Слово «тренажер» обозначает устройство, предназначенное для:

а) создания определенной заданной нагрузки для выполнения поставленной задачи;

б) обеспечения пациенту возможности выполнить саму нагрузку, если при определенном состоянии пациента выполнить ее без этого устройства невозможно.

С помощью тренажера пациент может, например, «бегать», лежа на больничной кровати (как описано выше) или в тренажерном зале, когда ноги не ходят или не могут бегать из-за артрозов суставов. Можно также подтягиваться в кровати, лежа на спине, или в тренажерном зале из положения лежа или сидя.

То есть тренажер помогает осваивать само движение, подбирать нагрузку, а затем восстанавливать силу и эластичность мышц до восстановления здоровья или его совершенствования. Таким образом, без нагрузки и без использования тренажеров в реабилитации обойтись никак нельзя.

Существующие тренажеры существенно различаются по признаку свободы допустимого в них движения. В этой связи условно могут быть выделены три разновидности тренажеров.

Тренажеры узколокального действия имеют императивную конструкцию, задающую совершенно определенный тип тренирующего воздействия, которое, как правило, выполняется одной мышечной группой синергистов или поочередно мышцами-антагонистами и с движением звена, имеющего только одну степень свободы. Такими являются многие тренажеры, предназначенные, например, для работы только конкретно сгибателями предплечья, голени, стопы, приводящими или отводящими бедра, мышцами, скручивающими туловище, и т. п. Такие тренажеры характерны для идеологии бодибилдинга, но они могут быть весьма полезны для корригирующего воздействия, имеющего узкую адресацию.

Тренажеры локального воздействия. В отличие от предыдущего типа устройств данные тренажеры предписывают движения одной определенной координации, но при этом воздействуют не на одну, а на несколько групп мышц и несколько суставов. Соответствующие этому движения обычно характеризуются несколькими степенями свободы. Такими являются, например, все тренажеры, которые задают движения типа подтягиваний руками, разгибаний ног, приседаний с преодолением сопротивления и другие. В этом случае в работу вовлекаются сразу несколько мышечных групп, часто разноименных. Например, подтягивание отягощений руками всегда вовлекает в работу не только сгибатели предплечья, но и разгибатели плеча, мышцы, управляющие движениями лопатки, и т. п.

Тренажеры этого класса могут иметь большее число степеней свободы, чем устройства узколокального действия. Благодаря этому упражнения в известных пределах варьируются, отклоняясь от базового способа исполнения по некоторым характеристикам: направлению тяги, ширине хвата и т. п. Это позволяет достигать более полного тренировочного эффекта.

Многофункциональные тренажеры — это устройства типа «комбайнов», которые позволяют тренировать различные группы мышц, применяя для этого тренирующие воздействия в разнообразных рабочих положениях. Для каждого из таких положений (стоя с тягой снизу, сверху и т. п., лежа на животе, спине, боком с тягой руками, рукой, ногой и так далее) существуют свои наиболее характерные базовые упражнения, которые в свою очередь могут варьироваться.

Тренажеры различаются также по способам отягощения. По этому признаку выделяются два характерных класса тренажерных устройств.

Тренажеры с искусственным отягощением. Это устройства современного типа, конструируемые в расчете на применение внешней нагрузки, которая передается через систему блоков на рабочее звено занимающегося. Основное преимущество такого конструктивного решения заключается не столько в сервисе, сколько в возможности просто и гибко варьировать степень отягощения от минимума до максимума. Это принципиально важно для гибкого управления процессом лечения и реабилитации, который осуществляется с учетом индивидуальных возможностей и потребностей занимающегося.

Тренажерные устройства (приспособления) с естественным отягощением рассчитаны на отягощение массой собственного тела (или его звеньев) занимающегося. Такие устройства просты и обычно представляют собой разного рода опоры и ложементы, которые позволяют принимать и фиксировать рабочее положение. Тренировка с помощью таких устройств достаточно удобна и эффективна, но уступает работе на тренажерах с внешним отягощением, так как не обладает нужными свойствами вариативности. Изменение трудности упражнений в этом случае возможно только за счет некоторых технических приемов, связанных со способами работы, изменениями рабочей позы, а также за счет применения традиционных отягощений: наборных гантелей, штанги и т. п.

Кинематика движений на тренажерах с разным числом степеней свободы принципиально различается. В связи с этим выделяются две категории тренажеров.

Императивные тренажеры имеют строгую «геометрию» движений и работают по определенному лекалу, заданному жесткой конструкцией тренажера, как правило, ограничивая число возможных степеней свободы с целью аналитического выделения двигательной функции. Это важно во всех случаях, когда требуется избирательное воздействие на двигательный аппарат занимающегося. Например, в тренажерах, предназначенных только для бицепса, икроножной мышцы и т. п., занимающийся получает в движении только одну степень свободы, которая определяется вращением вокруг фиксированной оси одного сустава.

Тренажеры со свободной «геометрией» дают возможность более или менее широко варьировать кинематику рабочего движения и выполнять в ходе одного упражнения или серии упражнений тяги в различных направлениях относительно осей суставов. К ним относятся прежде всего все тренажеры, передающие нагрузку от блоков через свободный трос, благодаря чему можно самым разным образом менять не только рабочие положения и позиции относительно снаряда, но и направление тяги в пределах одного рабочего положения. Это весьма важное свойство тренажера позволяет не только выполнять самые разные упражнения, но и веерно менять нагрузку на мышечный аппарат в рамках одного и того же упражнения, по необходимости включая или выключая из работы различные мышечные синергии, смешанные режимы, пучки мышц и так далее. Работа такого рода дает возможность наиболее гармоничного и естественного развития мышечного аппарата, хотя и требует совершенно четкого плана и задания техники движений.

В процессе выполнения силовых движений на тренажерных устройствах действие внешней силы, отягощающей двигательное действие, в значительных пределах меняется в зависимости от фазы движения. Это обязательно должно учитываться при планировании и проведении лечебного сеанса. Внешняя сила, действующая на сустав, имеет две важные в данном случае составляющие — тангенциальную и нормальную. Первая из них связана с вращательным движением в суставе и обусловливает то внешнее сопротивление, которое занимающийся должен преодолеть напряжением мышц. Величина этого сопротивления определяется моментом внешней силы, и она все время меняется по ходу вращения сустава вокруг его оси. Вторая составляющая действует вдоль сустава. Она также пофазно меняется как по величине, так и по направлению. Наиболее характерным в этом отношении является пример тренажеров, передающих нагрузку на звено занимающегося непосредственно с троса.