扁平足合并特發性脊柱側凸的影像學特征及危險因素分析

李瑞琛 黃繼輝 周治國 伍興 李雄濤

扁平足是一種常見的足部畸形，主要特征為內側縱弓的減少或缺失，伴或不伴前足外展及跟骨外翻。有研究表明，兒童扁平足的發病率為56.1%，發病率隨著年齡的增長呈下降趨勢，同時扁平足雙側發病多于單側發病，男性發病率高于女性發病率［1-2］。特發性脊柱側凸（idiopathic scoliosis，IS）是一種三維脊柱畸形，其Cobb角大于10°，多見于青春期或青春期前后，發病率為1.00%～5.33%，女性發病率高于男性發病率［3-5］。IS的病因較為復雜，遺傳因素、激素水平、環境因素、生物力學因素等均與IS 發病相關［6］。足作為生物力學因素中的重要一環，與下肢、骨盆、脊柱緊密聯系，承擔著重要的支撐和動態機械結構功能。扁平足因其形態異常，除了會導致足部疲勞及酸痛感外，還會引發人體生物力學的改變，扁平足的病人更容易出現臀部、膝蓋和背部的疼痛或不適，同時其膝關節、髖關節的關節力矩不對稱性增高，且骨盆旋轉和骨盆傾斜也有一定程度的增加［7-9］。IS 生物力學相關研究有椎旁肌肉不對稱、椎體不對稱生長、椎間盤楔形變、臀部壓力不對稱、足底壓力不對稱等［10］，但鮮有對IS 病人雙側足形態對稱性的研究。有研究報道了IS病人的足弓水平隨著側凸程度的加重而降低，且扁平足是IS的獨立危險因素［11-13］，但鮮有對扁平合并IS 病人影像學特征的研究?；谏鲜隹紤]，本研究擬探討扁平足病人中IS的發病情況、影像學特征及兩種疾病之間的關系。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

納入標準：①年齡為7～18歲，性別不限；②診斷為柔軟型扁平足，且符合（側位）距骨第1 跖骨角（Meary's angle，MA）對扁平足的分級，正常足MA在-4°～+4°，輕度扁平足MA 在4°～15°，中度扁平足MA 在15°～30°，重度扁平足MA＞30°［14］；③Adam 前屈試驗陽性病人行全脊柱正側位X 線片檢查，影像學資料齊全。

排除標準：①脊柱、下肢和足有腫瘤病史、外傷史等異?；疾∈坊蚬δ?、結構異常；②有脊柱、下肢和足的相關手術史；③先天性脊柱側凸、有明確病因的脊柱側凸；④曾經佩戴矯形鞋墊、脊柱支具等；⑤臨床資料不完整。

二、一般資料

回顧性分析2021 年10 月至2023 年3 月于武漢兒童醫院就診的608 例扁平足病人的臨床資料，其中男369例，女239 例；年齡為（9.54±6.39）歲。本研究已獲得武漢兒童醫院倫理委員會批準，批件號2023R023-E01，并豁免病人知情同意。

三、觀察指標及分組方法

采用PACS系統測量角度，測量工作由2名經驗豐富的小兒骨科住院醫師共同完成，測量病人脊柱和足的影像學參數并計算取平均值。①Cobb角：側凸頭側和尾側傾斜度最大的椎體分別為上、下端椎，上端椎上緣的垂線與下端椎下緣垂線之間的夾角即為Cobb 角（圖1 a）。②外翻角（hallux valgus angle，HVA）：第一跖骨中軸線和近節趾骨干中軸線之間的夾角（圖1 d）。③MA：距骨中軸線為距骨體和距骨頭最高點與最低點兩連線中點的連線，第一跖骨長軸線為第一跖骨骨干遠端和近端兩中點的連線，距骨中軸線與第一跖骨長軸線的夾角即為MA（圖1 b、c）。④HVA差值：取雙足外翻角度差值，反映雙側足外翻角的對稱性；⑤MA差值：取雙足MA差值，反映雙側足弓的對稱性。⑥分組方法：根據IS 診斷標準［15］，將扁平足病人中Cobb 角≥10°的病人分為IS組，Cobb角＜10°的病人分為非IS組；根據Cobb 角大小，將扁平足合并IS 病人分為Cobb 角＞20°組和Cobb角≤20°組。

圖1 病人，女，13歲3個月 a：全脊柱正位X線片可見脊柱側凸，冠狀位Cobb角25.72°，為腰彎左側彎；b、c：足部負重位X線片測量MA，右足15.44°，左足21.80°，測量內側縱弓高度，右足16.55 mm，左足14.30 mm；d：足部負重位X線片測量HVA，右足56.14°，左足57.97°

四、統計學分析

采用SPSS 26.0統計學軟件（IBM公司，美國）對數據進行處理。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布計量資料以中位數（四分位間距）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗；計數資料用率和構成比表示，組間比較采用χ2檢驗；結局為二分類變量時采用二分類Logistic回歸進行影響因素分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、一般情況

