только для ускорения, помните, что форма превосходит все остальное в бодибилдинге.

Сгибание и / или разгибание ног не влияет на работу четырехглавой мышцы.

Используемые мышцы: Четырехглавая мышца, ягодицы.

Сгибатель стопы

Описание: Лежа на животе и глядя в пол, поднимите ноги до низа спины. Сожмите ноги сверху и задержите несколько секунд, почувствуйте сжатие в ниспадающих сухожилиях. Хороший тренажер для поддержания мышц в тонусе и наращивания силы в ногах.

Совет профессионала: Помимо сгибания ног лежа, некоторые из самых популярных видов упражнений: пальцы внутрь, пальцы наружу, одна нога, стоя на ноге, а также сидение.

Наиболее частые ошибки: колени коленей при опускании веса, подъем тяжестей слишком быстрый, чтобы ускорить выполнение, колени не на одной линии.

Интересно, что этот тренажер (лежащий в основе, что стоя) более специфичен и безопасен, но также эффективен, как штанга в наклоне (разная тяга), когда она направлена ​​на опускающиеся сухожилия.

С другой стороны, даже если тренажер использует меньший вес, тяга на склоне работает с большим весом, но это связано с тем, что вы тренируете также и другие мышцы.

Используемые мышцы: Двуглавые мышцы бедра, подколенные сухожилия, тонкие мышцы бедра, пошив одежды, икры, пруд.

Тренажер гиперэкстензия

Описание: находясь на тренажере в положении под углом лицом вниз, перемещайте верх туловища вверх и вниз.Нередко выполнять упражнение с весом на груди для увеличения интенсивности, но будьте осторожны, так как поспешность в этом может привести к травме.

Советы профессионалов: При выполнении упражнения, особенно если вы используете свободные веса для дополнительного сопротивления, убедитесь, что вы не поднимаете туловище слишком высоко. И не прыгайте, когда набираете обороты, не торопитесь и будьте в форме.

Считается опасным вращение при подъеме и подъеме тела, а также расслабление бедра на подушке тренажера без возможности наклона.

Higureextenia — хороший способ тренировки низа спины. Кроме того, это довольно простое упражнение, и у новичков в тренажерном зале не должно возникнуть проблем.

Используемые мышцы: Выпрямление квадратной мышцы позвоночника. Талия, подвздошные кости и ребро, самые широкие мышцы спины, прядильщик, пухленькая крупная свекла, растоптанные сухожилия. На самом деле неровные мышцы и подколенные сухожилия.

Описание: Удерживая ручки (по одной в каждой руке), опустите и поднимите корпус.Важно придерживаться хорошей формы, чтобы избежать травм плеч.

Это отличная альтернатива жиму на скамье головой вниз, но упражнения на брусьях требуют большей силы. Таким образом, хотя в основном это не рекомендуется для начинающих, снижение производительности не предотвращается.

При выполнении отжиманий вам будет казаться, что всю работу выполняют трицепсы и все нагрузки идут на них. Однако очень важно уделять внимание и грудным мышцам.

Вы должны чувствовать растяжение при нажатии, а затем сжатие при поднятии тела.Если вы не профессиональный спортсмен, всегда выполняйте это упражнение медленно. И наконец, избегайте упражнения, если вы повредили локоть или плечо.

Используемые мышцы: Плечи, трицепсы, нижняя часть груди. Отжимания можно выполнять с отягощением или без него, удерживая тело в вертикальном положении.

Симулятор Смита

Описание: Тренажер помогает нации со штангой. Представьте себе стойку для приседаний, когда у вас нет никого, кто мог бы вам помочь при выполнении упражнения.Очень красивый тренажер для практики приседаний. Если вы повредили спину, то для ее укрепления стоит использовать тренажер Смита.

Советы профессионалов: Есть много упражнений для выполнения на тренажере Смита, которые могут показаться такими же, как и на других тренажерах. Но помните, что именно при работе с ним можно выполнять множество вышеперечисленных упражнений.

Тренажер помогает вам, сохраняя выбранный вес неизменным, чтобы вы могли поднять его из любого положения.

Главное преимущество тренажера — вы можете тренироваться в тренажерном зале самостоятельно, когда у вас нет никого за подстраховку, но вы хотите подстраховаться; Просто поверните и закрепите планку.Он идеально подходит для самостоятельных приседаний за счет баланса, который обеспечивает тренажер.

Одним из достоинств тренажера может стать и недостаток, если не соблюдать осторожность. Он обеспечивает баланс, который может вызвать желание зафиксировать локти при подъеме на перекладину. Постарайтесь этого избежать.

Используемые мышцы: При работе на тренажере могут быть задействованы все группы мышц. Одно из самых популярных упражнений — это жим лежа (армейская скамья), показанный ниже. Ориентирован на тренировку плеч, трицепсов и трапеции.

Скамья для бицепса (лавка Скотта)

Описание: В сидячем положении скамья помогает изолировать и тренировать бицепсы. Идеальный тренажер для новичков, чтобы начать тренировку бицепса, используя легчайшую штангу и поднимая ее вверх и вниз, или снижая вес.

Совет профессионала: Сядьте на скамью, расположите подмышки вверху тренажера, положите бицепсы на подушку. Следуйте этой технике независимо от выполняемого упражнения.

Вопреки распространенному мнению, это упражнение не идеально подходит для наращивания пика бицепса. Но это не дает вам «взбодриться» на тренировках и обеспечивает точное сжатие мышц.

Не тяните руку слишком далеко, это может привести к травме. Также не двигайте корпусом при опускании веса. Самое главное — не использовать слишком большой вес и не сочетать его с чрезмерным опусканием штанги или гантелей вниз.

Используемые мышцы: Бицепс, плечо, предплечье.

Описание: Предназначен для печати. Похож на тренажер гиперэкстении. С этим тренажером важно практиковаться и поддерживать хорошую форму. Особенно, если вы решили тренироваться с лишним весом.

Совет профессионала: Выполнение этого упражнения заставляет ваши бедра сгибаться, что привлекает мышцы, работающие в этой области, в частности, нижнюю часть четырехглавой мышцы спины.

Таким образом, это не так конкретно, как просто прокачка пресса, поэтому убедитесь, что вы чувствуете мышцы, потому что при выполнении упражнения должно быть задействовано более одной группы мышц.

Несколько видов приседаний, которые нужно попробовать: скручивания, с отягощением, на наклонной скамье, на вертикальной скамье.

Используемые мышцы: Пресс (прямая мышца живота). Также внутренние I. Наружные мышцы Брюшная, поясничная, четырехбрюшная, поперечно-брюшная (пирамидальная).

Платформа для ног

Описание: Главный тренажер для тренировки стоп. Лежа на спине, поднимите платформу вверх, не разгибая суставов.

Совет профессионала: Этот тренажер ничем не уступает тренажеру для приседаний, потому что он укрепляет и развивает мышцы, а тренажер также хорош для защиты спины, так как удерживает ее в определенном положении.

Самые частые ошибки, которые допускают при работе на тренажере: подталкивание бедер при взвешивании. Также рекомендуется избегать блокировки колен в момент, когда стопы полностью выпрямлены.

Неполное и / или чрезмерное движение также не приведет к эффективной тренировке. Наконец, избегайте использования слишком большого и слишком малого веса и убедитесь, что вы поднимаете платформу обеими ногами равномерно.

Используемые мышцы: Четырехглавая мышца, большие берификации, ведущие мышцы бедра, подколенные сухожилия.

Симулятор гакк приседания

Описание: Сочетает в себе тренажер для ног и тренажер для приседаний. Еще один хороший тренажер для использования в день ног.

Совет профессионала: Распространенные ошибки, которые допускаются при работе с симулятором: слишком низкая при большой нагрузке, что называется «глубокий крик».

Еще одна ошибка — блокировка коленей при поднятии тяжестей вверх. Это опасно, потому что вы управляете весом связок, а не нагружаете мышцы ног.К тому же, если вы даете толчок неравномерно, это также приводит к плохому тону.

Мышцы — самые длинные и сильные в нашем теле, поэтому для их развития нужно использовать действительно большие веса. Довольно интересно, что они не используются при ходьбе, проверьте, если сомневаетесь!

Используемые мышцы: Ягодица, четырехглавая мышца, большая мышца бедра, подколенные сухожилия, поясница и позвоночник.

Описание: Поднимите вес ног, толкаясь пальцами.Существуют разные типы тренажеров, но изображенные на картинке выше самые обычные.

Совет профессионала: Правильная работа предполагает сгибание коленей сиденья под прямым углом на носках на подставке для ног. Во время тренировки пятки должны быть свободны.

Поднимите пятки как можно выше, максимально надавите на подушки. Как только вы достигнете максимальной высоты, продержитесь несколько секунд, а затем медленно вернитесь в исходное положение. Также не забывайте дышать естественно во время упражнения.

Не прыгайте, не удерживая вес под контролем, и не убирайте одну ногу по окончании подхода. Сначала снимаем вес, а потом ноги.

Целевые мышцы: В основном икра. К вторичным мышцам относятся: длинная и короткая малоберцовая, икроножная, большеберцовая и подошвенная.

Тренажер для ознакомления и разведения ног

Описание: Раскройте и закройте ноги, выталкивая сопротивление веса наружу. Самый популярный футбольный симулятор среди женщин, идеально подходящий для тренировки ног и ягодиц.

Советы профессионалов: Это очень специфическое упражнение для тяговых мышц, частично для крупных лидеров. Симулятор подойдет как новичкам, так и профессионалам.

Чтобы не получить травму перед использованием тренажера, убедитесь, что вы хорошо размякли.

Никогда не торопитесь и выполняйте упражнения медленно, поскольку резкие движения могут повредить мышцы.

Как только вы опускаетесь, работая на тренажере Избегайте таких ошибок: работа с недостаточным весом, слишком широкое разведение ног, слишком быстрое упражнение.

Рабочие мышцы: В основном ведущие мышцы бедра. Вторичные мышцы: большая ягодица, гребешок, тонкие, квадратные мышцы бедра, наружный запирающий, подвздошно-поясничные, подколенные сухожилия.

Симулятор бабочки на грудь

Описание: Тренажер данного типа предназначен для изолирующих упражнений и тренировки груди. Питомец для начинающих бодибилдеров, так как обладает уникальными движениями, доставляющими удовольствие при выполнении.

Совет профессионала: Для правильной работы на тренажере сядьте и отведите локти назад под углом 90 градусов на уровне средней стороны груди. Затем сложите руки перед лицом.

Вдохните, когда вы опускаете руки, насколько хватит гибкости (но будьте осторожны при работе с большим весом), выдохните, когда руки разведены.

Общие ошибки включают слишком маленькие или слишком большие движения. Маленькие уменьшают эффект от упражнений, а большие могут привести к травмам.Не отделяйте локти от досок.

Целевые группы мышц: Грудь (большая грудь) и плечи (дельтовидная).

Описание: Гири стали очень популярными в мире фитнеса, есть много упражнений, которые можно делать с отягощениями. Любители фитнеса используют их для силовых или кардиотренировок. Посмотрите видео о различных способах использования Гэри.

Мышечное воображение: Множество групп мышц. Зависит от выбранного вами упражнения.

Мяч для кроссфита

Описание: Комбинируйте с приседанием, броском и ловлей. Повторяйте снова и снова. Идеально подходит для тех, кто сосредотачивается или хочет включить в свою программу кардио- и аэробные упражнения.

Рабочие мышцы: Ноги, мышцы кора, грудь, плечи, пресс.

Пенный валик

Описание: Идеальный тренажер для ослабления мышечной боли, растяжения и повышения гибкости.Лучше всего использовать Foam Roller — включите его в своей программе, он снизит нагрузку на организм и поможет его кровообращению.

Целевые мышцы: Все. Но вы также можете выбирать между группами мышц.

Описание: Самый универсальный инструмент для любителей фитнеса. Есть много упражнений для работы с мячом. Отличный способ использования тренажера — восстановление после травм, растяжка, равновесие. Обычно любители фитнеса имеют такой мяч в домашних тренажерных залах или просто используют его дома в любой удобный момент.

Целевые мышцы: При работе с фитболом можно задействовать все группы мышц.

Используйте это руководство для освоения спортивного инвентаря

Хорошо, что когда вы выучите все названия и типы тренажеров, вы освободитесь от первоначального шока и испуга. Чем больше узнаешь, тем меньше опасений выбрать не тот симулятор или сойти с ума.

Это руководство поможет вам хорошо разобраться в тренажерах, и вы получите знания о самом популярном оборудовании и соответствующих тренировках.С его помощью вы также будете готовы даже построить собственный тренажерный зал, если вы арендуете или владеете домом с просторными комнатами.

Что важно помнить при использовании тренажеров

Важно иметь четкое представление об оборудовании, которое находится в вашем зале или когда оно построено, так как это поможет достичь желаемых результатов в бодибилдинге и фитнесе.

