基金名称：中国金属学会冶金安全与健康分会健康卫生科研项目

项目编号：jkws202052

1. 引言

平足症是儿童青少年常见的足部发育问题，其特征为足弓高度降低或消失，导致足底压力分布异常，影响步态稳定性和下肢力线结构。早期未被发现或干预的平足症可能引发膝关节、髋关节及脊柱代偿性病变并影响运动功能和生活质量。包头地区儿童青少年因地域特点和生活习惯，其平足症的发病率及相关影响因素可能具有一定的区域特征。现有研究多集中于足弓形态的影像学分析，但对于平足症患者的足底压力分布特征与生物力学变化缺乏系统性研究。本研究使用足底压力3D扫描技术和X光影像测量来评估平足症的发生率及其动态步态特征。该技术使用了3000名包头地区6-14岁的青少年样本，分析性别、年龄、体重指数（BMI）等因素对平足症的影响，探讨足底压力变化与足弓功能异常之间的关系，给平足症的早期筛查、精准诊断及个性化干预提供科学依据。

2. 材料和方法

2.1 研究对象

研究对象为包头地区6-14岁儿童青少年，随机抽取3000名个体进行研究。样本分布包括城乡区域，包含性别、年龄、体重指数（BMI）等基础信息。纳入标准包括：受试者健康状态良好，无明显足部畸形或其他骨骼肌肉系统疾病，同意参与研究并提供完整个人信息。排除标准为：存在先天性足部疾病（如马蹄足、内翻足等）、近期接受过足部或下肢手术、严重运动系统疾病或影响步态功能的全身性疾病等情况。研究对象筛选旨在确保数据的广泛代表性，排除其他可能干扰足底压力分布和足弓参数的非研究因素。

2.2 数据采集与检测方法

足底压力数据的采集使用足底压力3D激光扫描仪（SCAN3D），检测动态足底压力分布特征，并结合X光影像学测量方法。在静态和动态测试中,每位受试者站立于压力测试板上,保持自然姿态,采集足底压力分布图。动态检测时受试者沿测试步道以自然速度步行，记录步态中压力分布的动态变化^[1]。检测过程中，压力数据主要集中在足弓、跖趾关节区和足跟区，并进一步分析不同区域的承载比例。影像学数据采集包括标准足部正位和侧位 X 光图像,以及跟骨倾斜角、Meary 角和距 角的测量。Meary角用以评估足弓角度和高度，跟骨倾斜角反映后足姿态的变化，距跖角反映前足与后足的解剖学对齐状态。以上参数用于评价平足症的严重程度及其与足底压力分布的相关性。

2.3 数据分析

所有数据采用SPSS 19.0软件进行统计分析，计算平足症的发生率，并分析其在性别、年龄、BMI等因素中的分布差异。AOFA评分标准将受试者的平足症划分为轻度、中度和重度三类。利用单因素方差分析（ANOVA）对平足症严重程度与足底压力分布的差异进行比较，并结合动态步态分析确定步态不稳定性特征^[2]。研究还借助相关性分析探讨BMI与足弓功能参数之间的关系，采用线性回归模型评估BMI对足底压力和足弓异常的预测作用。对动态步态测试结果进行频谱分析，评估步态周期中各阶段压力变化的时间分布特征。每个参数都以均值±标准差(平均±标准差)表示,并且统计显著性水平为 P<0.05。以上方法确保了研究数据的科学性和结果的可靠性，给平足症的诊断和干预提供了全面的数据支持。

3. 结果

3.1 包头地区6到14岁的青少年平足症的发生率和分布

以下是包头地区6-14岁儿童青少年平足症的发生率与分布的具体数据，见表1：

表1：包头地区6-14岁儿童青少年平足症发生率的性别、年龄及BMI分布

统计数据显示，包头地区6-14岁儿童青少年平足症发生率为35%。男性检出率为38%,女性检出率为32%,差异有统计学意义(P<0.05)。平足症发生率随年龄增长呈下降趋势，7-9岁组为45%，10-12岁组为35%，13-17岁组降至25%（P<0.05）。BMI分析显示，超重和肥胖儿童平足症发生率明显高于正常体重组，超重组是50%，肥胖组是60%，正常体重组只是25%（P<0.01）。

