Разгибание бедра в тренажере: Недопустимое название — SportWiki энциклопедия

Содержание

Ноги — Разгибание ног сидя

Трапеция ДельтыБицепсТрицепсСпинаНогиГрудьПресс

Разгибания ног сидя

Разгибания ног сидя качают прямую фронтальную и боковую латеральную мышцы бедра. Упражнение изолирующее. Эффективно для прорисовки отчетливой формы квадрицепса.

Тренажеры для разгибания ног лежа Вы можете посмотреть и купить по ссылке «Разгибание ног сидя».

Техника выполнения

  1. Удобно сядьте в снаряд для разгибаний ног или на скамье: сделайте упор голенями в валики, бедра не должны вылезать за край скамьи, удерживайте угол 90-100 градусов в коленном суставе. Если на снаряде, на котором вы будете выполнять упражнение, есть спинка, крепко прижмите к ней поясницу. Возьмитесь пальцами за опорные ручки, которые расположены слева и справа сиденья тренажера или же за края скамьи — так проще фиксировать спину в ровном положении.
  2. Расслабьте ступни и немного возвысьте голени так, чтобы вес тронулся с опоры, а голени перешли в вертикальное положение.
  3. Глубоко вдохните, остановите дыхание и максимально выровняйте ноги. Сделайте выдох. Остановитесь на несколько мгновений и изо всех сил напрягите квадрицепсы.
  4. Медленно сгибая колени, при этом вдыхая, возвратитесь в исходное положение. После чего сразу же, без задержки, выполняйте следующее повторение.
  5. Очень важно знать, что для того чтобы сокращение всех четырех мышц квадрицепса было максимальным ступни должны быть расположены параллельно или же чуть-чуть смотреть в стороны.
  6. В течение разгибаний ног – бедра, спина и голеностопный сустав зафиксированы неподвижно — все движение сконцентрировано исключительно в коленном суставе.

Советы

  1. Представление различных спортивных медиков твердит, что разгибания ног чрезмерно загружают коленные суставы. Чтобы максимально уменьшить этот стресс, не допускайте, чтобы голени задвигались под бедра — снизу упражнения угол в коленях должен варьироваться от 90 до 100 градусов.
  2. Сверху упражнения всегда максимально разгибайте ноги — только так возможно достичь лучшего сокращения внешней латеральной и внутренней медиальной мышцы, которые отвечают за фиксацию коленной чашечки.
  3. Не берите чересчур большой вес — он может забить коленные суставы и вдобавок не даст вам сполна разогнуть ноги. Нагрузку на мышцы квадрицепсы в разгибаниях ног лучше достигать дополнительным числом повторений, а не тяжелыми весами.
  4. Если тугие мышцы задней части бедра препятствуют вам максимально выпрямлять ноги, в исходном положении чуть-чуть отклоните корпус, при этом спинку тренажера нужно отвести немного назад до угла в 45 градусов, затем закрепите сиденье параллельно полу. Это не только смягчит натяжение мышц задней части бедра, но и даст вам отлично растянуть основные мышцы ног — квадрицепсы. Не наклоняйте туловище вперед — это уменьшит эффективность упражнения.
  5. Чтобы сконцентрировать нагрузку на среднюю часть квадрицепсов, раздвиньте носки ног врозь. Если хотите жестко забить внешние латеральные пучки квадрицепсов, сдвиньте носки немного внутрь.
  6. Если испытываете, что это упражнение очень сильно нагружает коленные суставы, поменяйте его на разгибания ног в блочном тренажере. Зафиксируйте лямку троса, которая проходит через нижний блок к правой лодыжке. Сделайте упор на левую ногу при этом вы стоите спиной к блоку, а правую немного согните в колене и слегка приподнимите. Сохраняя в неподвижном состоянии корпус и бедра, сделайте все повторения — разгибания левой ноги. После чего зафиксируйте лямку к правой ноге и выполните все повторения для второй ноги.

Применение

Предназначено: Как начинающим атлетам так и профессиональным спортсменам.

Когда: По окончанию тренировки ног, для того чтобы их добить. Перед разгибаниями ног отработайте жимы ногами, приседания со штангой и выпады со штангой. После разгибаний ног можно ещё выполнить сгибания ног лежа, или супер сет разгибания ног/сгибания ног.

Сколько: 4 подхода по 10 – 16 повторений.

Спорт инструктаж: Разгибания ног прорисовывают рельеф прямой передней мышцы бедра, дают ей на протяжении всей длины рельефную, объемную форму, особенно заметную, если смотреть на бедро со стороны. Помимо всего прочего, разгибания ног позволяют достичь отчетливого разделения между латеральной и прямой мышцами бедра.

Мощность прямой мышцы бедра во многом увеличивает ваши достижения во всех видах спорта, в которых есть бег и прыжки. Разгибания ног с маленьким весом — отличный способ восстановить коленный сустав после тяжелой травмы.

Видео — Разгибания ног сидя

Второе видео — Разгибаниях ног сидя

Prosportlab

Разгибание голени в тренажере, сидя

Автор: Антонов Андрей

Железный Мир. №12.2013г.

Мы продолжаем анализ популярных силовых упражнений. Сегодня мы разберем разгибание голени в тренажере, сидя. В методической литературе встречаются также следующие названия данного упражнения: разгибание ног в коленях, выпрямление ног в положении сидя. Мы, как я уже говорил в предыдущих своих статьях, посвященных разборам силовых упражнений, придерживаемся только анатомической терминологии.

Итак, начнем анализ

Упражнение: односуставное, следовательно изолированное

Рабочий сустав: коленный.

Воздействие на основные мышечные группы: разгибателем голени является только одна мышца — четырехглавая мышца бедра.

Исходное положение (И.П.): сидя в тренажере, спина и таз прижаты к опоре.

Движение: на выдохе выполнить разгибание голени, на вдохе – вернуться в И.П.

Упражнение, в общем-то, достаточно простое, но есть особенности в регулировке тренажера под свои параметры, которые необходимо соблюдать.

Во-первых, валик тренажера, на который мы собственно и оказываем силовое воздействие во время выполнения упражнения, должен располагаться на дистальной части голени в районе сустава образованного большеберцовой и таранной костью. Если он будет расположен выше, то при выполнение упражнений с большими весами, болевое воздействие на надкостницу большеберцовой кости, а она, как всем известно, весьма болезнена, будет больше. Если валик будет ниже и переместится в большей степени на кости предплюсны и плюсны, то нежелательному растягивающему воздействию подвергнется связочный аппарат стопы.

Во-вторых, спинку сидения необходимо отрегулировать таким образом, чтобы ось вращения тренажера совпадала с осью вращения коленного сустава. Только в этом случае траектория движения голени и траектория движения тренажера совпадут, и валик будет надежно зафиксирован на голени. В противном случае валик будет кататься по голени, натирая ее, и нагрузка на мышцу будет неравномерна по всей амплитуде движения.

Темп упражнения медленный, особенно в негативной фазе. Избегайте рывков, чтобы мышцы работали по всей траектории движения. Если вес используемого отягощения велик, относительно веса атлета, то таз будет стремиться оторваться от сидения. Чтобы не допустить этого, нужно руками, держась за ручки, расположенные обычно на уровне сидения, осуществлять тяговое движение направленное вверх, в статическом режиме. Этим самым мы прижимаем таз к сидению и не даем ему оторваться.

Желательно ограничивать сгибание голени до прямого угла. Коленный сустав не любит острых углов – слишком большие перегрузки возникают в суставе. Силовая работа на ноги, при которой угол в коленном суставе составляет менее 90 градусов, является одной из основных причин повреждения менисков.

Наиболее часто встречающийся вопрос по технике данного упражнения, это надо ли полностью распрямлять ноги в конечной фазе движения. Мы не рекомендуем выполнять разгибание голени до полной блокировки коленного сустава. Несколько градусов амплитуды движения ничего не добавят к посттренировочному эффекту, полученному от упражнения, а излишней нагрузки на сустав добавят. А суставы надо беречь суставные хрящи очень слабо способны к регенерации и восстанавливаются соответственно очень долго.


Отличные изолирующие упражнения — разгибание ног в тренажере, а также сгибание ног

Кроме базовых програм для тренировки ног, которые включают присед со штангой, бодибилдеры используют и другие упражнения для ног. В зале для этого есть масса возможностей. Существует большое количество различных способов нагрузить ноги, а также хорошо прокачать кровь в мышцах во время тренировок.

В качестве хороших изолирующих конкретные группы мышц упражнений для ног можно использовать разгибание ног в тренажере, а также сгибания на бицепс бедра. Кроме этого, их можно использовать в качестве разминки перед тяжёлыми нагрузками на ноги, чтобы предотвратить травмы суставов и разрывов мышц. Рассмотрим каждое из них.

Разгибание ног в тренажёре

Благодаря тому что тренажёр позволяет достаточно точно регулировать уровень нагрузки, данное упражнение популярно как среди мужчин, так и среди женщин.

Разгибание ног в тренажере можно включать в тренировочную программу сразу после приседов со штангой – такая последовательность позволит увеличить приток крови к квадрицепсам, что будет способствовать к растяжению мышечной фасции и, соответственно, увеличению размера самих мышц.

Как правильно выполнять разгибания?

В первую очередь нужно выставить рабочее плечо тренажёра под свою длину ног. Нога должна касаться нижних ручек тренажёра в районе стопы, а верхние ручки должны быть именно под коленками. Только в таком варианте разгибание ног в тренажере будет выполняться технически правильно.

Поскольку целью является увеличение притока крови к мышцам, после тяжёлых приседов необходимо выполнять упражнение следующим образом:

— первый подход можно сделать на 15 повторений;

— делая разгибания ног сидя, во втором подходе нужно увеличить вес на 15-20% и сделать около 12 повторений;

— выполняя третий подход, увеличить нагрузку ещё на 15-20%, попытаться сделать упражнение около 10 раз;

— заключительный четвёртый подход нужно начать с увеличения поднимаемого веса ещё на 15-20%. Постарайтесь сделать разгибание ног сидя в тренажере чётко 8 раз (повторений). Сразу же после этого снизьте нагрузку на 25-30% и выполните повторы максимальное количество раз. Потом уберите ещё 25-30% веса и опять выполните максимальное количество повторов. Затем отдышитесь в течение 15-20 секунд, снизьте нагрузку еще на столько же процентов и сделайте максимальное количество повторений.

После такого выполнения разгибание ног сидя будет способтсовавать тому, что квадрицепсы просто будут «гореть». Это свидетельствует о правильном выполнении, а также о том, что в ваши мышцы ног поступило большое количество крови. Благодаря этому в квадрицепсы поступит большое количество питательных и полезных веществ, что будет способствовать более быстрому восстановлению, а также их росту в размерах.

Сгибание ног в тренажёре

Если нужно качественно прорабатывать и успешно развивать бицепс бедра, без такого упражнения, как сгибание ног в тренажёре, просто не обойтись. При правильном выполнении оно поможет вам прицельно проработать именно эту группу мышц.

В тренировочную программу его следует включать между приседами либо жимом ногами и мёртвой тягой, что позволит получить максимальный полезный эффект от упражнения.

Как правильно выполнять сгибание?

Во время подготовки к выполнению упражнения стоит правильно настроить тренажёр под свои параметры. В момент выполнения повторений колени должны лежать на краю скамьи, но не свисать, а упираться в неё. Упорные ручки должны соприкасаться с ногой ниже икроножных мышц на связках, предотвращая таким образом получение травм.

Для максимального напряжения в бицепсе бедра можно выполнять это упражнение так:

— сделайте первый подход с лёгким весом на 15 повторений;

— затем увеличьте нагрузку таким образом, чтобы вы смогли сделать около 12 повторов;

— следующие два подхода нужно сделать пирамидой. Увеличьте вес до такого, чтобы вы смогли правильно и в полную амплитуду сделать 8 раз. Затем сбросьте 20-25% и сделайте ещё 6-8 раз. После этого еще снизьте весь на 20-25% и сделайте максимальное количество раз.

