男性大學生肥胖問題與扁平足之間關系研究*

趙澤宇 顧云龍 張喆文

男性大學生肥胖問題與扁平足之間關系研究*

趙澤宇 顧云龍 張喆文

（中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110035）

【目的】分析男性肥胖體態大學生的足弓區域情況，探求其肥胖與扁平足之間的關系，進而為相關醫學研究領域治療提供依據，獲取避免足弓區域塌陷引起足部病變的措施，提高對足弓的保護意識?！痉椒ā客ㄟ^對正常體態男性大學生及肥胖體態男性大學生各100人進行對照實驗，利用Footscan系統分析足底壓力，將足弓區足底峰值壓強、足弓指數、足弓區足底峰值壓強達峰值時間、足弓區沖量作為觀測指標，引用足弓指數評價足弓塌陷，比對分析出足弓區差異?！窘Y果】肥胖體態男性大學生與正常體態男性大學生相比，其足弓區足底峰值壓強顯著提升，足弓指數顯著增加，足弓區達峰時間顯著縮短，足弓區沖量顯著增大（＜0.05）；大學生的肥胖體態會引起足弓損傷；肥胖體態會引起其足弓區域塌陷，可能會誘發扁平足；肥胖體態男性大學生不應過度長時間運動，運動時應穿用帶有足弓支撐的鞋種?！窘Y論】肥胖與扁平足之間存在密切的相關，肥胖體態大學生應適當運動，并且在長時間運動中應選用帶有足弓支撐的鞋種。

肥胖；扁平足；足弓；步態；學生

進入21世紀以來，隨著人民生活水平提升，肥胖率不斷升高，由肥胖所致的疾病愈發引人關注。同時國內相關體質調研結果表明，近年來我國學生的肥胖率不斷上升[1]。肥胖所引起的并不僅僅是體型的變化。國外足部相關研究表明，肥胖會導致足弓高度降低，并且肥胖對人體步行姿態具有影響，肥胖人群的足跟峰值壓強靠近內側[2]。因此，肥胖對足部的影響是當前應研究的重點方向。肥胖人群相較于健康人群患糖尿病的風險偏高[3]。在醫學相關研究中指出，糖尿病會引發足底潰爛進而導致足部的壓力分布產生變化，步行姿態也會隨之發生改變[4]。同時，隨著人體體重的增長，其足底峰值壓強也會隨之升高，進而會提高跖痛癥的風險。足弓區域塌陷會導致足部的疼痛及行走姿態的負面改變。肥胖人群脂肪含量高于正常人群，相同體重下肥胖人群的肌肉含量低于正常人群。下肢肌肉含量的多少是影響行走姿態的重要原因[5]。肌肉減少癥對行走影響的研究發現，肌肉的減少使得患者在行走過程中足弓的抬起高度降低，其主要表現為行走過程中的拖拉[6]。這種拖拉的現象多發生在肥胖人群中。在關于足部壓力分布的分析研究中表明，肥胖人群的足弓內側壓力增加，造成在足弓區接觸面積增大[7]。而足部的構成是由軟組織及骨骼構成起大體輪廓，肥胖人群的脂肪含量增加，反映在身體的各個部位，足部作為長期站立、行走的重要支撐部位，脂肪也會增加，進而引出足弓區域的脂肪層的增大。

同時，肥胖與骨骼密度關系的研究表明，肥胖會使得骨骼的密度降低，進而誘發骨折[8]。又有研究表明，肥胖對人體骨吸收具有負面作用[9]。因此肥胖人群足底壓力的增大，造成對足弓的危害可能要相較于正常人群更大。在本研究中為排除短期藥物引起的快速肥胖以致足弓區域的變化可能并不顯著的影響，選取長期處于肥胖狀態下的大學生，與長期處于正常體重范圍內的大學生進行比對分析，依照足弓指數及足弓區有效接觸面積作為衡量指標，對肥胖是否與足弓塌陷相關做出分析，探究肥胖是否為導致足弓塌陷以致扁平足的因素之一，為今后的扁平足的預防提供參考依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

