Abstract des Autors

Problemstellung: Die Leistungen in den leichtathletischen Sprint- und Sprungdisziplinen haben sich vor allem in den Klassen T43/T44 (transtibiale Amputation) aufgrund von Innovationen im Prothesenbau rasant entwickelt. Einige Athleten haben das Spitzenniveau der Nichtbehinderten erreicht. Die Frage, ob die mit Hochleistungsprothesen erzielten Ergebnisse mit denen Nichtbehinderter vergleichbar sind, wird kontrovers diskutiert. Methode: Auf der Basis von Literaturdaten, biomechanischen Überlegungen und Simulationsrechnungen werden Vor- und Nachteile von Prothesen im Spitzensport aufgelistet und sofern möglich bewertet. Ergebnisse: Eine Karbonprothese hat gegenüber dem Muskel-Skelett-System eine deutlich höhere Energierückführungsrate. Bei optimaler Abstimmung ist das Leistungsvermögen eines Weitspringers mit Prothese potentiell höher einzustufen als bei einem Athleten ohne Handicap. Die Simulation von Absprüngen mit einem Feder-Masse-Modell belegt, dass man mit einem Federbein bei einer relativ geringen Anlaufgeschwindigkeit von 9,50m/s bei einem KSP-Angriffswinkel von 60° theoretisch 8,90m weit springen kann. Den Vorteilen des Federbeines stehen aber auch Nachteile gegenüber, die das Leistungsvermögen reduzieren: Defizite in der motorischen Kontrolle aufgrund der eingeschränkten Sensorik im amputierten Bein, Asymmetrie im Bewegungsablauf, Energieverluste (Dämpfung) bei der Kraftübertragung vom verbliebenen Stumpf auf die Prothese. Diskussion: Vor- und Nachteile von Hochleistungsprothesen lassen sich quantitativ nicht seriös gegeneinander abwägen. Dennoch muss die Vergleichbarkeit der Leistungen von Athleten mit und ohne Prothese in Frage gestellt werden, weil sich die Mechanismen, die jeweils zum Vortrieb bzw. Absprung genutzt werden, klar unterscheiden. Aufgrund des technischen Potentials von Karbonfedern gibt es aus biomechanischer Sicht kaum plausible Argumente für einen fairen Wettbewerb zwischen Athleten mit Prothesen und Nichtbehinderten. Verf.-Referat

Abstract des Autors

Problem: The competitive performance of transtibial amputated (T43/T44) sprint runners and jumpers has developed rapidly due to innovations in artificial limb construction. Some disabled athletes have achieved the top level of able-bodied competitors. This development has triggered controversies regarding the question whether sprinting and jumping with artificial limbs lead to irregular benefits. Methods: Advantages and disadvantages of artificial limbs in top-level sports were listed and evaluated based on literature data, biomechanical considerations and findings of computeraided modelling. Results: A carbon prosthesis for below-knee amputees shows considerably higher energy return than a human ankle joint. With an optimal adjustment of the leg stiffness, long-jumpers with artificial limbs have potentially higher capabilities than compared to able-bodied athletes. Simulations of the take-off phase based on a spring-mass-model demonstrated that jumps up to 9m are possible even at the low run-up speed of 9.50 m/s. Beside the mentioned advantages of high-tech artificial limbs, however, there is also a number of disadvantages decreasing the performance: deficits in motor control because of reduced sensory perception in the amputated leg, asymmetry in leg kinematics in consequence of different leg mass and inertia, energy loss during power transmission from the stump to the prosthesis. Discussion: Advantages and disadvantages of high-performance artificial limbs can not be compared seriously against each other. Nevertheless, the comparability of the performance of athletes with artificial legs and able-bodied athletes needs to be questioned because the mechanisms for propulsion and jumping are clearly different. Due to the technical potential of modern sprinting prostheses, it is hard to find plausible arguments for fair competition between athletes with artificial limbs and able-bodied athletes. Verf.-Referat