Еще одна важная вещь, о которой стоит упомянуть, — правильная форма использования этих тренажеров не может быть переоценена.При выборе между большим весом на тренажере и соблюдением правильного положения с меньшим весом всегда выбирайте второй вариант, учитывая уровень физической подготовки.

Это поможет вам достичь наилучших результатов, но, что более важно, избежать травм.

Теперь вы полностью готовы к занятиям в тренажерном зале!

Используя это руководство, теперь вы можете уверенно определить название тренажера, а из приведенного выше списка вы также получите представление о цене тренажера при постройке собственного зала.

Мы надеемся, что вам понравилось это руководство, и надеемся, что вы будете использовать его во время занятий фитнесом. Как всегда, дайте нам знать, если мы пропустили что-то, что, по вашему мнению, должно быть здесь!

OpenSim — см. Работу

Спортсмены, от обычных футболистов до олимпийских десятиборцев, должны выступать оптимально и без травм. Моделирование может показать, как мышцы организуют такие движения, как прыжки, спринт, удары ногами и езда на велосипеде.Эта информация жизненно важна для определения моделей, которые увеличивают производительность или могут привести к растяжению мышц или перегрузке суставов.

Бег с ног на голову: Выявление вклада мышц в толчок и поддержку во время бега.

Легкоатлеты, кружащие вокруг олимпийского овала, делают бег легким, но бегуны используют сложную комбинацию мышц, чтобы продвигать свое тело вперед при каждом шаге. Сэмюэл Хамнер из Стэнфордского университета возглавляет проект с использованием OpenSim, чтобы понять, какие мышцы отвечают за поддержку тела и ускорение его движения вперед во время бега.Хамнер создал трехмерную модель тела и использовал OpenSim для моделирования бега, которым управляют 92 различные мышцы.

Хамнер и его команда продемонстрировали, что две группы мышц являются основными участниками бега. Когда ступня бегуна впервые касается земли, известная как фаза торможения, тело реагирует на удар ступни, используя четырехглавую мышцу (большие мышцы в передней части бедра), чтобы тормозить поступательное движение тела, а также поддерживать тело, не давая ноге сложиться.Затем, во время фазы движения, когда бегун готовится к отталкиванию, подошвенные сгибатели (икроножные мышцы) вносят наибольший вклад как в поддержку тела, так и в продвижение его вперед.

Имитация бега, управляемая мышцами. Мышцы, активируемые на каждой фазе бегового цикла, показаны красным.

Эти первоначальные открытия закладывают основу для дальнейшего исследования травм и заболеваний суставов. В будущем OpenSim можно будет использовать для понимания того, как различные мышечные силы изменяют нагрузку на тазобедренные и коленные суставы.Увеличивают или уменьшают нагрузки на суставы разные схемы бега? Понимание взаимосвязи между мышечными силами беговой походки и силами в бедре и колене необходимо для выявления механизмов травматических повреждений, таких как разрывы подколенного сухожилия, и дегенеративных заболеваний, таких как остеоартрит.

Чтобы узнать больше о модели, использованной в проекте, и симуляторах бега, посетите проект Хамнера на SimTK.org.

Переподготовка мышечной координации на основе моделирования опорно-двигательного аппарата: исследование по снижению нагрузки на колени

Abstract

Люди обычно координируют свои мышцы для достижения целей движения, таких как минимизация затрат энергии.При наличии патологии важность приобретают новые цели, такие как снижение нагрузки на суставы, страдающие остеоартритом, но люди часто не меняют паттерны мышечной координации для достижения этих новых целей. Здесь мы используем моделирование опорно-двигательного аппарата, чтобы определить простые изменения в координации, которым можно научить, обеспечивая обратную связь электромиографической активности для достижения терапевтической цели — уменьшения нагрузки на суставы. Наше моделирование предсказало, что изменение относительной активации избыточных подошвенных сгибателей голеностопного сустава может снизить контактную силу колена во время ходьбы, но было неясно, могут ли люди повторно координировать избыточные мышцы во время такой сложной задачи, как ходьба.С помощью простой биологической обратной связи электромиографической активности здоровые люди снижали соотношение активации икроножной и камбаловидной мышц на 25 ± 15% (р = 0,004). Результирующая модель походки «избегание икроножных мышц» снизила пик силы контакта коленного сустава в поздней стойке, оцененный с помощью моделирования, на 12 ± 12% (p = 0,029). Переподготовка мышечной координации на основе моделирования может быть многообещающим методом лечения остеоартрита коленного сустава и мощным инструментом для оптимизации координации для различных реабилитационных и тренировочных приложений.

Введение

Опорно-двигательная система человека оснащена мышцами, превышающими минимальное количество мышц, необходимых для движения. Эта мышечная избыточность позволяет центральной нервной системе оптимизировать движение для достижения конкретных целей производительности, таких как эффективная ходьба, безопасное лазание или быстрый бег. Огромное количество стратегий координации мышц могут генерировать одно и то же движение, но каждая стратегия приводит к различным внутренним величинам, таким как нагрузка на суставы, метаболические затраты или напряжение сухожилий.Например, считается, что во время ходьбы здоровые люди выбирают стратегию координации, которая оптимизирует показатели производительности, такие как снижение метаболических затрат 1,2 и повышение стабильности 3 . При наличии таких патологий, как остеоартрит, инсульт или повреждение связок, новые показатели эффективности могут приобретать все большее значение. Однако люди не всегда принимают новые стратегии координации, которые оптимизируют эти новые показатели, возможно, из-за отсутствия надежных и своевременных механизмов обратной связи или недостаточного изучения новых паттернов координации 4 .Моделирование опорно-двигательного аппарата позволяет нам изучить взаимосвязь между нервно-мышечным контролем, кинематикой и клинически значимыми показателями, такими как нагрузка на суставы, чтобы определить более благоприятные стратегии координации, которые людям было бы сложно обнаружить без руководства. В этом исследовании изучается полезность переподготовки мышечной координации под контролем моделирования при разработке вмешательства по разгрузке суставов для людей с остеоартритом коленного сустава.

Уменьшение сжимающей нагрузки на колено является целью многих нехирургических методов лечения остеоартрита коленного сустава из-за взаимосвязи между чрезмерной нагрузкой и симптомами остеоартрита 5 и прогрессированием 6–8 .Во время ходьбы сжимающая контактная сила колена (KCF) в 2-4 раза превышает массу тела (BW; Рисунок 1). От пятидесяти до семидесяти пяти процентов этой силы является реакцией на растягивающие мышечные силы в суставе 9–12 , а оставшаяся сила является результирующей силой обратной динамики, называемой межсегментарной силой. Такие вмешательства, как остеотомия 13 , фиксация 14 и кинематическая переобучение походки 15–17 , направлены на снижение нагрузки на колено за счет изменения межсегментарной силы.Однако эти вмешательства не нацелены, а часто увеличивают вклад крупных мышц в KCF 18 . Кроме того, несмотря на взаимосвязь между нагрузкой на колени и болью, люди с остеоартритом естественным образом не выбирают стратегии координации, которые минимизируют нагрузку на суставы 19–21 . Даже при наличии обратной связи по KCF в реальном времени люди не могут изменить координацию своих мышц, чтобы уменьшить KCF 22 . Это говорит о том, что сложная динамика, связывающая моторный контроль с KCF, а не только отсутствие обратной связи, может ограничивать способность людей с остеоартритом применять стратегию координации, снижающую нагрузку.

Рисунок 1:

Относительный вклад межсегментарной силы реакции (результирующая сила из обратной динамики) и мышечных сил в силу контакта колена. Вклады мышечной силы преобладают подколенные сухожилия в первые 10% стойки, квадрицепсы в стойке 10-40% и икроножные мышцы в стойке 40-90%. Компоненты силы контакта колена показаны для 10 здоровых субъектов в этом исследовании с активацией мышц, оцененной путем минимизации суммы квадратов активаций с использованием статической оптимизации.

Моделирование опорно-двигательного аппарата позволяет определить стратегии координации, снижающие KCF. Второй или поздний пик силы контакта с коленом (KCF P2 ) чувствителен к изменениям координации мышц и теоретически может быть изменен в несколько раз без изменения кинематики 20,23,24 . Стратегия координации, которая сводит к минимуму KCF P2 , может быть достигнута путем изменения активации каждой мышцы нижних конечностей 20,24 , но это решение слишком сложно для изучения.Решения, которые включают более простые изменения в координации мышц, такие как снижение активации икроножной мышцы 11,20,23–25 , вероятно, легче усвоить и все же могут существенно снизить KCF P2 . Хотя моделирование предполагает, что стратегия координации «избегание икроножной мышцы» может эффективно снизить KCF P2 , остается неясным, какие избыточные мышцы должны будут компенсировать снижение активации икроножной мышцы. Кроме того, неизвестно, смогут ли люди научиться изменять относительную активацию избыточных мышц во время такой сложной задачи, как ходьба.

Электромиография (ЭМГ) биологической обратной связи — эффективный инструмент для исследования пределов волевого моторного контроля. Во время ходьбы биологическая обратная связь передней большеберцовой мышцы или икроножной мышцы может помочь восстановить нормальные моменты тыльного или подошвенного сгибания голеностопного сустава у людей с инсультом или церебральным параличом 26,27 . Люди также могут получить избирательный контроль над несколькими двигательными единицами в течение одного сеанса биологической обратной связи 28,29 , но большинство людей теряют этот избирательный контроль во время выполнения динамических задач 30 .ЭМГ биологическая обратная связь также может помочь в выборе кинематических стратегий, которые изменяют относительную активацию избыточных мышц во время физиотерапевтических упражнений 31,32 . Однако работа по изучению того, могут ли люди изменить относительную активацию избыточных мышц без изменения кинематики во время динамических задач, таких как ходьба, была ограничена.

Целью этого исследования было разработать и внедрить вмешательство по переподготовке мышечной координации, которое учит людей уменьшать силу контакта колена.Сначала мы использовали моделирование опорно-двигательного аппарата, чтобы определить подмножество мышц, на которые нужно воздействовать с помощью биологической обратной связи, которая уменьшит силу контакта колена без изменения кинетики суставов (рис. 2а). Основываясь на результатах моделирования, мы разработали вмешательство биологической обратной связи ЭМГ, чтобы проверить, могут ли здоровые люди научиться изменять координацию избыточных мышц во время ходьбы (рис. 2b). Затем мы использовали моделирование на основе ЭМГ, чтобы оценить, снизили ли участники силу контакта колена при ходьбе с новым паттерном координации (рис. 2c).В более общем плане мы описываем схему использования моделирования для разработки простых вмешательств с биологической обратной связью, которые учат людей новым моделям координации, которые имеют терапевтический эффект или эффект повышения производительности.

Рисунок 2:

(a) Чтобы разработать вмешательство биологической обратной связи для обучения людей ходить без активации икроножной мышцы (икроножной мышцы), мы смоделировали ходьбу здорового взрослого человека, используя как естественную, так и целевую функцию избегания икроножной мышцы (уравнения 1 и 2) в решателе статической оптимизации мышечной избыточности. (b) Основываясь на результатах моделирования, мы предоставили пациентам электромиографическую (ЭМГ) биологическую обратную связь, которая проинструктировала их изменить координацию их подошвенно-сгибательных мышц голеностопного сустава. Участники выполнили пять испытаний ходьбы: исходное испытание (естественная ходьба), три испытания с визуальной биологической обратной связью и испытание удержания без обратной связи. Во время всех трех испытаний с обратной связью (FB) визуальная биологическая обратная связь проинструктировала участников снизить соотношение активации икроножной и камбаловидной мышцы (величина столбца).Во время последних двух сессий обратной связи была предоставлена ​​дополнительная обратная связь, в которой участникам предлагалось также снизить среднюю активность икроножных мышц (цвет полоски). Мы проанализировали шаги с последней минуты каждого испытания, в течение которого обратной связи не поступало. (c) Мы создали модели статической оптимизации на основе данных ЭМГ, чтобы оценить влияние паттерна координации избегания икроножной мышцы на силу контакта с коленом. Смоделированное соотношение активации икроножной и камбаловидной мышцы было ограничено, чтобы соответствовать соотношению, измеренному с помощью ЭМГ.

Результаты

Дизайн вмешательства, основанный на моделировании

Чтобы разработать вмешательство по переобучению координации, мы стремились понять компенсаторные активации мышц, которые необходимы для создания нормальной кинетики ходьбы с минимальной активацией икроножных мышц (рис. 2а). Мы смоделировали кинетику здоровой ходьбы с двумя различными целевыми функциями статической оптимизации: цель естественной координации, которая является суррогатом метаболической энергии 33,34 (уравнение 1), и цель избегания икроножных мышц, которая дополнительно снижает активацию икроножных мышц 20 (уравнение 2) .