После выполнения такого упражнения рекомендуется немного потянуть бицепс бедра, для того чтобы расслабить нагруженные мышцы. Для этого можно выполнить мёртвую тягу с небольшим весом. В такой комбинации прогресс в мышцах будет протекать намного интенсивнее благодаря хорошему объёму работы и растяжке мышечной фасции.

Выполнение разгибаний и сгибаний в суперсете

Если вы уже выполнили все тяжелые упражнения на ноги и хотите дать окончательную нагрузку на мышцы, то можно сделать разгибания и сгибания ног суперсетом.

В это вам поможет тренажер. Сгибание-разгибание ног можно выполнить таким образом: после выполнения одного подхода сразу приступить к выполнению подхода другого упражнения. Например, после выполнения подхода разгибания ног без отдыха сделайте подход на сгибания. При этом можно использовать и первую, и вторую схемы, которые описаны выше, а также стоит попробовать и классическое выполнение: первый подход на 12-15 повторений, второй и третий – на 10-12, четвёртый на 8-10, чередуя упражнения по сгибанию и разгибанию ног.

Распространённые ошибки

Зачастую при выполнении таких упражнений встречаются следующие ошибки:

— неправильно настроенный тренажёр, то есть перед выполнением подхода новички забывают подобрать необходимые параметры именно под свой рост. Такая ошибка грозит получением травм;

— попытка установить нагрузку, которая больше, чем может сделать спортсмен. В погоне за прогрессом не стоит забывать, что правильная техника выполнения должна быть на первом месте. Очень большой вес нельзя делать с полной и технически правильной амплитудой, а также сосредоточить и изолировать нагрузку на нужной группе мышц.

При выполнении данных упражнений технически правильно, используя методики, описанные в статье, можно добиться улучшения результата в базовых приседаниях, жиме ногами, а также придать более красивый и эстетичный вид вашим ногам. Помните, что хорошая и правильная интенсивность тренировок на ноги положительнто сказывается на выработке гормона тестостерона. Он, в свою очередь, способствует более быстрому восстановлению и росту мышечной массы.

Квадрицепсы: разгибания ног в тренажере

Разгибание ног в тренажере — лучшее упражнение для детализации квадрицепсов. Особенно важно то, что в данном упражнении квадрицепс работает по всей длине. В позитивной фазе трудится верх, а при опускании упора — самый низ (надколенная часть). Наилучший эффект получается при сочетании разгибаний с приседаниями. Можно выполнять сначала разгибания, потом приседания, или наоборот. Многие атлеты, особенно современные профессионалы бодибилдинга, выполняют разгибания первым номером, чтобы хорошенько размять колени перед тяжелыми жимами ногами или приседаниями. Это так же дает предварительный эффект утомления, когда квадрицепсы, получившие нагрузку сначала в разгибаниях, и после них, прорабатываются вообще на все 100% в приседаниях или жимах ногами, так как были уже предварительно утомлены, перед этими упражнениями. Считается, что такой вариант дает лучший результат в тренировке ног.

Схема выполнения. Примите положение сидя на скамье тренажера. Опорную спинку необходимо опустить подальше, чтобы можно было сесть в тренажер глубже, так, чтобы край сиденья пришелся точно под колени, в противном случае, если колени будут слишком свисать, вся нагрузка уйдет именно в них, а не в квадрицепсы, а это очень вредно и травмоопасно для суставов. Упорный валик для ног должен прийтись не на подъем стопы, а на лодыжки. Колени образуют угол 90 градусов или чуть больше.

Во время выполнения упражнения важно обеспечить корпусу прочную стабилизацию. Для этого нужно плотно прижать спину к спинке тренажера и прочно взяться за упорные рукояти по бокам сиденья.

Сделайте вдох, чуть глубже обычного, и на выдохе мощным усилием выпрямите ноги. В верхней позиции сделайте паузу в 1-2 секунды. На вдохе медленно вернитесь в исходное положение. Вес отягощения при опускании не должен полностью опускаться на опору, его необходимо удерживать в нижней точки на весу, это сохранит полезную нагрузку в квадрицепсах на протяжении всей амплитуды движения. В результате это даст нестерпимое мышечное жжение, но это как раз и нужно, мышечное жжение — это верный показатель точной и правильной нагрузке в мышцах.

Анатомия. Основная мышечная группа, разгибающая ногу — квадрицепс, который состоит из четырех самостоятельных мышц. Самая длинная из них называется прямой. Это двуглавая мышца, которая тянется от таза до коленной чашечки. Прямая разгибает голень в коленном суставе и сгибает бедро в тазобедренном. Под прямой располагается промежуточная широкая мышца. Она короче, но почти не уступает в силе длинной прямой мышце. По сторонам бедра находятся латеральная и медиальная широкие мышцы бедра. Хорошо накаченные латеральная и медиальная имеют выраженную каплевидную форму, которая так ценится в соревновательном бодибилдинге, да и просто придает доработанный вид мышцам бедра. Все эти четыре мышцы, составляющие квадрицепс, прикрепляются к надколеннику (небольшая кость, лежащая в толще сухожилий) и одновременно к большеберцовой кости.

При выпрямлении в коленном суставе голень отводится от бедра. За это движение отвечают две мышцы квадрицепса — промежуточная и прямая. Можно ли здесь увеличить эффективность движения? Можно, если отклонить корпус назад, при выпрямлении ноги, в результате этого промежуточная и прямая мышцы натягиваются, что усиливает эффективность нагрузки. На конечной фазе амплитуды движения в дело вступают медиальная и латеральные мышцы. Поскольку квадрицепс прикреплен, во-первых к наколеннику, и, во-вторых к большеберцовой кости, то при мышечном сокращении в положении сидя голень неминуемо поднимается вверх, образуя с бедром прямую линию. Больше этого сустав не может разогнуться, так как это предотвращает бицепс бедра, который напряжен в этот момент и служит своеобразным стабилизатором в разгибании ног.

Важные моменты при выполнении разгибаний. Бедра при разгибаних ног всегда остаются неподвижны. Как и во многих других тренировочных нюансах, у этого факта есть положительная сторона и негативная (травмоопасная). Положительная потому что неподвижность бедра дает прицельную нагрузку в квадрицепсы, а негативная, травмоопасная часть в том, что коленные суставы остаются в этот момент один на один с большой нагрузкой. Чтобы максимально снять опасное напряжение с коленей, необходимо выполнить несколько очень важных условий: 1) правильно расположиться в тренажере, сесть поглубже, чтобы колени не свисали и нагрузка уходила точно в квадрицепсы; 2) правильно выбрать рабочий вес. Он не должен быть слишком большим. В разгибаниях ног важен не вес отягощения, а прицельность нагрузки именно в квадрицепсы и ментальное, психологическое включение сознания в работу мышц. Поэтому даже с относительно небольшим весом можно добиваться отличных результатов, в первую очередь за счет увеличения числа повторений и полной амплитуды движения. Например, 8-ми кратный Мистер Олимпия Ронни Колеман, в свои соревновательные годы, делал разгибания в сверхвысоком числе повторений с относительно небольшим весом отягощения, и при этом обладал одними из самых больших и «прочерченных» квадрицепсов в истории бодибилдинга!

Ноги в разгибаниях нужно обязательно разгибать полностью. Только так можно обеспечить максимальное сокращение квадрицепсов.

Полному разгибанию часто препятствует параллельное напряжение бицепсов бедер. Чтобы расслабить их, надо максимально наклонить корпус назад. Так же, при выполнении разгибаний на прямом сиденье (параллельное полу), бицепс бедра более расслаблен, чем на наклонном, как на многих современных тренажерах, где край сиденья задран вверх. Но конечно, наклонное сиденье повышает нагрузку на сами квадрицепсы за счет измененного угла положения бедра. Вот еще один тренировочный момент, имеющий две стороны, положительную и негативную.

Полезно при разгибании ног, потянуть носки к себе — это заставит как можно больше сократиться медиальную широкую мышцу бедра. Так же, при этом, полезно немного вывернуть стопу наружу, чтобы сделать акцент на латеральную.

Важно знать: в разгибаниях важен не вес нагрузки, а качественная работа квадрицепсов, полная амплитуда движения, максимально безопасное выполнение и полное ментальное подключение сознания, чтобы как можно лучше прочувствовать работу мышц, и сильнейшее жжение в квадрицепсах. При соблюдении всех этих условий, результат не заставит себя ждать и будет наиболее эффективным.

 

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

LiveJournal

на Ваш сайт.

MB Barbell MB 3.01 Сгибание – разгибание ног сидя МВ Barbell MB 3.01 за 121 940 р.

Тренажер MB Barbell «Сгибание – разгибание ног сидя» ориентирован на профессиональные фитнес-клубы и тренажерные залы. Предназначен для тренировки двуглавой и четырехглавой мышц бедра. Вторичная нагрузка на икроножную мышцу. Сгибания ног сидя способствуют сбалансированному развитию мышц задней части бедра. Отличается повышенной прочностью за счет радиальных загибов конструкции.

Принцип работы тренажера: разгибание ног сидя, сгибание ног сидя.

Цвет рамы: черный, белый, серый (с доплатой). Цвет обивки: черная, темно-синяя, светло-синяя, зеленая, салатовая, серая, красная, желтая. Цвет кожуха: синий, черный.

Технические характеристики:

ПАРАМЕТРЫ: ПОКАЗАТЕЛИ:
Уровень: профессиональный
Габариты (ДхШхВ): 1200х1270х1540 мм
Общий вес: 215 кг
Рама 60х60х2 мм
Вес рамы: 110 кг
Покрытие порошковое
Грузоблок: 105 кг (7 плит по 12 кг, 2 плиты по 6 кг, флейта с плитой — 9 кг)
Привод грузоблока: полиамидная лента 20х2,6 мм с пределом прочности на разрыве 390 Н/мм2
Макс. нагрузка на привод: 1500 кг

Функциональные характеристики:

  • В качестве утяжелителя используется грузоблок, состоящий из стальных плит покрытых ПВХ, что делает работу на тренажере бесшумной.
  • Передача усилия осуществляется  посредством всего 2-х роликовых блоков, что упрощает конструкцию и повышает надежность механизма.
  • Регулировка нагрузки происходит переставлением регулировочного штыря (фиксатора) закреплённого на эластичном шнуре.
  • На флейту и направляющие нанесено комплексное гальваническое покрытие из никеля и хрома.
  • Защита грузоблока выполнена из ударопрочного полистирола.
  • Сиденье и спинка с болтовым креплением изготовлены из пятислойной фанеры толщиной 18 мм. В качестве наполнителя и обивки используется пенополиуретан и искусственная кожа.
  • Для удобства выполнения упражнения сиденье регулируется по росту спортсмена и имеет 4 фиксированные позиции.
  • Установленные на все узлы вращения шариковые подшипники обеспечивают надежное и комфортное использование тренажера.
  • Валики изготовлены из пенополиуретана.
  • Угол стартового положения нижнего валика регулируется рычагом с пружинным фиксатором. Имеет 11 фиксированных позиций с шагом 150.
  • При выполнении упражнения «сгибание ног» валик устанавливается в крайнее верхнее положение.
  • При выполнении упражнения «разгибание ног» валик устанавливается в крайнее нижнее положение.
  • Нижний валик регулируется по росту спортсмена пружинным фиксатором и имеет 5 фиксированных позиций.
  • Верхний валик для фиксации ног спортсмена имеет 10 положений, используется для выполнения упражнения «сгибание ног».
  • Для устранения скольжения изделие оснащено подпятниками из ПВХ.

Выпрямление ног сидя в тренажере, чем заменить разгибание ног в тренажере — AtletIQ.com

6 минут на освоение. 345 просмотров


Покуда в культуризме актуальна мода на глубоко сепарированные ноги, число поклонников тренажерных разгибаний будет только множиться. В самом деле, это упражнение способно наградить тебя «детализированными» квадрицепсами и придать бедрам атлетичную форму.

