扁平足严重程度对膝踝足生物力学影响的横断面研究

加国庆，卞瑞豪

(中山大学附属第一医院康复医学科，广东广州 510080)

扁平足是一种常见的足部畸形，主要特征为内侧弓坍塌、前足外翻、距骨内旋及跟骨外翻。有学者报道，男性扁平足的患病率为17%，女性为20%[1-2]。扁平足导致的足部不稳定可能在支撑身体重量时引起生物力学问题，并通过下肢运动链实现补偿。足部形态的改变会导致背部及下肢区域的过度使用损伤，如背痛、髌骨股骨疼痛综合征、足底筋膜炎等[3-4]。如果不及时进行治疗，足部畸形会随着时间的推移而进展、恶化，最终导致明显残疾。通过楔形鞋诱发的扁平足会引发即时的胫骨和股骨内旋、骨盆前倾和腰椎前凸。扁平足等生物力学足部障碍会对整个下肢动力链系统和脊柱产生影响，引起下腰痛。一些证据支持扁平足与机械性下腰痛有关。核心肌肉(躯干、骨盆和髋部)被认为是运动链的中心，其功能障碍可能破坏运动链并与下肢损伤和下腰痛有关[5]。尽管存在将足部功能与下肢和躯干生物力学功能紊乱联系起来的强烈理论基础，但仅有少量研究调查了扁平足与下肢的影响。

近年来，有学者阐述了扁平足与踇外翻、膝痛等疾患的关系。然而，各方面相关的证据仍有不足，各方研究报道的结论也并不一致。有研究报道提出，扁平足是踇外翻的发病因素之一，而另一些研究认为扁平足与踇外翻的发病并无相关性[1-4]。AtbaI 等[2]报道内侧纵弓的高度与踇外翻的畸形程度具有强相关性，而另一些研究则提出了与之相反的观点[3]。现阶段，对于扁平足对下肢生物力学的影响仍未在学者中形成共识。基于此，本研究选取2019 年4—9 月于中山大学附属第一医院康复医学科义肢矫形部就诊的242 例扁平足患者为对象，旨在通过对其下肢相关生物力学数据进行横断面研究，探讨扁平足严重程度与踇外翻、膝外翻、双下肢不等长等疾患的关系，为相关临床实践提供参考依据。报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取于中山大学附属第一医院康复医学科义肢矫形部就诊的242 例扁平足患者为研究对象。纳入标准：(1)单侧或双侧踇外翻；(2)单侧或双侧扁平足；(3)可配合数据测量；(4)自愿参与本研究并签署知情同意书。排除标准：(1)下肢骨折病史；(2)下肢肌肉肌腱外伤史；(3)中枢神经系统病史；(4)双下肢手术史；(5)不能配合测量。按照不同扁平足严重程度(足印法)将242 例患者分为0 度组、Ⅰ度组、Ⅱ度组及Ⅲ度组。四组患者的各项一般情况比较，组间差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，见表1。

表1 各组一般情况比较

1.2 方法

测量患者的双侧扁平足程度、踇外翻角、膝外翻角、足跟外翻角、舟骨下降高度及双下肢长度差，具体如下。

1.2.1 扁平足程度(三线法)

患者赤足，踏上浸有3%三氯化铁溶液的脱脂棉，再立姿踏在事先用3%亚铁氰化钾溶液浸透并烘干的试纸上，呈现普兰色足印。由足印内缘最突出部位连一直线作为第1 线，由足跟后缘中点至第3 趾中心点连成第2 线，第1 线和第2 线之间夹角的分角线为第3 线。足内缘在第2 线外侧者为正常足(0 度组)，足内缘在第2、3 线之间者为轻度扁平足(Ⅰ度组)，在第1、3 线之间者为中度扁平足(Ⅱ度组)，越过第1 线者为重度扁平足(Ⅲ度组)。见图1[6]。

图1 扁平足程度划分(三线法)

1.2.2 踇外翻角

采用量角器外测量法获得患者的踇外翻角。测量时,量角器两臂分别平行于第1 跖骨及第1 趾骨近节纵轴，所得角度即为踇外翻角[7]。为减少测量误差，应由2 名调查员分别测得取其均值。

1.2.3 膝外翻角

使用量角器测量胫股角作为膝外翻角。胫股角为股骨解剖轴线(股骨中轴线)与胫骨解剖轴线(膝关节中心与踝关节中心的连线)之间的夹角[8]。

1.2.4 足跟外翻角

嘱患者取站立位，将足部和距下关节置于中立位，用笔标记跟腱中轴线跟腱上部与足跟部所形成的角度，即为足跟外翻角[9]。外翻为正，内翻为负。

1.2.5 舟骨下降高度

采取舟骨跌落试验测量。具体操作为：身体无负重，即患者站立时，测试员将其足部放置于距下关节中立位，测量舟骨到支撑面的垂直高度；之后嘱患者自然站立，用标尺测量舟骨结节与支撑面间的垂直距离。二者之差即为舟骨下降高度[10]。

