學齡兒童柔軟性扁平足足底壓力分布特征

陳盼盼，劉夕東，韓林林，陳振邦，李偉，白翔

兒童扁平足是臨床常見足部問題，約有90%的臨床足部患者歸因于扁平足[1]。嬰幼兒期(≤3歲)腳趾部位相對較寬，皮下脂肪較多，平衡能力差；學齡前兒童(4～6歲)足部骨骼逐漸變硬，易發生扁平足畸形[2]。有報道指出年齡在2～6歲和8～13歲的扁平足患病率分別為37.0%～59.7%和4.0%～19.1%[3-4]，文獻中扁平足患病率各有不同的原因可能與不同的年齡分組和不同的評估方法有關[5]。扁平足大多表現為足弓塌陷或消失，以及由此引起的包括跟骨外翻、距下關節輕度半脫位、距骨向內側跖側旋轉等解剖異常[6]。扁平足被認為可引起包括足底筋膜炎、足部損傷、膝關節疼痛、下背痛等[7-9]。

兒童扁平足可分為柔軟性和僵硬性，柔軟性扁平足是指在非承重狀態下有正常的足弓，但承重時足弓消失，伴隨無癥狀的或有癥狀的；僵硬性扁平足是指在承重和非承重狀態下都是足弓扁平[8]。大多數僵硬性的扁平足與潛在的病理性相關聯[10-11]，病理性的包括泛發性韌帶松弛，神經和肌肉異常，基因和膠原蛋白病變等[10]。關于兒童扁平足屬于正常還是病理性的說法一直存在爭議[12]，Mickle等[13]提出在新生兒初學步期，伴隨幼兒足弓發育的還有內側縱弓下脂肪墊的出現，盡管在足弓形成的2～5歲期間足底脂肪墊會溶解，但兒童在開始學走路的時候仍然普遍存在“扁平足”的現象。Labovitz[12]提出幼兒生理性的柔軟性扁平足會在10歲前發育出正常的足弓。目前國際上尚無標準的扁平足評價體系[14],兒童扁平足不能單純的看做是成人扁平足的縮小版[15]。

本研究以6～9歲兒童柔軟性扁平足患者為研究對象，利用足底壓力分析系統進行靜態和動態足底壓力數據采集，比較足底不同區域負荷的差異，旨在探索兒童柔軟性扁平足生物力學參數化研究，為臨床兒童柔軟性扁平足干預方案提供佐證。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年9月～2020年5月期間來四川省八一康復中心輔具中心就診并診斷為兒童柔軟性扁平足且年齡在6～9歲之間的患者作為觀察組，排除伴隨有距骨垂直、跗骨聯合、腦癱、脊髓型肌萎縮癥、張力低下、副舟骨等其他疾病后，實驗前要求受試者閉眼單腳站立試驗，基于最好支撐下肢確定受試者的優勢足[16]，通過測試右利足納入本次研究，共計16例。選擇年齡、身高、體重相近的正常足弓右利足兒童16例作為對照組。受試者基礎信息見表1。

表1 受試者基礎信息

1.2 方法

1.2.1 測試設備 Sensor Media公司生產的型號為FM6050的壓力測試板，采集頻率為200～400Hz，電阻式傳感器，可承受最大壓力150N/cm2，掃描類型為矩陣掃描。壓力分析軟件采用配套的同為Sensor Media公司生產的型號為freestep pro分析軟件。

1.2.2 測試方法 采集實驗，輸入受試者基礎信息，告知受試者及家屬實驗流程和具體操作，并在試驗前脫去受試者鞋襪，為減少誤差，所以數據采集和評估由指定人員進行，柔軟性扁平足檢測采用足印法，見圖1。試驗流程：①操作人員對設備進行調試；②受試者在測試板上進行站立和步行規范性操作模擬；③受試者站立在壓力板上數據采集區采集足底靜態生物力學數據；④受試者在壓力板上來回5個步態周期采集足底動態生物力學數據。足底按照足的軸線(足跟與第二跖骨的連線)將傳統的前、中、后足細分為前足A區、前足B區、中足C區、中足D區、后足E區、后足F區，見圖2。靜態生物力學試驗數據主要包括：前足A區負荷、前足B區負荷、中足C區負荷、中足D區負荷、后足E區負荷、后足F區負荷、最大壓強和平均壓強，見圖3；動態生物力學數據包括：第1趾骨、第2～5趾骨、第1跖骨、第2、3跖骨、第4、5跖骨、內側足弓、外側足弓、內側跟骨、外側跟骨壓力沖量，見圖4、圖5。

a.足底掃描 b.足印角測量

圖2 足底壓力分區

圖3 靜態足底壓力數據采集

a.步態周期1 b.步態周期2 c.步態周期3 d.步態周期4 e.步態周期5

a.左足 b.右足

2 結果

表2所示為受試者站立狀態下所測得的靜態足底壓力負荷分布情況。觀察組和對照組均為后足負荷大于前足負荷，與前期研究結果一致[17]。觀察組前足A區(P=0.001)和B區(P=0.009)負荷低于對照組，觀察組中足D區(P=0.000)負荷高于對照組，且差異具有統計學意義。2組中足C區、后足E區、F區負荷差異無統計學意義。觀察組足底最大壓強和平均壓強均高于對照組，但差異不具有統計學意義(P=0.223，P=0.338)。

表2 2組受試者站立狀態下靜態足底壓力測試比較

表3所示為步行狀態下測試受試者足底沖量情況，觀察組足底沖量由大到小依次為內側跟骨、外側跟骨、第2、3跖骨、第4、5跖骨、第1趾骨、第1跖骨、外側足弓、第2～5趾骨、內側足弓，對照組足底沖量由大到小依次為第2、3跖骨、外側跟骨、內側跟骨、第1趾骨、第4、5跖骨、第1跖骨、第2～5趾骨、外側足弓、內側足弓。觀察組與對照組在步行狀態下足底最大沖量存在差異，觀察組最大沖量在內側跟骨，對照組足最大沖量在第2、3跖骨，且觀察組內側足弓沖量高于對照組(P=0.002)，其余指標差異無統計學意義。

3 討論

足是人體與地面接觸的重要支撐點和負重關節[18],正常足部的內側縱弓包括跟骨、距骨、舟骨、楔骨和跖骨組成，是足部主要的稱重與減震結構[19-20]。足弓的降低是扁平足的基本表現，這將引起在站立和步行狀態下重心向足內側轉移[4]。Stolzman等[21]認為穿戴傳統矯形器如矯形鞋等對無癥狀的兒童柔軟性扁平足有矯正作用。然而，有隨訪研究表明，大多數兒童無癥狀扁平足會隨著年齡的增長自行恢復，不需要治療[22]。盡管扁平足的精準發病原因未知，但是流行病學研究顯示扁平足仍有3%持續存在成人群體中[23]。

排除肥胖對本研究的影響[16]，觀察到柔軟性扁平足兒童較正常足弓兒童站立狀態下前足A區和B區負荷降低、中足D區負荷增高，且差異具有統計學意義；足底最大壓強和平均壓強增高，但差異不具有統計學意義。這可能由于足弓塌陷或消失后，在站立狀態下，體重傾向于向下壓迫距骨和內側縱弓，足底受力面積增大，整個足底相對受力減小，前足負荷降低，包括足弓在內的后足部分負荷增大[24]。

步態周期支撐期內側足弓沖量增大，在步態周期的首次觸地階段，由于足弓塌陷或消失導致跟骨內側接觸面積增大，同時姿勢性后足外翻[14,25]，引起內側足弓沖量增大，且內側跟骨沖量最大。扁平足患者內側縱弓塌陷或消失會進一步引起足底橫弓的塌陷，反應在前足離地階段足底軌跡線像足外側傾斜[24],同時扁平足患者的足底筋膜、彈簧韌帶等過度拉伸或無力，致使足底部缺失較好的支撐[26]，出現足內側沖量大于足外側沖量，包括內側跟骨、跖骨、趾骨，這也是扁平足患者出現拇外翻的可能原因。

隨著生長發育，足部排列和活動能力的變化將持續到大約8歲[5]，學齡兒童因足弓發育的問題導致足底壓力分布的異常，即便是無癥狀的，也是有必要做進一步評估的[5]。監測學齡兒童足底壓力，根據站立和步行狀態下的足底壓力分布情況，評估引起異常步態的可能原因，對柔軟性扁平足預防和指導康復具有臨床意義。

表3 2組動態足底壓力測試結果比較