采用隨機抽樣在從沈陽市選取100名肥胖體態男性大學生（肥胖組），并選取對照組為100名足部健康、步態規范的正常體態男性大學生（正常組）。兩組大學生的年齡、身高無顯著性差異（＞0.05），受試人群均已被告知測試數據用途。

分組標準：正常組的BMI處于18～24之間，肥胖組則處于26以上。身體測試依照《國民體質測定標準》手冊及以往學院法庭科學檢驗鑒定測量標準進行測量，并且進行2次測量，記錄平均值作為數據記錄。

表1 受測試者基本數據

納入標準：（1）具有穩定的行走姿態；（2）無足部疾病并且沒有足部手術史，無帕金森等影響正常行走的疾病。

排除標準：（1）足趾、踝關節、膝關節等接受過手術及其它影響正常行走及站立的下肢手術；（2）患有心理性疾病等；（3）患有唐氏綜合癥[10]。

1.2 研究方法

1.2.1 研究工具

本研究采用Footscan足底壓力測試系統（壓力板長度2m，頻率設定為160Hz），測試前對行走區域進行調整水平，清理雜物以免影響測量精度。每個受試者都在現場精確測量身高體重后，在壓力板上行走，每人測試4次，求取數據均值進行記錄，利用足弓指數判斷其是否具有足弓塌陷及塌陷程度。Footscan足底壓力測試系統測量過程，如圖1所示。

圖1 足底壓力測試量過程

1.2.2 觀測參數指標

足弓區足底峰值壓強、足弓指數（利用Footscan中足弓區域的足底峰值壓強有效接觸面積占整足的比例作為足弓指數數據）、足弓區足底峰值壓強達峰值時間、足弓區沖量。

1.2.3 統計學分析

采用SPSS 23.0統計軟件對測試的所有參數指標進行分析。對肥胖人群組與正常人群組進行獨立樣本t檢驗，分析肥胖組與正常組在足弓區域上的差異，以探究肥胖人群的足弓變化，用＜0.05或＜0.01表示對照參數有顯著性差異，具有統計學意義。

2 結果

2.1 各組足弓區足底峰值壓強比對

通過表2可分析出，肥胖組與正常組相比，其左、右足弓區足底峰值壓強均表現出顯著性差異（＜0.01），肥胖組的左、右足弓區足底壓強峰值要高于正常組。這可能是由于肥胖組的體重相較于正常組的體重更大，并且其重心相較于正常組更低，因此肥胖組足弓區足底壓強峰值要高于正常組，在長期運動狀態、站立條件下，肥胖組足弓受損的可能性更高。

表2 各組雙足足弓區域平均峰值壓強比較

2.2 各組足弓指數比對

足弓指數是指由弓區面積占整足的面積比重，利用Footscan中足弓區足底壓強有效接觸面積占整足的比例作為足弓指數數據記錄。通過表3可分析出，肥胖組的左、右足弓區面積占整足面積的比重（即足弓指數）與正常組相比，二者之間具有顯著性差異（＜0.01），肥胖組的足弓指數高于正常組。根據足弓指數標準，足弓指數超過0.26則呈現出扁平足狀態，肥胖組的足弓指數均值接近0.26，證明其足弓具有塌陷的趨勢[11]。

表3 各組雙足平均足弓指數比較

2.3 各組足弓區足底峰值壓強達峰時間比對

通過表4可分析出，肥胖組的足弓區足底峰值壓強達峰時間與正常組相比，二者之間具有顯著性差異（＜0.01），肥胖組的達峰時間要早于正常組，這可能與肥胖導致的身體晃動或足弓塌陷導致足弓區域與地面的接觸面積增大有關。

