足弓高度對青少年運動能力的影響研究

王燚

（1.吉首大學體育科學學院 湖南 吉首 416000；2.河南理工大學體育學院 河南 焦作 454000）

足弓（arches of the foot）是由跗骨、跖骨以及圍繞在其周圍的韌帶和肌腱等構成的具有彈性和收縮性的拱形結構，足弓可分為前后方向的縱弓和內外方向的橫弓，縱弓又可分為外側縱弓和內側縱弓。足弓是人類腳的重要結構，有了足弓，使足富有彈性，既可吸收地面對腳的沖擊力量，又可鎖定中足關節，使腳變得有力，更好地推動人體活動。引起足弓形態發生改變的因素非常復雜，主要包含先天遺傳因素、后天病理或生活習慣因素。國內外相關文獻已經證實足弓形態的改變會引起下肢力學發生變化，從而誘發某些關節疾病。高足弓使得下肢減震功能變差，容易誘發跖痛，爪形趾等病癥。扁平足則因為內側縱弓的缺失或者塌陷，導致足底肌肉和筋膜過度被拉長，容易引起足底筋膜炎、跟腱炎等。查閱國內外相關文獻，足部形態與人體的運動能力是否存在相關性的結論并未明確，一部分學者表明兩者存在明顯的關聯：如Lin等人通過對兒童足部形態與身體運動能力的相關性研究得出，足弓塌陷會影響兒童的動作表現和運動成績；AYDOG S T實驗得出足弓形態與踝關節旋轉肌力之間存在顯著相關性，足部形態影響著足底和踝關節的力量表現。另有學者表明足弓形態與人體運動能力沒有明顯的關聯：如日本有學者研究發現足弓高度不會對人體的速度、靈敏、平衡等基礎能力造成影響；我國有學者也表明，足弓高度會對踝關節肌力產生一定影響，但不會影響其運動能力。綜合以上的研究發現，足部形態與人體的運動能力是否存在相關性的結論并未明確，而且在研究對象方面，國外的相關研究多集中在成年人（30-60歲）或者是兒童（6-12歲），針對青少年階段的實驗研究較少；國內方面的相關研究則多集中在特定人群，如武警戰士、體校運動員、扁平足人員等，對普通的青少年的實驗研究非常少。青少年處在生長發育的最高峰，肌力和動作表現的變化也具有自身的特點，因此本文將普通的青少年作為研究對象，探討足弓高度與運動能力的相關性。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

河南理工大學附屬中學在校學生，在初一、初二、初三年級中，每個年級隨機選出30名男生。受試者進入此研究的篩選條件是：（1）男性；（2）12-16 歲；（3）無課余體育訓練；（4）無足痛史或足部病患。

1.2、身體形態測量

在晨起、空腹、赤足、短衣短褲的狀態下對受試者的身高和體重進行測量，讀數分別精確至0.1cm和0.1kg。

1.3、足弓高度測量

利用三維足形態掃描儀 （FSN-2100,Dream GP Inc,Japan）對足弓高度進行測量與分析。受試者將雙腳站在掃描儀上，兩腳與髖部同寬，重心放在兩腳之間。掃描儀通過激光掃描收集足部形態指標，并將數據帶入儀器自帶的軟件公式，計算出足背高度、足弓凹陷長度等。

本研究借鑒研究者Williams的足部形態分類方法，使用足弓高度指數對足部形態進行評價。足弓高度指數=足背高度/足弓凹陷長度，利用0.5個標準差法將足弓高度劃分為高、低和正常足弓組。與傳統卡尺測量的方法相比，用足弓高度指數來評價足部形態準確性更高。

1.4、運動能力測試

靈敏性測試：如圖1所示設置四個標志物成一T字形。測試者從A開始。在計時器或教練的指令下，測試者沖刺到B并用右手接觸標志桶的底部。然后向左側滑步到C，用左手接觸C的底部。然后向右滑步到D并用右手觸摸其底部。然后用向左側滑步到B，最后向后移動到A結束測試。秒表在受試者通過A時停止，記錄通過時間。

