學(xué)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(xué)齡前兒童(4～6歲)足部骨骼逐漸變硬，易發(fā)生扁平足畸形[2]。有報(bào)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(xiàn)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(guān)[5]。扁平足大多表現(xiàn)為足弓塌陷或消失，以及由此引起的包括跟骨外翻、距下關(guān)節(jié)輕度半脫位、距骨向內(nèi)側(cè)跖側(cè)旋轉(zhuǎn)等解剖異常[6]。扁平足被認(rèn)為可引起包括足底筋膜炎、足部損傷、膝關(guān)節(jié)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(tài)下有正常的足弓，但承重時(shí)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(tài)下都是足弓扁平[8]。大多數(shù)僵硬性的扁平足與潛在的病理性相關(guān)聯(lián)[10-11]，病理性的包括泛發(fā)性韌帶松弛，神經(jīng)和肌肉異常，基因和膠原蛋白病變等[10]。關(guān)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(xué)步期，伴隨幼兒足弓發(fā)育的還有內(nèi)側(cè)縱弓下脂肪墊的出現(xiàn)，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(xué)走路的時(shí)候仍然普遍存在“扁平足”的現(xiàn)象。Labovitz[12]提出幼兒生理性的柔軟性扁平足會在10歲前發(fā)育出正常的足弓。目前國際上尚無標(biāo)準(zhǔn)的扁平足評價(jià)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(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)足底壓力數(shù)據(jù)采集，比較足底不同區(qū)域負(fù)荷的差異，旨在探索兒童柔軟性扁平足生物力學(xué)參數(shù)化研究，為臨床兒童柔軟性扁平足干預(yù)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(fù)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(lián)合、腦癱、脊髓型肌萎縮癥、張力低下、副舟骨等其他疾病后，實(shí)驗(yàn)前要求受試者閉眼單腳站立試驗(yàn)，基于最好支撐下肢確定受試者的優(yōu)勢足[16]，通過測試右利足納入本次研究，共計(jì)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(chǔ)信息見表1。

表1 受試者基礎(chǔ)信息

1.2 方法

1.2.1 測試設(shè)備 Sensor Media公司生產(chǎn)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(chǎn)的型號為freestep pro分析軟件。

1.2.2 測試方法 采集實(shí)驗(yàn)，輸入受試者基礎(chǔ)信息，告知受試者及家屬實(shí)驗(yàn)流程和具體操作，并在試驗(yàn)前脫去受試者鞋襪，為減少誤差，所以數(shù)據(jù)采集和評估由指定人員進(jìn)行，柔軟性扁平足檢測采用足印法，見圖1。試驗(yàn)流程：①操作人員對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試；②受試者在測試板上進(jìn)行站立和步行規(guī)范性操作模擬；③受試者站立在壓力板上數(shù)據(jù)采集區(qū)采集足底靜態(tài)生物力學(xué)數(shù)據(jù)；④受試者在壓力板上來回5個步態(tài)周期采集足底動態(tài)生物力學(xué)數(shù)據(jù)。足底按照足的軸線(足跟與第二跖骨的連線)將傳統(tǒng)的前、中、后足細(xì)分為前足A區(qū)、前足B區(qū)、中足C區(qū)、中足D區(qū)、后足E區(qū)、后足F區(qū)，見圖2。靜態(tài)生物力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要包括：前足A區(qū)負(fù)荷、前足B區(qū)負(fù)荷、中足C區(qū)負(fù)荷、中足D區(qū)負(fù)荷、后足E區(qū)負(fù)荷、后足F區(qū)負(fù)荷、最大壓強(qiáng)和平均壓強(qiáng)，見圖3；動態(tài)生物力學(xué)數(shù)據(jù)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(nèi)側(cè)足弓、外側(cè)足弓、內(nèi)側(cè)跟骨、外側(cè)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(qū)

圖3 靜態(tài)足底壓力數(shù)據(jù)采集

a.步態(tài)周期1 b.步態(tài)周期2 c.步態(tài)周期3 d.步態(tài)周期4 e.步態(tài)周期5

a.左足 b.右足

2 結(jié)果

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

表2 2組受試者站立狀態(tài)下靜態(tài)足底壓力測試比較

表3所示為步行狀態(tài)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(nèi)側(cè)跟骨、外側(cè)跟骨、第2、3跖骨、第4、5跖骨、第1趾骨、第1跖骨、外側(cè)足弓、第2～5趾骨、內(nèi)側(cè)足弓，對照組足底沖量由大到小依次為第2、3跖骨、外側(cè)跟骨、內(nèi)側(cè)跟骨、第1趾骨、第4、5跖骨、第1跖骨、第2～5趾骨、外側(cè)足弓、內(nèi)側(cè)足弓。觀察組與對照組在步行狀態(tài)下足底最大沖量存在差異，觀察組最大沖量在內(nèi)側(cè)跟骨，對照組足最大沖量在第2、3跖骨，且觀察組內(nèi)側(cè)足弓沖量高于對照組(P=0.002)，其余指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

足是人體與地面接觸的重要支撐點(diǎn)和負(fù)重關(guān)節(jié)[18],正常足部的內(nèi)側(cè)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(jié)構(gòu)[19-20]。足弓的降低是扁平足的基本表現(xiàn)，這將引起在站立和步行狀態(tài)下重心向足內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移[4]。Stolzman等[21]認(rèn)為穿戴傳統(tǒng)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(shù)兒童無癥狀扁平足會隨著年齡的增長自行恢復(fù)，不需要治療[22]。盡管扁平足的精準(zhǔn)發(fā)病原因未知，但是流行病學(xué)研究顯示扁平足仍有3%持續(xù)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(tài)下前足A區(qū)和B區(qū)負(fù)荷降低、中足D區(qū)負(fù)荷增高，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；足底最大壓強(qiáng)和平均壓強(qiáng)增高，但差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這可能由于足弓塌陷或消失后，在站立狀態(tài)下，體重傾向于向下壓迫距骨和內(nèi)側(cè)縱弓，足底受力面積增大，整個足底相對受力減小，前足負(fù)荷降低，包括足弓在內(nèi)的后足部分負(fù)荷增大[24]。

步態(tài)周期支撐期內(nèi)側(cè)足弓沖量增大，在步態(tài)周期的首次觸地階段，由于足弓塌陷或消失導(dǎo)致跟骨內(nèi)側(cè)接觸面積增大，同時(shí)姿勢性后足外翻[14,25]，引起內(nèi)側(cè)足弓沖量增大，且內(nèi)側(cè)跟骨沖量最大。扁平足患者內(nèi)側(cè)縱弓塌陷或消失會進(jìn)一步引起足底橫弓的塌陷，反應(yīng)在前足離地階段足底軌跡線像足外側(cè)傾斜[24],同時(shí)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(xiàn)足內(nèi)側(cè)沖量大于足外側(cè)沖量，包括內(nèi)側(cè)跟骨、跖骨、趾骨，這也是扁平足患者出現(xiàn)拇外翻的可能原因。

隨著生長發(fā)育，足部排列和活動能力的變化將持續(xù)到大約8歲[5]，學(xué)齡兒童因足弓發(fā)育的問題導(dǎo)致足底壓力分布的異常，即便是無癥狀的，也是有必要做進(jìn)一步評估的[5]。監(jiān)測學(xué)齡兒童足底壓力，根據(jù)站立和步行狀態(tài)下的足底壓力分布情況，評估引起異常步態(tài)的可能原因，對柔軟性扁平足預(yù)防和指導(dǎo)康復(fù)具有臨床意義。

表3 2組動態(tài)足底壓力測試結(jié)果比較