表4 各組雙足足弓區域到達峰值時間比較

2.4 各組足弓區沖量比對

通過表5可分析出，肥胖組的足弓區沖量與正常組相比，二者之間具有顯著性差異（＜0.01），肥胖組的足弓區沖量要高于正常組，其對足弓地面的動量沖擊更大，地面作用于足弓的反作用力更大，足弓受損的可能性更大，與正常體態時相比具有更高的足弓區域的病理性改變的可能性。

2.5 各組足弓區域圖像比較

為更直觀展示肥胖對足弓區域帶來的影響，將Footscan中的足底壓力圖像進一步對照展示，利用matlab圖像軟件處理足底峰值壓強圖像。

在調整足底峰值壓強圖像長寬像素比例一致的基礎上，對圖像進行重疊比對，可發現肥胖體態大學生的足弓區與正常體態大學生相比有著差異，肥胖體態大學生的足弓區域在整足的占比（即足弓指數）明顯大于正常體態大學生，如圖2所示。

圖2 肥胖體態大學生與正常體態大學生足底壓力圖像比對

通過圖2還可看出肥胖體態大學生的足底壓力的動態曲線（由黑色點線構成）與正常體態相比，向足弓內側偏移，進一步證明肥胖體態對于其足弓區域帶來的影響。

3 分析與討論

3.1 大學生的肥胖體態會引起足弓損傷

肥胖問題是當前公眾衛生面臨的極大考驗，由于肥胖誘發的慢性疾病、心腦血管類疾病愈發增加，對當前的醫療系統是極大的考驗。足弓作為人體站立及行走的重要組成部分，其弓區結構在長期負重情況下存在塌陷的風險。足底壓強指標是足部損傷預防的重要參照指標，可用于觀測長期站立或負重等狀態足部受力情況[12]。在國內研究中表明，足底壓強與體質量指數相關，隨體質量指數（BMI）增長足底壓強增大[13]。國外對體質量指數（BMI）與足弓關系的研究中表明，體質量指數與足弓高度變化具有相關性[14]。足底壓力的過高及分布的變化，容易造成足底應力性骨折等疾病的發生[15]。國外關于11-15歲年齡段的扁平足影響因素研究中表明，年齡、性別、BMI均與青少年扁平足之間存在相關性，肥胖與扁平足之間存在相關性[16]。

肥胖人群由于其體重過大，導致足弓受到長時間的壓迫，及其容易塌陷，以致步態的改變。在對肥胖人群的步態研究中指出，肥胖者的行走過程足部容易發生內翻[17]。在對肥胖兒童足底壓力特征的研究中指出，隨體質量增大，足部受到的地面分作用力增大[18]。

本研究結果表明，肥胖體態大學生在足弓區平均峰值壓強要高于正常體態大學生。研究表明，長時間站立后腰、背、髖部會產生不適感[19]，同理肥胖人群的步速減緩，并且其足底壓力大于正常人群，其行走及站立條件下對身體的損傷將更大。同時肥胖人群的行走步態的穩定性研究中表明，人體在行走過程中會通過調整步態以維持身體平衡[20]。

結合本研究結果肥胖人群的足弓區達峰值時間與正常人相比縮短，可得出：肥胖人群的重心低，足弓的壓迫增大，因此肥胖人群在行走的過程中必然會出現在行走過程中的不斷微調，行走過程中步速相較于正常人會降低，這樣就會導致其在足弓的接觸時間縮短，進而對足弓的損傷進一步加大。

3.2 大學生的肥胖體態會引起足弓塌陷，可能會誘發扁平足

結合國內外對扁平足的定義，扁平足足型研究表明，足弓區域面積占整足面積的26%以上即可認定為扁平足[21]。國外對體質量數（BMI）與足縱弓關系的研究表明，體質量數（BMI）、體質量與扁平足存在相關性[14]。在扁平足與正常足的足底壓力比較研究表明，扁平足的左右足的最大足底沖量處于足部內側[22]。而本研究的結果得出肥胖體態大學生的足弓指數、足弓沖量增大，由此發現肥胖會引起足弓區域塌陷，可能會誘發其扁平足。

