Foot and Ankle Structure and Function

Anatomie

De voet en enkel vormen een complex systeem dat bestaat uit 28 botten, 33 gewrichten, 112 ligamenten, aangestuurd door 13 extrinsieke en 21 intrinsieke spieren.

De voet is onderverdeeld in de achtervoet, de middenvoet en de voorvoet.

Het functioneert als een stijve structuur om gewicht te dragen en het kan ook functioneren als een flexibele structuur om zich aan te passen aan oneffen terrein. De voet en de enkel vervullen verschillende belangrijke functies, waaronder:

• Het ondersteunen van het lichaamsgewicht.
• Het verschaffen van evenwicht.
• Het absorberen van schokken.
• Overbrengen van grondreactiekrachten.
• Compenseren van proximale malalignment.
• Vervangen van handfunctie bij personen met amputatie/paralyse van de bovenste extremiteit.

Structuur

Het enkel- of tibiotalaire gewricht vormt de verbinding van het onderbeen en de voet. De beenderige componenten van het enkelgewricht omvatten de distale tibia, de distale fibula en de talus.

De anatomische structuren onder het enkelgewricht omvatten de voet, die bestaat uit:

1. Achtervoet: De achtervoet, het meest posterieure aspect van de voet, bestaat uit de talus en de calcaneus, twee van de zeven tarsale botten. Het gewricht tussen talus en calcaneus wordt het subtalaire gewricht genoemd, dat drie facetten heeft op elk van de talus en calcaneus.
2. Middenvoet: De middenvoet bestaat uit vijf van de zeven tarsale botten: naviculare, cuboideus, en mediale, middelste, en laterale cuneiformen. De verbinding tussen de achtervoet en de middenvoet wordt het Chopart-gewricht genoemd, dat het talonaviculaire en het calcaneocuboïdale gewricht omvat.
3. Voorvoet: De voorvoet is het meest voorste aspect van de voet. Het omvat middenvoetsbeentjes, vingerkootjes (tenen), en sesambeentjes. Er zijn een middenvoetsbeentje en drie vingerkootjes voor elk teen, met uitzondering van de grote teen, die slechts twee vingerkootjes heeft. Het gewricht tussen de middenvoet en de voorvoet vormt het Lisfranc-gewricht.

Talocruraal (TC) Gewricht

Het talocruraal gewricht wordt gevormd tussen de distale tibia-fibula en de talus, en is algemeen bekend als het enkelgewricht. Het distale en inferieure aspect van de tibia – bekend als het plafond – is verbonden met de fibula via tibiofibulaire ligamenten die een sterk mortuarium vormen dat distaal scharniert met de taluskoepel. Het is een scharniergewricht en maakt dorsaalflexie- en plantairflexiebewegingen in het sagittale vlak mogelijk.

Subtalair (ST) Gewricht Subtalair gewricht

Het is ook bekend als het talocalcaneale gewricht en wordt gevormd tussen de talus en de calcaneus.

• Er zijn drie facetten aan elk van de talus en de calcaneus.
• Het posterieure subtalaire gewricht vormt het grootste deel van het subtalaire gewricht.
• Het subtalaire gewricht maakt inversie en eversie van enkel en achtervoet mogelijk.

Midtarsaal (MT) Gewricht

Zogenaamd transversaal tarsaal gewricht of Chopart’s gewricht. Het is een S-vormig gewricht van bovenaf gezien. Het bestaat uit twee gewrichten – het Talonaviculaire Gewricht en het Calcaneocuboide Gewricht.

1. Talonaviculair (TN) Gewricht – Gevormd tussen het voorste hoofd van de talus en de concaviteit op het naviculare. Het heeft geen eigen kapsel, maar deelt er een met de twee voorste talocalcaneale gewrichten.
2. Calcaneocuboid (CC) Joint – Gevormd tussen het voorste facet van de calcaneus en het achterste cuboid. Beide gewrichtsvlakken hebben een convex en concaaf oppervlak, waarbij het gewricht verticaal convex en transversaal concaaf is. Er is zeer weinig beweging in dit gewricht.

Tarsometatarsale (TMT) gewrichtscomplex

Ook bekend als Lisfranc’s gewricht. Dit complex scheidt de middenvoet van de voorvoet.

