一种可大批量筛查扁平足的综合测量装置的研制

路闯（通信作者），李辉，邱俊涛，袁野，沈凯，姚刘永，李高辉，易芳林

解放军第九九〇医院骨显微外科 （河南驻马店 463000）

扁平足是由多种因素引起的足纵弓塌陷或弹性消失，是一种常见的姿势性畸形，发病率约为7.1%，好发于青少年。患者因长期站立、行走、跑、跳可引起足底筋膜炎、跟腱炎等，甚至造成踝关节退行性改变，此外，患者运动后易疲劳和疼痛，从而影响其生活及工作[1-5]。扁平足是我国征兵体检中一项重要的检查项目。单纯扁平足不影响运动能力，影响运动能力的是扁平足症。扁平足症主要表现为内侧足弓塌陷、后足外翻畸形、距骨内倾，甚至出现前足外展和距舟关节脱位。足部内侧纵弓的高度是影响下肢和足部构造的重要因素，评估足内侧纵弓最直接、易行的方法是足弓指数测定。后足外翻、前足外展畸形可以通过跟骨外翻角度和多趾征进行判断。目前，扁平足主要通过体格检查、X 线摄像法、足印分析法、计算机三维重建技术、足底压力检测法等进行检测与评价。体检是临床常用的检查方法，但缺乏明确量化指标；X 线摄像法需专业人员进行操作，不便于大面积普查，且费用较高；足印分析法是一种简单、快速、经济的测量方法，但操作过程烦琐，不利于快速筛选体检；计算机三维重建技术、足底压力检测法检测准确性高、易于比较，但设备昂贵，需专业人员操作[6-9]。基于此，我们研制了一种用于筛查扁平足的综合测量装置，将传统的定性查体转变为定量或半定量查体，可提高扁平足专科体检初诊筛查时的准确率，有效评估军事训练对足弓的影响及针对性康复训练的效果。

1 足弓指数、跟骨外翻角、多趾征测定的操作

足弓指数测定（弗里德良足指数法）：足弓指数（F）=（足高度/足长度）×100，其中足高度为胫骨前下点足背最高处到地面的垂直距离，足长度为足跟后缘到最长趾末端的距离，F 值27～29为正常足，F 值25～27为轻度扁平足，F 值＜25为重度扁平足。

跟骨外翻角度测量：受测者放松站立，取跟腱轴线和跟骨轴线为角的两条边，取跟骨结节位置为角的顶点，测量跟骨外翻角，+5°～+10°为轻度外翻，＞+10°为重度外翻。

多趾征：受测者放松站立，检查者从背后观察，正常者最多看到两个足趾；如果足跟外翻、前足外展，则可以从患足看到更多的足趾。

以上3种检查因具有即时、简便、易操作等特点，是扁平足体检筛查中的首选方法，也是骨科医师必须掌握的基础查体技能。

2 需求分析

2.1 专科查体的医源性差异问题

在扁平足实际专科查体操作中，足弓指数、跟骨外翻角、多趾征测定由检查者分别使用普通测量尺、角度测量仪逐个测量和观察取得。不同检查者使用不同的测量装置，导致测量结果的随机性很大，而且测量工作反复、烦琐，不适合大批量的体检和筛查。因此，迫切需要一种能进行综合定量检查的辅检装置，以提供快速、准确的评估，便于在以后治疗和预防中进行随访与复查。

2.2 X 线摄像法的局限性

目前，临床主要通过X线摄像法进行第一跖骨距骨角、距舟覆盖角及跟骨倾斜角等参数的测量，进而对扁平足进行影像学评估。但X线片为二维图像，很难从中判断扁平足畸形后的三维变化。因此，不能单纯以X 线片作为扁平足评估的唯一依据。早期诊断扁平足症必须结合临床物理检查，如内侧足弓下降、跟骨外翻角、多趾征等。

2.3 社会、经济效益与军事需求

根据国防部征兵办公室颁发的《应征公民体格检查办法》，足弓完全消失的扁平足患者不得入伍；《应征公民送检评选条件》也指出，扁平足患者不能送站体检。但上述标准并未明确足弓完全消失的界定标准，缺乏统一的客观指标，且体检医师目测检查的主观性强，导致体检结果的误差较大。X 线摄像法、足印分析法、计算机三维重建技术、足底压力检测法等确诊性诊断技术检测方法烦琐，价格相对较高，不便于大批量快速体检，不适宜作为最初的筛查手段，且易造成不必要的医疗资源浪费[10-11]。少部分扁平足患者入伍后，在部队高强度的军事训练环境下，扁平足程度极易进一步加重，甚至造成继发损伤，这不仅损害其身体健康，而且会因评残率增加，造成社会、经济与军事资源的浪费。

3 测量装置的设计原理、结构和用途

3.1 设计原理

扁平足畸形患者足部的骨、韧带、肌肉及关节囊等均会发生变化，造成中足、后足的三维变化，主要表现为后足外翻畸形、内侧足弓塌陷、距骨内倾，甚至出现前足外展和距舟关节脱位，这些三维变化很难从二维X线图像和足底印迹图像上作出判断。扁平足综合测量装置的设计基于病理解剖学与机械学原理，由主体、测量尺两部分组成。主体上整合负载两个直型测量尺、一个角度测量尺、一个倒“L”型测量尺，分别依次测量受测者足长度、足弓高度、跟骨外翻角度和目测多趾征，依据计算的足弓指数、跟骨外翻角度和多趾征，综合评估辅助测量，从而实现定量检查。装置设计原理示意图见图1。