608 例扁平足病人中67 例（67/608，11.01%）合并IS，Cobb角為19.28°±7.31°。67例IS病人中，43例Cobb角≤20°，24例Cobb角＞20°；41例主彎側為左，26例主彎側為右；IS的主彎類型分為上胸彎、胸彎、胸腰彎、腰彎，其中3 例為上胸彎，均為左側彎；7 例胸彎，包括3例左側彎，4例右側彎；12例胸腰彎，包括6 例左側彎，6 例右側彎；45 例腰彎，包括29 例左側彎，16 例右側彎。圖1 為1 例扁平足合并IS 的病人，冠狀位Cobb角25.72°，為腰彎左側彎。

二、扁平足病人足部參數與IS的關系

非IS組與IS組病人年齡、性別的差異均有統計學意義（P＜0.05）。IS組病人的HVA差值、MA差值均大于非IS組，且差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組病人的其他足部參數左足HVA、右足HVA、左足MA、右足MA 的差異均無統計學意義（P＞0.05，表1）。將年齡（＞10 歲）、性別（女）、左足HVA、右足HVA、左足MA、右足MA、HVA差值、MA差值作為單因素分析指標加入Logistic回歸方程，排除單因素分析P＞0.20 的指標，將其他指標全部加入多因素回歸分析。多因素Logistic回歸分析結果顯示：大于10歲病人有更高的IS患病風險（OR=2.866，95%CI：1.683～4.881，P＜0.001）；女性病人較男性病人有更高的IS 患病風險（OR=1.892，95%CI：1.121～3.193，P=0.017）；雙側足弓不對稱的病人有更高的IS 患病風 險（OR=1.194，95%CI：1.023～1.393，P=0.025）。見表2。

表1 非IS組與IS組病人足部參數比較

表2 扁平足患兒發生IS的多因素Logistic回歸分析

三、扁平足合并IS病人的足部參數與Cobb角的關系

Cobb角＞20°組左足足弓水平低于Cobb角≤20°組，差異具有統計學意義（P＜0.05）。兩組病人的其他足部參數左足HVA、右足HVA、右足MA、HVA 差值、MA 差值均無統計學意義（P＞0.05，表3）。將左足HVA、右足HVA、左足MA、右足MA、HVA 差值、MA 差值作為單因素分析指標加入Logistic回歸方程，排除單因素分析P＞0.20的指標，將其他指標全部加入多因素回歸分析。多因素Logistic回歸分析結果顯示：左足HVA、右足HVA、左足MA、HVA 差值、MA差值均無統計學意義（P＞0.05，表4）。

表3 Cobb角≤20°組與Cobb角＞20°組的足部參數比較

表4 扁平足合并IS患兒Cobb角＞20°的多因素Logistic回歸分析

討 論

扁平足是兒童最常見的足部畸形，扁平足會導致足的負擔增加，引起身體的不適和運動受限，影響其發病的因素包括：性別、年齡、體重、韌帶松弛、關節過度活動等。IS 是兒童最常見的脊柱畸形，其危害嚴重，發病機制復雜，目前普遍認為IS 是多種因素共同作用的結果。近年來，隨著生物力學的發展以及對人體結構整體觀認識的加深，IS 病人的相關研究已經不再局限于脊柱側凸，而是關注身體其他部位與脊柱側凸之間的生物力學關系。目前研究認為，IS 病人存在脊柱、骨盆、下肢的不對稱及足弓水平降低。同時，跟骨外翻及肢體不對稱引起的生物力學變化能夠影響IS 的發生發展［10，16］。本研究發現，扁平足合并IS 病人存在雙側足形態不對稱，且雙側足弓不對稱是扁平足合并IS 的危險因素。這為臨床工作提供了一個新的診療思路。

一、扁平足病人足部參數與IS的關系

有研究表明，超重或肥胖兒童的足弓水平明顯低于正常兒童，提示異常的足部負重對兒童的足弓水平產生了影響［17］。值得注意的是，IS 病人雙足負重始終處于不對稱狀態，這可能與IS病人的本體感覺感受器受損有關，也可能與IS病人的重心偏移有關。游國鵬等［18］的研究指出IS 病人主彎凹側足底壓力大于主彎凸側，Catan等［19］的研究指出IS病人主彎凸側足底壓力大于主彎凹側。雖然既往IS 病人的足底壓力分布規律的研究結果不一致，但研究均指出IS 病人存在雙側足底壓力分布不對稱。在本研究中IS病人存在雙側足弓不對稱，雙側外翻角不對稱，結合本研究結果，作者提出假設，IS 病人長期的雙側足底壓力分布不對稱，會對雙側足形態產生影響，導致IS病人出現雙側外翻角不對稱及雙側足弓不對稱。同時，雙側足形態不對稱也可能影響IS 的發生發展。在本研究中雙側足弓不對稱是扁平足合并IS的危險因素。人體在步行或站立時，地面施加的反作用力通過足底向上傳導，由雙側足弓不對稱和雙側足底壓力的異常分布產生的不平衡力矩，會引起骨盆、脊柱負荷的異常分布，可能影響側凸的發生發展。Tateuchi 等［16］研究了不同跟骨外翻角度下單側負重位髖關節、骨盆和胸部的三維角度，發現足部生物力學變化可以影響骨盆的狀態，進而影響脊柱。韓秀蘭等［10］的研究證實了下肢生物力學的變化與側凸之間有一定的聯系，并指出雙下肢的長度差與雙前后足平面夾角差值是青少年特發性脊柱側凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）的危險因素。本研究同樣證實了足部生物力學變化與脊柱側凸之間的聯系，并發現足部生物力學變化與脊柱側凸的發生發展之間存在相互影響。