1.2.6 双下肢长度差

(1)绝对长度差：即患者卧位时双腿股骨大转子顶点至胫骨远端内踝顶点的长度差。(2)相对长度差：即患者卧位时肚脐至胫骨远端外踝顶点的长度差。

1.3 统计方法

采用SPSS 19.0 统计学软件进行数据分析。经检测，各组数据不符合正态分布，故采用克鲁斯卡尔-沃利斯单因素秩方差分析(Kruskal-Wallis 检验)计算各组的组间差异，左右侧下肢分别进行统计分析。对有统计差异的组别进一步使用Spearman 等级相关进行相关性分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 踇外翻角

踇外翻角(左：χ2=4.868，P=0.182，右：χ2=3.986，P=0.263)在不同扁平足程度上的差异无统计学意义。

2.2 膝外翻角

膝外翻角(左：χ2=3.342，P=0.342，右：χ2=1.182，P=0.757)在不同扁平足程度上的差异无统计学意义。

2.3 足跟外翻角

足跟外翻角的分布在不同扁平足程度组间不全相同(左：χ2=53.01，P=0.000，右：χ2=57.045，P=0.000)。足跟外翻角度大小与扁平程度呈正相关(左：r=0.440，P=0.000，右：r=0.435，P=0.000，见图2、图3)，扁平程度越严重，足跟外翻角越大。

图2 左足跟外翻角与扁平程度的相关性

图3 右足跟外翻角与扁平程度的相关性

2.4 舟骨下降高度

舟骨下降高度的分布在不同扁平足程度组间不全相同(左：χ2=39.872，P=0.000，右：χ2=25.137，P=0.000)。舟骨下降高度与扁平程度呈正相关(左：r=0.378，P=0.000，右：r=0.316，P=0.000，见图4、图5)，扁平程度越严重，舟骨下降高度越大。

图4 左舟骨下降与扁平程度的相关性

图5 右舟骨下降与扁平程度的相关性

2.5 双下肢长度差

双下肢绝对长度差(左：χ2=0.591，P=0.898，右：χ2=1.997，P=0.573)、相对长度差(左：χ2=4.056，P=0.256，右：χ2=0.742，P=0.863)在不同扁平足程度上的差异无统计学意义。

3 讨论

3.1 足印法可快速有效判断扁平足严重程度

目前，临床对于扁平足的诊断主要是通过体格检查，其余还包括足印法、影像学检查及超声检查等[11-17]。体格检查可通过视觉观察患者的症状、体征进而诊断，是临床上诊断扁平足最常用的方法，但由于没有量化、确切的指标，很难对扁平足的严重程度进行准确判定。影像学检查与超声检查的弊端在于需由专科医生进行操作，且对场地及相关设备的要求较高，难以用于临床快速检测和社会大量普查。足印分析是一种简单、快速、经济的测量方法。本研究结果进一步证实了足印法区分出的扁平程度与足跟外翻角度、跟骨下降高度成正线性相关关系，对于显示扁平足的标志性体征(跟骨外翻、足舟骨高度下降)具有良好作用。足印法临床操作简便，区分扁平足严重程度较为可靠。

3.2 扁平足与踇外翻、膝外翻、下肢不等长均不相关

国内学者有通过足部正侧位X 线片，测量足部纵弓以及第1、2 跖骨间夹角来评估踇外翻与扁平足之间的相关性，认为双足患者的轻重度侧相比有差别[18]。其认为扁平足可能是踇外翻的致病原因之一。本研究进行了更大样本量的测量，发现踇外翻与扁平足程度并无显著的相关关系。踇外翻是足部第一跖趾关节的外翻畸形。遗传因素、穿鞋习惯、站立时间等因素可能比足内侧纵弓下降这一生物力学因素更易引起踇外翻。

下肢、脊柱生物力学方面的研究者有提出过足弓异常、长短腿、骨盆异常、骨盆以上结构异常等是导致脊柱侧弯、慢性颈肩腰背痛、颞颌关节紊乱、骨性关节炎等疾病的重要因素[19-20]。相关的生物力学问题近年来一直是相关研究的焦点，有助于临床全面深入地理解各类肌肉骨骼疼痛。本研究对于各年龄段患者的数据采集显示，扁平足的严重程度与踇外翻、膝外翻、双下肢长度差均无显著相关。足内侧纵弓的高低对膝关节的构成骨的力学对线、双下肢的骨长度发育可能并无影响。足弓的高低可能影响了下肢各关节的受力分布，但其力学分布可能在膝关节、髋关节、脊柱各关节部位平均分摊。故而在本研究仅进行了下肢的数据分析时并无显著相关。对于其他关节或生物力学上的影响有待进一步探讨。

3.3 研究的局限

本研究选择的患者均为在中山大学附属第一医院康复医学科义肢矫形部就诊者，数据可能有较大选择偏倚；采集获得的数据通过体格检查获得，可能存在一定的误差与偏倚。