AtletIQ — приложение для бодибилдинга

600 упражнений, более 100 программ тренировок на массу, силу, рельеф для дома и тренажерного зала. Это фитнес-револиция!

Общая информация

Тип усилия

ДругоеЖимНетСтатическиеТяга

Вид упражнения

СиловоеРастяжкаКардиоПлиометрическоеStrongmanКроссфитПауэрлифтингТяжелая атлетикаСтрейчингово-силовое упражнениеЙогаДыханиеКалланетика

Тип упражнения

БазовоеИзолирующееНет

Сложность

НачинающийПрофессионалСредний

Целевые мышцы

Выпрямление ног в тренажере видео

Как делать упражнение

  1. Это упражнение выполняется в тренажёре для разгибания ног. Установите необходимый вес и сядьте в тренажёр, поместив ноги под валики (стопы направлены вперёд). Руками держитесь за боковые ручки тренажёра. Это исходное положение. Совет: Установите валики таким образом, что бы они оказались чуть выше стоп. Также, бедро и голень должны образовать 90 градусов. Если угол меньше, значит, происходит чрезмерная нагрузка на коленный сустав. Если тренажёр сам по себе сконструирован таким образом, и в зале нет другого, то, при опускании ног, доходите только до прямого угла, а не ниже.
  2. На выдохе, максимально поднимите ноги, концентрируясь на квадрицепсах. Остальная часть тела неподвижна и прижала к спинке. В верхней точке задержитесь на секунду.
  3. На вдохе медленно опустите вес обратно в исходное положение. Следите, чтобы колено не выходило за стопу.
  4. Повторите необходимое количество раз.

Варианты: Меняя положение стоп, вы будете по-разному воздействовать на мышцы. Также можно работать каждой ногой по отдельности.

Фото с правильной техникой выполнения

Какие мышцы работают?

При соблюдении правильной техники выполнения упражнения «Выпрямление ног в тренажере» работают следующие группы мышц: Квадрицепсы, а также задействуются вспомогательные мышцы:

Вес и количество повторений

Количество повторений и рабочий вес зависит от вашей цели и других параметров. Но общие рекомендации могут быть представлены в виде таблицы:

ЦельПодходыПовторенийВес, %1RmОтдых м/у подходами
Развитие силы2-61-5 раз100-85%3-7 мин
Набор массы3-66-12 раз85-60%1-4 мин
Сушка, рельеф2-413-25 раз60-40%1-2 мин

Сделать тренинг разнообразнее и эффективнее можно, если на каждой тренировке изменять количество повторений и вес снаряда. Важно при этом не выходить за определенные значения!

*Укажите вес снаряда и максимальное количество повторений, которое можете выполнить с этим весом.

Не хотите считать вручную? Установите приложение AtletIQ!
  • Электронный дневник тренировок
  • Помнит ваши рабочие веса
  • Считает нагрузку под вас
  • Контролирует время отдыха

В каком режиме выполнять выпрямление ног сидя в тренажере?

Разгибание ног в тренажере сидя в тренировочных программах обычно следуют за тяжелыми упражнениями и принимают на себя «добивочную» функцию. В рамках этой цели достаточно выполнять сгибания на 12-15 повторений в 3-5 подходах. А если дополнительно «спарить» упражнение со «станочными» сгибаниями, можно получить «дабл-прибыль» в виде первоклассного пампинга.

Исключение составляет разве что умышленная «бомбежка» квадрицепса, как самой мощной мышцы бедра, накануне базового тренинга. Но это информация тебе «на будущее» — пока ты достаточно «юн», пользуйся консервативными схемами работы.

Совет: При выполнении сгибаний не заигрывайся с весом — изолирующий характер работы отстраняет от участия в движении большое число мышц-стабилизаторов и подвергает опасности твои коленные суставы. Выбирай такое отягощение, которое позволяет полностью выпрямлять ноги в конечной фазе. В качестве страховки можешь применить принцип пирамиды — это позволит тебе «подбираться» к бОльшим нагрузкам постепенно.

Реабилитологический эффект разгибаний — укрепление связок коленной чашечки, что может быть ценно для спортсменов в период восстановления после коленных травм. В этом случае применяют минимальные веса, но повышают объемность работы до 15-20 повторений в сете.


Лучшие программы тренировок с этим упражнением

Среди программ тренировок, в которых используется упражнение «Выпрямление ног в тренажере» одними из лучших по оценкам спортсменов являются эти программы:

Чем заменить?

Вы можете попробовать заменить упражнение «Выпрямление ног в тренажере» одним из этих упражнений. Возможность замены определяется на основе задействуемых групп мышц.

Выпрямление ног в тренажере Author: AtletIQ: on

Как правильно разгибать бедра в тренажере? — AAFS

Главная »Как правильно разгибать бедра в тренажере?

Разгибание бедер в тренажере — отличное упражнение, которое позволяет прорабатывать ягодичные мышцы без использования квадрицепсов. Чаще его выполняют девушки, так как большинство женщин не заинтересованы в увеличении объема ног. Мужчины обычно работают над нижней частью тела с помощью базовых упражнений, но могут использовать разгибание бедра для улучшения качества мышц.

Какие мышцы работают во время упражнения?

Как я уже сказал, упражнение на разгибание бедра максимально воздействует на ягодицы, снимая нагрузку с четырехглавой мышцы.

  • Большая ягодичная мышца направлена, а подколенные сухожилия получают дополнительную нагрузку.

  • Некоторые тренажеры позволяют зафиксировать положение тела, положив живот и грудь на специальную полку. Такой вариант делает нагрузку максимально изолированной. Если вы держитесь за опору, стоя на одной ноге, а другой ногой качаете, в работу будут вовлечены мышцы-стабилизаторы.

  • Рабочая нога должна следовать четко определенной траектории.Кому-то это нравится, а кому-то может быть неудобно

Техника упражнений

Вы можете выполнять упражнение на разгибание бедра в кроссовере. Трос нижнего блока нужно натянуть ногой, а руками держаться за опору. Однако мы уже описывали это упражнение, поэтому сейчас рассмотрим технику выполнения упражнения на другом тренажере.

Существуют спортивные тренажеры, на которые вы опираетесь тыльной стороной голени в специальный валик и отводите ногу назад, преодолевая сопротивление.Есть также машины, в которых вы толкаете платформу или ролик прямо ногой. Целевые группы мышц в обоих случаях одинаковы, но нагрузка смещена.

Положение тела при выполнении упражнения также может отличаться. Начиная с полностью вертикального положения и заканчивая положением лежа. Объем движений в тазобедренном суставе зависит от наклона тела. Чем ближе положение тела к горизонтали, тем больше амплитуда (махи ногами шире), и, соответственно, упражнение эффективнее.

Упражнение на разгибание бедра в тренажере должно выполняться следующим образом:

  • Принять исходное положение. Встаньте на опорную ногу, зафиксировав туловище и руки в нужном положении. В зависимости от машины вы будете либо стоять, опираясь руками на опоры, либо лечь животом на специальную полку. Сохраняется естественный прогиб в пояснице (не нужно сильно выгибать спину). Слегка согните рабочую ногу в колене.

  • Далее нужно отвести рабочую ногу назад за счет ягодичных мышц.Это очень важный момент, на котором нужно сосредоточиться.

  • Если вы отталкиваете груз, надавите на него пяткой, не поднимая носка. Если вы толкаете валик тыльной стороной голени, укоротите стопу, то есть нога отодвинется пяткой назад.

  • Нога все время остается слегка согнутой в коленях. Выпрямите его только в конечной точке, чтобы увеличить вес.

  • Удерживая верхнюю точку 1-2 секунды, вернитесь в исходное положение.

Кроме того, упражнения со спиной можно выполнять без специального оборудования. Просто встаньте с опорой коленом на горизонтальную скамью (она есть в любом спортзале), руки перед собой. Следует опустить рабочую ногу со скамьи. Затем согните его в коленях до удобного положения. Техника выполнения упражнения осталась прежней. Не забывайте использовать веса для увеличения нагрузки.

Особенности разгибания бедра

Хочу сказать несколько слов об использовании упражнения на разгибание бедра в различных тренировочных программах.

Следует брать такой вес, который позволит вам правильно сделать 2–3 подхода по 12–15 повторений на каждую сторону. Выполняя разгибания бедра или махи, вы должны помнить, что техника и количество повторений более важны. Ваш рабочий вес должен давать вам полный контроль над ним. В противном случае все усилия аннулируются.

Девушки обычно используют упражнение на разгибание бедра как основное, если нет цели максимально проработать квадрицепсы или если уровень физической подготовки еще не высок.

Упражнение на разгибание бедра лучше всего выполнять в конце тренировки, если вы хорошо подготовлены и у вас достаточно мышц в нижней части тела. Таким образом, вы сможете проработать большую ягодичную мышцу после выполнения базовых упражнений.

Мужчинам в качестве дополнительного упражнения рекомендуется разгибание бедер или махи спиной. Во время упражнения происходит некоторое растяжение мышц, что в дальнейшем приводит к более выраженной гипертрофии.

Симулятор износа бедра для оценки биоматериалов в компонентах артропластики тазобедренного сустава

Название выпуска: Избранные материалы Международного симпозиума по передовым биоматериалам и инженерии ’93 (ISABE ’93)

Тип статьи: Исследовательская статья

Авторы: Mejia, Lito C. | Бриерли, Томас Дж.

Филиалы: MTS Systems Corporation, Миннеаполис, Миннесота, США

Аннотация: Был разработан и испытан многопозиционный (8-позиционный) тренажер бедра, который обеспечивает практическую имитацию движений и нагрузок, наблюдаемых человеком. тазобедренный сустав во время обычного цикла ходьбы. Двухосное раскачивающее движение на ± 23 градуса синхронизируется с соответствующими результирующими силами движений разгибания-сгибания (от удара пяткой до отрыва) ноги.Этот конкретный тренажер обеспечивает практическую реализацию цикла ходьбы in vitro. Он также обеспечивает реалистичный и практичный компромисс между обычными устройствами для проверки износа (такими как системы «штифт на диске») и интенсивными исследованиями, выполненными с помощью полномасштабного моделирования (полные системы с 6 степенями свободы) и моделирования. Оценка производительности системы показывает, что регулирование скорости вращения (оборотов в минуту) для желаемого осевого вращения 1 Гц поддерживалось на уровне 60 cpm ± 1 cpm для осевых нагрузок (на привод) до 4500 ньютонов.Хотя ошибка загрузки составляла 2% в интересующих областях пиковой нагрузки (3000 Ньютон), изменчивость регулирования нагрузки от станции к станции была менее 0,6%. Исследования базового износа с помощью этого симулятора с использованием систем бедер из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и кобальт-хрома (UHMWPE / CoCr) показывают, что средняя изменчивость износа от образца к образцу составляет менее 7% после 5 миллионов циклов испытаний. Тестирование проводилось в среде телячьей сыворотки при температуре равновесия 33 ° C.

Ключевые слова: протезы бедра, испытания на износ симулятора сустава, имплантируемые биоматериалы, усталость и износ биоматериалов, износ полиэтилена

DOI: 10.3233 / BME-1994-4402

Журнал: Биомедицинские материалы и инженерия, т. 4, вып. 4, pp. 259-271, 1994

Frontiers | Премия Немецкого общества биомеханики (DGfB) для молодых исследователей 2019: Доказательство концепции нового тренажера коленного сустава, обеспечивающего быстрые движения физиологических мышц и сил реакции опоры

Введение

Для биомеханических исследований in vitro образцов коленного сустава человека были внедрены различные типы симуляторов коленного сустава.Сложность коленного сустава человека требует сложной конструкции таких тренажеров. По сути, можно провести различие между симуляторами горизонтального коленного сустава, вертикальными симуляторами, так называемыми Oxford-Rigs, и симуляторами, управляемыми роботизированной рукой.