图1 扁平足综合测量装置设计原理

3.2 具体构造

扁平足综合测量装置整体呈台架式结构，重量为4 kg，由主体和测量尺两部分组成。主体为“平台”结构，受测者站在上面，为数据测量提供支持；主体上有纵、横垂直两个支撑槽作为“测量尺固定架”，主体平面上负载两个直型测量尺，左右垂直方向支撑槽上负载一个角度测量尺，前后垂直方向支撑槽上负载一个倒“L”型测量尺。装置总体构造见图2～3。

3.2.1 主体

主体为长方形亚力克质平台结构，长50 cm、宽35 cm、高15 cm（图2、3中的1）；台面设计具有良好的抗压、抗弯性，可减少因主体自身弯曲引起的测量误差，同时利于操作； 在主体上方中间和后边侧处分别有一个长30 cm、宽3 cm、厚3 cm和长50 cm、宽 3 cm、厚3 cm的垂直缝型槽（图2、3中的2、6），槽内分别负载有倒“L”型钢尺和连接角度测量尺（图2、3中的3、4、14和10、11、12、13），要求槽缝与钢尺、角度测量尺匹配性好，并具有较好的摩擦力，便于钢尺通过，并在测量时可随时固定于任何数值处； 台面上中间、前后向缝型槽两边各有一个直型钢尺（图2、3中的8、9）。

3.2.2 直型测量尺、连接角度测量尺、倒“L”型测量尺

两个直型测量尺固定在主体上面，两者后方中点距离10～15 cm（等于正常成人站立双足基区宽度，可调），左右成角10°（等于正常成人站立时双足外偏角度），两测量尺后方中点与前后向缝型槽中点距离5～10 cm（可调）；两个直型测量尺通过复位弹簧与主体连接，便于移动调整，以适应不同双足基区宽度（图2、3中的7、8、9）。

一个连接角度测量尺固定在主体上方后边侧缝型槽内，可上下移动（图2、3中的10、11、12、13）。

倒“L”型测量尺固定在主体上方中间缝型槽内，可前后、左右移动（图2、3中的3、4、14）。

直型测量尺、连接角度测量尺、倒“L”型测量尺可通过定位销固定在主体不同部位，使其在不同方向上与主体的相对位置发生变化，进而适应不同的足型。

图2 扁平足综合测量装置正剖视结构

图3 扁平足综合测量装置俯剖视结构

3.3 使用方法

测量时，被测者赤足自然站立于扁平足综合测量装置上，背对检查者；检查者位于被测者正后方，检查环境光线要充足；被测者分别抬高双足，调整直型测量尺，使双足与台面上直型测量尺对齐，足跟与直型测量尺后端、第二趾与直型测量尺前端对准在一条直线上；用记号笔标记跟骨外翻角（角的顶点为跟骨结节，角的两条边分别为跟腱轴线和跟骨轴线），调整、固定连接角度测量尺，测量并记录跟骨外翻角度，观测并记录有无多趾征，用记号笔标记足弓高度测量点（胫骨前下点足背最高点），调整、固定倒“L”型测量尺，测量并记录足弓高度，确认足位，测量记录足的长度。

3.4 主要用途

3.4.1 扁平足辅助诊断和大批量体检筛查

对疑似扁平足患者进行定量或半定量查体，通过所测数据进行综合评估，提高扁平足专科体检初诊筛查时的准确率，便于大批量快速体检。

3.4.2 评估军事训练对足弓的影响

于入伍前、后和不同训练阶段进行扁平足定量或半定量查体，可通过测得的数据综合评估军事训练对足弓的影响，指导军事训练的实施。

3.4.3 评估针对性康复训练的效果

于军事训练前、中、后给予针对性康复训练，同时利用该装置得到更为直观和客观的数据，记录不同时期足弓的数据，评估康复训练效果，便于对所有参训者进行复查随访和追踪评估。

4 应用效果

选取体系内2019年入伍的218名新兵作为研究对象，均采用扁平足综合测量装置进行复检和初步诊断，并行X 线摄像法检查；采用SPSS 统计软件进行统计学处理，对两种方法测量结果采用配对t 检验，并对两种方法所测结果行双变量相关性分析。结果显示，扁平足综合测量装置筛查出扁平足36例（共69足：左侧35足，右侧34足），其中中度7例，轻度29例；X 线摄像法筛查出扁平足37例（共70足：左侧36足，右侧34足），其中中度6例，轻度31例。t 检验结果显示，两种方法测量左侧、右侧足弓所得数据比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。相关性分析结果显示，X 线摄像法与扁平足综合测量装置比较，左侧足弓结果的相关系数r=0.712（P＜0.01），右侧足弓结果的相关系数r=0.736（P＜0.01），说明两种方法测量的足弓数据之间有较高的相关性。

5 不足

本研究不足之处在于，研究样本量有限、存在个体性差异、人工测量结果的误差、站立姿势不同、足弓高、无突出特征点的参数误差稍大等均会对本研究结果产生影响，今后应通过扩大样本量、规范被测量的站立姿势、提高检查者选取测量特征点的熟练度等措施，以降低主观偏倚所造成的误差。

6 小结

扁平足是国家征兵体检和军人入伍后军事训练中常见的问题。征兵体检采用目测的方式，主观性强，缺乏统一的客观标准；X 线摄像法、足印分析法、计算机三维重建技术、足底压力检测法等确诊性诊断技术检测方法烦琐，价格相对较高，不便于大批量快速体检。扁平足综合测量装置制作成本低、检查快捷、简便易行，适宜群体检查，可推广应用。