Les gegeven voor studenten manuele therapie van SMTU Utrecht, 13-04-2018

1. Het windlass mechanisme
in relatie tot de afzet in de menselijke voet bij (hard)lopen
Module Hardloopblessures 2018, les 7.3
Rob Donkers fysiotherapeut | manueeltherapeut (MSc) | MSK echografist

2. Onderwerpen
• Het windlass mechanisme
• Observaties Hicks
• Anatomie
• (Omgekeerde) windlass mechanisme
• Fases in het gaan in relatie tot het windlass mechanisme
• Hardlopen
• Klinische relevantie
• Klachtenbeelden: fasciopathie plantaris en functionele hallux limitus
• Tips / adviezen

3. Observaties Hicks (1954)
Bij DFL hallux:
• Mediaal gewelf hoger
• Inversie calcaneus
• Exorotatie onderbeen
• Aponeurosis plantaris
zichtbaar
Hicks, JH. The mechanics of the foot II. The plantar aponeurosis and the arch. J. anat. 1954;88(1), 25–30

4. Observatie Hicks (1954)
Hicks, JH. The mechanics of the foot II. The plantar aponeurosis and the arch. J. anat. 1954;88(1), 25–30

5. Anatomie

6. Anatomie
Stecco C, Corradin M, Macchi V, Morra A, Porzionato A, Biz C, De Caro R. Plantar fascia anatomy and its relationship with Achilles
tendon and paratenon. J Anat. 2013 Dec;223(6):665-76

7. Anatomie
Hicks, JH. The mechanics of the foot II. The plantar aponeurosis and the arch. J. anat. 1954;88(1), 25–30

8. Windlass mechanisme

9. R.L.E. Donkers, Tilburg

10. Omgekeerde windlass mechnisme
Harradine P, Bevan L, Carter N. An overview of podiatric biomechanics theory and its relation to selected gait dysfunction. Physiotherapy.
2006;92(2), 122–27

11. Omgekeerde windlass mechanisme
Bojsen-Møller, F. Calcaneocuboid joint and stability of the longitudinal arch of the foot at high and low gear push off. J. Anat.
1979;129(1):165-76

12. Omgekeerde windlass mechanisme
Koes E. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102

13. Fases in het gaan en het windlass mechanisme

14. Initial contact
• Hielcontact: lateraal plantaire zijde
hiel
• Eversie OSG
• Dorsaalflexie MTP 1 geeft
voorspanning (“preloading”) op
aponeurosis
• Hoe sneller er gelopen wordt, hoe
meer DFL hallux
Caravaggi P, Pataky T, Günther M, Savage R, Crompton R. Dynamics of longitudinal arch support in relation to walking speed:
contribution of the plantar aponeurosis. J Anat. 2010 Sep;217(3):254-61

15. Loading response
• Hielcontact tot foot flat
• Eversie zorgt voor contact gehele
voet met de grond
• Endorotatie been
• Activiteit M. tibialis anterior
• Schokabsorptie
Koes E. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102

16. Midstance
• Verdere dorsaalflexie BSG, eversie
OSG en endorotatie been zorgt voor
verplaatsing lichaamszwaartepunt
naar eerste straal
• Dorsaalflecterend moment TMT 1
• Omgekeerde windlass mechanisme
zorgt voor opspannen aponeurosis
Koes E. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102

17. Terminal stance
• Heelrise
• Grondreactiekracht onder bal hallux
heeft inverterend en supinerend
moment
• Exorotatie tibia, plantairflexie BSG,
inversie OSG, supinatie voet
• Windlass mechanisme treedt op,
spanning op aponeurosis komt vrij
Koes E. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102

18. Pre-swing
• Toe-off
• Vrijkomen afzetkracht van
aponeurosis via hallux
Koes E. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102