Эти симуляции показали, что ходьба без активации икроножной мышцы требует увеличения силы со стороны камбаловидной мышцы, подколенных сухожилий и сгибателей бедра (рис. 3). Повышенная сила камбаловидной мышцы дополняет момент подошвенного сгибания голеностопного сустава, создаваемый икроножной мышцей, но, в отличие от икроножной мышцы, камбаловидная мышца не пересекает колено, что позволяет ей подошвенное сгибание голеностопного сустава без сжатия колена. Повышенная сила подколенных сухожилий дополняет момент сгибания колена, создаваемый икроножной мышцей, но подколенные сухожилия в среднем имеют силу сгибания колена, равную 1.В 7 раз больше, чем икроножная мышца 35 , что позволяет этим мышцам генерировать тот же момент с меньшей силой. Значительные изменения силы, требующейся для подошвенных сгибателей голеностопного сустава, в сочетании с их важной ролью в создании нормальной кинематики ходьбы 36,37 заставили нас сосредоточить вмешательство биологической обратной связи на относительной активации икроножных и камбаловидных мышц. С целью научить участников уменьшать силу икроножной мышцы без уменьшения момента их подошвенного сгибания, мы разработали биологическую обратную связь, которая проинструктировала участников снизить активацию икроножной мышцы и увеличить активацию камбаловидной мышцы.

Рисунок 3:

Моделирование идентичной кинетики сустава (n = 1) с естественной (уравнение 1) и статической целевой функцией оптимизации (уравнение 2) с предотвращением икроножной мышцы. Во время поздней стойки мышцы создают моменты подошвенного сгибания голеностопного сустава, сгибания колена и бедра. Паттерн координации избегания икроножной мышцы требует, чтобы камбаловидная мышца и мышцы подколенного сухожилия генерировали больше силы, чтобы компенсировать функции икроножной мышцы, вызывающие сгибание голеностопного сустава и сгибание колена.Благодаря большему моменту сгибания колена (r), подколенные сухожилия могут создавать момент сгибания колена с меньшей силой, чем икроножная мышца, тем самым уменьшая вклад мышц в силу контакта колена. Эта увеличенная сила подколенного сухожилия создает антагонистический момент разгибания бедра, которому противодействует увеличение силы подвздошно-поясничной мышцы. Усредненные по группе мышц моментные руки рассчитывались как средневзвешенное значение моментов рук (подколенные сухожилия: длинная головка и короткая головка двуглавой мышцы бедра, полусухожильная, полуперепончатая мышца; икроножная мышца: медиальная и латеральная головки) на 75% фазы стойки, взвешенные по каждой из них. оптимальная сила мышцы в скелетно-мышечной модели 35 .

Эксперимент по переобучению координации мышц

Мы провели эксперимент, чтобы выяснить, могут ли люди научиться изменять относительную активацию икроножных и камбаловидных мышц во время ходьбы при визуальной биологической обратной связи. Во время одного сеанса 10 здоровых взрослых выполнили пять испытаний шестиминутной ходьбы на беговой дорожке с инструментами: исходное испытание, три испытания с обратной связью и испытание удержания (рис. 2b). Во время всех испытаний с обратной связью, гистограмма в реальном времени проинструктировала участников снизить коэффициент активации икроножной и камбаловидной мышцы (уравнение 3):

где и — средние линейные огибающие ЭМГ за фазу стойки для медиальных икроножных и камбаловидных мышц, соответственно.Во время последних двух испытаний с обратной связью участникам также была предоставлена ​​обратная связь, чтобы уменьшить их среднюю активацию икроножной мышцы, чтобы предотвратить снижение коэффициента активации только за счет увеличения активации камбаловидной мышцы. Во время испытания удержания участников проинструктировали сохранить усвоенный паттерн координации, но не получили обратной связи.

После первого испытания, в котором участникам была предоставлена ​​обратная связь только о коэффициенте активации, они снизили свой коэффициент активации на 22 ± 12% (p <0.001), но существенно не уменьшали активацию икроножной мышцы (рис. 4а). Добавляя обратную связь об активации икроножной мышцы во время второго и третьего испытаний с обратной связью, мы стремились научить участников снижать коэффициент активации за счет уменьшения активации икроножной мышцы. После третьего испытания с обратной связью участники снизили активацию икроножной мышцы на 17 ± 19% (p = 0,033) по сравнению с исходным уровнем. Наконец, мы исследовали, могут ли люди сохранять свой новый паттерн координации после шести минут ходьбы без обратной связи.В конце испытания удержания у участников сохранялось снижение коэффициента активации на 25 ± 15% (p = 0,004) и снижение активации икроножной мышцы на 17 ± 21% (p = 0,033). Несмотря на это изменение коэффициента активации, средний момент в голеностопном суставе изменился только на 3 ± 14% (рис. 4e) во время исследования удержания по сравнению с исходным уровнем, что имело тенденцию к статистической эквивалентности в пределах одного базового стандартного отклонения (p = 0,063).

Рисунок 4:

(a) Среднее значение (столбец) и стандартное отклонение (столбец ошибки) изменений мышечной активации, измеренных с помощью электромиографии (n = 10).Участники снизили коэффициент активации икроножной (икроножной) и камбаловидной мышцы на 22 ± 12% (p <0,001) после первоначального сеанса обратной связи и сохранили снижение на 25 ± 15% (p = 0,003) в конце испытания удержания. Участники снизили среднюю активацию икроножной мышцы на 17 ± 19% (p = 0,033) после третьего сеанса обратной связи и сохранили снижение на 17 ± 21% (p = 0,033). (b-e) Среднее (линия) и стандартное отклонение (штриховка) активности медиальной икроножной и камбаловидной мышц и механики голеностопного сустава для исходного уровня (базовый.) и удержание (в отставке). Несмотря на изменение коэффициента активации на 25 ± 15% от исходного уровня к испытанию с удержанием, средний момент в голеностопном суставе изменился только на 3 ± 14%, что имеет тенденцию быть эквивалентным исходному уровню в пределах одного базового стандартного отклонения (p = 0,063). .

Имитация контактной силы колена на основе данных ЭМГ

Мы оценили, достигла ли модель координации избегания икроножной мышцы, которую приняли участники, желаемой терапевтической цели: снижение оцененного с помощью моделирования KCF P2 .Используя статическую оптимизацию, мы смоделировали пять циклов походки с последней минуты как базового уровня, так и испытания удержания. Чтобы зафиксировать изменения в активности подошвенно-сгибательной мышцы голеностопного сустава между состояниями, мы ограничили соотношение активации икроножной и камбаловидной мышц на каждом временном шаге моделирования, чтобы оно соответствовало соответствующему соотношению, измеренному с помощью ЭМГ (рис. 2с). Смоделированные активации качественно соответствовали паттернам ЭМГ для основных групп мышц, пересекающих колено и лодыжку (рис. 5).

Рисунок 5: Линейные огибающие для электромиографии (ЭМГ)

с электромеханической задержкой 40 мс по сравнению с моделированными активациями мышц для исходных испытаний и испытаний удержания для всех участников (n = 10).Несмотря на различия в величине между ЭМГ и моделируемыми активациями икроножной и камбаловидной мышц, относительные изменения между испытаниями согласуются, что указывает на то, что наша методика статической оптимизации с учетом ЭМГ зафиксировала изменения активности подошвенно-сгибательной мышцы голеностопного сустава, измеренные с помощью ЭМГ. ЭМГ не сообщала об активации мышц в верхнем ряду при моделировании. Форма, время и изменения моделируемой активации соответствовали ЭМГ для этих мышц, за исключением прямой мышцы бедра.

Чтобы определить эффективность вмешательства, мы проанализировали совместные контактные силы для восьми человек, у которых сохранялось снижение активации икроножной мышцы в поздней стойке во время испытания с удержанием. В среднем эти люди снизили свой KCF P2 на 0,38 ± 0,39 BW (12 ± 12%, p = 0,029) во время испытания удержания по сравнению с исходным уровнем (рис. 6a). Снижение доли икроножной мышцы в KCF на 0,25 ± 0,30 BW было основным фактором снижения KCF P2 (Рисунок 6b).Вопреки прогнозу моделирования вмешательства-дизайна (рис. 3), ни линейная огибающая ЭМГ подколенных сухожилий (рис. 5), ни вклад подколенных сухожилий в KCF (рис. 6b) не увеличиваются во время поздней стойки. Единственным значимым различием в кинематике или кинетике сагиттального сустава нижних конечностей было уменьшение на 0,72 ± 0,63% BW * высоты (31 ± 24%, p = 0,015) момента сгибания коленного сустава в поздней стойке (Рисунок 7). Это открытие согласуется с наблюдаемым нами снижением активации икроножных мышц, но без изменений активации подколенных сухожилий.

Рисунок 6:

(a) Среднее (линия) и стандартное отклонение (штриховка) силы контакта колена для участников (n = 8), которые снизили активацию икроножной мышцы в поздней стойке во время испытания с удержанием. Эти участники снизили свой второй пик силы контакта колена на 0,38 ± 0,39 раза от веса тела (BW), или на 12 ± 12% (p = 0,029) во время испытания удержания, по сравнению с исходным уровнем. (b) Для тех же восьми субъектов изменение силы контакта колена разбито на компоненты межсегментарной и мышечной силы.Снижение на 0,25 ± 0,30 BW силы икроножной мышцы во время второго пика силы контакта с коленом было основным вкладом в уменьшение силы контакта второго пика. (c) Изменения первой и второй пиковых контактных сил между исходным (базовым) и удерживающим (рет.) Значениями показаны для всех участников (n = 10), с двумя участниками, которые не сохранили снижения в поздней стойке. деятельность gastrocnemius представлена ​​пунктирными линиями. Шесть из восьми человек, которые снизили активацию икроножной мышцы в поздней стойке, снизили свой второй пик силы контакта с коленом, но пять увеличили свой первый пик.

Рисунок 7:

Среднее (линия) и стандартное отклонение (затемнение) кинематики и кинетики колена и бедра для участников (n = 8), которые сохранили снижение активации икроножной мышцы в поздней стойке во время испытания с удержанием. Во время испытания с удержанием участники ходили с меньшим моментом сгибания колена в поздней стойке на 0,72 ± 0,63% BW * ht (31 ± 24%, p = 0,015). Во время испытания с удержанием наблюдались большие различия в первом пике угла колена и момента. Пиковая кинематика и кинетика бедра существенно не различались во время ранней или поздней стойки.

Обсуждение

Мы разработали методику повторной тренировки координации мышц, которая снижает нагрузку на колени. Сначала мы использовали моделирование опорно-двигательного аппарата, чтобы определить простые изменения в координации, которые уменьшают силу контакта колена, что послужило основой для разработки вмешательства с биологической обратной связью. С помощью простой биологической обратной связи их мышечной активности здоровые люди могли быстро изменять относительную активацию икроножных и камбаловидных мышц, при этом создавая аналогичный момент подошвенного сгибания голеностопного сустава.Это изменение координации привело к снижению на 12% расчетной силы контакта коленного сустава, что может иметь терапевтический эффект для людей с остеоартритом коленного сустава. Эти результаты свидетельствуют о том, что проектирование вмешательств на основе моделирования является многообещающим инструментом для определения новых, обучаемых стратегий координации, которые позволяют достичь терапевтических целей.

Наши результаты основаны на предшествующей работе с биологической обратной связью ЭМГ, демонстрируя, что люди могут быстро изменить координацию избыточных мышц во время сложной задачи с помощью простой обратной связи.Острые изменения координации были выявлены в течение одного посещения статической активности 28 , но программы переподготовки клинической координации могут длиться несколько недель 31 . Наши участники снизили коэффициент активации икроножной и камбаловидной мышц во время ходьбы всего после пяти минут обратной связи. Это говорит о том, что в ходе одного посещения приложений можно обучить нескольким стратегиям координации, например оптимизации с участием человека в цикле, при которой пользователям необходимо быстро адаптироваться к новым условиям 38 .Предыдущая работа также продемонстрировала, что точный контроль отдельных двигательных единиц или мышц легче достигается во время изометрических сокращений 28,30 или контролируемых физиотерапевтических мероприятий 31,32 , но это исследование предполагает, что координацию мышц можно повторно тренировать во время динамических нагрузок. нравится гулять. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, каким сложным изменениям координации можно научить во время функциональной активности.

Pizzolato et al. показали, что во время одного посещения здоровые люди не могли идентифицировать паттерны координации, которые снижали KCF, с обратной связью в реальном времени только по KCF 39 .Это может быть связано со сложностью динамики, которая связывает координацию мышц с KCF. Получив обратную связь об активации двух мышц, большинство наших участников снизили KCF, что подчеркивает важность выбора простых и эффективных целей биологической обратной связи.

Способность паттерна координации избегания икроножной мышцы уменьшать контактную силу колена предполагает, что переобучение координации может использоваться для уменьшения совместных контактных сил других артритных суставов по всему телу.Снижение веса KCF P2 на 0,38BW или 12% аналогично эффекту совместной разгрузки при потере 15–38% массы тела 40–42 . Снижение KCF P2 аналогично тому, что было достигнуто с помощью кинематических модификаций походки 43,44 или вспомогательных устройств 14,43,45 , но не требует заметных изменений кинематики или образа жизни, которые часто препятствуют усыновлению пациента 17 , 46 . За счет использования функциональных различий между избыточными мышцами опорно-двигательного аппарата повторная тренировка координации является гибким способом снижения нагрузки.Его можно использовать для перемещения нагрузки между отделениями колена или для уменьшения нагрузки в других суставах, таких как тазобедренный сустав 24 , для которого существует ограниченное количество других операций по разгрузке.

