一種可大批量篩查扁平足的綜合測量裝置的研制

路闖（通信作者），李輝，邱俊濤，袁野，沈凱，姚劉永，李高輝，易芳林

解放軍第九九〇醫(yī)院骨顯微外科 （河南駐馬店 463000）

扁平足是由多種因素引起的足縱弓塌陷或彈性消失，是一種常見的姿勢性畸形，發(fā)病率約為7.1%，好發(fā)于青少年。患者因長期站立、行走、跑、跳可引起足底筋膜炎、跟腱炎等，甚至造成踝關(guān)節(jié)退行性改變，此外，患者運(yùn)動后易疲勞和疼痛，從而影響其生活及工作[1-5]。扁平足是我國征兵體檢中一項(xiàng)重要的檢查項(xiàng)目。單純扁平足不影響運(yùn)動能力，影響運(yùn)動能力的是扁平足癥。扁平足癥主要表現(xiàn)為內(nèi)側(cè)足弓塌陷、后足外翻畸形、距骨內(nèi)傾，甚至出現(xiàn)前足外展和距舟關(guān)節(jié)脫位。足部內(nèi)側(cè)縱弓的高度是影響下肢和足部構(gòu)造的重要因素，評估足內(nèi)側(cè)縱弓最直接、易行的方法是足弓指數(shù)測定。后足外翻、前足外展畸形可以通過跟骨外翻角度和多趾征進(jìn)行判斷。目前，扁平足主要通過體格檢查、X 線攝像法、足印分析法、計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)、足底壓力檢測法等進(jìn)行檢測與評價(jià)。體檢是臨床常用的檢查方法，但缺乏明確量化指標(biāo)；X 線攝像法需專業(yè)人員進(jìn)行操作，不便于大面積普查，且費(fèi)用較高；足印分析法是一種簡單、快速、經(jīng)濟(jì)的測量方法，但操作過程煩瑣，不利于快速篩選體檢；計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)、足底壓力檢測法檢測準(zhǔn)確性高、易于比較，但設(shè)備昂貴，需專業(yè)人員操作[6-9]?；诖?，我們研制了一種用于篩查扁平足的綜合測量裝置，將傳統(tǒng)的定性查體轉(zhuǎn)變?yōu)槎炕虬攵坎轶w，可提高扁平足?？企w檢初診篩查時(shí)的準(zhǔn)確率，有效評估軍事訓(xùn)練對足弓的影響及針對性康復(fù)訓(xùn)練的效果。

1 足弓指數(shù)、跟骨外翻角、多趾征測定的操作

足弓指數(shù)測定（弗里德良足指數(shù)法）：足弓指數(shù)（F）=（足高度/足長度）×100，其中足高度為脛骨前下點(diǎn)足背最高處到地面的垂直距離，足長度為足跟后緣到最長趾末端的距離，F(xiàn) 值27～29為正常足，F(xiàn) 值25～27為輕度扁平足，F(xiàn) 值＜25為重度扁平足。

跟骨外翻角度測量：受測者放松站立，取跟腱軸線和跟骨軸線為角的兩條邊，取跟骨結(jié)節(jié)位置為角的頂點(diǎn)，測量跟骨外翻角，+5°～+10°為輕度外翻，＞+10°為重度外翻。

多趾征：受測者放松站立，檢查者從背后觀察，正常者最多看到兩個(gè)足趾；如果足跟外翻、前足外展，則可以從患足看到更多的足趾。

以上3種檢查因具有即時(shí)、簡便、易操作等特點(diǎn)，是扁平足體檢篩查中的首選方法，也是骨科醫(yī)師必須掌握的基礎(chǔ)查體技能。

2 需求分析

2.1 專科查體的醫(yī)源性差異問題

在扁平足實(shí)際?？撇轶w操作中，足弓指數(shù)、跟骨外翻角、多趾征測定由檢查者分別使用普通測量尺、角度測量儀逐個(gè)測量和觀察取得。不同檢查者使用不同的測量裝置，導(dǎo)致測量結(jié)果的隨機(jī)性很大，而且測量工作反復(fù)、煩瑣，不適合大批量的體檢和篩查。因此，迫切需要一種能進(jìn)行綜合定量檢查的輔檢裝置，以提供快速、準(zhǔn)確的評估，便于在以后治療和預(yù)防中進(jìn)行隨訪與復(fù)查。

2.2 X 線攝像法的局限性

目前，臨床主要通過X線攝像法進(jìn)行第一跖骨距骨角、距舟覆蓋角及跟骨傾斜角等參數(shù)的測量，進(jìn)而對扁平足進(jìn)行影像學(xué)評估。但X線片為二維圖像，很難從中判斷扁平足畸形后的三維變化。因此，不能單純以X 線片作為扁平足評估的唯一依據(jù)。早期診斷扁平足癥必須結(jié)合臨床物理檢查，如內(nèi)側(cè)足弓下降、跟骨外翻角、多趾征等。