圖1 靈敏性測試路線

平衡能力測試：脫下鞋子，站在平衡梁（長100cm，寬12cm，高20cm)上。握住教練的手保持平衡。支撐腿保持平衡時，另一條腿在膝蓋處彎曲并且該腿的腳保持靠近臀部。當教練放手時啟動秒表，當人失去平衡時（從梁上掉下來或松開腳），停止秒表。記錄維持平衡的時間。

跳躍能力測試：準備測評階段，受測者雙腳自然分開，呈站立姿勢。接到指令后，受測者屈腿半蹲，雙臂盡力后擺，然后向前上方快速擺臂，雙腿同時發力，盡力垂直向上起跳，同時單手舉起觸摸摸高器的測評條，測試人員記錄受試者的垂直跳躍高度。

速度能力測試：受測者在50m直線跑道起點位置，采用站立式起跑，受測者須穿膠釘鞋，聽到發令，以最快速度沖過終點，記錄時間。

2、研究結果

2.1、受試者基本信息

根據不同足弓高度組受試者足部形態指標統計數據 （表1所示）可以看出，在年齡、身高、體重等身體形態指標方面，低足弓組、高足弓組和正常足弓組之間沒有顯著差異 （P＞0.05），而足背高度、足弓凹陷長度和足弓高度指數具有顯著差異（P＜0.05）。

表1 不同足弓高度組受試者足部形態指標

2.2、不同足弓高度對青少年運動能力的比較情況

根據不同足弓高度組的青少年運動能力對比情況 （表2所示）。足弓高度對青少年的平衡能力具有顯著的影響（P＜0.05），足弓高度過高或者過低都會影響到青少年的平衡能力。但是，足弓高度對于青少年的靈敏性、跳躍能力、速度能力和有氧耐力不具有顯著影響（P＞0.05）。

表2 不同足弓高度組的運動能力對比

3、討論

本研究借鑒研究者Williams的足部形態分類方法，根據足弓高度指數將受試者分成低足弓、正常足弓和高足弓3組，探討不同足弓高度對青少年運動能力的影響。從研究數據結果得出，足弓高度與靈敏性、跳躍能力、速度能力、有氧耐力指標不具有顯著相關性。這與前人的研究結果相近，即運動能力中靈敏、跳躍、速度、有氧耐力應該是多種影響因素（如，基因遺傳、關節之間的動態協作能力、肌肉力量與肌腱的彈性勢能等）共同作用的結果，僅足弓形態這一單一因素很難對運動能力（靈敏、跳躍、速度、有氧耐力）產生決定性影響。

平衡能力是抵抗外來作用力，保持身體處于穩定狀態的能力。人的任何運動幾乎都是在維持身體平衡的狀態下進行的，在運動中平衡能力下降不但會影響運動表現，而且容易造成運動損傷。平衡能力是人體運動能力的重要方面，但是以往針對足弓是否影響到運動能力的相關實驗研究卻很少將平衡能力作為測試項目，鑒于此作者將平衡能力測試添加到了此次運動能力測試當中。從實驗結果得出，平衡能力與青少年足弓高度呈現負相關，即足弓過高或者過低都會影響到青少年的平衡能力。

實驗過程中發現，高足弓和低足弓人群在平衡測試中更容易失去重心，這也許與足弓形態異常導致足底力學失衡有關。人體在站立位時，足跟、第一跖骨、第五跖骨三點承重，是人體站立狀態下穩定的基礎。一般來說，重心應該位于足弓的正上方，這樣才不會使人失去平衡。Aydog等人調查發現，踝關節的跖屈、內旋、外旋的肌力會隨著足弓的高度而發生變化，肌力的變化不能讓足在三個生物力面（冠狀面、矢狀面、水平面）上的力保持一個穩定狀態，因此足弓高度異常能夠引起足底力學失衡，使人體的平衡能力下降。

4、結論

本研究通過測量青少年足弓高度和運動能力等相關指標，探討不同的足弓高度對青少年的運動能力的影響，以及它們之間的內在關系。研究表明：（1）足弓高度與青少年的靈敏性、跳躍能力、速度能力、有氧耐力不具有顯著相關性；（2）足弓高度與青少年的平衡能力具有顯著相關性，足弓過高或者過低都會影響到青少年的平衡能力。對于足弓高度異常的青少年，應加強平衡能力的相關訓練，在進行高強度對抗或者跳躍形式的運動項目時應做好踝、膝防護。