3.2 平足症儿童青少年足底压力分布特征

以下是足底不同区域的压力数据，见表2。

表2：平足症与正常足儿童青少年足底不同区域压力分布对比

足底压力测试显示平足症儿童足弓承重能力下降，压力集中在足跟区和跖趾区。平足症组足弓平均压力为45±10 kPa，低于正常足组的70±15 kPa（P<0.01）。足跟区压力为180±25 kPa，跖趾区为200±30 kPa，均高于正常足组（P<0.05）。动态测试显示，平足症组步态支撑相压力分布不均，步态稳定性较差。

3.3 足弓形态参数与动态步态特征

以下是影像学参数与动态步态特征数据，见表3。

表3：平足症与正常足儿童青少年足弓形态参数及动态步态特征对比

影像学测量显示平足症儿童的Meary角、跟骨倾斜角和距跖角明显异常。平足症组Meary角为10.5±2.1°，大于正常足组的4.3±1.5°（P<0.01）。跟骨倾斜角为18.2±2.8°，低于正常足组的22.5±3.0°（P<0.05）。距跖角为24.0±3.5°，高于正常足组的16.5±2.2°（P<0.01）。动态步态测试显示，平足症组支撑相时间延长至62±8%，步态稳定性评分降至4.2±0.8分，均显著低于正常足组（P<0.05）。

4. 讨论

4.1 包头地区儿童青少年平足症发生率的特点与影响因素

研究显示包头地区6-14岁儿童青少年的平足症总体发生率为35%，男性检出率高于女性，可能与男性青少年足弓发育时间较女性更晚、运动负荷较高有关。年龄分析表明，平足症发生率随年龄增长逐渐降低，7-9岁组达到45%，但13-17岁组降至25%。该趋势可能与足弓发育逐步完成以及下肢肌肉韧带力量增强有关^[3]。BMI组分析显示，超重和肥胖组平足症检出率显著高于正常体重组，说明过高的体重增加了足弓的负担，加速足弓的坍塌。包头地区独特的地理环境和生活习惯可能对平足症的高发率起到重要作用，寒冷气候可能限制户外活动时间，导致足部肌肉力量和协调性不足，高脂肪饮食习惯则增加了儿童青少年肥胖的风险，进一步加重足弓的承重负担^[4]。以上发现提示需要对高风险人群制定个性化的平足症防控措施，包括体重管理和适当的足弓训练。

4.2 平足症儿童青少年足底压力分布与步态异常的关联

研究表明，平足症儿童青少年的足弓承重能力显著下降，足底压力集中在足跟区和跖趾区，导致足弓区域压力显著低于正常足。压力分布异常改变步态周期中的支撑模式，支撑相时间延长和步态稳定性降低。正常足的足弓结构通过缓冲地面反作用力分散压力，但平足症儿童因足弓塌陷，失去了压力缓冲功能，导致足跟区和跖趾区承压过高，增加了足部疲劳感和潜在损伤风险^[5-9]。动态步态测试发现，步态周期中压力分布的不均匀性导致步态稳定性评分显著降低。足底压力异常还会改变下肢的运动力线，增加膝关节和髋关节的代偿负荷，长期可能引发关节退变^[10-14]。结果表明对平足症的干预需要关注足底压力分布的改善和步态稳定性的恢复，可以借助足弓支撑器具或步态训练进行调整。

4.3 足弓解剖参数异常与功能改变的临床意义

影像学测量发现，平足症儿童的Meary角显著增大，跟骨倾斜角减小，距跖角增大，该参数反映了足弓形态的显著异常。Meary角的增大表明足弓高度的塌陷程度，但跟骨倾斜角的减小与后足支撑能力下降相关，距跖角的增大反映前足过度内翻的解剖异常。影像学参数与足底压力分布数据的结合能够更全面地评估平足症的严重程度及其对足部功能的影响。动态步态测试进一步揭示了平足症引起的步态周期异常，包括支撑相时间延长和稳定性下降，给平足症的诊断提供了关键功能指标^[15-17]。影像学与动态测试的结合可以弥补单一方法的不足，既能精确评估足弓形态变化，又能动态反映足部功能障碍，为临床诊断和平足症的分级治疗提供重要依据。轻度平足症患者可以采用足弓矫形器改善压力分布，但中重度患者可能需要结合步态训练和其他康复手段以恢复正常步态模式。