Горизонтальные тренажеры коленного сустава особенно характеризуются горизонтальным положением образцов коленного сустава (Blankevoort et al., 1988; Hirokawa et al., 1991; Torzilli et al., 1994; Bach and Hull, 1995; Dürselen et al., 1995; Омори и др., 1997; Ахмад и др., 1998; Кигучи и др., 1999; Стукенборг-Колсман и др., 2002b; Hofer et al., 2011). Обычно бедренная или большеберцовая кость прикрепляется к основанию тренажера или к подвижной поворотной руке, которая отвечает за движения сгибания и разгибания, тогда как противоположная сторона обеспечивает все необходимые степени свободы (Heinrichs et al., 2017). Системы роботизированных манипуляторов (Rudy et al., 1996; Livesay et al., 1997; Li et al., 1999; Lo et al., 2008; Diermann et al., 2009; Goldsmith et al., 2013) сравнимы с горизонтальными симуляторами, но коленный сустав перемещается по заранее определенной траектории пассивного движения, при которой все внешние силы и моменты, действующие на коленный сустав, минимальны (Lorenz et al., 2013). Oxford-Rig (Kumagai et al., 2002; Lo et al., 2008) характеризуется вертикальной фиксацией коленного сустава, а также тазобедренным и голеностопным суставами (Завацкий, 1997). Узел тазобедренного сустава можно перемещать вертикально, тем самым обеспечивая сгибание и разгибание коленного сустава.В качестве разновидности конструкции Oxford-Rig существуют имитаторы ударов, имитирующие удары по коленному суставу с использованием падающих грузов (Withrow et al., 2006; Kiapour et al., 2016).

Некоторые из этих тренажеров могут имитировать мышечные силы, действующие на коленный сустав. Это осуществляется с помощью грузов или приводов и стальных тросов, которые соединяются с костью в анатомических местах введения или непосредственно с мышцами с помощью специальных зажимов. Обычно моделируют четырехглавую мышцу, двуглавую икроножную мышцу или подколенные сухожилия (Hirokawa et al., 1991; Шумейкер и др., 1993; Бах и Халл, 1995; Dürselen et al., 1995; Ахмад и др., 1998; Ли и др., 2002; Gill et al., 2003; Hofer et al., 2011; Heinrichs et al., 2017). Однако в большинстве случаев прилагаемые мышечные силы относительно низкие и достигают только значений до 200 Н (например, моделирование четырехглавой мышцы; Dürselen et al., 1995; Withrow et al., 2006). Это означает, что невозможно достичь ни физиологических условий нагрузки внутри коленного сустава, ни физиологической силы реакции опоры (создаваемой мышечными силами).Более того, адаптация мышечных сил с течением времени или с изменением угла сгибания коленного сустава редко возможна с современными симуляторами коленного сустава, что приводит только к медленным движениям в коленном суставе (Stukenborg-Colsman et al., 2002a).

Наиболее распространенными методами создания движения в коленном суставе в современных симуляторах коленного сустава являются либо пассивное сгибание колена, либо контроль угла сгибания колена, либо сила реакции опоры через контур управления мышечной силой (Stukenborg-Colsman et al., 2002a; Victor et al. ., 2009). Однако из-за того, что разные мышцы, охватывающие колени, влияют друг на друга, что приводит к статической неопределенности механической системы, управление в реальном времени несколькими одновременно действующими мышцами трудно осуществить для динамических движений, например прыжков с падением.Следовательно, такие механизмы контура управления, реализованные в современных симуляторах, допускают только медленные движения в суставах со скоростью сгибания-разгибания до ~ 1 ° / с (Churchill et al., 1998; Lo et al., 2008), что соответствует квазистатическому условия тестирования. Некоторые из существующих тренажеров коленного сустава типа Oxford-Rig могут моделировать почти физиологические силы реакции опоры или вес тела (Elias et al., 2002; Maletsky and Hillberry, 2005). Эти тренажеры могут моделировать движения со скоростью до 12 ° / с, что все еще намного ниже, чем требуется для прыжкового приземления (145 ° / с).

Для того, чтобы реально достичь реалистичных условий тестирования in vitro , поскольку они возникают во время повседневной деятельности, необходимы движения в коленных суставах и мышечные силы, приводящие к физиологическим силам реакции суставов и опоры. Таким образом, целью данного исследования была разработка нового тренажера коленного сустава для in vitro тестирования приседаний и прыжков с падением с реалистичной скоростью и совместными усилиями.

Материалы и методы

Техническое описание

Механическая конструкция нового тренажера коленного сустава, основанная на конструкции Oxford-Rig (Bourne et al., 1978), состоит из опорной рамы, узла тазобедренного сустава и узла голеностопного сустава (Рисунок 1). Узел тазобедренного сустава состоит из универсального шарнира. Он обеспечивает три степени свободы, включая сгибание / разгибание, отведение / приведение и вертикальное линейное смещение. Вертикальное смещение достигается за счет узла тазобедренного сустава, прикрепленного к траверсе, которая может перемещаться вертикально по направляющему шариковому подшипнику с приводом от электрического серводвигателя (EMMS-AS-140-L-HS-RMB, Festo AG & Co. KG, Эсслинген, Германия) с линейной осью при максимальной скорости ползуна 670 мм / с, что соответствует максимальной угловой скорости 350 ° / с.Следует отметить, что имитация движения бедра приводит только к сгибанию и разгибанию колена без создания каких-либо сил реакции суставов или опоры. Узел голеностопного сустава имеет две степени свободы: сгибание / разгибание и отведение / приведение. Кроме того, благодаря дополнительному подшипнику большеберцовая кость может свободно вращаться как внутри, так и снаружи. Следовательно, тренажер коленного сустава допускает неограниченное движение при 6 ° свободы (Завацкий, 1997).

Рисунок 1 .Имитатор коленного сустава с моделью коленного сустава, закрепленной между узлами тазобедренного и голеностопного суставов, траверсой для вертикального смещения бедра и пневматическими приводами для имитации мышечной силы.

Девять наиболее важных мышц, охватывающих колени, моделируются для достижения физиологических условий нагрузки и сил реакции опоры. Этими мышцами являются Musculus (M.) Wastus medialis, M. Wastus lateralis, M. Wastus Intermedius, M. rectus femoris, M biceps femoris, M. semitendinosus, M. semimembranosus, M.gastrocnemius medialis и M. gastrocnemius lateralis. Из-за схожих анатомических направлений растяжения M. vastus intermediateus и M. rectus femoris, а также M. semitendinosus и M. semimembranosus объединяются и моделируются как мышцы одностороннего действия соответственно. Всего для моделирования мышечной силы используется семь пневматических приводов (DNCI-63-300-P-A, Festo AG & Co. KG), которые расположены в верхней и нижней областях базовой рамы. Бикортикальные винты располагаются в анатомических местах прикрепления соответствующих мышц.Стальные кабели соединяют пневматические приводы и бикортикальные винты для моделирования мышечной силы. Семь датчиков одноосной силы (KD40S, ME-Messsysteme GmbH, Хеннингсдорф, Германия) встроены в стальные тросы для измерения приложенных мышечных сил соответственно. Кроме того, под узлом голеностопного сустава расположены линейный пневматический привод и вращательный пневматический привод для имитации осевых ударных нагрузок и моментов деформации большеберцовой кости, соответственно. Для измерения сил и моментов реакции опоры шестиосевой датчик силы / момента (K6D68, ME-Messsysteme GmbH) закреплен непосредственно под узлом голеностопного сустава.Таким образом, движение бедра создает сгибание и разгибание коленного сустава, в то время как семь пневматических приводов используются для моделирования мышечных сил, которые приводят к соответствующим силам реакции опоры. То есть без моделирования мышечной силы не было бы результирующей силы реакции опоры, а было бы только сгибание и разгибание коленного сустава.

Симулятор предназначен для работы в сочетании режимов управления положением и управления усилием (Рисунок 2). Регулируемое по положению линейное смещение бедра напрямую связано со сгибанием и разгибанием коленного сустава.Силы мышц применяются в режиме с контролем силы. Для этих целей как линейное смещение тазобедренного сустава как функция во времени, так и мышечные силы как функция во времени служат входными параметрами для симулятора коленного сустава. Эти входные значения были получены из исследования комбинированного анализа движений и обратной динамики (MAID) на 11 здоровых добровольцах, проведенного в лаборатории движения партнера по сотрудничеству (Клиника ортопедии и травматологической хирургии, Университетская больница Гейдельберга, Гейдельберг, Германия).При этом были измерены кинематика и кинетика испытуемых. Эти значения вместе с антропометрическими данными использовались для расчета действующих мышечных сил с помощью обратного динамического моделирования опорно-двигательного аппарата.

Рисунок 2 . Управление симулятором динамического коленного сустава с помощью системы реального времени, инструмент конфигурации Festo для параметризации, управления пневматическими и электрическими приводами, регистрации датчиков силы и приложений реального времени LabVIEW и LabVIEW.

Входные параметры для мышечных сил и положения бедра, полученные из исследования MAID, были назначены соответствующим исполнительным механизмам (параметризация) с помощью инструмента пневматической конфигурации (Festo AG & Co. KG) (Рисунок 2). Одновременное управление всеми приводами осуществляется с помощью системы реального времени (cRIO-9064, National Instruments, Остин, Техас, США) и специального программного обеспечения (LabVIEW 2014, National Instruments). Сбор данных от одноосных датчиков мышечной силы и шестиосевого датчика силы реакции / крутящего момента достигается с помощью другого специализированного приложения LabVIEW (National Instruments).Оба приложения обеспечивают быстрое управление в реальном времени, обработку сигналов и сбор данных.

Комбинированный анализ движения и обратное динамическое исследование (MAID)

Одиннадцать здоровых взрослых людей (шесть женщин, пять мужчин, возраст = 30,9 ± 9,3 года, вес = 71,8 ± 17,1 кг, рост = 1,77 ± 0,11 м) были обследованы в рамках предметного исследования (разрешение IRB № S-081/2015 Гейдельбергского университета. ). Трехмерный (3D) анализ движения выполнялся с помощью оптоэлектронной системы с 12 камерами (Vicon Motion Systems Ltd., Оксфорд, Англия), работающей на частоте 120 Гц.Протоколом маркеров, использованным в этом исследовании, был набор маркеров для нижней части тела Plugin-Gait (Vicon Motion Systems, Оксфорд, Великобритания) с дополнительными маркерами на грудной клетке субъекта (остистый отросток 7-го шейного позвонка, левый и правый акромион и incisura jugularis). а также на медиальной лодыжке и медиальных мыщелках бедра. Кроме того, две платформы для измерения силы (Kistler Instruments AG, Винтертур, Швейцария) использовались для синхронного сбора кинетических данных при 1080 Гц. Совместная кинематика и совместная кинетика были получены с использованием подхода уравнений обратной динамики с программным обеспечением Plugin-Gait (Vicon Nexus 2.0, Vicon Motion Systems, Оксфорд, Великобритания) после Kadaba et al. и Davis et al. Испытуемые выполняли медленные приседания с сгибанием колена от 0 ° до 70 ° и приземление на двух ногах с высоты 30 см для получения различных наборов данных. Следовательно, были определены движения и положения тазобедренного, коленного и голеностопного суставов с полученными углами сгибания и силами реакции опоры. Эти данные использовались для расчета мышечных сил, действующих на коленный сустав с течением времени, с использованием общей модели опорно-двигательного аппарата для анализа данных движения в OpenSim 3.3 (Delp et al., 2007). Плюсно-фаланговые и подтаранные суставы фиксировались в анатомически нейтральных положениях для всех анализов, как это было недавно сделано другими авторами (O’Connor et al., 2018). Фильтр нижних частот четвертого порядка с нулевой задержкой и частотой среза 10 Гц был применен к силам реакции земли, тогда как фильтр Вольтринга с MSE 10 использовался для сглаживания кинематических данных (Woltring, 1991). Входные данные для модели были созданы с использованием настраиваемых процедур MATLAB (2014b, The MathWorks, Inc., Натик, Массачусетс, США) на основе сценариев MATLAB для обработки данных из simtk.org. Модель была масштабирована до размеров каждого испытуемого на основе статического испытания. Обратная кинематика и обратная динамика были выполнены для расчета суставных углов и суставных моментов. Мышечные силы рассчитывались с использованием статической оптимизации.