В дополнение к планированию вмешательств для уменьшения силы контакта суставов, моделирование опорно-двигательного аппарата может определить вмешательства по переподготовке координации, которые оптимизируют другие важные клинические показатели и показатели спортивных результатов. Моделирование может определить оптимальные стратегии координации мышц для ходьбы или бега с помощью вспомогательного роботизированного устройства 47,48 .Обеспечение биологической обратной связи ЭМГ на основе моделирования может улучшить естественный процесс моторного обучения, позволяя пользователю устройства быстрее выработать энергетически выгодную стратегию координации. Кроме того, модели мышечной координации, выявленные с помощью моделирования, могут улучшить спортивные результаты. Например, паттерны координации, которые максимизируют расстояние прыжка в длину 49 , могут быть обучены спортсменам с помощью упрощенной биологической обратной связи ЭМГ. Наконец, эта структура может стать важным инструментом профилактики травм и реабилитации.Например, могут быть разработаны новые схемы координации, которые помогут снизить напряжение передней крестообразной связки при разрезании или локтевой коллатеральной связки во время подачи бейсбола. Даже после травмы новые паттерны мышечной координации могут помочь нормализовать механику суставов 23 , потенциально делая переобучение координации важной частью посттравматической реабилитации.

Важно понимать ограничения этого исследования. Мы демонстрируем, что здоровые люди могут учиться и сохранять новую схему координации в контексте одного посещения, но необходима дальнейшая работа для оценки обучения и удержания в течение длительного времени в условиях свободной жизни.Несмотря на то, что существуют проблемы с повседневной нормализацией ЭМГ, биологическая обратная связь на основе ЭМГ может быть использована как носимое решение для домашних тренировок. Во-вторых, мы показываем возможность переподготовки мышечной координации у молодых, здоровых участников. Людям с остеоартритом может быть сложнее изучить эту модификацию из-за нарушения мышечной силы или двигательного контроля. В-третьих, в среднем наши участники не сохранили свою естественную кинетику ходьбы при принятии координационного паттерна избегания икроножных мышц.Наши отзывы успешно научили людей изменять активность подошвенных мышц голеностопного сустава, сохраняя при этом естественный момент подошвенного сгибания голеностопного сустава; однако мы не давали обратной связи для увеличения активации подколенных сухожилий, что приводило к снижению момента сгибания колена в поздней стойке. Если будущие исследования направлены на сохранение идентичной кинематики и кинетики суставов, необходимо дать дополнительную обратную связь, чтобы проинструктировать участников о достижении всех необходимых компенсаторных изменений в активации мышц. В-четвертых, хотя шесть из восьми субъектов, которые снизили активность икроножной мышцы в поздней стойке, снизили второй пик KCF, пять из этих людей увеличили свой первый пик KCF.В будущих исследованиях, посвященных изучению этой модели походки, следует отслеживать изменения кинетики и мышечной активности во время ранней стойки, которые влияют на первый пик KCF. Наконец, мы оценили изменения в KCF, используя модель опорно-двигательного аппарата, вместо того, чтобы напрямую измерять их с помощью имплантата коленного сустава. Тем не менее, аналогичный подход к статической оптимизации был показан для точного обнаружения вызванных модификацией походки изменений в KCF, измеренных с помощью оснащенного имплантатом коленного сустава 50 . Изменения в моделируемой мышечной активации между естественной походкой и походкой с избеганием икроножных мышц также соответствовали изменениям в ЭМГ (рис. 5), обеспечивая уверенность в точности наших смоделированных изменений в KCF.

Таким образом, при простой биологической обратной связи люди могут учиться и сохранять изменения в структуре мышечной координации во время ходьбы. Мы учили здоровых взрослых изменять активацию избыточных мышц подошвенного сгиба, что уменьшало нагрузку на колени, демонстрируя, что переподготовка координации может быть ценным новым консервативным лечением для разгрузки суставов, страдающих остеоартритом. В более общем плане переподготовка мышечной координации на основе моделирования может быть эффективным способом научить людей новым терапевтическим стратегиям координации.Этот подход основан на адаптируемости нервно-мышечно-скелетной системы человека для оптимизации координации мышц, а также на эффективных приложениях для предотвращения травм, реабилитации и спортивных результатов.

Методы

Дизайн вмешательства на основе моделирования

Предыдущая работа предполагала, что сила контакта колена может быть уменьшена с помощью схемы координации избегания икроножной мышцы 20 , но было неясно, какие компенсаторные изменения в активации мышц были необходимы.Чтобы ответить на этот вопрос, мы смоделировали один цикл походки нормальной кинематики ходьбы (здоровый мужчина, скорость 1,25 м / с) с двумя возможными паттернами мышечной координации: естественным паттерном, который минимизировал суррогат для расхода энергии, и паттерном избегания икроножных мышц, который минимально активировал gastrocnemius (рис. 2а). Мы использовали OpenSim 4.0 51,52 и специальную реализацию статической оптимизации в MATLAB R2017b (Mathworks, Inc., Натик, Массачусетс, США) для моделирования и симуляции опорно-двигательного аппарата.

Мы смоделировали нижние конечности и туловище, используя скелетно-мышечную модель, описанную Rajagopal et al. 35 с 21 степенью свободы, 80 приводов опорно-двигательного аппарата для нижних конечностей и три привода идеального крутящего момента для торса. Модель включала шесть степеней свободы между тазом и землей, три степени свободы вращения между тазом и туловищем, три степени свободы вращения в бедре, одну степень свободы вращения в колене, которая параметризовала оставшиеся степени вращения и поступательного движения. свободы тибиофеморального 53 и пателлофеморального 54 суставов, а также по одной степени свободы вращения в каждом голеностопном и подтаранном суставах.Мы модифицировали модель, откалибровав кривые зависимости силы от длины пассивной мышцы каждой мышцы так, чтобы моменты в суставах, создаваемые силами пассивных мышц, более точно соответствовали экспериментальным данным 55 . Мы также изменили траектории мышц отводящей мускулатуры бедра, чтобы более точно соответствовать моментным рычагам, оцененным из экспериментов 56,57 , моделей конечных элементов 58 и MRI 59 (см. Дополнительные материалы). Модифицированная модель была масштабирована, чтобы соответствовать антропометрическим измерениям, полученным в статическом испытании, и виртуальные маркеры на модели были перемещены в соответствии с положениями экспериментальных маркеров во время этого испытания.Кинематика модели оценивалась с помощью инструмента «Обратная кинематика» в OpenSim, который сводит к минимуму ошибку между положениями экспериментальных маркеров и маркеров виртуальной модели. Моменты суставов были рассчитаны с помощью инструмента обратной динамики в OpenSim с кинематикой с фильтрацией нижних частот (6 Гц, 6 -й порядок , нулевой фазовый сдвиг Баттерворта) и силами реакции земли (6 Гц, 4-й порядок , нулевой фазовый сдвиг. Баттерворта) в качестве входных данных.

Мы разработали специальный алгоритм статической оптимизации в MATLAB, используя OpenSim API, для решения проблемы избыточности мышц.Использовались две целевые функции. Первый минимизировал сумму квадратов активаций мышц (уравнение 1), что является обычно используемым суррогатом метаболических затрат 33,34 . Второй — целевая функция избегания икроножной мышцы с сильно взвешенным штрафом на активацию икроножной мышцы 20 (уравнение 2). Создаваемые мышцами суставные моменты были ограничены, чтобы соответствовать суставным моментам из обратной динамики (уравнение 4) на каждом временном шаге ( t k ).

где M ID, j — суставные моменты обратной динамики для каждой из j степеней свободы (DOF), — моменты плеча 60 i th мускульно-сухожильного привода (MTU) относительно j th DOF, и являются силами MTU.Силы MTU были рассчитаны с использованием модели типа Хилла 61 , описанной Millard et al. 62 . Мы аппроксимировали податливость сухожилий, решив уравнение статического равновесия для мышц сухожилий (уравнение 5) для длины мышечных волокон, используя длину MTU из текущего шага и активацию из предыдущего шага:

где — оптимальная мышечная сила, f T ( l M , l MTU ) — множитель силы сухожилия на длину в зависимости от длины мышечного волокна и длины MTU, α — активация мышцы. от 0 до 1, f l ( l m ) — множитель силы активного мышечного волокна на длину, f PE ( l m ) — сила пассивного мышечного волокна. множитель длины, а α ( l m ) — угол перистости мышцы.После решения уравнения 5 для l m ( t k ) с использованием метода Ньютона 62 , мы зафиксировали l m ( t k ) и решили для F MTU ( t k ) как функция проектной переменной α ( t k ) для каждой мышцы (уравнение 6).

Затем мы использовали fmincon в MATLAB для решения задачи статической оптимизации с комбинацией уравнений 4 и 6 в качестве ограничения и либо уравнения 1, либо уравнения 2 в качестве целевой функции.Вычисление статического равновесия в уравнении 5 не учитывает свойство силы-скорости мышцы. Однако в ходе пилотных испытаний мы обнаружили, что решения статической оптимизации, в которых использовалось податливое сухожилие, но исключали свойство силы-скорости мышцы, приводили к активациям, которые более точно соответствовали ЭМГ, чем решения, которые предполагали жесткое сухожилие, но включали свойство силы-скорости. Это улучшение было особенно заметно в таких мышцах, как икроножная и камбаловидная, у которых сухожилия в несколько раз длиннее оптимальной длины мышечных волокон.

Используя мышечные силы из статической оптимизации, мы использовали инструмент анализа реакций суставов в OpenSim для вычисления KCF как силы реакции вдоль продольной оси большеберцовой кости. Мы также сравнили различия в мышечных силах в основных группах мышц, которые создают моменты подошвенного сгибания голеностопного сустава в поздней стойке, сгибания колена и бедра: камбаловидной мышцы, икроножной мышцы (медиальная и латеральная головки), подколенных сухожилий (полусухожильной, полуперепончатой, двуглавой мышцы бедра). femoris (длинная и короткая головка), подвздошно-поясничную (подвздошную, поясничную) и прямую мышцу бедра.Наконец, после оценки изменений мышечной силы между паттернами координации, мы решили сосредоточить биологическую обратную связь на двух группах мышц с наибольшими изменениями силы: икроножной и камбаловидной. Уменьшая активацию икроножной мышцы и увеличивая активацию камбаловидной мышцы, человек теоретически может уменьшить вклад икроножной мышцы в силу контакта колена без изменения чистого момента подошвенного сгибания голеностопного сустава.

Эксперимент по переподготовке мышечной координации

В исследовании приняли участие 11 человек и 10 (4 женщины, 26 ± 4 лет, 22.8 ± 2,1 ИМТ) заполнили его после предоставления информированного согласия на протокол, одобренный Наблюдательным советом Стэнфордского университета. Мы включили людей, у которых в прошлом году не было травм нижних конечностей. Перед тем, как люди начали прогулочную часть исследования, мы оценили, могут ли наши поверхностные электроды ЭМГ измерять различные сигналы между медиальной икроножной и камбаловидной мышцами. Мы попросили участников выполнить упражнения на подошвенное сгибание стоя и сидя, поскольку эти упражнения вызывают большие изменения в относительной активации икроножных и камбаловидных мышц из-за разной степени сгибания колена 63 .Поскольку наше целевое снижение коэффициента активации икроножной и камбаловидной мышцы во время ходьбы составляло 15%, мы включили только тех участников, которые снизили коэффициент активации не менее чем на 15% во время активности подошвенного сгибания сидя по сравнению с активностью подошвенного сгибания стоя. По этой причине был исключен один участник.

Участники завершили одно посещение лаборатории захвата движения с беговой дорожкой с силовыми инструментами (Bertec Corporation, Колумбус, штат Огайо, США), системой захвата движения с 11 камерами (Motion Analysis Corporation, Санта-Роза, Калифорния, США) и беспроводная наземная система ЭМГ (Delsys Corp., Натик, Массачусетс, США). Мы разместили маркеры с двух сторон на головках 2-й и 5-й плюсневых костей, пяточной кости, медиальной и латеральной лодыжках, медиальном и латеральном надмыщелках бедренной кости, передних и задних верхних подвздошных отростках, акромиальных отростках, грудино-ключичных суставах и на позвонках C7. Маркеры на медиальных надмыщелках бедренной кости и лодыжках были удалены перед испытаниями на ходьбу, а также использовались 16 дополнительных маркеров для помощи в отслеживании конечностей. После случайного выбора ноги для анализа и биологической обратной связи мы поместили девять электродов ЭМГ в одностороннем порядке на камбаловидную мышцу (медиальный аспект), медиальную икроножную мышцу, латеральную икроножную мышцу, переднюю большеберцовую мышцу, двуглавую мышцу бедра, полусухожильная мышца, прямая мышца бедра, медиальная широкая мышца бедра и латеральная широкая мышца бедра.