本研究中年齡＞10 歲以及女性均為IS 的危險因素，這與既往IS 的研究結果一致，IS 多見于青春期及青春期前后（年齡＞10歲），且女性高發［3-4］。本研究中IS在扁平足病人中的發病率為11.01%，高于IS 在正常人群中的發病率（1%～5.33%）［4-5］，考慮到扁平足在人群中的發病率高于IS，且扁平足病人的就診率低于IS病人，本研究得出的IS在扁平足病人中的發病率參考價值有限。

二、扁平足合并IS病人的足部參數與Cobb角的關系

扁平足合并IS病人Cobb角＞20°組左足足弓水平低于Cobb 角≤20°組，差異存在統計學意義（P＜0.05），右足足弓水平存在同樣的規律，其P=0.080，接近顯著性水平。既往研究中Zhu等［13］將AIS病人按側凸的嚴重程度分組后分別與健康組進行比較，發現中度和重度AIS病人的足弓指數分別為0.28和0.30，差異有統計學意義，提示側凸程度重的AIS 病人其足弓水平較低。扁平足會引發生物力學改變，可引起足的旋前、背伸和外翻畸形，兒童更容易出現臀部、膝蓋和背部疼痛或不適［9］。扁平足兒童膝關節、髖關節的關節力矩不對稱性增高，且有一定程度的骨盆旋轉、骨盆傾斜［7-8］。骨盆在維持矢狀面平衡方面起著重要作用，骨盆旋轉和骨盆傾斜會誘發脊柱代償性旋轉和側凸［20］。本研究中Cobb角＞20°組與Cobb 角≤20°組右足足弓水平的差異無統計學意義（P=0.080），可能與本研究IS病人例數較少及納入的病人年齡區間較廣有關，未來仍需要大樣本研究來進一步驗證。

三、雙側足形態不對稱可能的臨床意義

在足部干預對IS的影響方面，有研究報道了矯形鞋墊可以有效改善IS病人的雙側足底壓力分布、步態特征及骨盆冠狀面傾斜等生物力學異常［21-23］。結合本研究成果，扁平足合并IS病人存在雙側足形態不對稱，且雙側足弓不對稱是扁平足合并IS的危險因素，矯形鞋墊很可能是通過糾正IS病人的雙側足形態不對稱發揮作用。故對于IS病人，利用矯形鞋墊或足部康復訓練針對足部進行治療，既可以糾正雙側足底壓力分布及雙側足形態不對稱，又可以對下肢生物力學進行調整。這為足部干預對IS 的生物力學影響提供了理論依據。然而矯形鞋墊對于脊柱側凸的療效，各研究結果并不一致，有研究提示矯形鞋墊對脊柱側凸無明顯療效［21，23］。Lee 等［24］的研究則提示佩戴矯形鞋墊可以糾正引起IS 的功能性因素，且在（18.6±0.70）個月的佩戴后脊柱側凸角度顯著降低。

既往IS生物力學相關研究有椎旁肌肉不對稱、椎體不對稱生長、椎間盤楔形變、臀部壓力不對稱、足底壓力不對稱等，足與脊柱的研究有觀察IS與動靜態足底壓力、步態特征、足弓水平之間的關系等。本研究通過分析扁平足與IS的影像學資料，創新性地將雙側足形態參數差值作為衡量足對稱性的指標，將足對稱性納入IS 生物力學的研究，分析IS 與非IS病人雙側足形態的對稱性，同時分析了不同側凸程度病人的足弓水平。根據本研究的結果，建議在臨床工作中應該關注IS 病人的雙側足弓水平及雙側足形態的對稱性，必要時應綜合考慮病人的年齡、性別、足和脊柱的具體情況，并選擇相應的干預措施。

四、本研究局限性

①本研究為單中心研究；②IS樣本量不足，無法根據不同側凸方向、側凸類型、側凸持續時間等進行更細化的研究；③本研究僅對扁平足與IS之間的關系進行了初步分析及理論推導，并未比較正常人群與IS 病人間的足形態情況，并未探索其中具體機制，希望在今后工作中進一步完善。