学龄儿童柔软性扁平足足底压力分布特征

陈盼盼，刘夕东，韩林林，陈振邦，李伟，白翔

儿童扁平足是临床常见足部问题，约有90%的临床足部患者归因于扁平足[1]。婴幼儿期(≤3岁)脚趾部位相对较宽，皮下脂肪较多，平衡能力差；学龄前儿童(4～6岁)足部骨骼逐渐变硬，易发生扁平足畸形[2]。有报道指出年龄在2～6岁和8～13岁的扁平足患病率分别为37.0%～59.7%和4.0%～19.1%[3-4]，文献中扁平足患病率各有不同的原因可能与不同的年龄分组和不同的评估方法有关[5]。扁平足大多表现为足弓塌陷或消失，以及由此引起的包括跟骨外翻、距下关节轻度半脱位、距骨向内侧跖侧旋转等解剖异常[6]。扁平足被认为可引起包括足底筋膜炎、足部损伤、膝关节疼痛、下背痛等[7-9]。

儿童扁平足可分为柔软性和僵硬性，柔软性扁平足是指在非承重状态下有正常的足弓，但承重时足弓消失，伴随无症状的或有症状的；僵硬性扁平足是指在承重和非承重状态下都是足弓扁平[8]。大多数僵硬性的扁平足与潜在的病理性相关联[10-11]，病理性的包括泛发性韧带松弛，神经和肌肉异常，基因和胶原蛋白病变等[10]。关于儿童扁平足属于正常还是病理性的说法一直存在争议[12]，Mickle等[13]提出在新生儿初学步期，伴随幼儿足弓发育的还有内侧纵弓下脂肪垫的出现，尽管在足弓形成的2～5岁期间足底脂肪垫会溶解，但儿童在开始学走路的时候仍然普遍存在“扁平足”的现象。Labovitz[12]提出幼儿生理性的柔软性扁平足会在10岁前发育出正常的足弓。目前国际上尚无标准的扁平足评价体系[14],儿童扁平足不能单纯的看做是成人扁平足的缩小版[15]。

本研究以6～9岁儿童柔软性扁平足患者为研究对象，利用足底压力分析系统进行静态和动态足底压力数据采集，比较足底不同区域负荷的差异，旨在探索儿童柔软性扁平足生物力学参数化研究，为临床儿童柔软性扁平足干预方案提供佐证。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018年9月～2020年5月期间来四川省八一康复中心辅具中心就诊并诊断为儿童柔软性扁平足且年龄在6～9岁之间的患者作为观察组，排除伴随有距骨垂直、跗骨联合、脑瘫、脊髓型肌萎缩症、张力低下、副舟骨等其他疾病后，实验前要求受试者闭眼单脚站立试验，基于最好支撑下肢确定受试者的优势足[16]，通过测试右利足纳入本次研究，共计16例。选择年龄、身高、体重相近的正常足弓右利足儿童16例作为对照组。受试者基础信息见表1。

表1 受试者基础信息

1.2 方法

1.2.1 测试设备 Sensor Media公司生产的型号为FM6050的压力测试板，采集频率为200～400Hz，电阻式传感器，可承受最大压力150N/cm2，扫描类型为矩阵扫描。压力分析软件采用配套的同为Sensor Media公司生产的型号为freestep pro分析软件。

1.2.2 测试方法 采集实验，输入受试者基础信息，告知受试者及家属实验流程和具体操作，并在试验前脱去受试者鞋袜，为减少误差，所以数据采集和评估由指定人员进行，柔软性扁平足检测采用足印法，见图1。试验流程：①操作人员对设备进行调试；②受试者在测试板上进行站立和步行规范性操作模拟；③受试者站立在压力板上数据采集区采集足底静态生物力学数据；④受试者在压力板上来回5个步态周期采集足底动态生物力学数据。足底按照足的轴线(足跟与第二跖骨的连线)将传统的前、中、后足细分为前足A区、前足B区、中足C区、中足D区、后足E区、后足F区，见图2。静态生物力学试验数据主要包括：前足A区负荷、前足B区负荷、中足C区负荷、中足D区负荷、后足E区负荷、后足F区负荷、最大压强和平均压强，见图3；动态生物力学数据包括：第1趾骨、第2～5趾骨、第1跖骨、第2、3跖骨、第4、5跖骨、内侧足弓、外侧足弓、内侧跟骨、外侧跟骨压力冲量，见图4、图5。