Перед ходьбой участники выполняли максимальные произвольные сокращения для нормализации ЭМГ, статические и динамические калибровочные испытания, чтобы помочь в масштабировании скелетно-мышечной модели, и подъемы на носки для оценки размещения датчика ЭМГ. После прогулки по беговой дорожке для разминки участники выполняли два изометрических и изокинетических максимальных произвольных сокращения с сопротивлением: сгибание колена лежа и сгибание лодыжки лежа на спине. Затем участники выполнили пять ударов ногами с максимальным усилием сгибанием бедра и пять прыжков на максимальную высоту 64 .Мы рассчитали линейные огибающие ЭМГ с помощью полосовой фильтрации (30-500 Гц, 4-й порядок , нулевой фазовый сдвиг Баттерворта), выпрямления и фильтрации нижних частот (6 Гц, 4-й порядок , нулевой фазовый сдвиг Баттерворта) в исходном виде. ЭМГ-сигналы. Мы нормализовали все будущие линейные огибающие ЭМГ на максимальное значение для каждой мышцы, измеренное во время любого из максимальных произвольных сокращений. Затем участники выполнили пробную статическую калибровку модели для масштабирования модели и испытания циркумдукции бедра для определения функциональных местоположений центра тазобедренного сустава 65 .Чтобы познакомить участников с анатомией их трехглавых мышц верхней части грудной клетки, мы показали им изображения икроножных и камбаловидных мышц и пальпировали обе мышцы. Чтобы участники могли почувствовать разницу между активацией икроножной и камбаловидной мышц и оценить различия в сигналах ЭМГ, участники выполнили два подхода по 10 подъемов на носки двумя ногами. Участники стояли (бедро и колено под углом 0 °) во время первого подхода, чтобы в первую очередь активировать икроножную мышцу, и сидели (бедро и колено под углом 90 °) с 4.Вес по 5 кг на каждое колено во втором подходе для активации камбаловидной мышцы. Среднее снижение коэффициента активации икроножной мышцы к камбаловидной мышце во время испытания сидя по сравнению с испытанием стоя составило 68% ± 14% для 10 человек, завершивших исследование, и 11% для человека, который был исключен из исследования для невозможность снизить коэффициент активации по крайней мере на 15% во время подошвенного сгибания сидя.

После привыкания к ходьбе на беговой дорожке при 1,25 мс -1 в течение пяти минут участники выполнили пять шестиминутных испытаний ходьбы: исходное испытание, три испытания с обратной связью и испытание удержания (рис. 2b).Во время испытания базовой ходьбой их проинструктировали ходить естественно. Мы вычислили их исходное соотношение активации икроножной мышцы к камбаловидной мышце (уравнение 3) и линейную огибающую средней ЭМГ икроножной мышцы, усредненной по фазе опоры. Мы усреднили эти значения за последнюю минуту базового исследования и нормализовали измерения в реальном времени по средним базовым значениям в последующих исследованиях. Во время первого испытания с обратной связью мы использовали гистограмму в реальном времени, чтобы проинструктировать участников снизить коэффициент активации как минимум на 15% относительно исходного уровня при сохранении нормальной кинематики ходьбы.Мы проинструктировали их изучить различные стратегии в течение первых четырех минут испытания, сойтись на их наиболее успешной стратегии в течение пятой минуты и сохранить эту стратегию после того, как обратная связь была удалена на шестой минуте. Во время второго и третьего испытаний с обратной связью участников проинструктировали продолжать снижать коэффициент активации ниже целевой линии, которая была установлена ​​либо на 15% -ное снижение от исходного уровня, либо на их среднее снижение от исходного уровня во время предыдущего испытания, в зависимости от того, что было больше.Целевой показатель в 15% был выбран в качестве достижимой цели из пилотного тестирования, но адаптивный метод постановки целей позволил достичь все более сложных целей для участников, которые добились успеха во время предыдущего испытания. Во время этих двух последних испытаний участникам была предоставлена ​​дополнительная информация об их средней активности икроножной мышцы, представленная цветом полосы. Мы проинструктировали их снизить коэффициент активации, уменьшив активацию икроножной мышцы, или получить небольшую синюю полосу (рис. 2b). Во время испытания удержания мы удалили обратную связь, но проинструктировали участников следовать схеме координации, которую они усвоили во время испытаний с обратной связью.Мы проанализировали последние 30 шагов шестой минуты всех испытаний. Для анализа мы использовали те же процессы фильтрации и нормализации ЭМГ, что и в эксперименте в реальном времени, и усредняли мышечную активность по продолжительности фазы стойки.

ЭМГ-моделирование силы контакта колена

Мы смоделировали эти экспериментальные данные для оценки кинематики, кинетики и KCF сустава с помощью OpenSim 52 и ранее описанной реализации пользовательской статической оптимизации.Для моделирования были выбраны пять циклов походки из каждого из испытаний исходного уровня и удержания, которые имели наименьшие абсолютные различия в коэффициенте активации по сравнению со средним значением из последних 30 этапов испытания.

Изменения ЭМГ подошвенной мышцы были включены в моделирование статической оптимизации путем ограничения смоделированного отношения активации икроножной мышцы к камбаловидной мышце в соответствии с соотношением, измеренным с помощью ЭМГ. Во-первых, к линейным оболочкам ЭМГ медиальной икроножной, латеральной и камбаловидной ЭМГ была добавлена ​​электромеханическая задержка в 40 мс 66 .Смоделированное соотношение активации медиальной икроножной и камбаловидной мышцы было ограничено, чтобы соответствовать соотношению ЭМГ в пределах 2% (уравнение 7). Аналогичное ограничение было наложено на соотношение активации латеральной икроножной и камбаловидной мышцы.

Для проверки наших расчетов мы качественно сравнили смоделированные активации с линейными огибающими ЭМГ с электромеханической задержкой 40 мс (рис. 5). Для этого сравнения мы вычислили средневзвешенные значения симулированной активации и линейных огибающих ЭМГ для vasti (медиальная широкая мышца бедра и латеральная широкая мышца бедра) и двухсуставных подколенных сухожилий (полусухожильная мышца и длинная головка двуглавой мышцы бедра).Оптимальная мышечная сила из скелетно-мышечной модели использовалась в качестве веса для каждой мышцы.

Мы использовали решения по статической оптимизации и инструмент анализа совместной реакции, чтобы вычислить KCF и разложить его на компоненты мышечной и межсегментарной силы. Мы нашли межсегментарную силу реакции, вычислив KCF из моделирования со всеми степенями свободы, приводимыми в действие идеальными приводами крутящего момента. Чтобы выяснить вклад различных групп мышц в KCF (рисунок 1, рисунок 6b), мы назначили мышечные силы на основе статической оптимизации подмножеству мышц, сгенерировали оставшиеся чистые суставные моменты с помощью идеальных приводов крутящего момента и вычли межсегментарную силу из вычисленный KCF.Мы определили следующие функциональные группы мышц, пересекающих колени: четырехглавую мышцу (медиальная широкая широкая мышца, средняя широкая мышца бедра, латеральная широкая мышца бедра и прямая мышца бедра), подколенные сухожилия (длинная и короткая головки двуглавой мышцы бедра, полусухожильная, полуперепончатая, тонкая мышца и портняжная мышца), gastrocnemius (медиальная и латеральная гастрокнемии) и растяжимая широкая фасция.

Статистика

Все статистические анализы были выполнены в MATLAB (R2017b), если не указано иное. После тестирования данных на нормальность с использованием теста Шапиро Уилка 67 мы сравнили нормально распределенные данные с использованием парной выборки, двустороннего t-критерия и сравнили данные с ненормальным распределением, используя двусторонний знаковый ранговый тест Уилкоксона.Для сравнения коэффициента активации и изменений мышечной активации в испытаниях с обратной связью и удержанием мы сообщаем p-значения после контроля ложного обнаружения с помощью R (v3.5.3, R Foundation for Statistical Computing, Вена, Австрия) 68,69 . Мы использовали двусторонний тест на эквивалентность с помощью инструмента, предоставленного Lakens et al. 70 с границами эквивалентности одного базового стандартного отклонения для сравнения среднего момента подошвенного сгибания голеностопного сустава между исходным уровнем и испытанием ретенции.Мы определили пики на кривых угла и момента коленного и тазобедренного суставов как максимальное значение в течение первых 50% фазы стойки и минимальное значение в течение последних 50% фазы стойки. Из-за исследовательского характера оценки углов пиков изменений и моментов между исходным уровнем и удержанием мы не корректировали множественные сравнения. Представленные значения представляют собой среднее ± стандартное отклонение, а α = 0,05.

Вклад авторов

Исследование разработано SDU и SLD. SDU выполнила моделирование опорно-двигательного аппарата, собрала экспериментальные данные и проанализировала результаты.AS консультировал с разработкой программного обеспечения для моделирования. Все авторы оказали помощь в интерпретации данных. SDU подготовил рукопись, и все авторы критически отредактировали и одобрили окончательную рукопись.

Конкурирующие интересы

Стэнфордский университет подал заявку на патент от имени SDU и SLD, описывающий методику переобучения мышечной координации, под названием Электромиографическая обратная связь в реальном времени для изменения мышечной активности во время сложных движений . Патент находится на рассмотрении на момент подачи рукописи.У авторов нет других конкурирующих интересов, которые следует раскрывать.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Ника Бьянко, Кармайкла Онга и Эми Силдер за их советы по моделированию и экспериментам. SDU финансировался за счет стипендии Национального научного фонда (DGE-114747) и стипендии Sang Samuel Wang Stanford Graduate Fellowship из Стэнфордского офиса вице-проректора по последипломному образованию. Эта работа также была поддержана грантом P41 EB027060 Национального института здоровья.

Моделирование сложных динамических структур опорно-двигательного аппарата

Локтевой сустав человека

Сначала мы рассмотрим локтевой сустав человека, состоящий из мышц, сухожилий и костей (рис. 1a), чтобы проиллюстрировать, как сборки стержней соотносятся с физиологией, динамикой и морфология. В отличие от полностью совместимой системы, локтевой сустав демонстрирует как мягкие, так и жесткие характеристики, а также упрощенную динамику и уменьшенное пространство для конфигурации. Тем не менее, его анализ позволяет нам проверить и откалибровать нашу модель относительно множества легко доступных данных (анатомических и биомеханических) и связать наше описание с широко используемой моделью Хилла 30 (см. Дополнительное примечание 1).Он также служит для иллюстрации уровня детализации нашего представления, который можно использовать для удовлетворения кинезиологических потребностей конкретного пациента.

Рис. 1

Приведение в действие локтя человека. a Анатомия локтя. b Моделирование локтя, состоящего из трех костей (плечевая, локтевая и лучевая) и двух головок двуглавой мышцы (короткая и длинная голова), при выполнении полного сгибания. c Экспериментальные данные 60 и моделирование активной и пассивной силы, нормализованной пиковой силой \ ((F _ {\ mathrm {m}} {/} F _ {\ mathrm {max}}) \) во время изометрического упражнения (\ ({F} _ {\ mathrm {set}} \) имитирует сопротивление, с которым сталкивается мышца, и приводит к ее равновесной длине \ (\ eta \)). d Экспериментальные 61 и моделирование измерения крутящего момента локтевого сустава (под углом 60 °), выполняющего максимальные изокинетические концентрические сгибания при различных угловых скоростях вместе с соответствующим демпфированием общей скорости деформации мышц \ (\ zeta \). Затем численно определенные \ (\ zeta \) (см. Дополнительное примечание 2) сравниваются с теоретическими оценками, основанными на модели Хилла. как связка из 18 вязкоупругих стержней Коссера, каждый стержень представляет 20 двигательных единиц, всего 360, в соответствии со средними физиологическими измерениями 58 .Отметим, что количество моторных единиц на стержень может варьироваться в зависимости от желаемого уровня детализации. Эти стержни, основные уравнения которых можно найти в разделе «Методы», могут активно сокращаться и расслабляться. Их характерные выходные силы и время подергивания могут быть напрямую связаны с их площадью поперечного сечения через сократительное напряжение (\ ({\ sigma} _ {\ text {m}} \)). Это позволяет мышце соответствовать принципу размера 59 , который связывает низкую силу, медленную активность с меньшими двигательными единицами, а высокую силу, активность с быстрым сокращением — с более крупными (см. Дополнительное примечание 1).Для завершения сборки локтевого сустава мы рассматриваем плечевую, локтевую и лучевую кости (все из которых являются тонкими костями), представленные в виде пассивных жестких (фактически жестких) стержней с сужающимися сегментарными радиусами (рис. 1b, фиолетовые элементы). Точно так же проксимальные и дистальные сухожилия моделируются как конические пассивные, но на этот раз эластичные стержни (рис. 1b, желтые элементы). Отметим, что кости не всегда тонкие, и в этом случае следует использовать смешанное представление, включающее твердые тела или МКЭ.