In-vitro Исследование

После оттаивания в течение ночи кожа и мышцы девяти образцов трупного коленного сустава человека (возраст: 61,5 ± 5,5 года, масса тела: 62,3 ± 7,2 кг, индекс массы тела: 21,2 ± 1,0, Science Care, Inc., Феникс, Аризона, США. ; Разрешение IRB №300/12, Ульмский университет) были полностью удалены, обнажены бедренная и большеберцовая кость. Проксимальный отдел малоберцовой кости фиксировали к большеберцовой кости с помощью кортикального винта и резецировали на 2 см ниже головки малоберцовой кости. Бедренную и большеберцовую кости разрезали на расстоянии 12 см от коленного сустава и формовали в металлических горшках с использованием полиметилметакрилата (Technovit 4000, Kulzer GmbH, Wehrheim, Германия) (рис. 3C). Суставную капсулу осторожно вскрыли, обнажили надколенник и удалили инфрапателлярный жир. Коронарные мениски были надрезаны спереди и сзади, чтобы можно было вставить чувствительную к давлению фольгу Tekscan (система I-Scan (тип 4000), Tekscan Inc., Бостон, Массачусетс, США) на плато большеберцовой кости для измерения среднего и пикового тибиофеморального контактного давления. Датчик давления был прикреплен к большеберцовой кости спереди и сзади с помощью винта, чтобы минимизировать перемещение датчика во время тестирования.

Рис. 3. (A) Моделирование мышечной силы четырехглавой мышцы с использованием стержня с резьбой, стального троса, компонента со стальными крючками и наконечника. (B) Моделирование мышечной силы подколенного сухожилия и икроножных мышц с помощью стержней с резьбой, дюбелей и стальных тросов. (C) Образец, закрепленный в динамическом имитаторе коленного сустава с помощью цилиндрических металлических горшков, одноосных датчиков нагрузки для измерения мышечных сил, чувствительной к давлению фольги для измерения тибиофеморального контактного давления и систем координат с оптическими маркерами для измерения кинематики.

Из-за больших мышечных сил до 1000 Н, действующих на образцы коленного сустава, необходима жесткая фиксация стальных тросов в местах анатомического введения. Поэтому для моделирования передних мышц бедра в месте прикрепления сухожилия надколенника на бугорке большеберцовой кости просверливали отверстие, а затем вставляли стержень с резьбой и закрепляли контргайкой.Кроме того, в надколеннике просверливали два отверстия, к стержню с резьбой прикрепляли стальной трос, который пропускали через эти два отверстия. Чтобы обеспечить направление надколенника во время движения, под надколенником внутри стальных тросов устанавливали наконечник (Carl Stahl Technocables GmbH, Зюссен, Германия) (рис. 3A). Над надколенником был закреплен компонент с тремя стальными крючками на болтах для установления связи между анатомическим местом введения и одноосными датчиками нагрузки и пневматическими приводами.Моделирование мышц подколенного сухожилия также выполнялось с использованием стержней с резьбой в анатомических местах прикрепления мышц (рис. 3B). M. biceps femoris вставляется в головку малоберцовой кости, M. semitendinosus вставляется в подушечку anserinus на медиальном бугорке большеберцовой кости, а полуперепончатые мышцы вставляются в медиальный мыщелок большеберцовой кости. Для моделирования икроножных мышц (M. gastrocnemius medialis, M. gastrocnemius lateralis) использовались дюбели, которые крепились в исходных точках на медиальном и латеральном мыщелках бедренной кости (рис. 3B).Все стальные тросы дополнительно направлялись с помощью самоустанавливающихся поворотных устройств, чтобы обеспечить наилучшую анатомическую линию действия. На протяжении всего процесса подготовки и всех тестов образцы коленных суставов увлажняли физиологическим раствором.

После подготовки образцы коленного сустава были зафиксированы в вертикальном положении на имитаторе коленного сустава с помощью цилиндрических металлических горшков (рис. 3C). Кроме того, пневматические приводы были подключены к стальным тросам и датчикам одноосной силы (рис. 3C).На первом этапе и для предварительной подготовки образца коленного сустава выполнялось медленное приседание без моделирования мышечной силы. Образец коленного сустава сгибали от 10 ° до 70 ° и вытягивали назад до 10 ° при скорости сгибания 5 ° / с. Это движение было повторено с моделированием мышечной силы в соответствии с целевыми мышечными силами, полученными в исследовании MAID. Наконец, мы смоделировали движение приземления в прыжке с моделированием мышечной силы, во время которой образец изгибался от 10 ° до 50 ° со скоростью ~ 180 ° / с и вытягивался назад от 50 ° до 10 ° со скоростью ~ 120 ° / с. s (см. дополнительное видео).Ускорение и замедление бедра при сгибании было установлено на 2,5 м / с 2 , а при разгибании — на 1,5 м / с 2 . Выполненное испытуемыми прыжковое приземление (исследование MAID) длилось 420 мс.

Перед запуском моделирования приземления в прыжке были приложены силы предварительной нагрузки от 50 до 300 Н для стабилизации коленного сустава. Во время медленных приседаний и приземления в прыжке непрерывно регистрировалось тибиофеморальное контактное давление (K-Scan ™, Tekscan Inc.). Кинематика коленного сустава регистрировалась с помощью системы 3D-камер на основе маркеров (Optitrack, NaturalPoint, Inc., Штат Орегон, США). Во время приземления в прыжке сила реакции земли и приложенные мышечные силы дополнительно регистрировались с частотой дискретизации 1 кГц с использованием специально разработанного программного обеспечения LabVIEW (National Instruments).

Статистический анализ

Коэффициент корреляции Браве-Пирсона (R) использовался для сравнения фактических и целевых значений (MAID) силы реакции земли и приложенных мышечных сил во время приземления в прыжке. Значения> 0,5 коэффициентов множественной корреляции показывают умеренную взаимосвязь, а значения> 0.8 показывают сильную линейную зависимость. Гауссовское распределение тибиофеморального пика и данных распределения среднего давления с использованием теста Шапиро-Уилка (Shapiro and Wilk, 1965) привело к нормально распределенным данным. Поэтому был проведен однофакторный дисперсионный анализ с апостериорным тестом LSD для сравнения среднего и пикового тибиофеморального контактного давления между медленными приседаниями с имитацией мышечной силы и без нее и приземлением с прыжком с падением с моделированием мышечной силы латеральной и медиальной сторон. отсек соответственно.Различия в медиальном и латеральном тибиофеморальном контактном давлении исследовали с помощью парного теста Стьюдента t . Пакет статистического программного обеспечения (SPSS V24. IBM Corp., Армонк, США) использовался для проведения статистического анализа, в то время как значение p <0,05 считалось значимым, и при необходимости применялась стандартная поправка Бонферрони.

Результаты

Мышечные силы

Все смоделированные средние фактические мышечные силы и целевые мышечные силы, полученные в исследовании MAID, представлены как функция цикла движения для прыжкового приземления (Рисунок 4).Целевая сила M. Wastus lateralis увеличилась в течение 80 мс до максимального значения 1050 Н. Моделируемая мышечная сила была на ~ 15% ниже с задержкой ~ 60 мс, что привело к корреляции R = 0,72. Целевая сила медиальной мышцы бедра увеличилась в пределах 120 мс до 480 Н, тогда как смоделированная мышечная сила была на ~ 10% ниже с задержкой 60 мс (R = 0,85). Целевая сила мышц M. Wastus Intermedius и M. rectus femoris увеличилась до 580 Н в течение 100 мс. Моделирование этой группы мышц было на ~ 12% ниже с задержкой 40 мс (R = 0.92). Целевые значения мышц подколенного сухожилия (M. biceps femoris, M. semitendinosus / M. semimembranosus) и икроножных мышц (M. gastrocnemius medialis, M. gastrocnemius lateralis) составляли от 0 до 200 Н, что приводило к корреляции R = 0,48, R = 0,52, R = 0,71 и R = 0,68 соответственно.

Рисунок 4 . Моделирование мышечной силы — сравнение фактических (средние значения) и целевых мышечных сил (полученных в исследовании MAID) в зависимости от цикла движения (продолжительность: 540 мс) во время приземления в прыжке для M.Вастус латеральный, М. Вастус medialis, М. Вастус промежуточный / М. rectus femoris, М. biceps femoris, М. semitendinosus / М. semimembranosus, M. gastrocnemius medialis и M. gastrocnemius lateralis ( n = 9).

Наземные силы реагирования

Что касается силы реакции земли в вертикальном направлении во время прыжкового приземления, была определена сильная корреляция (R = 0,93) между средним фактическим значением и целевым значением (Рисунок 5). В начале движения вертикальная сила реакции опоры на опору достигла значений ~ 100 Н из-за ранее описанных сил смещения мышц.В дальнейшем были созданы силы до 860 Н.

Рисунок 5 . Вертикальная сила реакции грунта — сравнение фактических (среднее значение, синяя линия) со стандартным отклонением (огибающая, голубые линии) и целевых сил реакции грунта (измеренных во время исследования MAID, зеленая линия) в зависимости от цикла движения (продолжительность : 540 мс) ( n = 9).

Контактное давление в колене

Данные о среднем и пиковом контактном давлении для медленного приседания без и с имитацией мышечной силы, а также для прыжкового приземления для медиального и латерального коленных отделов представлены на рисунке 6 соответственно.Однофакторный дисперсионный анализ показал значительную разницу ( p <0,001) для всех измерений среднего и пикового давления. Тестирование LSD post-hoc выявило значительное увеличение среднего и пикового контактного давления в медиальном и латеральном отделах между медленным приседанием без моделирования мышечной силы и медленным приседанием с моделированием мышечной силы ( p <0,04) и приземлением в прыжке. с моделированием мышечной силы ( p <0,001). Пиковые контактные давления не различались ( p > 0.187) при сравнении медленного приседания с симуляцией мышечной силы и приземления с прыжком с симуляцией мышечной силы. Расчеты среднего контактного давления показали значительно более высокие значения для прыжкового приземления ( p <0,001) по сравнению с медленным приседанием с моделированием мышечной силы. Сравнение медиального и латерального пика и среднего контактного давления не показало разницы ( p > 0,067) между отделениями.

Рисунок 6 . Среднее и пиковое контактное давление (среднее ± стандартное отклонение) в медиальном и латеральном отделах для медленного приседания без имитации мышечной силы, медленного приседания с имитацией мышечной силы и упражнения приземления с прыжком.* p ≤ 0,05 ( n = 9).

Кинематика

Во время медленных приседаний было определено внешнее вращение большеберцовой кости между ~ 6 ° и 12 ° (рис. 7), что отражает типичный винтовой возвратный механизм, возникающий между разгибанием колена и положением сгибания 30 °.

Рисунок 7 . Примерное внешнее вращение большеберцовой кости в зависимости от угла сгибания колена во время медленного приседания с имитацией мышечной силы.

Обсуждение

В рамках настоящего исследования был разработан новый симулятор коленного сустава, который сравнил с in vivo субъектные данные по силе реакции опоры и мышечным силам.Можно было показать, что этот тренажер может применять быстрые движения 145 ° / с в сочетании с симуляцией физиологической мышечной силы к образцам коленного сустава, что приводит к реалистичным силам реакции земли. Таким образом, насколько нам известно, этот тренажер для коленного сустава является первым тренажером, который может имитировать движения приземления в прыжке с физиологическими нагрузками на суставы и кинематикой.

Доказательство концепции имитатора коленного сустава было выполнено путем исследования силы реакции опоры в вертикальном направлении и тибиофеморального контактного давления.Кроме того, была проанализирована кинематика колена, чтобы гарантировать свободное движение.

Сила реакции опоры является важной мерой нагрузки на конечность (Zadpoor, Nikooyan, 2011). В настоящем исследовании можно было показать, что во время моделирования прыжкового приземления для этой когорты может быть создана почти физиологическая сила реакции земли в вертикальном направлении с R = 0,93. Эта физиологическая сила реакции земли во время прыжкового приземления может быть достигнута, несмотря на частично не идеально смоделированные мышечные силы.В деталях, моделирование мышечной силы для четырехглавых мышц-разгибателей (M. Wastus Lateralis, M. Wastus medialis, M. Wastus Intermedius / M. rectus femoris) показало хорошие корреляции (R = 0,72–0,92) между мышечными силами, полученными из MAID исследование и смоделированные мышечные силы. В свою очередь, из-за инерции пневматических приводов имитировать подколенные сухожилия и икроножные мышцы было труднее. Однако коэффициенты Браве-Пирсона для этих симуляций мышечной силы по-прежнему показали приемлемый коэффициент в диапазоне R = 0.48–0,71. Кроме того, мы полагаем, что это не повлияло существенно на результирующую силу коленного сустава. Эти мышечные силы действуют на гораздо более низком уровне силы, чем, например, мышцы-разгибатели (рис. 4), и, таким образом, вносят меньший вклад в стабилизацию коленного сустава во время прыжка при приземлении, чем мышцы-разгибатели (Baratta et al., 1988; Урабе и др., 2005). Тем не менее, чтобы улучшить моделирование сил мышц-сгибателей в будущих исследованиях, необходимо усовершенствовать систему контроля давления воздуха.

Что касается тибиофеморального контактного давления, исследования уже показали, что контактное давление в коленном суставе значительно увеличивается с увеличением осевых нагрузок даже при статическом положении колена (Poh et al., 2012; Geeslin et al., 2016). Зейтц и др. и Perez-Blanca et al. определили пиковое контактное давление ~ 3 МПа при приложении осевой нагрузки 1000 Н (Seitz et al., 2012; Perez-Blanca et al., 2016). Ли и др. определили пиковое контактное давление 4,2 МПа в медиальном отделе при осевой нагрузке 1800 Н при угле сгибания колена 60 ° (Lee et al., 2006). Это пиковое значение немного ниже, но находится на том же уровне, что и давление, определенное в настоящем исследовании. Таким образом, можно сделать вывод, что осевая нагрузка, создаваемая мышечными силами во время прыжкового приземления, соответствует осевой нагрузке ≥1800 Н. Далее можно показать, что на основании измерений тибиофеморального контакта передача физиологической нагрузки была достигнута только в случай моделирования мышечной силы, указывающий на соотношение передачи медиального и латерального отсеков ~ 60:40 (Bruns et al., 1993). В свою очередь, без моделирования мышечной силы медиолатеральное распределение нагрузки было случайным. Сравнение квазистатического движения, такого как приседание без моделирования мышечной силы, с имитацией упражнения на приседание с моделированием мышечной силы и прыжком вниз привело к значительному увеличению среднего тибиофеморального и пикового контактного давления. Это подчеркивает важность обеспечения физиологических совместных сил во время экспериментов in vitro .

Анализ кинематики коленного сустава показал внешнее вращение большеберцовой кости во время моделирования медленного приседания от ~ 6 ° до 12 °, начиная с 25 ° сгибания в настоящем исследовании.Этот типичный винтовой механизм представляет собой непроизвольное пассивное движение, стабилизирующее коленный сустав при разгибании, и вызвано асимметрией между мыщелками бедренной кости и плато большеберцовой кости (Piazza and Cavanagh, 2000). Согласно литературным данным, винтовой механизм начинается между 25 ° и 36 ° сгибания колена и обычно составляет от ~ 5 ° до 12 ° внешнего вращения (Bull et al., 2008; Müller et al., 2009; Sharma et al. ., 2012; Hacker et al., 2016). Наши измерения согласуются с этими выводами, что доказывает неограниченное движение соединенных образцов.

Ограничение имитатора коленного сустава, представленное здесь, представляет собой наблюдаемую задержку 120 мс (28%) при сравнении имитации движения приземления в прыжке (540 мс) и данных, полученных из предметного исследования MAID (420 мс). Мы предполагаем, что пневматические приводы не смогли достаточно быстро перенастроиться из-за внутреннего контура регулирования давления и инерции пневматических приводов. Тем не менее, со скоростью, используемой для сгибания и разгибания, можно было добиться имитации движения приземления в прыжке почти в реальном времени.Еще одно ограничение заключается в том, что в исследовании MAID использовался набор маркеров Plugin Gait без сложного набора маркеров стопы. Поскольку при захвате движения на основе маркеров недостаточно разрешения для получения точности, необходимой для отслеживания плюснефаланговых и подтаранных суставов, особенно при наличии всего нескольких маркеров на стопе, сохранение этих степеней свободы в пределах разумного.

В заключение, представленное здесь устройство можно использовать, в частности, для моделирования динамических упражнений с быстрыми движениями в сочетании с физиологическими мышечными силами, возникающими в повседневной жизни.Например, на сегодняшний день доступны только данные о менисковых нагрузках и их приложениях, полученные в результате статических или квазистатических испытаний и условий нагружения. В будущем можно будет исследовать нагрузки на мениски и их крепления в условиях физиологических движений и мышечных сил. Другие структуры, включая крестообразные и коллатеральные связки и хрящи, также могут быть исследованы в таких условиях. Симулятор коленного сустава может быть расширен, чтобы в будущем включить в него другие модели движений.Следовательно, можно будет исследовать возникающие вопросы, особенно в области травм коленного сустава и оптимизации реабилитации.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Ethikkommission Universität Ulm и Ethikkommission Universität Heidelberg. Пациенты / участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

Компания

FS разработала тренажер коленного сустава. SD и SW выполнили анализ движения и исследование обратной динамики. FS и SH выполнили и оценили контрольные испытания. FS и AS провели статистический анализ. FS, AS и LD составили черновик статьи и нарисовали рисунки. AS, AI и LD участвовали в процессе доработки статьи и окончательно одобрили представленную версию.

Финансирование

Эта работа финансировалась Немецким исследовательским фондом (DFG DU254 / 8-1).Финансирование публикации в открытом доступе предоставлено Немецким обществом биомеханики.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2019.00244/full#supplementary-material

Дополнительное видео. Видео тренажера, выполняющего упражнение по приземлению в прыжке.

Список литературы

Ахмад, С. С., Квак, С. Д., Атешян, Г. А., Уорден, В. Х., Стедман, Дж. Р., и Моу, В. К. (1998). Влияние адгезии сухожилия надколенника к передней большеберцовой кости на механику колена. Am. J. Sports Med. 26, 715–724. DOI: 10.1177 / 03635465980260051901

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бах, Дж. М., и Халл, М. Л. (1995). Новая система приложения нагрузки для исследования in vitro связок суставов коленного сустава человека. J. Biomech. Eng-T Asme 117, 373–382. DOI: 10.1115 / 1.2794195

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Baratta, R., Solomonow, M., Zhou, B.H., Letson, D., Chuinard, R., and D’Ambrosia, R. (1988). Мышечная коактивация. Роль мускулатуры антагониста в поддержании стабильности колена. Am. J. Sports Med. 16, 113–122. DOI: 10.1177 / 036354658801600205

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Борн, Р., Гудфеллоу, Дж., И О’Коннор, Дж. (1978). Функциональный анализ различных артропластик коленного сустава. Пер. Ортоп. Res. Soc . 24: 160.

Google Scholar

Bruns, J., Volkmer, M., and Luessenhop, S. (1993). Распределение давления в коленном суставе — влияние варусного и вальгусного отклонения без и с рассечением связок. Arch. Ортоп. Trauma Surg. 113, 12–19. DOI: 10.1007 / BF00440588

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бык, А.М., Кесслер, О., Алам, М., и Эмис, А. А. (2008). Изменения кинематики коленного сустава отражают геометрию сустава после артропластики. Clin. Ортоп. Relat. Res. 466, 2491–2499. DOI: 10.1007 / s11999-008-0440-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Черчилль, Д. Л., Инкэво, С. Дж., Джонсон, К. С. и Бейннон, Б. Д. (1998). Ось трансепикондилярной кости приблизительно соответствует оптимальной оси сгибания колена. Clin. Ортоп. Relat. Res. 111–118.DOI: 10.1097 / 00003086-199811000-00016

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Delp, S. L., Anderson, F. C., Arnold, A. S., Loan, P., Habib, A., John, C. T., et al. (2007). OpenSim: программное обеспечение с открытым исходным кодом для создания и анализа динамических симуляций движения. IEEE Trans. Биомед. Англ. 54, 1940–1950. DOI: 10.1109 / TBME.2007.

4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дирманн, Н., Шумахер, Т., Шанц, С., Рашке, М. Дж., Петерсен, В., и Зантоп, Т. (2009). Ротационная нестабильность колена: внутренняя ротация большеберцовой кости при испытании на имитацию смещения шарнира. Arch. Ортоп. Травма. Surg . 129, 353–358. DOI: 10.1007 / s00402-008-0681-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dürselen, L., Claes, L., и Kiefer, H. (1995). Влияние мышечных сил и внешних нагрузок на деформацию крестообразных связок. Am. J. Sports Med. 23, 129–136. DOI: 10.1177/036354659502300122

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Элиас, Дж. Дж., Кумагаи, М., Митчелл, И., Мизуно, Ю., Маттессич, С. М., Уэбб, Дж. Д. и др. (2002). Кинематические модели in vitro аналогичны для фиксированной платформы и протеза с подвижной опорой. J. Артропластика 17, 467–474. DOI: 10.1054 / арт.2002.31082

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гислин, А.Г., Чивитарезе, Д., Тернбулл, Т.Л., Дорнан, Г. Дж., Фусо, Ф. А., и ЛаПрейд, Р. Ф. (2016). Влияние бокового отрыва заднего корня мениска и мениско-бедренной связки на механику тибио-бедренного контакта. Коленная хирургия. Sports Traumatol. Arthrosc. 24, 1469–1477. DOI: 10.1007 / s00167-015-3742-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гилл, Т. Дж., Дефрейт, Л. Э., Ван, К., Кэри, К. Т., Зайонц, С., Заринс, Б. и др. (2003). Биомеханическое влияние реконструкции задней крестообразной связки на функцию коленного сустава.Кинематическая реакция на моделируемые мышечные нагрузки. Am. J. Sports Med. 31, 530–536. DOI: 10.1177 / 03635465030310040901

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Голдсмит, М. Т., Янссон, К. С., Смит, С. Д., Энгебретсен, Л., ЛаПрейд, Р. Ф., и Вейдикс, К. А. (2013). Биомеханическое сравнение анатомических реконструкций передней крестообразной связки с одним и двумя пучками: исследование in vitro . Am. J. Sports Med. 41, 1595–1604.DOI: 10.1177 / 0363546513487065

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хакер, С. П., Игнатиус, А., Дюрселен, Л. (2016). Влияние тестовой установки на кинематику коленного сустава — метаанализ ротации большеберцовой кости. J. Biomech. 49, 2982–2988. DOI: 10.1016 / j.jbiomech.2016.07.025

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Heinrichs, C.H., Knierzinger, D., Stofferin, H., and Schmoelz, W. (2017).Валидация нового биомеханического испытательного стенда для коленного сустава с шестью степенями свободы. Biomed. Eng . 63, 709–717. DOI: 10.1515 / bmt-2016-0255

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hirokawa, S., Solomonow, M., Luo, Z., Lu, Y., and D’Ambrosia, R. (1991). Сокращение мышц и контроль устойчивости колена. J. Electromyogr. Кинезиол. 1, 199–208. DOI: 10.1016 / 1050-6411 (91)

-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хофер, Дж.К., Геджо, Р., МакГарри, М. Х., и Ли, Т. К. (2011). Влияние на биомеханику тибио-бедренной кости при стоянии на коленях. Clin. Биомех. 26, 605–611. DOI: 10.1016 / j.clinbiomech.2011.01.016

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Киапур, А. М., Деметропулос, К. К., Киапур, А., Куатман, К. Э., Вордеман, С. К., Гоэль, В. К. и др. (2016). Деформационная реакция передней крестообразной связки на одноплоскостные и многоплоскостные нагрузки во время имитации приземления: последствия для механизма травмы. Am. J. Sports Med. 44, 2087–2096. DOI: 10.1177 / 0363546516640499

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кигучи К., Фукуда Т., Кога Ю., Ватанабэ Т., Терадзима К., Хаяси Т. и др. (1999). Разработка физиологического тренажера движения колена. ADV Robotics 13, 171–188. DOI: 10.1163 / 156855399X01071

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кумагаи, М., Мизуно, Ю., Маттессич, С. М., Элиас, Дж. Дж., Косгареа, А. Дж., И Чао, Э. Ю. (2002). Разрыв задней крестообразной связки изменяет in vitro кинематику коленного сустава. Clin. Ортоп. Relat. Res. 395, 241–248. DOI: 10.1097 / 00003086-200202000-00029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, С. Дж., Аадален, К. Дж., Малавия, П., Лоренц, Э. П., Хайден, Дж. К., Фарр, Дж. И др. (2006). Механика тибиофеморального контакта после серийных медиальных менискэктомий трупного колена человека. Am. J. Sports Med. 34, 1334–1344. DOI: 10.1177 / 0363546506286786

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Г., Гилл, Т. Дж., ДеФрейт, Л. Э., Зайонц, С., Глатт, В., и Заринс, Б. (2002). Биомеханические последствия дефицита PCL в колене при моделировании мышечной нагрузки — экспериментальное исследование in vitro . J. Orthop. Res. 20, 887–892. DOI: 10.1016 / S0736-0266 (01) 00184-X

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Г., Руди, Т. В., Сакане, М., Канамори, А., Ма, С. Б. и Ву, С. Л. Й. (1999). Важность нагрузки на четырехглавую мышцу и подколенное сухожилие для кинематики колена приводит к тому, что силы in-situ в ACL. J. Biomech. 32, 395–400. DOI: 10.1016 / S0021-9290 (98) 00181-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ливси, Г. А., Руди, Т. В., Ву, С. Л., Рунко, Т. Дж., Сакане, М., Ли, Г. и др. (1997). Оценка влияния суставных ограничений на распределение силы in situ в передней крестообразной связке. J. Orthop. Res. 15, 278–284. DOI: 10.1002 / jor.1100150218

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ло, Дж., Мюллер, О., Вюншель, М., Бауэр, С., и Вюлькер, Н. (2008). Силы в передней крестообразной связке при моделировании сгибания под нагрузкой с передней и внутренней ротационной нагрузкой на большеберцовые кости. J. Biomech. 41, 1855–1861. DOI: 10.1016 / j.jbiomech.2008.04.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лоренц, А., Rothstock, S., Bobrowitsch, E., Beck, A., Gruhler, G., Ipach, I., et al. (2013). Характеристика поверхности хряща по рассеиваемой энергии трения во время сгибания коленного сустава с осевой нагрузкой — модель овцы An in vitro . J. Biomech. 46, 1427–1432. DOI: 10.1016 / j.jbiomech.2013.03.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мюллер, О., Ло, Дж., Вюншель, М., Обло, К., и Вюлькер, Н. (2009). Моделирование движений колена под нагрузкой в ​​недавно разработанном имитаторе коленного сустава in vitro . Biomedizinische Technik 54, 142–149. DOI: 10.1515 / BMT.2009.015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

О’Коннор, Дж. Д., Резерфорд, М., Беннет, Д., Хилл, Дж. К., Беверленд, Д. Э., Данн, Н. Дж. И др. (2018). Длительная нагрузка на бедро у пациентов с односторонним полным протезированием бедра не отличается для конечностей или по сравнению со здоровым контролем при одинаковой скорости ходьбы. J. Biomech. 80, 8–15. DOI: 10.1016 / j.jbiomech.2018.07.033

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Омори, Г., Кога, Ю., Бехтольд, Дж. Э., Густило, Р. Б., Накабе, Н., Сасагава, К. и др. (1997). Контактное давление и трехмерное отслеживание неизолированной надколенника при тотальном эндопротезировании коленного сустава. Колено 4, 15–21. DOI: 10.1016 / S0968-0160 (96) 00230-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Perez-Blanca, A., Espejo-Baena, A., Amat Trujillo, D., Prado Novoa, M., Espejo-Reina, A., Quintero Lopez, C., et al. (2016). Сравнительное биомеханическое исследование контактных изменений после отрыва заднего корня бокового мениска, чрескостного повторного введения и тотальной менискэктомии. Артроскопия 32, 624–633. DOI: 10.1016 / j.arthro.2015.08.040

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Piazza, S. J., and Cavanagh, P. R. (2000). Измерение возврата колена в исходное положение чувствительно к ошибкам совмещения осей. J. Biomech. 33, 1029–1034. DOI: 10.1016 / S0021-9290 (00) 00056-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

По, С. Ю., Ю, К. С., Вонг, П. Л., Кох, С. Б., Чиа, С. Л., Фук-Чонг, С. и др. (2012). Роль передней межменисковой связки в механике тибио-бедренного контакта при нагрузке на осевой сустав. Колено 19, 135–139. DOI: 10.1016 / j.knee.2010.12.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Руди, Т. В., Ливси, Г. А., Ву, С. Л. и Фу, Ф. Х. (1996). Комбинированный роботизированный / универсальный подход к датчику силы для определения силы связок колена на месте. J. Biomech. 29, 1357–1360.DOI: 10.1016 / 0021-9290 (96) 00056-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зейтц, А. М., Любомерский, А., Фримерт, Б., Игнатиус, А., и Дюрселен, Л. (2012). Влияние частичной менискэктомии на медиальном заднем роге на механику тибио-бедренного контакта и деформации менискового кольца в коленях человека. J. Orthop. Res. 30, 934–942. DOI: 10.1002 / jor.22010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шапиро, С.С., и Уилк, М. Б. (1965). Анализ дисперсии теста на нормальность (полные выборки). Биометрика 52, 591–611. DOI: 10.1093 / biomet / 52.3-4.591

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шарма, Г. Б., Саеварссон, С. К., Амири, С., Монтгомери, С., Рамм, Х., Личти, Д. Д. и др. (2012). Радиологический метод измерения пателлофеморального отслеживания и кинематики большеберцовой кости до и после тотального эндопротезирования коленного сустава. Bone Joint Res. 1, 263–271. DOI: 10.1302 / 2046-3758.110.2000117

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шумейкер, С. К., Адамс, Д., Дэниел, Д. М., и Ву, С. Л. (1993). Взаимодействие переднего крестообразного трансплантата четырехглавой мышцы — исследование кинематики сустава и натяжения трансплантата передней крестообразной связки in vitro. Clin. Ортоп. Relat. Res. 294, 379–390. DOI: 10.1097 / 00003086-199309000-00054

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stukenborg-Colsman, C., Ostermeier, S., Hurschler, C., и Wirth, C.J. (2002a). Контактное напряжение большеберцовой кости после тотального эндопротезирования коленного сустава: сравнение конструкций вкладок с фиксированным и подвижным вкладышами. Acta Orthop. Сканд. 73, 638–646. DOI: 10.3109 / 17453670209178028

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стукенборг-Колсман, К., Остермайер, С., Венгер, К. Х., и Вирт, К. Дж. (2002b). Относительное движение вкладки подвижного подшипника после тотального эндопротезирования коленного сустава — динамическое исследование in vitro . Clin. Биомех. 17, 49–55. DOI: 10.1016 / S0268-0033 (01) 00103-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Торзилли П. А., Дэн Х. Х. и Уоррен Р. Ф. (1994). Влияние сжимающей нагрузки на сустав и силы четырехглавой мышцы на движение колена в неповрежденном колене и колене с разрезом передней крестообразной связки. Am. J. Sports Med. 22, 105–112. DOI: 10.1177 / 036354659402200117

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Урабе, Ю., Кобаяси, Р., Сумида, С., Танака, К., Йошида, Н., Нишиваки, Г.А., и др. (2005). Электромиографический анализ колена при прыжке с места у спортсменов-мужчин и женщин. Колено 12, 129–134. DOI: 10.1016 / j.knee.2004.05.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виктор, Дж., Вонг, П., Витвроу, Э., Слотен, Дж. В., и Беллеманс, Дж. (2009). Насколько изометричны медиальная пателлофеморальная, поверхностная медиальная коллатеральные и боковые коллатеральные связки колена? Am.J. Sports Med. 37, 2028–2036. DOI: 10.1177 / 0363546509337407

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витроу, Т. Дж., Хьюстон, Л. Дж., Войтис, Э. М., и Эштон-Миллер, Дж. А. (2006). Влияние импульсного вальгусного момента колена на относительную деформацию in vitro ПКС во время имитации приземления в прыжке. Clin. Биомех. 21, 977–983. DOI: 10.1016 / j.clinbiomech.2006.05.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольтринг, Х.Дж. (1991). Представление и расчет трехмерного движения сустава. Гум. Mov. Sci. 10, 603–616. DOI: 10.1016 / 0167-9457 (91) -3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Задпур А.А., Никоян А.А. (2011). Связь между стрессовыми переломами нижних конечностей и силой реакции опоры: систематический обзор. Clin. Биомех. 26, 23–28. DOI: 10.1016 / j.clinbiomech.2010.08.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Посмотрите на KKS в действии!

The Kansas Knee Simulator

Kansas Knee Simulator (KKS) — это серво-гидравлический испытательный стенд, который может прикладывать динамическую нагрузку к коленному суставу.Нагрузки создаются на проксимальном отделе бедра, дистальном отделе большеберцовой кости и сухожилие четырехглавой мышцы с помощью 5 гидравлических приводов, соединенных с 5-осевым контроллером. Вертикальная нагрузка прикладывается к бедру, чтобы имитировать вес тела испытуемого. Бедро можно свободно сгибать, разгибать и перемещать по вертикали. Вертикальное вращение, медиолатеральное смещение и нагрузки сгибания в голеностопном суставе могут применяться к основанию большеберцовой кости. Кроме того, большеберцовая кость может свободно вращаться в vagus-vagus. Последний привод крепится к бедренной кости и прикрепляется непосредственно к сухожилию четырехглавой мышцы проксимальнее надколенника.Каждая ось может управляться перемещением или нагрузкой.

Обычно положение сгибания-разгибания колена контролируется приводом четырехглавой мышцы, в то время как оставшаяся ось остается для управления нагрузкой. Это наиболее похоже на то, как человеческое тело работает во время нормальной деятельности. Профили нагрузки синусоиды могут быть созданы для каждой оси. Профили нагрузки для симулятора создаются с использованием динамической модели твердого тела в программной среде динамического моделирования Адамса.Модель использует геометрию KKS в сочетании с известными условиями нагрузки на колено для оптимизации выходов привода. Фактические нагрузки, возникающие в колене, можно измерить с помощью встроенного аналогового колена, который виден справа.

KKS можно использовать для оценки производительности компонентов полной замены коленного сустава. Компоненты приклеиваются к алюминиевым креплениям и устанавливаются в симулятор.Надколенник прикреплен к кевларовому ремню, который имитирует сухожилие четырехглавой мышцы. Медиально-латеральное положение и угол варусно-вальгусной четырехглавой мышцы привода можно регулировать. Кроме того, приспособления позволяют осуществлять внутреннюю и внешнюю ротацию и варусно-вальгусное выравнивание бедренного компонента. KKS может моделировать ходьбу, резку или любые другие условия нагрузки. Тренажер также может выполнять глубокие сгибания в коленях, сгибая компоненты выше 120 градусов сгибания в коленях. Движение колена регистрируется с помощью системы Optotrak 3020.Жесткие тела, состоящие из инфракрасных излучающих диодов, крепятся к бедренной кости, большеберцовой кости и надколеннику. Измеряя движение твердых тел, можно определить кинематику всех трех костей в трехмерном пространстве.

Со сменой приспособлений KKS может выполнять все те же симуляции на реальных тканях. Справа в тренажере смонтировано собачье колено. Геометрия симулятора совместима с коленями практически любого размера, от собак среднего размера до крупных образцов крупного рогатого скота, включая ткани человека.Определив кинематику естественного человеческого колена в симуляторе, можно количественно оценить изменения, связанные с операциями на колене или травмами. Тестирование на образцах трупа учитывает влияние мягких тканей вокруг колена на его кинематику. С использованием этого метода в настоящее время проводятся исследования, которые оценивают влияние неправильного совмещения компонентов на поведение имплантата.

Как у вас разгибание бедра? | Кинетическая революция — Беги мощно, без травм

Простой тест для оценки подвижности сгибателей бедра (и многое другое)

С момента публикации моей недавней статьи о важности разгибания бедра для бегунов я получил несколько писем от бегунов, спрашивающих меня объяснить, как лучше всего оценить собственное разгибание бедра.Что нам действительно нужно, чтобы оценить степень, в которой любое ограничение в их сгибателях бедра препятствует разгибанию бедра.

Thomas Test

Тест Thomas Test , показанный на видео ниже, прост в применении и рассказывает нам о длине мышц с точки зрения подвздошно-поясничной мышцы и, в частности, прямой мышцы бедра. Внимательный взгляд на качество движения, когда конечность достигает конечного разгибания бедра, также даст представление о напряжении ITB и тонусе TFL.

Ключевым фактором в настройке этого теста является установка таза в положение поворота назад путем подтягивания не задействованного колена к груди.Это гарантирует, что все наблюдаемые разгибания происходят от бедра, а не из пояснично-тазовой области.

Модифицированный тест Томаса

Модифицированный тест Томаса , продемонстрированный остеопатом Джоном Гиббонсом на видео ниже, добавляет еще одно измерение к глубине оценки, которую может обеспечить этот тест.

Он также продолжает объяснять, как тест можно превратить в растяжку и положение для лечения мягких тканей.

Моя любимая растяжка сгибателей бедра

Большинство бегунов и триатлонистов, с которыми я работаю, будут слишком знакомы со следующим упражнением!

Я склонен рекомендовать эту растяжку в качестве основного упражнения для облегчения растяжки сгибателей бедра, а также для поощрения связи между мозгом и мышцами при сознательном включении ягодичных мышц.Максимум. Мне особенно нравится начинать с 20 секунд в пассивной растяжке, затем сразу 20 мобилизационных повторений , толкая (не подпрыгивая) дальше в растяжку в течение 1-3 секунд.

Скачать бесплатно: программа активации ягодичных мышц и подвижности бедра [PDF]

Последнее обновление 2 марта 2021 г.

Домашняя страница »Блог» Беговые травмы » Как ваше разгибание бедра?

Джеймс Данн

Получив образование терапевта по спортивной реабилитации, Джеймс теперь работает исключительно с бегунами на длинные дистанции, помогая спортсменам от новичков до профессионалов бегать сильнее и безболезненно.Ознакомьтесь с планом тренировок Джеймса по марафону для начинающих [PDF]. Раньше Джеймс был профессиональным игроком в регби, но его путь в тренерскую карьеру в спорте на выносливость был не совсем обычным. Его переход в бег на длинные дистанции научил его тому, на что способно его тело, и этот процесс продолжается! Подробнее …

Hydratec.co.uk/hip_wear_simulator

Тренажер Shore Western Hip Simulator был разработан под руководством производителей медицинского оборудования и ученых-ортопедов для моделирования сложной кинематики и кинетики бедра человека в физиологической среде.Работая в соответствии со стандартом ISO 14242-3 по контролю осевой нагрузки, исследователи и дизайнеры могут изучить множество сложностей бедра, стремясь всесторонне проанализировать механические свойства и трибологию материалов своих протезов бедра.

Имитатор износа бедра

Скачать брошюру

● ISO 14242
● До 4 станций по 3 канала каждая
● До 12 каналов осевой нагрузки до 4500 Н
● Вертлужная чашка анатомически правильная или перевернутая.
● Диаметр подшипника до 66 мм
● До 1000 мл сыворотки
● Тонкопленочное пластиковое покрытие контактирующих поверхностей для предотвращения загрязнения.
● Сгибание / разгибание и приведение / отведение с общим двухосным раскачиванием 23 °
● Доступен отдельный перистальтический насос на каждый канал с блокировками
● Загрузите станции замачивания до 6 образцов в каждой.
● 1.5 Гц 24/7 работа

Программное обеспечение Hip Wear


● Активное управление в реальном времени (RTAC)
● Гибкое определение пределов (показано красными пунктирными линиями)

Активное управление в реальном времени (RTAC)


● Истории времени, произвольные, синусоидальные, квадратные, треугольные или пилообразные сигналы.
● Точечная коррекция амплитуды и фазы
● Итерационная процедура
● Управление в смешанном режиме, например: смещение / ускорение, смещение / нагрузка, нагрузка / деформация
● Неквадратная матрица
● Высокая точность компенсации крайне нелинейной системы в автоматическом режиме обучения
● Графики в реальном времени
● Обычно исправляет очень быстро.
● ПРОСТОТА В ИСПОЛЬЗОВАНИИ

советов по катанию на лыжах для начинающих.Часть 3

Регулировка давления по длине лыжи

Лыжники в основном имеют три средства распределения давления по длине лыжи, все из которых требуют регулировки вперед или назад (то есть вперед или назад) между центром масс лыжника (CM) и его или ее базой опоры (BOS). ). ЦМ — это центральная точка баланса массы тела человека, по сути, ваш центр. Вы можете перемещать CM вперед или назад относительно BOS или наоборот, перемещать BOS вперед или назад под CM.Оба этих действия дают одинаковый результат, регулируя давление на лыжи вперед или назад. Третий и очень эффективный подход объединяет эти два действия, перемещая CM и BOS в противоположных направлениях, что позволяет быстрее регулировать давление на лыжах. Взгляните на приведенный ниже пример для лучшего визуального понимания.

Перемещение центра масс

Помните часть 1, где вам приходилось упражняться с переносом веса в лыжных ботинках? Вот как это можно реализовать.Движение CM вперед / назад наиболее эффективно, когда оно возникает и контролируется сгибанием и разгибанием лодыжек. Сгибание или закрытие голеностопных суставов может перемещать CM вперед по отношению к ступням, перемещая давление к кончикам лыж. Разгибание или раскрытие голеностопных суставов может смещать ЦМ назад по отношению к ступням, перемещая давление в сторону талии или хвоста лыж. Насколько это возможно, движение CM вперед / назад и регулировка давления вперед / назад должны контролироваться сначала диапазоном движений в лодыжках, а затем дополняться движениями остальной части тела (коленей, бедер и т. Д.). верхняя часть тела).

Сгибание одного только коленного сустава перемещает ЦМ назад. Разгибание в коленном суставе перемещает ЦМ вперед. Это движение очень похоже на то, как садиться и вставать со стула.

Сгибание только в тазобедренном суставе перемещает CM вперед. Разгибание в тазобедренном суставе перемещает ЦМ назад. Это движение очень похоже на поклон.

Регулировка давления от лыж к лыжам

Лыжа, наиболее удаленная от центра круга поворота, называется «внешней» лыжей, а лыжа, ближайшая к центру круга поворота, называется «внутренней» лыжей.Термины «снаружи» и «внутри» также применимы к ногам лыжника в последовательности поворотов.

Поворот вызван силой, которую дает снег, давящий на лыжи. Чтобы сохранить равновесие, лыжник выравнивает корпус по внешней лыже. Чтобы повернуть и связать несколько поворотов, лыжник активно направляет давление на новую внешнюю лыжи, уменьшая при этом давление на внутреннюю лыжу. Этот обмен позволяет снегу толкать лыжи в новом направлении. Таким образом, при движении вправо лыжи ЛЕВОЙ являются ВНЕШНИМИ ЛЫЖАМИ.И наоборот, при движении влево ПРАВАЯ лыжа составляет ВНЕШНЮЮ ЛЫЖУ.

Эта передача давления и баланса от одной лыжи к другой является одним из самых фундаментальных аспектов горнолыжного спорта. Для этого лыжник должен перемещать CM внутрь каждого поворота и направлять свой баланс в сторону внешней лыжи. Благодаря этому переходу распределение давления от лыжи к лыже может варьироваться от полной передачи, при которой 100 процентов силы направляется на внешнюю лыжи, или частичной передачи с лишь немного большим давлением, направленным на внешнюю лыжи.Это фундаментальное движение очень естественно для вашего тела, чтобы поддерживать равновесие. Например, если бы вы упали вправо, вы бы попытались перенести свой вес влево, чтобы уравновесить, верно? Теперь все, что вам нужно сделать, это пустить в ход это знакомое чувство и научиться использовать его для катания на лыжах.

Разгибание и сгибание обеих ног

Лыжник может разгибать или сгибать обе ноги при переходе от одного поворота к другому. Существует разница в скорости разгибания / сгибания наружных и внутренних ног.Обычно в средних и длинных поворотах перенос веса может происходить постепенно или быстро, поскольку лыжник может контролировать величину, направление и скорость разгибания. Это всего лишь общий пример того, как лыжник передает нагрузку с лыжи на лыжи или переносит вес с использованием аналогичных механизмов. Происходит немного другая интенсивность, скорость и / или время изменения веса. Как правило, комбинация различных примеров используется в данном прогоне в зависимости от тактики, условий и / или намерений.

В целом, как и в случае с любой другой привычкой или видом спорта, катание на лыжах требует практики и последовательности.Самые неудобные движения со временем станут легче и легче. По мере того, как ваше тело приспосабливается к спастическому давлению движения вверх и вниз из стороны в сторону, ваши строительные мышцы станут сильнее и выносливее. Совершать ошибки и снова и снова падать — это нормально. Этого не может избежать ни один профессионал. Итак, дайте себе перерыв, если вначале вы немного боретесь. Просто доверяйте своему телу, доверяйте своему инструктору. Примите решение, которое принесет вам пользу во многих отношениях, и установите регулярное время для практики.Даже 10 минут в день превратятся в приличное количество часов в году. И если вы будете придерживаться этого достаточно долго, рано или поздно вы окажетесь на вершине горы — буквально.

На этом положительном моменте мы хотели бы завершить наш Вводный курс и Советы для начинающих лыжников. Вы можете пересмотреть предыдущие части здесь: Часть 1 и Часть 2. Не стесняйтесь просматривать SkyTechSport.com для получения дополнительной информации и рекомендаций. Если вам понравился этот набор статей, у нас есть еще кое-что для вас.Каждый раз, когда вы почувствуете уверенность в своем движении вперед, мы будем ждать вас с очередным набором советов, приемов и практических руководств для лыжников среднего и продвинутого уровня, включая обучающие видеоролики о том, как работать с Ski Simulator от SkyTechSport.

Увидимся в следующей главе!

СЛОВАРЬ

База опоры (BOS) : Расположение веса лыжника на снегу.

Центр масс (ЦМ) : центральная точка баланса массы тела человека.Также известен как центр тяжести.

Extend : чтобы сделать длиннее; чтобы растянуть или раскрыть, например, растянуть сустав.

Расширение : любое движение, увеличивающее (т. Е. Открывающее) угол (выраженный в градусах) сустава. Иногда лыжник одновременно разгибает коленные, тазобедренные и голеностопные суставы.

Сгибание : любое движение, которое уменьшает (то есть закрывает) угол (выраженный в градусах) сустава. Часто это влечет за собой одновременное сгибание коленных, тазобедренных и голеностопных суставов.

Фундаментальные движения : Общий термин для обозначения движений лыжников. Эти движения включают сгибание / разгибание и вращение; и конкретные ссылки, такие как инверсия / эверсия, супинация / пронация и аддукция / абдукция.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *