一種可大批量篩查扁平足的綜合測量裝置的研制

路闖（通信作者），李輝，邱俊濤，袁野，沈凱，姚劉永，李高輝，易芳林

解放軍第九九〇醫院骨顯微外科 （河南駐馬店 463000）

扁平足是由多種因素引起的足縱弓塌陷或彈性消失，是一種常見的姿勢性畸形，發病率約為7.1%，好發于青少年。患者因長期站立、行走、跑、跳可引起足底筋膜炎、跟腱炎等，甚至造成踝關節退行性改變，此外，患者運動后易疲勞和疼痛，從而影響其生活及工作[1-5]。扁平足是我國征兵體檢中一項重要的檢查項目。單純扁平足不影響運動能力，影響運動能力的是扁平足癥。扁平足癥主要表現為內側足弓塌陷、后足外翻畸形、距骨內傾，甚至出現前足外展和距舟關節脫位。足部內側縱弓的高度是影響下肢和足部構造的重要因素，評估足內側縱弓最直接、易行的方法是足弓指數測定。后足外翻、前足外展畸形可以通過跟骨外翻角度和多趾征進行判斷。目前，扁平足主要通過體格檢查、X 線攝像法、足印分析法、計算機三維重建技術、足底壓力檢測法等進行檢測與評價。體檢是臨床常用的檢查方法，但缺乏明確量化指標；X 線攝像法需專業人員進行操作，不便于大面積普查，且費用較高；足印分析法是一種簡單、快速、經濟的測量方法，但操作過程煩瑣，不利于快速篩選體檢；計算機三維重建技術、足底壓力檢測法檢測準確性高、易于比較，但設備昂貴，需專業人員操作[6-9]。基于此，我們研制了一種用于篩查扁平足的綜合測量裝置，將傳統的定性查體轉變為定量或半定量查體，可提高扁平足專科體檢初診篩查時的準確率，有效評估軍事訓練對足弓的影響及針對性康復訓練的效果。

1 足弓指數、跟骨外翻角、多趾征測定的操作

足弓指數測定（弗里德良足指數法）：足弓指數（F）=（足高度/足長度）×100，其中足高度為脛骨前下點足背最高處到地面的垂直距離，足長度為足跟后緣到最長趾末端的距離，F 值27～29為正常足，F 值25～27為輕度扁平足，F 值＜25為重度扁平足。

跟骨外翻角度測量：受測者放松站立，取跟腱軸線和跟骨軸線為角的兩條邊，取跟骨結節位置為角的頂點，測量跟骨外翻角，+5°～+10°為輕度外翻，＞+10°為重度外翻。

多趾征：受測者放松站立，檢查者從背后觀察，正常者最多看到兩個足趾；如果足跟外翻、前足外展，則可以從患足看到更多的足趾。

以上3種檢查因具有即時、簡便、易操作等特點，是扁平足體檢篩查中的首選方法，也是骨科醫師必須掌握的基礎查體技能。

2 需求分析

2.1 專科查體的醫源性差異問題

在扁平足實際專科查體操作中，足弓指數、跟骨外翻角、多趾征測定由檢查者分別使用普通測量尺、角度測量儀逐個測量和觀察取得。不同檢查者使用不同的測量裝置，導致測量結果的隨機性很大，而且測量工作反復、煩瑣，不適合大批量的體檢和篩查。因此，迫切需要一種能進行綜合定量檢查的輔檢裝置，以提供快速、準確的評估，便于在以后治療和預防中進行隨訪與復查。

2.2 X 線攝像法的局限性

目前，臨床主要通過X線攝像法進行第一跖骨距骨角、距舟覆蓋角及跟骨傾斜角等參數的測量，進而對扁平足進行影像學評估。但X線片為二維圖像，很難從中判斷扁平足畸形后的三維變化。因此，不能單純以X 線片作為扁平足評估的唯一依據。早期診斷扁平足癥必須結合臨床物理檢查，如內側足弓下降、跟骨外翻角、多趾征等。