3.3 肥胖體態大學生不應過度長時間運動，運動時應穿用帶有足弓支撐的鞋種

肥胖對人體步態也具有影響，肥胖體態人群為保持身體的穩定，會謹慎地改變自身步態。同時由于肥胖其足部離地高度降低，可能是由于脂肪的過多、肌肉含量的不足以致其踝關節的活動受到限制。

對超重人群的足底壓強研究發現，其足部受到的步行過程中足部為支撐人身所承受的地面反作用力要大于正常人群[23]，因而肥胖體態大學生人群在長時間的跑步及健步走減肥的過程中，一定要預防足部損傷，避免誘發足部疾病。肥胖體態大學生應在運動時注意選用對足弓有良好保護的鞋種。國外關于足弓支撐類鞋墊的研究中表明，足弓支撐類鞋墊對扁平足具有好處[24]。

同時，扁平足會引關節磨損，造成運動時的疼痛。過多的身體重量會使得身體的運動受限，關節的負荷也會加重[25]。足弓區域的長時間受力，足弓塌陷會導致足底筋膜的拉伸，以致足底筋膜炎的發生[26]。研究表明，足弓的損傷可能導致無法行走[27]。因此，肥胖后大學生的足弓區域相較于正常體態時更容易受到損傷，更容易引發足弓區域的塌陷，并且肥胖人群的易患疾病如：糖尿病等，對足底的壓力也具有改變，應敦促肥胖的大學生進行適當的合理運動，以預防足弓塌陷，以致扁平足問題的發生，同時避免過度運動。

4 結論

肥胖與扁平足之間存在密切的相關，肥胖是導致后天足弓塌陷以致扁平足的重要因素之一。當前，應提高所有學生積極鍛煉以避免肥胖，并且提高對足弓的保護意識；而肥胖體態大學生應適當運動，并且在長時間運動中應選用帶有足弓支撐的鞋。

[1]張娜,馬冠生.《中國兒童肥胖報告》解讀[J].營養學報,2017,39(6):530-534.

[2]李艷霞,劉穎,韓濤,等.肥胖青年平地自然行走時足底壓力分析與步態特征[J].中國組織工程研究與臨床康復,2008(15):2870-2874.

[3]賀媛,曾強,趙小蘭.中國成人肥胖、中心性肥胖與高血壓和糖尿病的相關性研究[J].解放軍醫學雜志,2015,40(10):803-808.

[4]Patry, Belley R , Mario, et al. Plantar pressures, plantar forces, and their influence on the pathogenesis of diabetic foot ulcers: a review[J]. J Am Podiatr Med Assoc, 2013, 103(4):322-332.

[5]Ran W , Yan Z , Jiao-Jiao B , et al. Impact of lower limb muscle strength on walking function beyond aging and diabetes[J]. The Journal of international medical research, 2020,48(6):1-9.

[6]何媛媛,丁呈彪,張薇薇,等.老年肌肉減少癥患者的足底壓力變化[J].中國組織工程研究,2020,24(14):2223-2228.

[7]閆松華,譚國慶,劉志成.7～11歲肥胖兒童動態足底壓力分布[J].醫用生物力學,2010,25(2):118-123.

[8]Palermo Andrea,Tuccinardi Dario,Defeudis Giuseppe,et al. BMI and BMD: The Potential Interplay between Obesity and Bone Fragility[J]. International journal of environmental research and public health,2016,13(6):544-574.

[9]楊清梅,馬萍,劉秀英,等.中學生不同肥胖判定指標與骨代謝標志物的關系[J].中國學校衛生,2020,41(8):1224-1227.