De distale tarsale rijen met inbegrip van de drie spaakbeenderen en het cuboid articuleren met de basis van elk middenvoetsbeentje en vormen zo het TMT-complex. Het is een S-vormig gewricht en is verdeeld in 3 afzonderlijke kolommen:

• Mediaal – bestaat uit het 1e middenvoetsbeentje en het mediale spaakbeen.
• Midden – bestaat uit respectievelijk 2e en 3e middenvoetsbeentje, midden- en laterale spijkerschijf.
• Lateraal – bestaat uit 4e en 5e middenvoetsbeentjes en het cuboid.

Metatarsophalangeale (MTP) Gewrichten en Interphalangeale (IP) Gewrichten

De MTP-gewrichten worden gevormd tussen de metatarsale koppen en de overeenkomstige bases van de proximale phalanx. De interfalangeale gewrichten van de tenen worden gevormd tussen de vingerkootjes van de tenen. Elke teen heeft proximale en distale IP-gewrichten, behalve de grote teen, die slechts één IP-gewricht heeft.

Gewricht	Type gewricht	Bewegingsvlak	Beweging
TC-gewricht	Scharnier	Sagittaal	Dorsaalflexie & Plantairflexie
ST-gewricht	Condyloïd	Merendeel transversaal Soms sagittaal	Inversie & Eversie Dorsaalflexie & Plantairflexie
MT-gewricht	TN-gewricht – Kogelgewricht CC-gewricht – Gemodificeerd zadel	Grotendeels in transversale Sommige sagittale	Inversie & Eversie Flexie & Extensie
TMT-gewricht	Planair
MTP-gewricht	Condyloïd	Sagittaal Sommige Transversaal	Flexie &Uitbreiding Abductie &Adductie
IP-gewricht	scharnier	Sagittaal	Flexie &Uitbreiding

Kinematica

Talocrurale Gewrichten

De top van de mediale malleoli ligt anterieur en superieur aan de laterale malleoli, waardoor de as schuin staat ten opzichte van zowel het sagittale als het frontale vlak. De rotatie-as ligt ongeveer 13°-18° lateraal van het frontale vlak en onder een hoek van 8°-10° van het transversale vlak. Beweging in andere vlakken is vereist (zoals het horizontale en het frontale vlak) om een volledige beweging voor plantarflexie en dorsiflexie te verkrijgen. Het gerapporteerde normaal beschikbare bereik voor dorsiflexie varieert in de literatuur tussen 0°-16,5° en 0°-25°, en dit verandert met het dragen van gewicht. Het normale bereik van plantarflexie is gerapporteerd rond 0°-50°.

Subtalair Gewricht

De as van het subtalaire gewricht ligt ongeveer 42° superieur aan het sagittale vlak en ongeveer 16° tot 23° mediaal aan het transversale vlak. De literatuur geeft grote bewegingsbereiken van het subtalaire gewricht, variërend van 5° tot 65°. De gemiddelde ROM voor pronatie is 5° en 20° voor supinatie. Inversie en eversie ROM zijn vastgesteld op respectievelijk 30° en 18°. De totale inversie-eversie beweging is ongeveer 2:1 en een 3:2 verhouding van inversie-eversie beweging.

Midtarsale Gewricht

Het middenvoetsgewricht roteert om twee assen als gevolg van zijn anatomie, waardoor de beweging complex is. De longitudinale as (afbeelding ‘A’ hieronder) ligt ongeveer 15° superieur aan het horizontale vlak en ongeveer 10° mediaal aan het longitudinale vlak. De schuine as (afbeelding “B” hieronder) ligt ongeveer 52° boven het horizontale vlak en 57° van de middellijn. De longitudinale as ligt dicht bij de as van het subtalaire gewricht en de schuine as is vergelijkbaar met de as van het talocrurale gewricht.