2.3 社會、經濟效益與軍事需求

根據國防部征兵辦公室頒發的《應征公民體格檢查辦法》，足弓完全消失的扁平足患者不得入伍；《應征公民送檢評選條件》也指出，扁平足患者不能送站體檢。但上述標準并未明確足弓完全消失的界定標準，缺乏統一的客觀指標，且體檢醫師目測檢查的主觀性強，導致體檢結果的誤差較大。X 線攝像法、足印分析法、計算機三維重建技術、足底壓力檢測法等確診性診斷技術檢測方法煩瑣，價格相對較高，不便于大批量快速體檢，不適宜作為最初的篩查手段，且易造成不必要的醫療資源浪費[10-11]。少部分扁平足患者入伍后，在部隊高強度的軍事訓練環境下，扁平足程度極易進一步加重，甚至造成繼發損傷，這不僅損害其身體健康，而且會因評殘率增加，造成社會、經濟與軍事資源的浪費。

3 測量裝置的設計原理、結構和用途

3.1 設計原理

扁平足畸形患者足部的骨、韌帶、肌肉及關節囊等均會發生變化，造成中足、后足的三維變化，主要表現為后足外翻畸形、內側足弓塌陷、距骨內傾，甚至出現前足外展和距舟關節脫位，這些三維變化很難從二維X線圖像和足底印跡圖像上作出判斷。扁平足綜合測量裝置的設計基于病理解剖學與機械學原理，由主體、測量尺兩部分組成。主體上整合負載兩個直型測量尺、一個角度測量尺、一個倒“L”型測量尺，分別依次測量受測者足長度、足弓高度、跟骨外翻角度和目測多趾征，依據計算的足弓指數、跟骨外翻角度和多趾征，綜合評估輔助測量，從而實現定量檢查。裝置設計原理示意圖見圖1。

圖1 扁平足綜合測量裝置設計原理

3.2 具體構造

扁平足綜合測量裝置整體呈臺架式結構，重量為4 kg，由主體和測量尺兩部分組成。主體為“平臺”結構，受測者站在上面，為數據測量提供支持；主體上有縱、橫垂直兩個支撐槽作為“測量尺固定架”，主體平面上負載兩個直型測量尺，左右垂直方向支撐槽上負載一個角度測量尺，前后垂直方向支撐槽上負載一個倒“L”型測量尺。裝置總體構造見圖2～3。

3.2.1 主體

主體為長方形亞力克質平臺結構，長50 cm、寬35 cm、高15 cm（圖2、3中的1）；臺面設計具有良好的抗壓、抗彎性，可減少因主體自身彎曲引起的測量誤差，同時利于操作； 在主體上方中間和后邊側處分別有一個長30 cm、寬3 cm、厚3 cm和長50 cm、寬 3 cm、厚3 cm的垂直縫型槽（圖2、3中的2、6），槽內分別負載有倒“L”型鋼尺和連接角度測量尺（圖2、3中的3、4、14和10、11、12、13），要求槽縫與鋼尺、角度測量尺匹配性好，并具有較好的摩擦力，便于鋼尺通過，并在測量時可隨時固定于任何數值處； 臺面上中間、前后向縫型槽兩邊各有一個直型鋼尺（圖2、3中的8、9）。

3.2.2 直型測量尺、連接角度測量尺、倒“L”型測量尺

兩個直型測量尺固定在主體上面，兩者后方中點距離10～15 cm（等于正常成人站立雙足基區寬度，可調），左右成角10°（等于正常成人站立時雙足外偏角度），兩測量尺后方中點與前后向縫型槽中點距離5～10 cm（可調）；兩個直型測量尺通過復位彈簧與主體連接，便于移動調整，以適應不同雙足基區寬度（圖2、3中的7、8、9）。

一個連接角度測量尺固定在主體上方后邊側縫型槽內，可上下移動（圖2、3中的10、11、12、13）。

倒“L”型測量尺固定在主體上方中間縫型槽內，可前后、左右移動（圖2、3中的3、4、14）。

直型測量尺、連接角度測量尺、倒“L”型測量尺可通過定位銷固定在主體不同部位，使其在不同方向上與主體的相對位置發生變化，進而適應不同的足型。

圖2 扁平足綜合測量裝置正剖視結構

圖3 扁平足綜合測量裝置俯剖視結構

3.3 使用方法

測量時，被測者赤足自然站立于扁平足綜合測量裝置上，背對檢查者；檢查者位于被測者正后方，檢查環境光線要充足；被測者分別抬高雙足，調整直型測量尺，使雙足與臺面上直型測量尺對齊，足跟與直型測量尺后端、第二趾與直型測量尺前端對準在一條直線上；用記號筆標記跟骨外翻角（角的頂點為跟骨結節，角的兩條邊分別為跟腱軸線和跟骨軸線），調整、固定連接角度測量尺，測量并記錄跟骨外翻角度，觀測并記錄有無多趾征，用記號筆標記足弓高度測量點（脛骨前下點足背最高點），調整、固定倒“L”型測量尺，測量并記錄足弓高度，確認足位，測量記錄足的長度。

3.4 主要用途

3.4.1 扁平足輔助診斷和大批量體檢篩查

對疑似扁平足患者進行定量或半定量查體，通過所測數據進行綜合評估，提高扁平足專科體檢初診篩查時的準確率，便于大批量快速體檢。

3.4.2 評估軍事訓練對足弓的影響

于入伍前、后和不同訓練階段進行扁平足定量或半定量查體，可通過測得的數據綜合評估軍事訓練對足弓的影響，指導軍事訓練的實施。

3.4.3 評估針對性康復訓練的效果

于軍事訓練前、中、后給予針對性康復訓練，同時利用該裝置得到更為直觀和客觀的數據，記錄不同時期足弓的數據，評估康復訓練效果，便于對所有參訓者進行復查隨訪和追蹤評估。

4 應用效果

選取體系內2019年入伍的218名新兵作為研究對象，均采用扁平足綜合測量裝置進行復檢和初步診斷，并行X 線攝像法檢查；采用SPSS 統計軟件進行統計學處理，對兩種方法測量結果采用配對t 檢驗，并對兩種方法所測結果行雙變量相關性分析。結果顯示，扁平足綜合測量裝置篩查出扁平足36例（共69足：左側35足，右側34足），其中中度7例，輕度29例；X 線攝像法篩查出扁平足37例（共70足：左側36足，右側34足），其中中度6例，輕度31例。t 檢驗結果顯示，兩種方法測量左側、右側足弓所得數據比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。相關性分析結果顯示，X 線攝像法與扁平足綜合測量裝置比較，左側足弓結果的相關系數r=0.712（P＜0.01），右側足弓結果的相關系數r=0.736（P＜0.01），說明兩種方法測量的足弓數據之間有較高的相關性。

5 不足

本研究不足之處在于，研究樣本量有限、存在個體性差異、人工測量結果的誤差、站立姿勢不同、足弓高、無突出特征點的參數誤差稍大等均會對本研究結果產生影響，今后應通過擴大樣本量、規范被測量的站立姿勢、提高檢查者選取測量特征點的熟練度等措施，以降低主觀偏倚所造成的誤差。

6 小結

扁平足是國家征兵體檢和軍人入伍后軍事訓練中常見的問題。征兵體檢采用目測的方式，主觀性強，缺乏統一的客觀標準；X 線攝像法、足印分析法、計算機三維重建技術、足底壓力檢測法等確診性診斷技術檢測方法煩瑣，價格相對較高，不便于大批量快速體檢。扁平足綜合測量裝置制作成本低、檢查快捷、簡便易行，適宜群體檢查，可推廣應用。