Окончательная сборка и ее конфигурационное пространство достигаются путем задания граничных условий и связи между различными элементами.Сферические суставы (свободное относительное вращение) используются для соединений мышца-сухожилие, кость-сухожилие и плеча-плеча. Шарнирное соединение (относительное вращение в заданной плоскости) применяется для соединения плечевой кости и лучевой кости, в то время как неподвижное соединение (без относительного движения) используется для соединения локтевой кости и лучевой кости. Для имитации чистых упражнений на сгибание-разгибание (как здесь предполагается) мы не учитываем относительное вращение между локтевой и лучевой костями, которое происходит во время пронации-супинации. Однако эти движения можно смоделировать, переопределив соединение суставов, чтобы учесть повороты в двух перпендикулярных плоскостях.Полная сборка колена изображена на рис. 1b. Подробную информацию о моделировании и граничных условиях можно найти в разделе «Методы», а биомеханические свойства составляющих элементов обобщены в дополнительной таблице 1.

Затем мы выполнили изометрические (статические) и изокинетические (динамические) тесты для проверки их соответствия экспериментам 60, 61 . Изометрический тест проводится с двуглавой мышцей, выполняющей максимальное произвольное сокращение (MVC) против неподвижной ручки, так что движение в локтевом суставе ограничено, а длина мышцы \ (\ eta \) двуглавой мышцы остается постоянной.Повторяя это упражнение для разных положений рукоятки, выходная статическая сила отображается на мышцы разной длины (рис. 1c). Чтобы выполнить тест in silico, мы используем имеющиеся экспериментальные данные (рис. 1c) для вычисления полиномиальных подгонок, которые определяют активную MVC мышцы и пассивную упругую реакцию (рис. 1c) в зависимости от ее удлинения \ (\ eta \) (см. Дополнительные Заметка 2). Как только эти биомеханические свойства определены, мы позволяем мышце (инициализированной при длине покоя \ (\ eta = 1 \)) выполнять свой MVC, применяя предписанные внешние силы \ ({F} _ {\ mathrm {set}} \) на своем заканчивается.Затем моделирование динамически развивает мышцу до ее статической равновесной длины \ (\ eta \). Повторяя этот эксперимент для различных \ ({F} _ {\ text {set}} \), мы можем связать длину мышцы со статической выходной силой (рис. 1c), подтверждая хорошее соответствие между симуляциями и экспериментами.

Изокинетические тесты вместо этого измеряют выходной динамический крутящий момент мышцы, выполняющей MVC, относительно ручки, движущейся с постоянной скоростью (сгибание сустава на рис. 1b). Когда мышца выполняет MVC во время приведения в действие с изменением длины, ее вязкость вызывает демпфирующие эффекты, которые уменьшают выходную статическую силу.Мы принимаем во внимание эти эффекты с помощью коэффициента демпфирования \ (\ zeta \), который численно устанавливается для согласования смоделированных и экспериментальных выходных крутящих моментов (рис. 1d). Полученное значение \ (\ zeta \) было затем сравнено с теоретическими оценками 62 (дополнительное уравнение 5) и оказалось в разумном согласии (рис. 1d).

Наше моделирование также фиксирует морфологические деформации при изгибе сустава. Действительно, во время сокращения двигательные единицы укорачиваются, и из-за несжимаемости мышц 63 радиус двуглавой мышцы увеличивается (рис.1б). Наша модель учитывает несжимаемость (коэффициент Пуассона \ (\ nu = 0,5 \)) через фактор локальной дилатации \ (e \) уравнений. (3) и (4) (раздел «Методы» — математический вывод в Gazzola et al. 64 ) и предотвращает взаимное проникновение стержней, проверяя наличие столкновений между ними (уравнение (7)). Мы измеряем увеличение площади поперечного сечения бицепса на \ (\ sim \) на 28%, когда локоть образует угол 90 °, что соответствует \ (\ sim \) 30–34%, наблюдаемым экспериментально 65 .

Таким образом, мы виртуально реконструировали трехмерную копию локтевого сустава человека и, используя преимущества изометрических и изокинетических тестов, смоделировали, откалибровали и подтвердили срабатывание отдельных мышечных единиц, чтобы воспроизвести динамическое и морфологическое поведение этой системы.В целом, этот подход к моделированию имеет несколько преимуществ по сравнению с обычно используемой моделью Хилла: (a) Отдельные стержни (двигательные единицы разных размеров) можно выборочно задействовать или сделать пассивными (имитируя травму). В качестве примера в дополнительном примечании 6.2 мы предлагаем вспомогательное устройство (навеянное спиральными лесками Хейнса и др. 66 ), которое преобразует внутреннее скручивание в силы сокращения, чтобы помочь восстановить возможности тяжелой атлетики травмированного бицепса. (б) Податливые мышцы могут сгибаться, скручиваться и срезаться, чтобы реалистично реагировать на динамику всей конструкции и окружающей среды.Действительно, исследования, представленные в дополнительном примечании 6, показывают, что пренебрежение скручиванием или сдвигом (игнорируемым в моделях Кирхгофа или прядей 35,36,40,41,42 ) может иметь значительное количественное и качественное влияние, особенно когда окружающая среда производит три: размерные, колебательные и импульсные нагрузки.

Разработка биогибридных роботов

Затем мы используем наш решатель для разработки и изготовления плавательных и ходячих биогибридных роботов миллиметровой длины.

Для исследования плавающих биогибридных роботов мы сначала решаем прямую задачу путем численного моделирования и симуляции биогибридных жгутиков Williams et al. 23 , первый экземпляр функционализированного PDMS (полидиметилсилоксана) в сочетании с культивированными кардиомиоцитами, бьющимися в вязких жидкостях. Мы создаем однозначную вычислительную копию исходного пловца длиной \ (L = 1927 \) мм: подложка PDMS моделируется как одна пассивная нить накала, воспроизводящая экспериментальную геометрию и свойства материала 23 , а живой компонент — кластер культивируемых клеток представляет собой небольшую мягкую сократительную нить, соединенную с субстратом.{-2} \)), так что гидродинамические нагрузки могут быть захвачены с помощью теории тонкого тела 67 . Детали системы представлены на рис. 2 и в дополнительном примечании 3.

Рис. 2

Конструкция биогибридного робота. a Индивидуальное сравнение робота с экспериментальными фотографиями 23 на разных этапах одного плавательного цикла. b Осевое положение центра робота отслеживалось более 20 циклов по сравнению с экспериментальными данными. c Курс оптимизации: Сходимость к оптимальному решению наблюдается через 48 поколений.Оптимизация была ограничена длиной головки в пределах \ ([0,1.927] \, \, \ text {мм} \), радиусом головки в пределах \ ([4,40] \, {\ upmu} \ text {m} \, \ ), радиус хвоста в пределах \ ([4,6.5] \, \ upmu \ text {m} \, \) и расположение ячейки в любой точке вдоль хвоста. Продольный размер бота зафиксирован на уровне \ (L = 1.927 \, \, \ text {mm} \, \), так что длину хвоста можно определить по длине головы. Диапазоны параметров определены с учетом фактической технологичности. d Визуализация как оригинального, так и оптимального дизайна, показывающая конфигурации в состоянии покоя и срединные кинематические огибающие за один период.{-3} \, \, {\ mathrm {Pa}} \ cdot {\ mathrm {s}} \, \). Оптимизированные детали пловца: субстрат имеет длину и радиус \ (190 \, \ upmu \ text {m} \, \) и \ (32.3 \, \ upmu \ text {m} \, \) соответственно. Сократительная клетка прикреплена на расстоянии \ (190 \, \ upmu \ text {m} \, \) от головы, а толщина хвоста составляет \ (4.3 \, \ upmu {\ mathrm {m}} \). e Общий дизайн ходунка с желтыми элементами, представляющими мышечные кольца, и фиолетовыми элементами, представляющими скелет. Экспериментальные изображения адаптированы из 21 . f Моделирование и эксперимент: перемещение бота за 2 секунды при частоте срабатывания 1 Гц. г Визуализация первоначальной и оптимизированной конструкции ходунка. ч Курс оптимизации сходится через 25 поколений. Оптимизация ограничивалась модулем Юнга скелета [250–350] кПа, длиной более короткого столба [2,4–3,4] мм и расположением мышечной полосы [0,5–3] мм (расстояние от земли), все из которых выбирались в зависимости от технологичности производства. ограничения. i Динамическое поведение смоделированного (сплошные линии) и экспериментального (маркеры с полосами погрешностей) ходунка с сокращением мышц на разных частотах и ​​сравнение эффективности ходьбы между исходным (сплошные линии) и дальнейшим оптимизированным дизайном (пунктирные линии)

Как наблюдалось на рис.2, мы получаем хорошее качественное и количественное совпадение между моделированием и экспериментами как в оценке плавательного движения (рис. 2а), так и в смещении вперед центра масс бота (рис. 2b).

Имея в руках рабочую модель, мы решаем обратную задачу оптимизации макета бота, чтобы максимизировать его скорость плавания. Чтобы определить оптимальный дизайн, мы объединяем наш решатель с алгоритмом стратегии адаптации-эволюции ковариационной матрицы (CMA-ES, Hansen et al. 68 ).CMA-ES — это алгоритм стохастической оптимизации, который постепенно производит выборку поколений векторов параметров (совокупность ботов, характеризующихся разными макетами) из многомерного распределения Гаусса \ ({\ mathcal {N}} \). Хотя математического доказательства сходимости к глобальному оптимуму нет, CMA-ES доказала свою надежность при решении многомодальных непрерывных задач малой размерности 69,70 и использовалась в ряде инженерных и биофизических приложений 71, 72,73,74 .

Таким образом, мы позволили CMA-ES развить четыре ключевых параметра, которые характеризуют структуру бота — длину головы, радиус головы, радиус хвоста и расположение ячеек — в пределах установленных диапазонов с учетом фактической технологичности. Длина бота остается фиксированной.

Курс оптимизации, показанный на рис. 2c, сходится к оптимальному решению, которое улучшает максимальную скорость исходного пловца в 2,44 раза. Оптимальный дизайн требует более короткой, но широкой головы, мышечных клеток, прикрепленных ближе к голове, и более тонкого на \ (\ sim {\! \!} 38 \% \) хвоста (точные параметры указаны на рис.2). Мы видим, что более длинный (из-за более короткой головы) и более тонкий (таким образом, более гибкий) хвост в оптимальной конструкции обеспечивает больший прогиб изгиба (рис. 2d), что приводит к большему толчку вперед, который ускоряет пловца, в то время как оптимизированная голова вносит свой вклад в уравновешивание переданного углового момента. Отметим, что оптимизатор не выбрал нижнюю границу достижимого радиуса хвоста, что предполагает, что для оптимальной производительности необходим баланс между гибкостью и сопротивлением, связанным с большим отклонением хвоста.Таким образом, этот подход закладывает основу для нового поколения биогибридных плавательных роботов 24 .

В дополнение к моделированию и оптимизации биогибридного пловца, мы также занялись вычислительным дизайном биогибридного ходунка, что привело к изготовлению и тестированию самой большой и самой быстрой подвижной биологической машины (биобота) на сегодняшний день 21 . Унаследовав дизайн биогибридного робота от предыдущей демонстрации 22 , ходунки Pagan-Diaz et al. 21 состоит из асимметричного гидрогелевого каркаса и тканей скелетных мышц, напоминающих отношения мышцы-сухожилия-кости, обнаруженные in vivo.Ходунки работают в ванне с раствором, в которой мышцы подвешены и подвергаются электрическому шоку, вызывая сокращения, которые приводят к движению из-за асимметрии и трения. Мы смоделировали эту архитектуру и, ориентируясь на длину бота \ (14 \, \, \ text {мм} \), что примерно в два раза больше, чем предыдущая самая большая попытка, использовали наши симуляции для разработки нового каркаса и топологического расположения мышц бота. . Решающее значение для конструкции имеет новая топология мышечная ткань (представленная посредством стержневой сборки, рис.2e), в котором тонкая полоска соединяет два кольца, обернутых вокруг ног скелета, для передачи сил сокращения мышц. Сократительное напряжение мышцы (\ ({\ sigma} _ {\ mathrm {m}} \)) было охарактеризовано с помощью эталонных экспериментов 21 и реализовано при моделировании как абсолютное значение синусоидального сигнала с амплитудой \ ({\ sigma } _ {\ text {m}} \). Таким образом, максимальная сила \ ({F} _ {\ text {m}} \), которая действует на мышечную ткань с площадью поперечного сечения \ ({A} _ {\ text {m}} \) и модуль Юнга \ ({ E} _ {\ text {m}} \) может воздействовать на скелет, выражается как

$$ {F} _ {\ text {m}} = {A} _ {\ text {m}} \ left ( \ gamma {\ sigma} _ {\ text {m}} — \ frac {{E} _ {\ text {m}} \ epsilon} {1- \ epsilon} \ right), $$

(1)

, где \ (\ gamma = {A} _ {\ text {act}} / {A} _ {\ text {m}} \) — отношение активной площади поперечного сечения мышцы к общей (определяется в языческом -Diaz et al. 21 ) и \ (\ epsilon \) обозначает деформацию. Второй член в правой части отражает упругий отклик деформирующейся нити и изменение ее поперечного сечения при ее укорачивании или удлинении. Принимая во внимание свойства гидрогеля (модуль Юнга \ (E \)) и возможности 3D-печати, мы переработали макет целевого робота, изменив жесткость материала, длину ног, топологию мышц и геометрию, пока не получили более быстрый дизайн. Затем этот расчетный план был экспериментально проверен и продемонстрирован в Pagan-Diaz et al. 21 (рис. 2е). Согласно расчетам, бот способен ходить при различных частотах стимуляции мышц (рис. 2i), при этом максимальная скорость в два раза выше, чем у ранее описанной конструкции 22 .