MT Joint Locking

Een belangrijke functie van de voet is de voortstuwing van het gewicht tijdens de standfase. Deze functie wordt mogelijk gemaakt door de vergrendeling en ontgrendeling van het MT-gewricht. Tijdens het neerzetten van de hiel moet de voet flexibel zijn om zich aan het oppervlak aan te passen en het MT-gewricht ontgrendelt om deze flexibiliteit te verschaffen. Later in de loopcyclus moet de voet dan fungeren als een stijve hefboom om het lichaamsgewicht naar voren te brengen, wat mogelijk wordt gemaakt door de vergrendeling van het MT-gewricht. Tijdens pronatie/draaiing van de voet zijn de assen van het TN- en CC-gewricht evenwijdig aan elkaar, waardoor ze gemakkelijker onafhankelijk kunnen bewegen en het MT-gewricht kunnen ontgrendelen. Bij supinatie/inversie kruisen de assen elkaar en wordt het MT-gewricht geblokkeerd, waardoor het moeilijk te bewegen is. Blackwood et al concludeerden dat er een verhoogde voorvoetbeweging is wanneer de calcaneus gedraaid is. Dit is in overeenstemming met het MT-gewrichtsblokkeringsmechanisme.

Lisfranc-gewrichtscomplex

De mate van sagittale beweging voor elk TMT-gewricht wordt hieronder weergegeven

TMT-gewricht	Bewegingsgraad
1st	1.6o
2e	0.6o
3e	3.5o
4e	9.6o
5e	10.2o

MTP- en IP-gewrichten

De MTP-gewrichten zijn bi-axiaal en bewegen in sagittale en transversale vlakken. MTP-gewrichten hebben een grotere sagittale vlakke beweging en zeer weinig transversale vlakke beweging. Bij MTP-gewrichten is de hyperextensie ongeveer 90° en de flexie ongeveer 30° tot 50°. IP-gewrichten zijn scharniergewrichten die de beweging in één richting beperken.

Arthrokinematica

Arthrokinematica verwijst naar de beweging van gewrichtsvlakken.

1. Talocrurale gewricht – De talus rolt in het mortis tijdens dorsiflexie en plantarflexie. Tijdens dorsiflexie rolt de talus anterior en glijdt hij posterior. Terwijl bij plantairflexie de talus posterieur rolt en anterieur glijdt.
2. Subtalair Gewricht – Als gevolg van de anatomie van het subtalaire gewricht veroorzaakt de gekoppelde beweging van dorsiflexie, abductie en eversie een pronatie, terwijl de gekoppelde beweging van plantarflexie, adductie en inversie een supinatie veroorzaakt. Het heeft twee gewrichtspunten – anterieur talocalcaneaal gewricht en posterieur talocalcaneaal gewricht. Tijdens open kinetische keten inversie, rolt de calcaneus in inversie en glijdt/glijdt hij lateraal. En tijdens eversie rolt de calcaneus in eversie en glijdt/glijdt hij mediaal.
3. Middenvoetsgewricht – Bij het taleonaviculare gewricht beweegt het concave naviculare op de convexe talus en dus is de rol en het glijden in dezelfde bewegingsrichting. Het calcaneocuboid gewricht is een zadelgewricht, dus de richting verandert afhankelijk van de beweging. Tijdens flexie-extensie is het cuboid concaaf en de calcaneus convex; de rol en het glijden gebeuren dus in dezelfde richting als het talonaviculaire gewricht. Tijdens abductie-adductie, echter, is het os cuboid convex en de calcaneus concaaf, en dus is de rol en het glijden in de tegenovergestelde richting.
4. Lisfrancgewricht – Secundair aan de benige en ligamenteuze anatomie van het complex, is de primaire rol de stabiliteit van de middenvoet, aangezien deze zeer weinig beweging heeft. Het heeft drie verschillende bogen en de belangrijkste stabiliserende structuur van het TMT-gewricht is een Y-vormig ligament, bekend als ligament van Lisfranc.
5. MTP- en IP-gewrichten – Glijden en rollen gaat in dezelfde richting als de beweging voor de MTP-gewrichten, omdat de holle basis van het kootje op de bolle kop van het middenvoetsbeentje beweegt. Hetzelfde geldt voor de IP-gewrichten, waar glijden en rollen in dezelfde richting gaan, aangezien de concave distale falanx over de convexe proximale falanx beweegt.

Gewricht	Gesloten-gepakte positie	Open-gepakte positie	Capsulair patroon	Concaaf oppervlak	Convex oppervlak	Concave-convexe regel Rol &glij
Talocrural gewricht	Volledige dorsiflexie	10o plantarflexie en midden tussen pronatie en supinatie	Beperking van plantarflexie, hoewel klinisch dorsiflexie. Beperking komt vaker voor.	Proximaal – Mortis gevormd door Tibia, tibiofibulair ligament en fibula	Distaal – Trochleair oppervlak van Talar dome	Tegengestelde richting
Subtalair gewricht	Volledige inversie	Inversie/plantarflexie	Beperking van inversie bij chronische artritis. Beperking van eversie bij traumatische.	Proximaal – Anterieur, midden en posterieur facet van talus	Distaal – Calcaneus Anterior, midden en posterieur facet van de talus	Tegengestelde richting
Talonaviculair gewricht	Volledige supinatie	Midden tussen uiterste ROM	Beperking van dorsiflexie, plantairflexie, adductie en interne rotatie.	Proximaal – kop van talus	Distaal – concaviteit op naviculare bot voor talus	Zelfde richting
Calcaneocuboid gewricht	Volledige supinatie	Midden tussen uiterste ROM	Beperking van dorsaalflexie, plantairflexie, adductie en inwendige rotatie.	Distaal – Cuboid is concaaf tijdens flexie-extensie. Calcaneus is concaaf tijdens adductie-abductie.	Proximaal – Calcaneus is convex tijdens flexie-extensie. Cuboid is convex tijdens adductie-abductie.	Flexie-extensie = zelfde richting Adductie-abductie = Tegengestelde richting
Lisfranc gewricht	Volledige supinatie	Midden tussen supinatie en pronatie
1e MTP-gewricht	Hyperextensie	Lichte (10o) extensie	Bewegingsverlies meer in extensie dan in flexie.	Distaal – basis van phalanx	Proxmiaal – kop van metatarsale	Zelfde richting
2e tot 5e MTP-gewricht	Maximale flexie	Lichte (10o) extensie	Verlies van flexie.	Distaal – basis van vingerkootjes	Proximaal – kop van middenvoetsbeentjes	Dezelfde richting
Interfalangeale Gewrichten	Volledige extensie	Lichte flexie	Beperking in alle richtingen met meer in extensie.	Distal Phalanx	Proximal Phalanx	Dezelfde richting

Gait en de Voet

Gait bestaat uit repetitieve cycli van de standfase wanneer de voet op de grond staat (voetstaking, middenstand, en eindstand) en de zwaaifase wanneer de voet in de lucht is. Bij het lopen komt daar nog een fase bij: de zweeffase wanneer beide voeten van de grond zijn.

• Tijdens het lopen, bij het neerzetten van de voet, is de voet supinated, en het Chopart gewricht is geblokkeerd, waardoor de voet stijf is wanneer de hiel voor het eerst landt.
• De voet proneert en wordt platter tijdens de middenstand wanneer hij volledig in contact komt met het oppervlak.
• De eindstand wordt dan gekenmerkt door voortstuwing via hielafzet en afzet van de tenen.
• Het Lisfranc gewricht laat een lichte dorsiflexie en plantairflexie toe.
• De kracht wordt dan overgebracht op de middenkolom van de voorvoet tijdens de afzetfase van de tenen, en de voorvoet supineert.
• De laterale kolom werkt tijdens de laatste fase van afzetten tijdens het stappen, en levert voornamelijk zintuiglijke input.
• De basis van het vijfde middenvoetsbeentje alleen absorbeert aanzienlijke kracht en gewicht.

De combinatie van vaste middenvoet, enigszins flexibel Lisfranc-gewricht, en flexibele metatarsofalangeale gewrichten creëren een hefboom voor voortstuwing tijdens het lopen.

Invloed op Kinetische Keten/Gait

Zoals hierboven besproken bij de vergrendeling van het MT-gewricht, is de overgang in de voet van pronatie naar supinatie een belangrijke functie die helpt bij de aanpassing aan oneffen terrein en bij het fungeren als een stijve hefboom tijdens het afzetten.

• Tijdens pronatie ontgrendelt het MT-gewricht, waardoor de voet flexibel wordt en het evenwicht wordt bewaard.
• Tijdens supinatie wordt het MT-gewricht vergrendeld, waardoor de voet stijf wordt en de stabiliteit wordt gemaximaliseerd.

