Determination and optimization

Biscarini A.

単関節動作に適したゴムバンドを使ったエクササイズでの、抵抗特性および関節への負荷(例:関節の反動力によるせん断や圧縮)を明確に特徴づけるモデルが開発されました。このモデルはバンドの図形的な特徴やゴムの性質、バンドのプレストレッチ、関節の回転軸との位置、バンドの固定点などを明らかにします。関節の屈曲角度によって変化する、ゴムの上下、下向き、上向きそれぞれのトルク性能が明らかになりました。その結果から、アイソメトリック(等尺性収縮)/アイソキネティック(等速性収縮)が最大のとき、平均ユーザーの膝伸筋(ハムストリングス)のトルクを最大に発揮するためのゴム抵抗の設定が決まります。設定が最適であるとき、くるぶしの外側(内側)の筋肉を引っ張る作用に反応した膝関節の抵抗によるせん断力は、回転が大きくても抵抗の値を均等にするカム式のレッグエクステンションマシンが生み出す(のとほぼ同じ)力と比べて65%抑えることができました。一方、膝関節の反動による圧縮方向の力は22%増加しました。ウエイトスタック式のレッグエクステンションマシンと比べ、最適化されたゴムバンド・エクササイズは、可動域全体にわたって大腿四頭筋に効果的な刺激を与える可能性があります。さらに、従来のゴムバンド運動の難点であった、ゴムが引っ張られる方向に膝の靭帯が引っ張られる負荷を大いに軽減することができます。