Здесь мы бросаем вызов нашей вычислительной структуре для дальнейшего улучшения ходунка Pagan-Diaz et al. 21 путем оптимизации скорости, нетривиальная задача, учитывая нелинейное взаимодействие между асимметричным трением, жесткостью каркаса на изгиб и соотношением длин двух стоек.Таким образом, зафиксировав общую длину и ширину ходунка и частоту сокращения мышц на уровне 2 Гц, мы определяем три критических параметра: модуль Юнга скелета, длину более короткого столба и расположение мышечной полосы. Как видно на рис. 2i, недавно определенное оптимальное решение (рис. 2g) локомотирует с удвоенной (\ (\ sim \) 250%) скоростью Паган-Диаз и др. 21 , на частотах стимуляции (2 Гц, 1 Гц и 0,5 Гц), благодаря более мягкой соединительной перемычке, соединенной с немного более асимметричными ножками (рис.2г).

В ходе этих исследований мы показали, что наш вычислительный подход может уловить физику мягких роботизированных систем с питанием от клеток и мышц и дополнительно оптимизировать их конструкцию для достижения желаемой производительности. Это также показывает, как надежность и универсальность нашего решателя в сочетании с методами обратного проектирования могут быть использованы для создания более эффективных прототипов.

Синтез скользящих змей

Здесь мы используем наш численный подход для выделения принципов проектирования и извлечения широко применимых архитектурных мотивов из сложных биологических систем (в данном случае змея с ее сложной структурой мускулатуры) в пользу инженерной технологичности и биомеханического понимания .

Была проделана обширная работа по пониманию передвижения змей 12,29,75 , нацеленных на реплики роботов, состоящих из жестко связанных элементов, приводимых в действие серводвигателями 76,77 . Здесь мы проиллюстрировали жизнеспособность полностью мягкой эластичной змеи, смоделированной и разработанной с помощью вычислений, вдохновленной реальными змеями, но эффективно приводимой в действие с помощью небольшого количества групп мышцы-сухожилия для достижения плавного волнообразного движения. Змеи обладают сложной архитектурой, состоящей из сотен перекрывающихся гомологичных латеральных сегментов мышц, каждый из которых охватывает несколько позвонков (рис.3а). Хотя змеи оснащены множеством мускулов для управления различными походками и деформациями тела, мы предполагаем, что для эффективного и плавного скольжения вперед необходимо лишь несколько и, что важно, перекрывающихся исполнительных механизмов. Мы проверяем эту гипотезу, рассматривая упрощенную архитектуру змеи, состоящую из небольшого числа симметричных и антагонистических пар латеральных мышц и сухожилий. Затем мы позволяем CMA-ES определять местоположения и схемы срабатывания, чтобы максимизировать скорость движения змеи.Таким образом, архитектурные мотивы могут свободно появляться, а их характеристики можно сравнить с эталонными моделями 64,78,79 и экспериментальными записями 75,80 . В то время как предыдущие справочные исследования позволяли реалистично воспроизводить различные походки с помощью постоянно приводимых в действие упругих балок 64,78,79 , мы подчеркиваем, что наша цель здесь — выявить скрытые принципы архитектурного проектирования и раскрыть их функции для инженерных целей. Здесь это достигается с помощью общего, не зависящего от вида подхода, а не детального анализа функционирования какой-либо конкретной змеиной архитектуры (дополнительное примечание 4).

Рис. 3

Эмерджентная мускульная архитектура змеи. a (вверху) Моделирование континуума змеи с непрерывным профилем крутящего момента вдоль однородного тонкого тела 64 . (В центре) Эскиз анатомии латеральной мышцы змеи, выделяющий эпаксиальный мышечный сегмент, состоящий из множества мышц и сухожилий (адаптирован и изменен с разрешения Джейн 81 ). (Внизу) Наша упрощенная модель мышечной змеи состоит из податливого континуального тела и антагонистических мышечных сегментов, расположенных между сухожилиями.{я}\). e Сравнение между самой быстрой походкой, наблюдаемой в непрерывном образце 64 , нашей модели опорно-двигательного аппарата и экспериментальных записях быстрых змей, характеризующихся аналогичным числом Фруда 80 (шкала, 0,2 л). f Скорость движения вперед и в поперечном направлении для моделей с постоянным крутящим моментом и опорно-двигательного аппарата. г Волнообразное движение змеи, скользящей в течение одного цикла, иллюстрирующее уровень сокращения каждой мышцы на разных фазах в течение одного периода срабатывания.{-3} \) и модуль Юнга \ (E = 10 \, \, \ text {MPa} \, \) (силиконовый каучук средней жесткости)

Тогда наш безногий мягкий робот состоит из конусообразного эластичного скелет смоделирован как нить, и, чтобы сохранить биологическую аналогию, мы измеряем длину змеи в позвонках от 0 (голова) до 100 (хвост). В нашем моделировании три основные группы боковых мышц и сухожилий, ответственные за передвижение (semispinalis-spinalis (SSP-SP), longissimus dorsi (LD) и iliocostalis (IC)), объединены в одну группу — один мышечный пучок, который находится между двумя сухожилия (рис.3а). Два сустава закрепляют экстремумы этих продольных приводов вдоль тела змеи на половине ее радиуса от средней линии позвонка. Несмотря на то, что это упрощает общую архитектуру змеи, она сохраняет ее основные компоненты и позволяет нам проверить, возникают ли естественным образом перекрывающиеся макеты мышц как благоприятные решения. Наконец, мышцы и сухожилия «приклеиваются» к телу, следовательно, подчиняются одной и той же локальной кривизне в ответ на динамику всего тела. Взаимодействие между змеей и землей осуществляется посредством анизотропного трения с использованием модели Газзола и др. 64 и экспериментальные коэффициенты трения и число Фруда \ (Fr \) (отношение между силами инерции и трения) из справочников. {i} \ le 3500 \) Н (соответствует местному крутящему моменту от 0 до \ (\ sim \) 40 Нм, в соответствии с диапазон в Gazzola et al.{я}\). Оптимальный набор параметров, который максимизирует среднюю скорость движения за один период срабатывания, снова определяется через CMA-ES. Эта схема позволяет нам делать значимые сравнения с предыдущими исследованиями 64 , в которых использовался тот же метод оптимизации.

Рассматривая змей с увеличивающимся числом пар мышц (\ (1 \ le n \ le 6 \)), отдельно оптимизированных по скорости, мы показываем в дополнительном примечании 4, что всего четыре мягких продольных привода могут точно приблизиться к идеализированному непрерывному номер 64 , который устанавливает верхнюю границу достижимой скорости.Курс оптимизации 37-го поколения этой четырехмышечной архитектуры представлен на рис. 3b и показывает, как средняя скорость сходится к максимальному значению, совпадающему с верхней границей. Таким образом, показано, что змея, несущая всего четыре группы мышц, работает сравнимо с моделью непрерывного срабатывания. Идентифицированный дизайн демонстрирует группы мышц, которые охватывают примерно 30-40 позвонков (рис. 3d). Это разумно согласуется с биологическими наблюдениями 81 , где основные эпаксиальные мышечные сегменты змеи в общем размахе \ (\ sim \) 27 позвонков (рис.3а, адаптировано из Jayne 81 ). Различия фаз между группами мышц изображены на рис. 3c. Более того, перекрытие исполнительных механизмов (рис. 3d) последовательно идентифицируется как ключевая особенность, не зависящая от количества рассматриваемых пар мышц (дополнительное примечание 4). Действительно, неперекрывающиеся архитектуры систематически отбрасывались CMA-ES как субоптимальные (снижение скорости до 60%).

Сравнение динамического поведения Gazzola et al. 64 с нашей идентифицированной моделью, мы видим, что, несмотря на примерно равные средние скорости поступательного движения (\ (\ sim {\ hskip -2pt} 0.{-1} \)), наше мышечно-скелетное представление демонстрирует большие колебания прямой и поперечной скорости (рис. 3f). Это происходит из-за ограниченного количества мышц и отражается в более заметном латеральном смещении кинематики средней линии (Рис. 3e). Для сравнения мы дополнительно сообщаем экспериментально зарегистрированные срединные походки кукурузной змеи, самые быстрые, зарегистрированные в Hu and Shelley 80 среди различных видов, характеризующихся \ (Fr \ sim 0,1 \). Наблюдаемая походка очень похожа на наши модели (рис.3д). Тогда удивительно, как тщательная оркестровка распределенного срабатывания (четыре продольные группы мышц) позволяет добиться плавных реалистичных походок, несмотря на свою простоту. Это резко контрастирует с жестким аналогом робота-змеи, оснащенного всего четырьмя серводвигателями, которые в противном случае демонстрировали бы менее изысканное и менее плавное движение.

Это исследование иллюстрирует структуру для упрощения, тестирования и выделения биомеханических принципов из сложных биологических систем, как показано в полностью совместимой, реалистично скользящей и быстрой змейке, состоящей из нескольких простых приводов.Таким образом, путем решения обратной задачи идентифицируется опорно-двигательный аппарат потенциальной мягкой роботизированной змеи, что определяет ее практическое проектирование и производство. Показано, что это приближает идеализированный случай непрерывного срабатывания, подчеркивая роль естественного решения, основанного на перекрывающихся продольных исполнительных механизмах.

Репликация пернатых крыльев

До сих пор мы изучали макеты опорно-двигательного аппарата, которые собраны из двух ключевых компонентов: источника энергии (мышцы, клетки) и субстрата (кости, эластичные тела), что влечет за собой \ ({\ mathcal {O}) } (10) \) стержни, производящие локомотивные функции на поверхностях или в объемных жидкостях.{3}) \) стержни. Пример исследования здесь служит иллюстрацией способности нашего решателя качественно воспроизводить полномасштабные биологические системы, фиксируя основные черты лежащего в основе биофизического поведения, тем самым обеспечивая доступный инструмент для их понимания in silico.

Было проведено множество исследований для понимания различных биофизических аспектов полета птиц, от моделей мышечной активации для различных режимов полета 82 до геометрических и механических свойств перьев 83 в отношении создания тяги, снижения лобового сопротивления и подавления звука 84 .На основании этих исследований мы рассмотрим динамику строения крыльев голубя (Columba livia). Мы реконструируем перья in silico remiges и моделируем рахис как нити с жесткостью на изгиб \ (EI \) в соответствии с 85 . В зависимости от длины пера к одному стержню прикрепляются \ (\ sim {\! \!} 80 {\!} — {\!} 200 \) зубцов (рис. 4а). Каждый расчетный зубец представляет собой примерно пять реальных зубцов с радиусом, установленным в соответствии с расчетной совокупной жесткостью на изгиб 86 (см. Дополнительное примечание 5.1). Всего с крылом соединено 19 перьев, так что общая площадь крыла соответствует биологическим данным 87 . Наша вычислительная модель включает в себя всего \ (\ sim {\! \!} 3000 \) стержней на крыло. Мы рассматриваем четыре мышцы, связанные с плечевым и локтевым суставами, чтобы контролировать приведение в действие и изменение крыла (рис. 4b), с биомеханическими параметрами, адаптированными из человеческого локтевого сустава, из-за отсутствия конкретных измерений. В нашей модели с четырьмя мышцами пара supracoracoideus – pectoralis контролирует дорсовентральный угол плеча, а пара двуглавой мышцы – лопатко-трицепс управляет углом локтя во время сгибания – разгибания.Временная эволюция переднезаднего угла возникает в результате динамического взаимодействия между структурой и окружающей средой. Аэродинамические нагрузки оцениваются с помощью модели пониженного порядка, в которой силы масштабируются квадратично с местной скоростью тела (см. Дополнительное примечание 5.2). Хотя эта модель не может охватить сложную нестационарную аэродинамику, связанную с колеблющимся полетом, тем не менее, она дает предварительную оценку. Мы подчеркиваем качественный характер этой конкретной демонстрации.

Рис. 4

Махающие оперенные крылья. a Модель пера, состоящего из стержня и зубцов. b Расчетное крыло (справа), состоящее из 3171 нитей (крупный план с нескольких точек зрения, представленных на дополнительном рис. 5), которое имитирует иллюстрацию (слева) анатомии крыла. c Углы локтевого, дорсовентрального и переднезаднего суставов. d Процесс инициирования, при котором крыло поднимается из горизонтального положения, за которым следует одиночный ход вниз и вверх на этапе взлета.{2} \). Дополнительные сведения можно найти в дополнительном примечании 5

Затем мы настроили воспроизведение кинематики трансформации крыльев в течение полного цикла хода в режиме взлета. Сначала мы инициализируем наше моделируемое крыло в прямой, плоской конфигурации (рис. 4d) и на этапе инициации устанавливаем (произвольно) активацию мышц с помощью дополнительного уравнения. 6, чтобы подготовить крыло к фазе хода вниз (рис. 4д, е). Во время фазы движения вниз и вверх характер срабатывания мышц (дополнительные уравнения.7–10) вместо этого основаны на экспериментально записанных сигналах электромиографии (ЭМГ) 82 (рис. 4f). Поскольку измерения ЭМГ не позволяют определить величину, с которой мышцы работают (только их временные последовательности), мы устанавливаем силу срабатывания мышцы (\ (\ sim \) 10 Н, такой же порядок величины, как у Бивенера и др. 88 , Дополнительное примечание 7.4). Как видно на рис. 4e, наша модель отражает временную эволюцию трех углов сочленения, что качественно согласуется с экспериментальными измерениями 82 .Это нетривиальная задача, учитывая крайне нелинейное взаимодействие между мышечным срабатыванием, пассивной структурной динамикой и аэродинамическими нагрузками. Основное несоответствие наблюдается для угла переднезаднего сустава. Это неудивительно, поскольку четыре мышцы практически не контролируют его, а его временная эволюция возникает в результате общей динамики системы, что делает ее наиболее чувствительной к приближениям моделирования. В этом контексте по-прежнему примечательно, что, несмотря на все приближения, которые неизбежно влечет за собой наша модель, моделирование может качественно отражать общее поведение крыла с максимальным отклонением угла сочленения от экспериментов в \ (\ sim \) 10 °, что сравнимо с вариациями измерений. .

Таким образом, здесь мы продемонстрировали потенциал нашего метода в представлении сложных, разнородных биологических структур с высокой степенью детализации для исследования локомотивных функций.

Важность всех режимов деформации

Наконец, отметим, что, хотя роль различных режимов деформации может быть предсказана априори для простых задач, их значение в более сложных гетерогенных архитектурах, взаимодействующих с неопределенными средами, может представлять проблему.В этом свете и для дальнейшего развития аргумента в пользу необходимости учета всех мод деформации мы расширяем наше исследование, чтобы понять, в частности, влияние скручивания и сдвига (часто предполагаемого несущественным) на архитектуры, представленные в этом исследовании, посредством численного скручивания и сдвига. эксперименты по упрочнению на сдвиг. Результаты можно найти в дополнительном примечании 6, где наблюдается взаимодействие с окружающей средой (особенно трение) для возбуждения этих режимов, тем самым влияя на реакцию системы. Кроме того, представлены две демонстрации, функциональность которых критически зависит от режимов скручивания (вспомогательное устройство локтя) и сдвига (скольжение по неровной местности), чтобы подчеркнуть возможность моделирования этих эффектов.

Моделирование подъема EMS »Джейкоба Л. Солсбери, Брэда Локка и др.

Аннотация

Около 60% сотрудников скорой медицинской помощи заявили о связанном с работой расстройстве опорно-двигательного аппарата, вызванном сценариями, в которых пациента или тяжелое оборудование нужно было поднять с земли, с кровати или из транспортного средства. Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы изучить потенциал модели дыхания, называемой маневром Вальсальвы, в улучшении устойчивости брюшно-тазового отдела при подъеме из двух разных положений.Мы предположили, что маневр Вальсальвы, если он выполняется правильно, увеличит задействование определенных основных групп мышц, таким образом, обеспечивая более стабильную абдоминально-тазовую среду для подъема тяжестей. В этом предварительном исследовании два субъекта были отобраны по критерию неопытности в маневре Вальсальвы, а дополнительный субъект использовался в качестве импровизированного блока управления из-за предварительных знаний о паттерне дыхания и его функциях. Активация мышц прямого живота и мышц, выпрямляющих позвоночник, у всех трех субъектов измерялась с помощью поверхностной электромиографии (ЭМГ) при выполнении имитационного упражнения EMS (скорая медицинская помощь), напоминающего действие подъема пациента с пола и сумки для оборудования с поверхности высотой по пояс. .Среднеквадратичные значения ЭМГ мышечной активации были нормализованы как процент от максимального произвольного сокращения (MVC). Нормализованные значения ЭМГ указывают на увеличение набора основных мышц при использовании маневра Вальсальвы. Продвигаясь вперед, качественно, каждый испытуемый испытывал «напряжение ядра» при выполнении маневра Вальсальвы с пониженной скоростью воспринимаемого напряжения, характерной для подъема обозначенных грузов. Однако результаты также показали, что эффект обучения может способствовать дальнейшему увеличению значений ЭМГ измеренных групп мышц после проведения последовательных испытаний.

Рекомендуемое цитирование

Солсбери, Джейкоб Л .; Локк, Брэд; Марзилли, Коллин; и Донг, Нил
(2016)
«Влияние маневра Вальсальвы на основные группы мышц и уменьшение травм: моделирование подъема EMS»,
International Journal of Exercise Science: Материалы конференции : Vol. 2
:
Вып.
8
, Статья 19.

Доступно по адресу:
https://digitalcommons.wku.edu/ijesab/vol2/iss8/19

СКАЧАТЬ

С 26 февраля 2016 г.

МОНЕТЫ

Архив проектов — Страница 24 из 25 — Steele Lab

Кэт Стил представляет на конференции Общества анализа походки и клинических движений:

Изменения синергии мышц не зависят от измененной биомеханики во время походки

Ньюарк, Делавэр (24-27 июня 2014 г.)

Журнальная статья принята в Journal of Biomechanics:

Вклад отдельных мышц в угловые ускорения туловища в сагиттальной и фронтальной плоскости при ходьбе.

Это исследование было проведено для анализа неизменного контроля над туловищем во время ходьбы. Изучение нормального управления стволом показывает характеристики хорошего управления. Эти характеристики могут быть использованы при реабилитации нарушенного контроля. Нарушение контроля над туловищем при ходьбе связано со старением и многими двигательными нарушениями. Это вызывает беспокойство, поскольку считается, что это увеличивает риск падения. Мышцы, которые участвуют в управлении туловищем при нормальной ходьбе, также могут способствовать этому в условиях возмущения, пытаясь предотвратить надвигающееся падение.Знание таких мышц может быть использовано для восстановления нарушенного контроля над туловищем. Здесь угловые ускорения туловища, индуцированные отдельными мышцами в сагиттальной и фронтальной плоскостях, были рассчитаны с использованием трехмерного мышечного моделирования семи молодых здоровых субъектов, идущих со свободной скоростью. Анализ моделирования показал, что мышцы живота и спины вносят большой вклад в цикл походки как в сагиттальной, так и во фронтальной плоскости. Проксимальные мышцы нижних конечностей внесли больше, чем дистальные мышцы в сагиттальной плоскости, в то время как проксимальные и дистальные мышцы показали большой вклад во фронтальной плоскости.Наряду с мускулами опорно-двигательного аппарата значительный вклад также имели мускулы маховых конечностей. Было обнаружено, что средняя ягодичная мышца является важной отдельной управляющей мышцей во фронтальной плоскости; усиление его функции при патологиях может улучшить походку за счет уменьшения раскачивания туловища. Кроме того, поскольку сила тяжести значительно ускоряет туловище во фронтальной плоскости, это может вызвать чрезмерное раскачивание туловища при патологиях. PDF

Статья в журнале, принятая в журнале Frontiers in Computational Neuroscience:

Количество и выбор мышц влияют на результаты анализа мышечной синергии

Одна из теорий о том, как люди управляют движением, заключается в том, что мышцы активируются в группах с определенным весом или в синергии.Исследования показали, что электромиография (ЭМГ) для различных задач может быть описана с помощью низкоразмерного пространства, отражающего синергию. В этих исследованиях используются алгоритмы, такие как факторизация неотрицательной матрицы, для выявления синергетического эффекта от ЭМГ. Из-за экспериментальных ограничений ЭМГ редко можно получить от всех мышц, задействованных в задаче. Однако неясно, влияет ли выбор мышц, включенных в анализ, на предполагаемый синергетический эффект. Целью нашего исследования было оценить влияние количества и выбора мышц на синергетический анализ.Мы использовали модель опорно-двигательного аппарата для расчета активаций мышц, необходимых для выполнения изометрической задачи на верхние конечности. Синергизм, рассчитанный на основе активаций модели опорно-двигательного аппарата, был аналогичен предыдущему экспериментальному исследованию. Чтобы оценить влияние количества мышц, включенных в анализ, мы случайным образом выбрали подмножества от 5 до 29 мышц и сравнили сходство синергии, рассчитанной для каждой подгруппы, с основным набором синергии, рассчитанной для всех мышц. Мы определили, что структура синергизма зависит от количества и выбора мышц, включенных в анализ.Когда в анализ были включены пять мышц, сходство синергии с эталонным набором составило всего 0,57 ± 0,54; однако сходство улучшилось до 0,8 с более чем десятью мышцами. Мы определили два метода: выбор доминирующих мышц из основного набора или выбор мышц с наибольшей максимальной изометрической силой, которые значительно улучшили сходство с основным набором и могут помочь в планировании будущих экспериментов. Анализы, которые включали небольшую подгруппу мышц, также переоценили дисперсию, учтенную (VAF) синергетическими эффектами, по сравнению с анализом со всеми мышцами.Таким образом, исследователи должны проявлять осторожность при использовании VAF для оценки синергизма, когда ЭМГ измеряется на небольшом подмножестве мышц. PDF

Журнальная статья принята в Journal of Biomechanics

Ограничение качения снижает силы и моменты реакции опоры при динамическом моделировании ходьбы, бега и походки при приседании

Последние достижения в области вычислительной техники резко расширили использование моделирования, управляемого мышцами, для изучения ускорений, производимых мышцами во время ходьбы.Ускорения, вычисленные на основе моделирования, управляемого мышцами, чувствительны к модели, используемой для представления контакта между ступней и землей. Модель контакта ступни с землей должна иметь возможность рассчитывать силы и моменты реакции земли, которые согласуются с экспериментально измеренными силами и моментами реакции земли. Мы показываем здесь, что ограничение качения может моделировать контакт ступни с землей и воспроизводить измеренные силы и моменты реакции земли в анализе индуцированного ускорения при моделировании ходьбы, бега и походки с приседанием с помощью мышц.Мы также показываем, что точечное ограничение и ограничение сварного шва, использованные для моделирования контакта ступни с землей в предыдущих исследованиях, создают неточные моменты реакции и приводят к противоречивым интерпретациям функции мышц. Чтобы другие могли использовать и тестировать эти различные типы ограничений (например, ограничения качения, точки и сварки), мы включили их как часть анализа индуцированного ускорения в OpenSim, свободно доступный пакет моделирования биомеханики. PDF

Журнальная статья принята в Gait & Posture:

Вклад мышц в вертикальное и продольное ускорение изменяется у субъектов с походкой приседания.

Цели этого исследования заключались в том, чтобы определить, различаются ли вклады мышц в вертикальное и продольное ускорение центра масс между походкой приседания и походкой без нарушений и изменяются ли эти вклады мышц в зависимости от тяжести приседания. Изучение вклада мышц в ускорение центра масс дает представление о роли отдельных мышц во время походки и может служить руководством для планирования лечения. Мы рассчитали вертикальное и продольное ускорение, используя моделирование опорно-двигательного аппарата у типично развивающихся детей и детей с церебральным параличом и походкой приседания.Анализ этих симуляций показал, что во время походки квадрицепсы производят большие восходящие и обратные ускорения во время ранней стойки, тогда как подошвенные сгибатели голеностопного сустава производят большие восходящие и поступательные ускорения позже в стойке. Напротив, во время походки в приседе, четырехглавые мышцы и подошвенные сгибатели голеностопного сустава производят большие противоположные ускорения в продольном направлении на протяжении всей стойки. Сила четырехглавой мышцы, необходимая для ускорения центра масс вверх, была значительно больше при походке приседания, чем при походке без нарушений, и увеличивалась с увеличением тяжести приседания.Средняя ягодичная мышца ускоряет центр масс вверх в середине при нормальной походке; однако во время походки приседания ускорение вверх, производимое средней ягодичной мышцей, было значительно снижено. Во время походки четырехглавые мышцы и подошвенные сгибатели голеностопного сустава ускоряют центр масс в разное время, эффективно модулируя продольное ускорение. Однако во время походки приседания четырехглавые мышцы и подошвенные сгибатели голеностопного сустава одновременно производят продольные ускорения, а противодействующие продольные ускорения, создаваемые этими мышцами, способствуют неэффективности походки приседания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *