Medical Exercise Therapy,
临床运动疗法
是一种以人体功能的生物心理社会模型为基础，运用多种设备，为不同患者量身设计不同强度的运动锻炼方案或计划，旨在最佳地刺激各种身体系统，加速患者功能恢复。这种方法在欧洲已有近百年历史，是一种经过科学证明的治疗形式。
一直以来，人类都在使用重力作为阻力，来强健自己的身体。
20世纪末的杠铃和健身房
力量训练的经验告诉人们，在执行整个抗阻动作的过程中，虽然外部阻力(如杠铃的重量)没有变化，受训者的主观感受却是时而轻松，时而吃力。在早期的运动疗法中，有经验的治疗师们也懂得，在患者活动时根据其用力程度的变化，手动施加不同程度的阻力。
治疗师给训练者施加手动的阻力
为什么会有上述这些现象呢？
1890s Blyx第一次描述了肌肉的长度-张力曲线。
曲线描述了当肌肉处于静息长度时，主动产生张力的能力最强
在随后的许多年里，训练经验、实验室测试、理论分析告诉人们存在着3类力量-关节角度曲线，解释了为何在外部负荷不变的情况下主观感受到的用力程度却有变化。
近似于抛物线，之所以随着关节角度的变化，肌力先增大后减小，主流观点认为这可以从二维的肌小节模型中得到解释。
肌小节的长度决定了肌动蛋白细丝和肌球蛋白细丝的重叠程度，从而决定了横桥结合的数量和效率，进而决定了肌小节收缩产生的张力。当肌小节处于静息长度时，粗细肌丝间横桥结合的数量和效率最大，肌小节收缩产生的张力最大；当肌小节长度更长时，横桥结合的数量减小；当肌小节长度更短时，M线两侧细肌丝发生重叠，横桥结合的效率降低。反映到宏观上，即随着肌肉长度(关节角度)的变化，单块肌肉或单个肌群的力量先增大后减小。
通常在深蹲、硬拉、卧推等动作中出现，在关节逐渐伸展的同时，各关节处的阻力臂逐渐减小，人体所能对抗的外部阻力逐渐增大，这也是为什么有人会在杠铃深蹲、卧推时，加上弹力带或锁链，使得外部阻力在向心阶段逐渐增大。
随着长度的变化，锁链和弹力带所能产生的外部阻力会逐渐增大
通常在划船、高位下拉、引体向上等动作中出现，肌肉产生力、力矩的能力在动作的前1/4最强，随后逐渐下降。
自器械训练的先驱Zander以来，有很多人在设计训练器械时考虑到了力量曲线，尝试使阻力矩和人体产生动力矩的能力相匹配，从而使肌肉在动作全程都得到最大程度的使用，这在常规的自由重量训练中常常无法达成。
下滑查看：Zander 在这件“高位下拉”训练器械中，利用杠杆和其他机械传动装置，实现了动作过程中外部阻力的变化。
哑铃弯举所产生的阻力矩并不能很好的匹配屈肘肌群的能力
实时匹配阻力矩和人体产生的力矩，除了达成肌肉最大的参与，对于训练还意味着什么？有人认为在康复早期的训练时遵循人体自然的力量曲线：意味着运动更协调组织受到过度负荷的风险减少。在预防损伤、提高运动表现时，重点(只)提升有限活动范围内的力量，相比整体提升肌肉的力量曲线，则增加了损伤的风险。
20世纪的许多传统固定器械，如配重块、挂片器械等，与使用哑铃、杠铃训练相比，除了能避免举重技术失误导致的意外，更专注于孤立训练之外，并无很本质的区别。
直到“凸轮”的加入带来了变化，1970 Arthur Jones设计的设备进入市场，因为他设计的凸轮形状形似鹦鹉螺，所以他的设备被称为Nautilus Cam Machine。
带有凸轮训练设备的特点在于，凸轮在转动时，(椭圆形、鹦鹉螺形等各种形状的凸轮)，凸轮半径的变化会引起阻力矩的改变，从而匹配人体的力量曲线。
下滑查看：如图，随着凸轮的转动，配重块/另一侧绳索到凸轮旋转中心的距离也在改变。通过调整凸轮的旋转位置，使最费力的位置(费力杠杆)位于关节活动范围的中间段，即可使关节活动范围的中间段阻力较大，而起始和结束活动范围内阻力较小。
理想很丰满，理论上凸轮确实可以使得阻力与人体产生力矩的能力更为匹配，但在实际运动中仍有以下问题。
Ⅰ惯性问题
是使用重力作为阻力的固有问题，在动作的开始阶段，由于加速，实际阻力大于预设的阻力，在动作的结束阶段，训练者可以借助前半程快速运动的积累的动量，使得后半程相对省力，实际阻力小于预设的阻力，动作速度越快 这些现象越明显，此外在动作的进行过程中，当动作卡顿、不流畅时，动作速度的改变也会引起阻力的变化(与预设阻力有偏差)。
理想中的阻力曲线、实际运动时的阻力曲线由于加速和减速并不相同
Arthur Jones也考虑到了这一点，为了使因为加减速导致的力量起伏足够小，因此他要求他设备的使用者们，慢速的训练，向心2s，离心4s。如此，这种训练并不适用于运动专项训练，以及力量训练的新手。
Ⅱ 个性化问题
固定的凸轮半径与，预设的关节角度-阻力矩曲线(通过测试得到的人群普遍结果)，并不一定适应每一个人，因此凸轮只解决了部分问题，不过它还是在商业健身房中大为流行。
同时代的Keiser兄弟，在设计有变化阻力设备时也考虑到了使用重力作为阻力的，固有问题——惯性，为了提供更顺滑、更易控制的阻力，转向了使用压缩气体作为阻力来源，1978年，第一台气阻-“变化阻力训练设备”问世。
气阻设备工作的原理是：在向心阶段时，气体会被压入气泵，随着泵入气体的增加，通过传动装置使得阻力曲线呈现想要的形状，在离心阶段时，气体泵出使阻力呈现与向心阶段相同的特征。气阻设备的最大特点是“无惯性”，从而在任何运动速度下都提供几乎一致的阻力曲线，如单关节近似抛物线型。气阻设备的开发者们认为，在规避了运动开始时的加速和运动中由不顺滑的动作，引起的加减速而产生的较大应力，对其他软组织的负荷更少，意味着更少的受伤风险。
从训练的角度来说，肌肉在动作后半程不能偷懒，不能再借助前半程积累的动量完成动作，必须保持全程的激活、募集，不论运动速度多快，阻力曲线都保持预定的特征，对肌肉要求更高。
上图从左到右分别展示了4s/2s/1s/0.5s完成膝关节伸展训练动作的向心或离心阶段时实际外部阻力随关节角度而变化的曲线。红色曲线代表使用带有凸轮的配重块固定器械做训练时的实际外部阻力，蓝色曲线代表使用气阻设备做训练时的实际外部阻力。可以发现当动作速率越来越快时，气阻设备的实际阻力依然大致保持预定的曲线，而配重块设备的实际外部阻力与其预设情况的偏差会越来越大。
然而也有些人认为，惯性的剥夺使得通过气阻设备训练所得的力量无法转化到生活、运动场上，毕竟在实际的动作中，我们终究是要受重力和惯性支配的。
1950s后期，Hettinger提出了等速运动的概念，等速设备将适应肌肉所产生力矩的变化，并给出对应相反的力矩。在加速期、减速期之间的匀速活动范围内，机器会精确的适配每一时刻的力矩，既能保证肌肉在每一时刻的最大参与，也不会对关节肌肉骨骼产生过度负荷。等速概念刚提出之际，并没有引起太大的反响。James Perrine 在1967年制造了一台新的等速设备cybex 1后
速度和阻力的控制，使它成为了一个热点，在测试和训练中它都十分有效，在所有尝试匹配阻力矩和人体力矩的设备中，它实现了最个性化的训练。
以上我们提到了
1.一致阻力Constant resistance如哑铃、杠铃
许多人相信它更好的模拟了日常活动
2.有变化阻力 variable resistance
3.自适应阻力 accommodating resistance
等速训练设备，不同类型的阻力提供了各自独特的运动学、动力学、肌肉适应特征。
你觉得他们分别适用于哪些训练/康复场景？
[1]McMaster, D Travis1; Cronin, John PhD1,2; McGuigan, Michael PhD, CSCS1 Forms of Variable Resistance Training, Strength and Conditioning Journal: February 2009 – Volume 31 – Issue 1 – p 50-64
[2]Ola Grimsby, Jim Rivard. Science, Theory and Clinical Application In Orthopaedic Manual Physical Therapy: Applied Science and Theory. Mar 24, 2011.
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