Trittanalyse im Radrennsport und in der Medizin

Eine Innovation aus dem BMWA-Programm „Innovationskompetenz mittelständischer Unternehmen“ (PRO INNO)

Zur Beurteilung und Steigerung der motorischen Leistungsfähigkeit benötigen Spitzensportler und ihre Trainer spezielle Diagnoseverfahren. Mit ihrer Hilfe analysieren Athleten und Betreuer einzelne leistungsbestimmende Einflussgrößen anhand von reproduzierbaren Messwerten. Nur so können sie das Training gezielt gestalten und Prognosen über Wettkampfchancen erstellen. Im Radsport zählen vor allem Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit, Beweglichkeit und Koordination. Mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ hat das Unternehmen o-tec aus Bensheim zusammen mit dem Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Freiburg ein Messsystem zur Trittanalyse für Radrennfahrer entwickelt. Es kann problemlos an jedes Fahrrad montiert werden und die Leistungen und Drehmomente für das rechte und das linke Bein getrennt erfassen, was bei bisherigen Systemen nicht der Fall ist. Leistungssportler wie Michael Rich, Olympiasieger, Zeitfahr-Vizeweltmeister und Profi im Team Gerolsteiner, haben ihre Tritttechnik bereits mit Hilfe des innovativen Systems analysieren lassen.

Experten bescheinigen Spitzenradfahrern häufig einen „runden Tritt“, wenn möglichst über den gesamten Kurbelkreis Vortrieb erzeugt wird. Der mechanische Wirkungsgrad errechnet sich aus der Kraftverteilung am Pedal. Das neue Messsystem wird zwischen Pedale und Tretkurbel platziert und kann problemlos jederzeit wieder abgebaut werden. Die Vortriebs- und Verlustkräfte werden mit Hall-Sensoren und Referenzfederelementen erfasst, digitalisiert und telemetrisch vom Rahmen auf eine Empfangseinheit übertragen, von dort über die serielle Schnittstelle direkt auf einen Rechner geleitet, um die gesamte Trainingseinheit zu analysieren.

Das Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Freiburg setzt das System erfolgreich in seinem Radlabor ein. Durch dessen Kooperation mit dem Olympiastützpunkt Freiburg-Schwarzwald kommen zahlreiche Leistungssportler in den Genuss des neuartigen Analyseverfahrens. Neben dem Sport kommt das System auch in der medizinischen Rehabilitation zum Einsatz – an der Neurologischen Klinik des Klinikums München-Großhadern, in China, England, Österreich, den Niederlanden und der Schweiz. Ein Elektrostimulator reizt die Muskeln von Patienten mit einer Querschnittlähmung, um ihnen das (Drei-)Radfahren mittels eigener Muskelkraft zu ermöglichen.

Das Gerät stimuliert in einer bestimmten Abfolge drei Muskelpartien in jedem Bein. Dazu werden auf die Haut Elektroden geklebt, über die der Stimulator Nervenfasern reizt, die zu den Muskeln verlaufen. Als Folge kontrahieren diese Muskeln. Welche Muskeln gereizt werden, hängt von der Beinposition an der Tretkurbel ab. Die Pedalkräfte werden für jeden Patienten individuell mit Hilfe des innovativen Messsystems eingestellt. Komplett querschnittgelähmte Patienten erreichen mit dieser funktionalen Elektrostimulation (FES) etwa ein Zehntel der Tretkraft eines Gesunden und können nach drei Monaten Training etwa 2,5 Kilometer weit radeln. Und diese neue Mobilität führt nicht nur zu mehr Unabhängigkeit, sondern fördert auch die Gesundheit: Die atrophischen Beinmuskeln werden wieder aufgebaut und die Haut wird durch die Bewegung besser durchblutet, was die Gefahr von Ödemen und Dekubitus senkt. Außerdem wirkt die Belastung dem Knochenschwund entgegen und hält den Kreislauf in Schwung.