Als de voet geproneerd blijft, leidt dit tot hypermobiliteit van de middenvoet en wordt er een groter beroep gedaan op de neuromusculaire structuren die de voet stabiliseren en de rechtopstaande stand handhaven. Als de voet in supinatie blijft, wordt de middenvoet hypomobiel, waardoor het vermogen van de voet om zich aan te passen aan het terrein in gevaar komt en er een groter beroep wordt gedaan op de omliggende structuren om de houdingsstabiliteit en het evenwicht te handhaven. Cote et al. concludeerden dat de posturale stabiliteit wordt beïnvloed door de positie van de voet in zowel statische als dynamische omstandigheden. Kettingreacties zijn secundair aan de positie van de voet.

In gesloten ketenbewegingen vindt de volgende kinetische kettingreactie plaats bij een overgeproneerde voet:

• Calcaneale eversie
• Adductie en plantarflexie van talus
• Mediale rotatie van talus
• Mediale rotatie van tibia en fibula
• Valgus bij knie
• Mediale rotatie van femur
• Anterieure kanteling van bekken

In een gesloten kettingbeweging vindt de volgende kinetische kettingreactie plaats bij een over-supinerende voet:

• Calcaneale inversie
• Abductie en dorsiflexie van talus
• Laterale rotatie van talus
• Laterale rotatie van tibia en fibula
• Varus bij knie
• Laterale rotatie van femur
• Posterior kanteling van bekken

Voetbogen

De voetbogen vervullen functies van krachtabsorptie, steunbasis en fungeren als een stijve hefboom tijdens de loopvoortstuwing.

De mediale lengteboog, de laterale lengteboog en de transversale boog zijn de 3 bogen die de voetbogen in stand houden.

Mediale Longitudinale Boog (MLA)

Het is de langste en hoogste van alle bogen. De botbestanddelen van de MLA zijn de calcaneus, de talus, het naviculare, de drie spaakbeenderen en de eerste drie middenvoetsbeentjes. De boog bestaat uit twee pijlers: de anterieure en de posterieure pijler. De voorste pijler bestaat uit de kop van de eerste 3 middenvoetsbeentjes en de achterste pijler uit de tuberositeit van de calcaneus. De plantaire aponeurosis vormt de dragende balk die de twee pijlers verbindt. De apex van de MLA is het superieure articulaire oppervlak van de talus. Naast de plantaire aponeurosis wordt het MLA ook ondersteund door het veerligament en het deltoideus ligament. De m. Tibialis anterior en de m. Tibialis posterior spelen een belangrijke rol bij het optillen van de mediale rand van het gewelf, terwijl de m. Flexor hallucis longus als pees fungeert.

Laterale Longitudinale Boog (LLA)

Het is de laagste boog en bestaat uit de calcaneus, het cuboid, het vierde & vijfde middenvoetsbeentje als benige component. Evenals de Mediale Longitudinale Boog (MLA) bestaat de achterste pijler uit de tuberositeit van de calcaneus. De voorste pijler wordt gevormd door de koppen van de 4e en 5e middenvoetsbeentjes. De plantaire aponeurosis, lange & korte plantaire ligamenten geven steun aan de LLA. De Peroneus longus pees speelt een belangrijke rol bij het handhaven van de laterale grens van de voetboog.

Transversale voetboog

Hij is concaaf in niet-gewichtdragende toestand en loopt mediaal naar lateraal in het midtarsale en tarsometatarsale gebied. De benige component van de boog bestaat uit de middenvoetsbeentjes, de cuboïden en 3 spaakbeenderen. De mediale en laterale pijlers van de voetboog worden gevormd door respectievelijk de mediale en laterale longitudinale voetboog. De voetboog wordt in stand gehouden door de tibialis Posterior pees en de Peroneus Longus pees, die het plantaire vlak van mediaal naar lateraal respectievelijk van lateraal naar mediaal doorkruisen.

Windelasmechanisme van de voet

De plantaire aponeurosis werkt ongeveer zoals een windasmechanisme. Een windas is meestal een horizontale cilinder die met een slinger of riem aan een ketting of touw draait om zware voorwerpen voort te trekken. Een windas wordt vaak gebruikt om het anker van een schip aan te trekken, een ankerlier. Dit mechanisme is te zien in de voet. Wanneer de MTP-gewrichten hyperextensief zijn, wordt de plantaire aponeurose gespannen omdat zij rond de MTP-gewrichten is gewikkeld. Deze actie brengt de metatarsale en tarsale botten samen, waardoor het een stijve structuur wordt en uiteindelijk de lengtebogen omhoog komen. Deze functie is belangrijk voor het leveren van een stijve hefboom voor de voortstuwing van het looppatroon tijdens de afzet.