[10]Wang Y T , Chen J C , Lin Y S . Effects of Artificial Texture Insoles and Foot Arches on Improving Arch Collapse in Flat Feet[J]. Sensors, 2020, 20(13):3667.

[11]邱海,熊樹平,孫娜,等.人體足弓類型評價參數自動提取、可靠性分析及分類結果一致性研究[J].人類工效學,2012,18(1):21-25+6.

[12]Fourchet F, Maffiuletti NA, Agosti F, Patrizi A, Sartorio A. Impact of rocker sole footwear on plantar pressure distribution during standing and walking in adult obese women[J]. Disabil Rehabil, 2020,42(7):927-930.

[13]張少偉,鄒曉峰,陳民盛.肥胖男性少年足底動態壓力變化參數[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011,15(33):6262-6266.

[14]Jankowicz-Szymanska A , Wodka K , Kolpa M , et al. Foot longitudinal arches in obese, overweight and normal weight females who differ in age[J]. HOMO - Journal of Comparative Human Biology, 2018, 69(1-2):37-42.

[15]湯運啟,王志康,李靜,等.足弓結構和跑鞋類型對慢跑狀態下足底壓力分布的影響[J].皮革科學與工程,2020,30(1):58-63.

[16]Abich Yohannes,Mihiret Tewodros,Yihunie Akalu Temesgen,Gashaw Moges,Janakiraman Balamurugan. Flatfoot and associated factors among Ethiopian school children aged 11 to 15 years: A school-based study[J]. PloS one,2020,15(8):1-14.

[17]戴昕,李圓.超重肥胖對中老年女性步態及平衡功能的影響[J].首都體育學院學報,2016,28(5):476-480.

[18]張志成,鄒曉峰.學齡肥胖兒童足底壓力特征研究[J].北京體育大學學報,2011,34(10):62-64.

[19]魏秀麗,肖波濤,楊秀麗.手術室護士長時間站立時足底壓力和肌肉骨骼受損情況的調查[J].解放軍護理雜志,2016,33(10):34-36.

[20]高原,肖丹丹.肥胖人步態生物力學研究的現狀及進展[J].北京體育大學學報,2005,28(8):3.

[21]韓艷坤,霍洪峰.青年男性扁平足患者站立位足型特征研究[J].皮革科學與工程,2020,30(2):85-89.

[22]Hsun-Wen Chang,Hsiao-Feng Chieh,Chien-Ju Lin,Fong-Chin Su,Ming-June Tsai. The Relationships between Foot Arch Volumes and Dynamic Plantar Pressure during Midstance of Walking in Preschool Children[J]. PLOS ONE,2014,9(4):e94535.

[23]宋麗華,陳民盛.人體負重行走的生物力學研究及前景[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011,15(41):7771-7774.

[24]Huang Yu Ping,Peng Hsien Te,Wang Xin,Chen Zong Rong,Song Chen Yi. The arch support insoles show benefits to people with flatfoot on stance time, cadence, plantar pressure and contact area[J]. PloS one,2020,15(8):1-12.

[25]馬淑慧,吳楷檳,王松濤.不同背包方式與負重對成年女性步態的影響[A].中國體育科學學會.第十一屆全國體育科學大會論文摘要匯編[C].中國體育科學學會:中國體育科學學會,2019:3.

[26]Menon N A , Jain J . Plantar fasciitis: A review[J]. Indian Journal of Pain, 2018, 32(1):24.

[27]劉冠杰,韓煜,趙康成,等.距下關節制動術治療柔韌性扁平足的歷史與現狀[J].中國矯形外科雜志,2018,26(1):52-55.

The Correlation Between Obesity of College Male Students and Flat Foot

ZHAO Zeyu, etal.

(Criminal Investigation Police University of China, Liaoning110035, Shenyang, China)

基金項目：中國刑事警察學院研究生創新能力提升項目（項目編號：2020YCZD05）。

趙澤宇（1997—），碩士，研究方向：刑事科學技術。