6章 8.アイソキネティックマシンの臨床活用・研究への応用

アイソキネティックマシンが誕生してから半世紀を越え、膨大な研究に支えられて臨床現場や研究のフィールドでの筋力評価システムとして活用されています。その一部をご紹介します。

・医療領域での活用
運動器疾患、中枢性疾患などによる筋機能の低下に関して、その評価を行い回復の効率的なリハビリテーションメニュー作成などのために数多く利用されています。特に下肢の膝関節周囲の傷害に関して数多く利用されていますが、それ以外の下肢、上肢、体幹なども含め、若年者から高齢者まで、その疾患や手術種別などさまざまな検討がなされ、その評価やメニューの検討にも幅広く活用されています。アイソキネティックマシンの有するさまざまな特性を活かし、多様な視点から検討された臨床研究や基礎的な研究などが実施されています。

・スポーツ科学・保健領域での活用
各種の競技スポーツ選手や高齢者の健康維持・増進のための運動などによる筋機能の評価や、その維持・増強のための効果的なトレーニングメニュー改良のためにも活用されています。また小児やジュニアの発育・発達の過程での筋機能とパフォーマンスとの関連も含めて研究されています。更にこれらの研究を基にしたスポーツ用品の研究・開発にも利用が拡大しています。

・人間工学領域での活用
人間工学の領域でも生体の機能評価の中の一つとして筋機能評価を行うことで、快適な操作性を有する機器開発や製品の改良にも応用されています。またロボット開発などにおいても精度の高いデータは人の基礎的な機能や能力の評価にも有用な情報となるでしょう。

・各種運動モードによる筋力トレーニングと評価
最近は筋力評価を行うことが注目されていますが、筋力の維持や回復、増強のための運動負荷装置としての利用方法が挙げられます。ダンベルやバーベルなどの重錘をはじめラテックスチューブなどを使用する場合などの「遠心性（エキセントリック）筋収縮」を伴わない、「求心性（コンセントリック）筋収縮」モードであれば被験者が発揮した筋力以上には負荷がかからず、筋張力の発揮傾向（トルクカーブ形状）に適応した、無理・無駄の少ない負荷による安全な条件下によるトレーニング効果に関する臨床的な価値も認められています。もちろん遠心性筋収縮による負荷の場合にスタートトリガーレベルと上限トルクリミットなどの設定を行うことで、安全性を確保した条件下での負荷としての利用も可能です。

・機能的速度による筋力トレーニングと評価
最新のバイオデックスシステムでは最低速度0.25度／秒の極低速度から500度／秒までの高速度まで幅広い等速度設定を行う事が可能です。慣性の影響を受ける重錘では不可能な低速から高速までさまざまな角速度で訓練・評価が行えるため,より実際的かつ機能的な運動速度における筋出力特性の評価が可能です。これらの速度条件の違いによって、そのトレーニング効果が異なり、低速度でのみトレーニングした場合に低速度領域中心に効果は高くなり、高速度でトレーニングした場合に高速度領域中心に効果は集中するという「速度特異性」の研究もあります。これに関連してトレーニングを行った速度の周辺（広範囲ではなく）にも効果が表れる「オーバーフロー現象」も言及されています。またこれに関連して可動域の一部のみで運動を行う「ショートアーク（Short-Ark）」エクササイズなども提唱されました。さらに運動効率の一つである「パワー特性」についても、速度条件によって変化するため、適切な速度選択として考慮されることがあります。

・運動連鎖の違いによる筋力トレーニングと評価
アイソキネティックマシンによる単関節運動である「開放性運動連鎖（open kinetic chain:OKC）」と複合関節運動である「閉鎖性運動連鎖（closed kinetic chain: CKC）」の運動形態の差異についてもその報告がされています。

・関節位置覚の評価
筋力評価とは異なり、深部感覚の一つである関節運動時の「位置覚」の評価にも利用されており、目標角度と開始角度などを設定し、極低速度での運動を行い、記憶した目標角度の再現性を評価します。この目標探索時の動作は他動と自動の両方の方法があります。この評価の際には視覚や聴覚など他の感覚入力の影響を低減することが求められます。またこの評価によって術後の関節の動揺性（不安定性）や疼痛、疲労などとの関連性も検討されています。