2.3 社會、經(jīng)濟(jì)效益與軍事需求

根據(jù)國防部征兵辦公室頒發(fā)的《應(yīng)征公民體格檢查辦法》，足弓完全消失的扁平足患者不得入伍；《應(yīng)征公民送檢評選條件》也指出，扁平足患者不能送站體檢。但上述標(biāo)準(zhǔn)并未明確足弓完全消失的界定標(biāo)準(zhǔn)，缺乏統(tǒng)一的客觀指標(biāo)，且體檢醫(yī)師目測檢查的主觀性強(qiáng)，導(dǎo)致體檢結(jié)果的誤差較大。X 線攝像法、足印分析法、計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)、足底壓力檢測法等確診性診斷技術(shù)檢測方法煩瑣，價(jià)格相對較高，不便于大批量快速體檢，不適宜作為最初的篩查手段，且易造成不必要的醫(yī)療資源浪費(fèi)[10-11]。少部分扁平足患者入伍后，在部隊(duì)高強(qiáng)度的軍事訓(xùn)練環(huán)境下，扁平足程度極易進(jìn)一步加重，甚至造成繼發(fā)損傷，這不僅損害其身體健康，而且會因評殘率增加，造成社會、經(jīng)濟(jì)與軍事資源的浪費(fèi)。

3 測量裝置的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)和用途

3.1 設(shè)計(jì)原理

扁平足畸形患者足部的骨、韌帶、肌肉及關(guān)節(jié)囊等均會發(fā)生變化，造成中足、后足的三維變化，主要表現(xiàn)為后足外翻畸形、內(nèi)側(cè)足弓塌陷、距骨內(nèi)傾，甚至出現(xiàn)前足外展和距舟關(guān)節(jié)脫位，這些三維變化很難從二維X線圖像和足底印跡圖像上作出判斷。扁平足綜合測量裝置的設(shè)計(jì)基于病理解剖學(xué)與機(jī)械學(xué)原理，由主體、測量尺兩部分組成。主體上整合負(fù)載兩個(gè)直型測量尺、一個(gè)角度測量尺、一個(gè)倒“L”型測量尺，分別依次測量受測者足長度、足弓高度、跟骨外翻角度和目測多趾征，依據(jù)計(jì)算的足弓指數(shù)、跟骨外翻角度和多趾征，綜合評估輔助測量，從而實(shí)現(xiàn)定量檢查。裝置設(shè)計(jì)原理示意圖見圖1。

圖1 扁平足綜合測量裝置設(shè)計(jì)原理

3.2 具體構(gòu)造

扁平足綜合測量裝置整體呈臺架式結(jié)構(gòu)，重量為4 kg，由主體和測量尺兩部分組成。主體為“平臺”結(jié)構(gòu)，受測者站在上面，為數(shù)據(jù)測量提供支持；主體上有縱、橫垂直兩個(gè)支撐槽作為“測量尺固定架”，主體平面上負(fù)載兩個(gè)直型測量尺，左右垂直方向支撐槽上負(fù)載一個(gè)角度測量尺，前后垂直方向支撐槽上負(fù)載一個(gè)倒“L”型測量尺。裝置總體構(gòu)造見圖2～3。

3.2.1 主體

主體為長方形亞力克質(zhì)平臺結(jié)構(gòu)，長50 cm、寬35 cm、高15 cm（圖2、3中的1）；臺面設(shè)計(jì)具有良好的抗壓、抗彎性，可減少因主體自身彎曲引起的測量誤差，同時(shí)利于操作； 在主體上方中間和后邊側(cè)處分別有一個(gè)長30 cm、寬3 cm、厚3 cm和長50 cm、寬 3 cm、厚3 cm的垂直縫型槽（圖2、3中的2、6），槽內(nèi)分別負(fù)載有倒“L”型鋼尺和連接角度測量尺（圖2、3中的3、4、14和10、11、12、13），要求槽縫與鋼尺、角度測量尺匹配性好，并具有較好的摩擦力，便于鋼尺通過，并在測量時(shí)可隨時(shí)固定于任何數(shù)值處； 臺面上中間、前后向縫型槽兩邊各有一個(gè)直型鋼尺（圖2、3中的8、9）。

3.2.2 直型測量尺、連接角度測量尺、倒“L”型測量尺

兩個(gè)直型測量尺固定在主體上面，兩者后方中點(diǎn)距離10～15 cm（等于正常成人站立雙足基區(qū)寬度，可調(diào)），左右成角10°（等于正常成人站立時(shí)雙足外偏角度），兩測量尺后方中點(diǎn)與前后向縫型槽中點(diǎn)距離5～10 cm（可調(diào)）；兩個(gè)直型測量尺通過復(fù)位彈簧與主體連接，便于移動調(diào)整，以適應(yīng)不同雙足基區(qū)寬度（圖2、3中的7、8、9）。

一個(gè)連接角度測量尺固定在主體上方后邊側(cè)縫型槽內(nèi)，可上下移動（圖2、3中的10、11、12、13）。

倒“L”型測量尺固定在主體上方中間縫型槽內(nèi)，可前后、左右移動（圖2、3中的3、4、14）。

直型測量尺、連接角度測量尺、倒“L”型測量尺可通過定位銷固定在主體不同部位，使其在不同方向上與主體的相對位置發(fā)生變化，進(jìn)而適應(yīng)不同的足型。

圖2 扁平足綜合測量裝置正剖視結(jié)構(gòu)

圖3 扁平足綜合測量裝置俯剖視結(jié)構(gòu)

3.3 使用方法

測量時(shí)，被測者赤足自然站立于扁平足綜合測量裝置上，背對檢查者；檢查者位于被測者正后方，檢查環(huán)境光線要充足；被測者分別抬高雙足，調(diào)整直型測量尺，使雙足與臺面上直型測量尺對齊，足跟與直型測量尺后端、第二趾與直型測量尺前端對準(zhǔn)在一條直線上；用記號筆標(biāo)記跟骨外翻角（角的頂點(diǎn)為跟骨結(jié)節(jié)，角的兩條邊分別為跟腱軸線和跟骨軸線），調(diào)整、固定連接角度測量尺，測量并記錄跟骨外翻角度，觀測并記錄有無多趾征，用記號筆標(biāo)記足弓高度測量點(diǎn)（脛骨前下點(diǎn)足背最高點(diǎn)），調(diào)整、固定倒“L”型測量尺，測量并記錄足弓高度，確認(rèn)足位，測量記錄足的長度。

3.4 主要用途

3.4.1 扁平足輔助診斷和大批量體檢篩查

對疑似扁平足患者進(jìn)行定量或半定量查體，通過所測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評估，提高扁平足專科體檢初診篩查時(shí)的準(zhǔn)確率，便于大批量快速體檢。

3.4.2 評估軍事訓(xùn)練對足弓的影響

于入伍前、后和不同訓(xùn)練階段進(jìn)行扁平足定量或半定量查體，可通過測得的數(shù)據(jù)綜合評估軍事訓(xùn)練對足弓的影響，指導(dǎo)軍事訓(xùn)練的實(shí)施。

3.4.3 評估針對性康復(fù)訓(xùn)練的效果

于軍事訓(xùn)練前、中、后給予針對性康復(fù)訓(xùn)練，同時(shí)利用該裝置得到更為直觀和客觀的數(shù)據(jù)，記錄不同時(shí)期足弓的數(shù)據(jù)，評估康復(fù)訓(xùn)練效果，便于對所有參訓(xùn)者進(jìn)行復(fù)查隨訪和追蹤評估。

4 應(yīng)用效果

選取體系內(nèi)2019年入伍的218名新兵作為研究對象，均采用扁平足綜合測量裝置進(jìn)行復(fù)檢和初步診斷，并行X 線攝像法檢查；采用SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，對兩種方法測量結(jié)果采用配對t 檢驗(yàn)，并對兩種方法所測結(jié)果行雙變量相關(guān)性分析。結(jié)果顯示，扁平足綜合測量裝置篩查出扁平足36例（共69足：左側(cè)35足，右側(cè)34足），其中中度7例，輕度29例；X 線攝像法篩查出扁平足37例（共70足：左側(cè)36足，右側(cè)34足），其中中度6例，輕度31例。t 檢驗(yàn)結(jié)果顯示，兩種方法測量左側(cè)、右側(cè)足弓所得數(shù)據(jù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，X 線攝像法與扁平足綜合測量裝置比較，左側(cè)足弓結(jié)果的相關(guān)系數(shù)r=0.712（P＜0.01），右側(cè)足弓結(jié)果的相關(guān)系數(shù)r=0.736（P＜0.01），說明兩種方法測量的足弓數(shù)據(jù)之間有較高的相關(guān)性。

5 不足

本研究不足之處在于，研究樣本量有限、存在個(gè)體性差異、人工測量結(jié)果的誤差、站立姿勢不同、足弓高、無突出特征點(diǎn)的參數(shù)誤差稍大等均會對本研究結(jié)果產(chǎn)生影響，今后應(yīng)通過擴(kuò)大樣本量、規(guī)范被測量的站立姿勢、提高檢查者選取測量特征點(diǎn)的熟練度等措施，以降低主觀偏倚所造成的誤差。

6 小結(jié)

扁平足是國家征兵體檢和軍人入伍后軍事訓(xùn)練中常見的問題。征兵體檢采用目測的方式，主觀性強(qiáng)，缺乏統(tǒng)一的客觀標(biāo)準(zhǔn)；X 線攝像法、足印分析法、計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)、足底壓力檢測法等確診性診斷技術(shù)檢測方法煩瑣，價(jià)格相對較高，不便于大批量快速體檢。扁平足綜合測量裝置制作成本低、檢查快捷、簡便易行，適宜群體檢查，可推廣應(yīng)用。