足弓高度对青少年运动能力的影响研究

王燚

（1.吉首大学体育科学学院 湖南 吉首 416000；2.河南理工大学体育学院 河南 焦作 454000）

足弓（arches of the foot）是由跗骨、跖骨以及围绕在其周围的韧带和肌腱等构成的具有弹性和收缩性的拱形结构，足弓可分为前后方向的纵弓和内外方向的横弓，纵弓又可分为外侧纵弓和内侧纵弓。足弓是人类脚的重要结构，有了足弓，使足富有弹性，既可吸收地面对脚的冲击力量，又可锁定中足关节，使脚变得有力，更好地推动人体活动。引起足弓形态发生改变的因素非常复杂，主要包含先天遗传因素、后天病理或生活习惯因素。国内外相关文献已经证实足弓形态的改变会引起下肢力学发生变化，从而诱发某些关节疾病。高足弓使得下肢减震功能变差，容易诱发跖痛，爪形趾等病症。扁平足则因为内侧纵弓的缺失或者塌陷，导致足底肌肉和筋膜过度被拉长，容易引起足底筋膜炎、跟腱炎等。查阅国内外相关文献，足部形态与人体的运动能力是否存在相关性的结论并未明确，一部分学者表明两者存在明显的关联：如Lin等人通过对儿童足部形态与身体运动能力的相关性研究得出，足弓塌陷会影响儿童的动作表现和运动成绩；AYDOG S T实验得出足弓形态与踝关节旋转肌力之间存在显著相关性，足部形态影响着足底和踝关节的力量表现。另有学者表明足弓形态与人体运动能力没有明显的关联：如日本有学者研究发现足弓高度不会对人体的速度、灵敏、平衡等基础能力造成影响；我国有学者也表明，足弓高度会对踝关节肌力产生一定影响，但不会影响其运动能力。综合以上的研究发现，足部形态与人体的运动能力是否存在相关性的结论并未明确，而且在研究对象方面，国外的相关研究多集中在成年人（30-60岁）或者是儿童（6-12岁），针对青少年阶段的实验研究较少；国内方面的相关研究则多集中在特定人群，如武警战士、体校运动员、扁平足人员等，对普通的青少年的实验研究非常少。青少年处在生长发育的最高峰，肌力和动作表现的变化也具有自身的特点，因此本文将普通的青少年作为研究对象，探讨足弓高度与运动能力的相关性。

1、研究对象与方法

1.1、研究对象

河南理工大学附属中学在校学生，在初一、初二、初三年级中，每个年级随机选出30名男生。受试者进入此研究的筛选条件是：（1）男性；（2）12-16 岁；（3）无课余体育训练；（4）无足痛史或足部病患。

1.2、身体形态测量

在晨起、空腹、赤足、短衣短裤的状态下对受试者的身高和体重进行测量，读数分别精确至0.1cm和0.1kg。

1.3、足弓高度测量

利用三维足形态扫描仪 （FSN-2100,Dream GP Inc,Japan）对足弓高度进行测量与分析。受试者将双脚站在扫描仪上，两脚与髋部同宽，重心放在两脚之间。扫描仪通过激光扫描收集足部形态指标，并将数据带入仪器自带的软件公式，计算出足背高度、足弓凹陷长度等。

本研究借鉴研究者Williams的足部形态分类方法，使用足弓高度指数对足部形态进行评价。足弓高度指数=足背高度/足弓凹陷长度，利用0.5个标准差法将足弓高度划分为高、低和正常足弓组。与传统卡尺测量的方法相比，用足弓高度指数来评价足部形态准确性更高。

1.4、运动能力测试

灵敏性测试：如图1所示设置四个标志物成一T字形。测试者从A开始。在计时器或教练的指令下，测试者冲刺到B并用右手接触标志桶的底部。然后向左侧滑步到C，用左手接触C的底部。然后向右滑步到D并用右手触摸其底部。然后用向左侧滑步到B，最后向后移动到A结束测试。秒表在受试者通过A时停止，记录通过时间。

图1 灵敏性测试路线

平衡能力测试：脱下鞋子，站在平衡梁（长100cm，宽12cm，高20cm)上。握住教练的手保持平衡。支撑腿保持平衡时，另一条腿在膝盖处弯曲并且该腿的脚保持靠近臀部。当教练放手时启动秒表，当人失去平衡时（从梁上掉下来或松开脚），停止秒表。记录维持平衡的时间。

跳跃能力测试：准备测评阶段，受测者双脚自然分开，呈站立姿势。接到指令后，受测者屈腿半蹲，双臂尽力后摆，然后向前上方快速摆臂，双腿同时发力，尽力垂直向上起跳，同时单手举起触摸摸高器的测评条，测试人员记录受试者的垂直跳跃高度。

速度能力测试：受测者在50m直线跑道起点位置，采用站立式起跑，受测者须穿胶钉鞋，听到发令，以最快速度冲过终点，记录时间。

2、研究结果

2.1、受试者基本信息

根据不同足弓高度组受试者足部形态指标统计数据 （表1所示）可以看出，在年龄、身高、体重等身体形态指标方面，低足弓组、高足弓组和正常足弓组之间没有显著差异 （P＞0.05），而足背高度、足弓凹陷长度和足弓高度指数具有显著差异（P＜0.05）。

表1 不同足弓高度组受试者足部形态指标

2.2、不同足弓高度对青少年运动能力的比较情况

根据不同足弓高度组的青少年运动能力对比情况 （表2所示）。足弓高度对青少年的平衡能力具有显著的影响（P＜0.05），足弓高度过高或者过低都会影响到青少年的平衡能力。但是，足弓高度对于青少年的灵敏性、跳跃能力、速度能力和有氧耐力不具有显著影响（P＞0.05）。

表2 不同足弓高度组的运动能力对比

3、讨论

本研究借鉴研究者Williams的足部形态分类方法，根据足弓高度指数将受试者分成低足弓、正常足弓和高足弓3组，探讨不同足弓高度对青少年运动能力的影响。从研究数据结果得出，足弓高度与灵敏性、跳跃能力、速度能力、有氧耐力指标不具有显著相关性。这与前人的研究结果相近，即运动能力中灵敏、跳跃、速度、有氧耐力应该是多种影响因素（如，基因遗传、关节之间的动态协作能力、肌肉力量与肌腱的弹性势能等）共同作用的结果，仅足弓形态这一单一因素很难对运动能力（灵敏、跳跃、速度、有氧耐力）产生决定性影响。

平衡能力是抵抗外来作用力，保持身体处于稳定状态的能力。人的任何运动几乎都是在维持身体平衡的状态下进行的，在运动中平衡能力下降不但会影响运动表现，而且容易造成运动损伤。平衡能力是人体运动能力的重要方面，但是以往针对足弓是否影响到运动能力的相关实验研究却很少将平衡能力作为测试项目，鉴于此作者将平衡能力测试添加到了此次运动能力测试当中。从实验结果得出，平衡能力与青少年足弓高度呈现负相关，即足弓过高或者过低都会影响到青少年的平衡能力。

实验过程中发现，高足弓和低足弓人群在平衡测试中更容易失去重心，这也许与足弓形态异常导致足底力学失衡有关。人体在站立位时，足跟、第一跖骨、第五跖骨三点承重，是人体站立状态下稳定的基础。一般来说，重心应该位于足弓的正上方，这样才不会使人失去平衡。Aydog等人调查发现，踝关节的跖屈、内旋、外旋的肌力会随着足弓的高度而发生变化，肌力的变化不能让足在三个生物力面（冠状面、矢状面、水平面）上的力保持一个稳定状态，因此足弓高度异常能够引起足底力学失衡，使人体的平衡能力下降。

4、结论

本研究通过测量青少年足弓高度和运动能力等相关指标，探讨不同的足弓高度对青少年的运动能力的影响，以及它们之间的内在关系。研究表明：（1）足弓高度与青少年的灵敏性、跳跃能力、速度能力、有氧耐力不具有显著相关性；（2）足弓高度与青少年的平衡能力具有显著相关性，足弓过高或者过低都会影响到青少年的平衡能力。对于足弓高度异常的青少年，应加强平衡能力的相关训练，在进行高强度对抗或者跳跃形式的运动项目时应做好踝、膝防护。