5. 结论

研究结果显示包头地区6-14岁儿童青少年平足症发生率为35%，其发生与性别、年龄和BMI密切相关。男性和肥胖组平足症发生率较高且年龄越小检出率越高。平足症儿童青少年表现出足弓承重能力下降，足底压力集中于足跟区和跖趾区，步态周期支撑相时间延长，动态稳定性降低。影像学测量发现平足症儿童的Meary角显著增大，跟骨倾斜角减小，距跖角增大，说明足弓形态异常与压力分布和步态异常的密切关系。影像学和动态步态测试结合能够全面评估平足症的严重程度及功能障碍，为平足症的早期诊断和个性化干预提供科学依据。研究提示应关注高风险人群的体重管理和足弓功能训练，以改善足底压力分布，恢复步态稳定性，降低平足症引发的下肢负荷异常和关节损伤风险。

6. 参考文献

[1]洪浩,俞光荣. 扁平足治疗相关热点问题的探讨 [J]. 广西医科大学学报, 2024, 41 (11): 1538-1543.

[2]Fu S ,Wu C ,Wang C , et al. HyProCure for Flatfoot Deformity: A Clinical Characteristics Analysis in China. [J]. Orthopaedic surgery, 2024,

[3]Peretto L ,Priano D ,Laquidara M , et al. Innovative surgical treatment of tarsal coalition in flatfoot: Resection and interposition of synthetic membrane, flexible bioresorbable polymers film, as adhesion barrier and subtalar arthroeresis. Up to nine years follow-up. [J]. Foot and ankle surgery : official journal of the European Society of Foot and Ankle Surgeons, 2024,

[4]Kobayashi Y ,Ikoma K ,Maki M , et al. Validation of patient-specific flatfoot models on finite element analysis. [J]. Computer methods in biomechanics and biomedical engineering, 2024, 1-9.

[5]Liang H ,Jiang F ,Yan H . Analysis of the Effect of Early Intensified Follow-Up on the Treatment of Pediatric Flatfoot With Subtalar Arthroereisis. [J]. Nursing & health sciences, 2024, 26 (4): e13171.

[6]Jafarnezhadgero A ,Esmaeili A ,Mousavi H S , et al. Effects of foot orthoses application during walking on lower limb joint angles and moments in adults with flat Feet: A systematic review with Meta-Analysis [J]. Journal of Biomechanics, 2024, 176 112345-112345.

[7]王轩,石超,曾秋,等. 截骨矫形术与距下关节制动术治疗儿童柔韧性平足症的比较研究 [J]. 实用骨科杂志, 2023, 29 (07): 592-597+602. DOI:10.13795/j.cnki.sgkz.2023.07.013.

[8]刘承义. 青少年柔韧性平足症的临床评估与数字化特征分析[D]. 西安医学院, 2023.

[9]石超,常鑫,郭睿,等. 青少年柔韧性平足症的诊断与治疗进展 [J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2022, 37 (10): 1117-1120.

[10]陈珂. 手法治疗青少年平足症17例 [J]. 江西中医药, 2022, 53 (05): 46-48.

[11]王翔宇. 青少年平足症治疗心得 [J]. 足踝外科电子杂志, 2020, 7 (02): 62-64.

[12]张宇,王勇,张文举,等. 应用HyProCure距下关节制动器治疗青少年柔软性平足症的中期临床疗效观察[C]// 中国中西医结合学会骨伤科专业委员会. 2019楚天骨科高峰论坛暨第二十六届中国中西医结合骨伤科学术年会论文集. 四川省骨科医院;, 2019: 2.

[13]张世勇. 距下关节稳定术治疗青少年柔韧性平足症的疗效分析[D]. 新疆医科大学, 2019.

[14]张世勇,王成伟. 距下关节稳定术治疗青少年柔韧性平足症的研究进展 [J]. 实用骨科杂志, 2018, 24 (12): 1098-1102.

[15]曹乐,苗旭东,吴永平,等. Kalix Ⅱ治疗青少年柔韧性平足症的中期临床疗效研究[C]// 浙江省医学会骨科学分会,浙江省医师协会骨科医师分会. 2018年浙江省骨科学学术年会论文汇编. 浙江大学医学院附属第二医院;, 2018: 2.

[16]张世勇,王成伟,王雪,等. 距下关节稳定术联合第1跖骨截骨术治疗青少年柔韧性平足合并外翻效果观察 [J]. 足踝外科电子杂志, 2018, 5 (01): 27-31.

[17]梁轶. 手术治疗青少年平足症患者的临床效果 [J]. 医疗装备, 2017, 30 (20): 100-101.