a.足底扫描 b.足印角测量

图2 足底压力分区

图3 静态足底压力数据采集

a.步态周期1 b.步态周期2 c.步态周期3 d.步态周期4 e.步态周期5

a.左足 b.右足

2 结果

表2所示为受试者站立状态下所测得的静态足底压力负荷分布情况。观察组和对照组均为后足负荷大于前足负荷，与前期研究结果一致[17]。观察组前足A区(P=0.001)和B区(P=0.009)负荷低于对照组，观察组中足D区(P=0.000)负荷高于对照组，且差异具有统计学意义。2组中足C区、后足E区、F区负荷差异无统计学意义。观察组足底最大压强和平均压强均高于对照组，但差异不具有统计学意义(P=0.223，P=0.338)。

表2 2组受试者站立状态下静态足底压力测试比较

表3所示为步行状态下测试受试者足底冲量情况，观察组足底冲量由大到小依次为内侧跟骨、外侧跟骨、第2、3跖骨、第4、5跖骨、第1趾骨、第1跖骨、外侧足弓、第2～5趾骨、内侧足弓，对照组足底冲量由大到小依次为第2、3跖骨、外侧跟骨、内侧跟骨、第1趾骨、第4、5跖骨、第1跖骨、第2～5趾骨、外侧足弓、内侧足弓。观察组与对照组在步行状态下足底最大冲量存在差异，观察组最大冲量在内侧跟骨，对照组足最大冲量在第2、3跖骨，且观察组内侧足弓冲量高于对照组(P=0.002)，其余指标差异无统计学意义。

3 讨论

足是人体与地面接触的重要支撑点和负重关节[18],正常足部的内侧纵弓包括跟骨、距骨、舟骨、楔骨和跖骨组成，是足部主要的称重与减震结构[19-20]。足弓的降低是扁平足的基本表现，这将引起在站立和步行状态下重心向足内侧转移[4]。Stolzman等[21]认为穿戴传统矫形器如矫形鞋等对无症状的儿童柔软性扁平足有矫正作用。然而，有随访研究表明，大多数儿童无症状扁平足会随着年龄的增长自行恢复，不需要治疗[22]。尽管扁平足的精准发病原因未知，但是流行病学研究显示扁平足仍有3%持续存在成人群体中[23]。

排除肥胖对本研究的影响[16]，观察到柔软性扁平足儿童较正常足弓儿童站立状态下前足A区和B区负荷降低、中足D区负荷增高，且差异具有统计学意义；足底最大压强和平均压强增高，但差异不具有统计学意义。这可能由于足弓塌陷或消失后，在站立状态下，体重倾向于向下压迫距骨和内侧纵弓，足底受力面积增大，整个足底相对受力减小，前足负荷降低，包括足弓在内的后足部分负荷增大[24]。

步态周期支撑期内侧足弓冲量增大，在步态周期的首次触地阶段，由于足弓塌陷或消失导致跟骨内侧接触面积增大，同时姿势性后足外翻[14,25]，引起内侧足弓冲量增大，且内侧跟骨冲量最大。扁平足患者内侧纵弓塌陷或消失会进一步引起足底横弓的塌陷，反应在前足离地阶段足底轨迹线像足外侧倾斜[24],同时扁平足患者的足底筋膜、弹簧韧带等过度拉伸或无力，致使足底部缺失较好的支撑[26]，出现足内侧冲量大于足外侧冲量，包括内侧跟骨、跖骨、趾骨，这也是扁平足患者出现拇外翻的可能原因。

随着生长发育，足部排列和活动能力的变化将持续到大约8岁[5]，学龄儿童因足弓发育的问题导致足底压力分布的异常，即便是无症状的，也是有必要做进一步评估的[5]。监测学龄儿童足底压力，根据站立和步行状态下的足底压力分布情况，评估引起异常步态的可能原因，对柔软性扁平足预防和指导康复具有临床意义。

表3 2组动态足底压力测试结果比较