Changes in windlass effect in response to different shoe and insole designs during walking
Lin, S.-C., Chen, C. P. C., Tang, S. F. T., Wong, A. M. K., Hsieh, J.-H., & Chen, W.-P. (2013).
Gait & Posture, 37(2), 235–241.
Highlights
► We investigated the effects of different shoe and insole designs on the windlass effect during walking. ► The special design of shoe cover can enhance the accuracy in calculation of foot kinematics during shoed walking. ► Rocker sole shoe is most effective in reducing the windlass effect regardless of the type of insole inserted. ► Standard shoe can also reduce the windlass effect but is dependent on the type of insole inserted.
► The findings provided us with the evidences in finding the appropriate footwear for treating plantar fasciitis. abst
Windlass effect occurs during the pre-swing phase of gait cycle in which the peak tensile strain and force of the plantar aponeurosis (PA) is reached. The increased dorsiflexion angle of the 1st metatarsophalangeal joint(MTP) is the main causing factor. The aim of this study was to investigate thoroughly in finding the appropriate shoe and insole combination that can effectively decrease the windlass effect. Foot kinematic analyses of 10 normal volunteers (aged 25.2±2.1years, height of 167.4±9.1cm, and weight of 66.2±18.1kg) were performed during gait under the conditions of barefoot, standard shoe (SS) with flat insole (FI) or carbon fiber insole (CFI), and rocker sole shoe (RSS) with FI or CFI. The shoe cover consisting of transparent polymer was used for accurate measurement of kinematic data as specific areas on the cover can be cut away for direct placement of reflective markers onto the skin. Under barefoot condition, the mean of maximum dorsiflexion angle of the 1st MTP joint was measured to be 48.0±7.3°, and decreased significantly to 28.2±5.7° when wearing SS with FI, and 24.1±5.7° when wearing SS with CFI. This angle was further decreased to around 13° when wearing RSS with FI or CFI. Subjects wearing footwear alone can increase the minimum medial longitudinal angle and decrease the maximum plantarflexion angle of metatarsus related to the calcaneus as compared with barefoot condition, resulting in flatter medial foot arch. Results suggested that RSS is the effective footwear in reducing the windlass effect regardless the type of insole inserted. The findings in this study provided us with the evidences in finding the appropriate footwear for treating foot disorders such as plantar fasciitis by effectively reducing the windlass effect. ウインドラス機構は、足底腱（PA）のピーク引張ひずみと力に達する歩行サイクルのプレスイングフェーズ中に発生します。第1中足指節（MTP）関節の背屈角の増加が主な要因です。この研究の目的は、ウインドラス効果を効果的に減少させることができる適切な靴とインソールの組み合わせを見つけるために徹底的に調査することでした。 10人の通常のボランティア（年齢25.2±2.1歳、身長167.4±9.1cm、体重66.2±18.1kg）の足の運動分析を、裸足、標準インソール（SS）、フラットインソール（FI）の条件下での歩行中に実施しました。またはカーボンファイバーインソール（CFI）、およびFIまたはCFI付きロッカーソールシューズ（RSS）。透明なポリマーで構成される靴カバーは、皮膚上の反射マーカーを直接配置するためにカバー上の特定の領域を切り取ることができるため、運動データの正確な測定に使用されました。裸足の状態で、1番目のMTP関節の最大背屈角の平均は48.0±7.3°と測定され、SSをFIと着用すると28.2±5.7°、CFIとSSを着用すると24.1±5.7°に大幅に減少しました。 FIまたはCFIを備えたRSSを装着すると、この角度は約13°にさらに減少しました。履物のみを着用した被験者は、裸足の状態と比較して、minimum骨に関連する中足骨の最小内側縦方向角度を増加させ、最大足底屈角度を減少させることができます。結果は、挿入されたインソールのタイプに関係なく、RSSがウインドラス効果を低減するのに効果的な履物であることを示唆しました。この研究の結果は、ウインドラス効果を効果的に低減することにより、足底筋膜炎などの足の障害を治療するための適切な履物を見つける証拠を提供しました。 Keywords