19. Aponeurosis plantaris tijdens het gaan, mediaal

20. Aponeurosis plantaris tijdens het gaan, plantair

21. Windlass mechanisme en hardlopen
• Hoe sneller, hoe hoger de spanning op de
aponeurosis
• Effect schoenen: hoe stijver de schoenzool,
des te minder dorsaalflexie in MTP 1 (Lin,
2013)
• Antipronatie zorgt voor beperking
omgekeerde windlass mechanisme
• Foot Strike Pattern (Wager, 2016)
• Rearfoot vs. Non-rearfoot
Lin SC, Chen CP, Tang SF, Wong AM, Hsieh JH, Chen WP. Changes in windlass effect in response to different shoe and insole designs during walking. Gait Posture. 2013 Feb;37(2):235-41
Wager JC, Challis JH. Elastic energy within the human plantar aponeurosis contributes to arch shortening during the push-off phase of running. J Biomech..2016 Mar 21;49(5):704-9
Caravaggi P, Pataky T, Günther M, Savage R, Crompton R. Dynamics of longitudinal arch support in relation to walking speed: contribution of the plantar aponeurosis. J Anat. 2010 Sep;217(3):254-61

22. Praktijkproef 1
1. Ga staan op blote voeten
2. Laat een passieve achteroverkanteling hallux in MTP 1 uitvoeren
3. Wat observeer je?

23. Praktijkproef 2
1. Ga staan op een blote voet
2. Laat een vinger onder je hallux / je mediale gewelf leggen
3. Endoroteer je onderbeen
4. Observeer wat er gebeurt met de hallux en aponeurosis

24. Praktijkproef 3
1. Til je voet op
2. Maak een actieve achteroverkanteling van je hallux
3. Observeer de aponeurosis

25. Praktijkproef 4
1. Ruglig of langzit
2. Laat een passieve achteroverkanteling metatarsale I uitvoeren
3. Wat observeer je aan de hallux?
4. Laat daarna een achteroverkanteling van de hallux uitvoeren
5. Wat observeer je?

26. Klinische relevantie

27. Hallux limitus
• Structurele hallux limitus: beperkte dorsaalflexie MTP 1, veroorzaakt door
structurele verandering van het MTP1-gewricht zoals degeneratie.
• Functionele hallux limitus: mobiliteit in het MTP 1 is normaal wanneer deze
getest wordt in een onbelaste situatie, maar de dorsaalflexie blijkt beperkt
onder belasting tijdens het gaan.
• Hallux rigidus: Wanneer er sprake is van een volledige afwezigheid van
dorsaalflexiemobiliteit in het MTP 1.
Dananberg (1986), Van Gheluwe (2006), Halstead (2006), Payne (2002)

28. Functionele hallux limitus
• Leidt meestal niet tot pijn rond MTP 1
• Mogelijke oorzaak van klachten elders
• Moeilijk vast te stellen
• Klinische tests
• FHL-test
• Hubscher’s manoeuvre
Payne C, Chuter V, Miller K. Sensitivity and specificity of the functional hallux limitus test to predict foot function. J Am Podiatr Med Assoc. 2002 May;92(5):269-71
Dananberg HJ. Functional hallux limitus and its relationship to gait efficiency. J Am Podiatr Med Assoc. 1986 Nov;76(11):648-52

29. Fasciopathie plantaris
• Martin, Bolgla en Dananberg leggen relatie met verstoord windlass
mechanisme
• Windlass Test (de Garceau, 2003): specificiteit 100%
McPoil TG, Martin RL, Cornwall MW, Wukich DK, Irrgang JJ, Godges JJ. Heel Pain – Plantar Fasciitis. J Orthop Sports Phys Ther. 2008; 38(4):A1-A18
Dananberg HJ. Functional hallux limitus and its relationship to gait efficiency. J Am Podiatr Med Assoc. 1986 Nov;76(11):648-52
Bolgla, LA, Malone TR. Plantar fasciitis and the windlass mechanism: A biomechanical link to clinical practice. Journal of Athletic Training 2004;39(1):77-82
De Garceau D, Dean D, Requejo SM, Thordarson DB. The association between diagnosis of plantar fasciitis and windlass test results. Foot Ankle Int. 2003;24:251-5

30. Tips en adviezen
• Oefeningen t.b.v. het windlass mechanisme
• Schoenen
• Type
• Veters strikken

31. LITERATUURLIJST
• Hicks, JH. The mechanics of the foot II. The plantar aponeurosis and the arch. J. anat. 1954;88(1), 25–30
• Stecco C, Corradin M, Macchi V, Morra A, Porzionato A, Biz C, De Caro R. Plantar fascia anatomy and its relationship with Achilles tendon and paratenon. J Anat. 2013 Dec;223(6):665-76
• Harradine P, Bevan L, Carter N. An overview of podiatric biomechanics theory and its relation to selected gait dysfunction. Physiotherapy. 2006;92(2), 122–27
• Koes E. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102
• Bojsen-Møller, F. Calcaneocuboid joint and stability of the longitudinal arch of the foot at high and low gear push off. J. Anat. 1979;129(1):165-76
• Bolgla, LA, Malone TR. Plantar fasciitis and the windlass mechanism: A biomechanical link to clinical practice. Journal of Athletic Training 2004;39(1):77-82
• McPoil TG, Martin RL, Cornwall MW, Wukich DK, Irrgang JJ, Godges JJ. Heel Pain – Plantar Fasciitis. J Orthop Sports Phys Ther. 2008;38(4):A1-A18
• Dananberg HJ. Functional hallux limitus and its relationship to gait efficiency. J Am Podiatr Med Assoc. 1986 Nov;76(11):648-52
• Van Gheluwe B, Dananberg HJ, Hagman F, Vanstaen K. Effects of hallux limitus on plantar foot pressure and foot kinematics during walking. J Am Podiatr Med Assoc. 2006 Sep-Oct;96(5):428-36
• Caravaggi P, Pataky T, Goulermas JY, Savage R, Crompton R. A dynamic model of the windlass mechanism of the foot: evidence for early stance phase preloading of the plantar aponeurosis. J Exp Biol. 2009 Aug;212(Pt
15):2491-9
• Caravaggi P, Pataky T, Günther M, Savage R, Crompton R. Dynamics of longitudinal arch support in relation to walking speed: contribution of the plantar aponeurosis. J Anat. 2010 Sep;217(3):254-61
• Wager JC, Challis JH. Elastic energy within the human plantar aponeurosis contributes to arch shortening during the push-off phase of running. J Biomech..2016 Mar 21;49(5):704-9
• Gefen A. The in vivo elastic properties of the plantar fascia during the contact phase of walking. Foot Ankle Int. 2003 Mar;24(3):238-44
• Lin SC, Chen CP, Tang SF, Wong AM, Hsieh JH, Chen WP. Changes in windlass effect in response to different shoe and insole designs during walking. Gait Posture. 2013 Feb;37(2):235-41
• Van Gheluwe B, Dananberg HJ, Hagman F, Vanstaen K. Effects of hallux limitus on plantar foot pressure and foot kinematics during walking. J Am Podiatr Med Assoc. 2006 Sep-Oct;96(5):428-36
• Halstead J, Redmond AC. Weight-bearing passive dorsiflexion of the hallux in standing is not related to hallux dorsiflexion during walking. J Orthop Sports Phys Ther. 2006 Aug;36(8):550-6
• Payne C, Chuter V, Miller K. Sensitivity and specificity of the functional hallux limitus test to predict foot function. J Am Podiatr Med Assoc. 2002 May;92(5):269-71
• De Garceau D, Dean D, Requejo SM, Thordarson DB. The association between diagnosis of plantar fasciitis and windlass test results. Foot Ankle Int. 2003;24:251-5