Functie van de voet

De voet heeft voldoende beweeglijkheid en stabiliteit nodig voor al zijn functies. Mobiliteit is nodig voor het opvangen van de grondreactiekracht van het lichaam. Subtalaire pronatie heeft een schokdempend effect tijdens het eerste hielcontact. Pronatie is ook nodig om rotatie van het been mogelijk te maken en de impact van deze rotatie te absorberen. Subtalaire pronatie speelt een rol bij schokabsorptie door excentrische controle van de supinatoren. Aan de andere kant wordt het gewricht van Chopart ontgrendeld, zodat de voorvoet los en flexibel kan blijven. In middenstand heeft de voet mobiliteit nodig om zich aan te passen aan variaties in ondergrond.

Stabiliteit van de voet is nodig om een stabiele basis voor het lichaam te bieden. De voet moet het lichaamsgewicht kunnen dragen en fungeren als een stabiele hefboom om het lichaam voort te stuwen. Voor deze functie is pronatiecontrole van het subtalaire gewricht nodig.

Normale voetfunctie biedt de voet de capaciteit om op het juiste moment van een beweeglijke adapter in een starre hefboom te veranderen. De voet heeft voldoende beweeglijkheid nodig om zich in alle posities van de loopcyclus te kunnen bewegen met behoud van beweeglijkheid en stabiliteit. De fysiologische mobiliteit is essentieel; indien de mobiliteit te groot zou zijn, zou de voet niet stabiel kunnen zijn. Wanneer aan deze voorwaarde is voldaan, kan het gewricht het staan in de stabiele maximaal dichte stand ondersteunen. Wanneer de normale overgang van de twee functies niet normaal is, kunnen veel overbelastingsletsels worden waargenomen in de voet, het been, maar ook in de onderrug. Daarom moeten de drie fasen van het grondcontact in het normale tijdsinterval vallen, anders zullen sommige compensatiemechanismen (voorbeeld: genu recurvatum bij verminderde dorsiflexie) worden gebruikt, die overbelastingssyndromen veroorzaken. (Voorbeeld: chondromalacia, shin-splints)

In de overgang van middenstand naar voortbewegingsfase, falen de mechanismen vaak. De overgang van eversie naar inversie wordt vergemakkelijkt door de m. tibialis posterior. De spier wordt als een veer uitgerekt en potentiële energie wordt opgeslagen. Aan het einde van de middenstand gaat de spier over van excentrische naar concentrische arbeid en wordt de energie vrijgegeven. De m. tibialis posterior veroorzaakt dan abductie en dorsiflexie van het caput tali waarbij de achterhand wordt geëverteerd. Tegelijkertijd zal de m. peroneus longus, aan het einde van de middenstand, de voorvoet optrekken met een plantairflexie van de eerste teen. Zo wordt de voorvoet stabiel.

Wanneer de voorvoet in de voortbewegingsfase beweegt, begint het windasverschijnsel. Wanneer de dorsiflexie van de metatarsofalangeale gewrichten begint, ondergaat de fascia plantaris spanning.De calcaneus wordt verticaal en scheurt in inversie. Op deze manier rust de achterhand in inversie bij het afwikkelen van de voorvoet.

Wanneer er enkele afwijkingen zijn in de normale loopcyclus van de functies van het lichaam, kunnen sommige functionele orthesen worden gebruikt. Deze orthesen hebben de capaciteit om de biomechanische functie van de voet te corrigeren. Inlegzolen daarentegen ondersteunen alleen de voetboog. Verminderde of beperkte mobiliteit in de onderste ledematen kan worden veroorzaakt door een articulaire beperking. In deze gevallen kunnen enkele klassieke mobilisaties of mobilisaties volgens de manuele therapie worden toegepast. Wanneer de oorzaak een spierverkorting is kan wat stretching worden voorgeschreven. Ook goede (loop)schoenen zijn aangewezen.