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一种可大批量筛查扁平足的综合测量装置的研制

2020-03-24路闯通信作者李辉邱俊涛袁野沈凯姚刘永李高辉易芳林

医疗装备 2020年23期
关键词:足弓查体筛查

路闯(通信作者),李辉,邱俊涛,袁野,沈凯,姚刘永,李高辉,易芳林

解放军第九九〇医院骨显微外科 (河南驻马店 463000)

扁平足是由多种因素引起的足纵弓塌陷或弹性消失,是一种常见的姿势性畸形,发病率约为7.1%,好发于青少年。患者因长期站立、行走、跑、跳可引起足底筋膜炎、跟腱炎等,甚至造成踝关节退行性改变,此外,患者运动后易疲劳和疼痛,从而影响其生活及工作[1-5]。扁平足是我国征兵体检中一项重要的检查项目。单纯扁平足不影响运动能力,影响运动能力的是扁平足症。扁平足症主要表现为内侧足弓塌陷、后足外翻畸形、距骨内倾,甚至出现前足外展和距舟关节脱位。足部内侧纵弓的高度是影响下肢和足部构造的重要因素,评估足内侧纵弓最直接、易行的方法是足弓指数测定。后足外翻、前足外展畸形可以通过跟骨外翻角度和多趾征进行判断。目前,扁平足主要通过体格检查、X 线摄像法、足印分析法、计算机三维重建技术、足底压力检测法等进行检测与评价。体检是临床常用的检查方法,但缺乏明确量化指标;X 线摄像法需专业人员进行操作,不便于大面积普查,且费用较高;足印分析法是一种简单、快速、经济的测量方法,但操作过程烦琐,不利于快速筛选体检;计算机三维重建技术、足底压力检测法检测准确性高、易于比较,但设备昂贵,需专业人员操作[6-9]。基于此,我们研制了一种用于筛查扁平足的综合测量装置,将传统的定性查体转变为定量或半定量查体,可提高扁平足专科体检初诊筛查时的准确率,有效评估军事训练对足弓的影响及针对性康复训练的效果。

1 足弓指数、跟骨外翻角、多趾征测定的操作

足弓指数测定(弗里德良足指数法):足弓指数(F)=(足高度/足长度)×100,其中足高度为胫骨前下点足背最高处到地面的垂直距离,足长度为足跟后缘到最长趾末端的距离,F 值27~29为正常足,F 值25~27为轻度扁平足,F 值<25为重度扁平足。

跟骨外翻角度测量:受测者放松站立,取跟腱轴线和跟骨轴线为角的两条边,取跟骨结节位置为角的顶点,测量跟骨外翻角,+5°~+10°为轻度外翻,>+10°为重度外翻。

多趾征:受测者放松站立,检查者从背后观察,正常者最多看到两个足趾;如果足跟外翻、前足外展,则可以从患足看到更多的足趾。

以上3种检查因具有即时、简便、易操作等特点,是扁平足体检筛查中的首选方法,也是骨科医师必须掌握的基础查体技能。

2 需求分析

2.1 专科查体的医源性差异问题

在扁平足实际专科查体操作中,足弓指数、跟骨外翻角、多趾征测定由检查者分别使用普通测量尺、角度测量仪逐个测量和观察取得。不同检查者使用不同的测量装置,导致测量结果的随机性很大,而且测量工作反复、烦琐,不适合大批量的体检和筛查。因此,迫切需要一种能进行综合定量检查的辅检装置,以提供快速、准确的评估,便于在以后治疗和预防中进行随访与复查。

2.2 X 线摄像法的局限性

目前,临床主要通过X线摄像法进行第一跖骨距骨角、距舟覆盖角及跟骨倾斜角等参数的测量,进而对扁平足进行影像学评估。但X线片为二维图像,很难从中判断扁平足畸形后的三维变化。因此,不能单纯以X 线片作为扁平足评估的唯一依据。早期诊断扁平足症必须结合临床物理检查,如内侧足弓下降、跟骨外翻角、多趾征等。

2.3 社会、经济效益与军事需求

根据国防部征兵办公室颁发的《应征公民体格检查办法》,足弓完全消失的扁平足患者不得入伍;《应征公民送检评选条件》也指出,扁平足患者不能送站体检。但上述标准并未明确足弓完全消失的界定标准,缺乏统一的客观指标,且体检医师目测检查的主观性强,导致体检结果的误差较大。X 线摄像法、足印分析法、计算机三维重建技术、足底压力检测法等确诊性诊断技术检测方法烦琐,价格相对较高,不便于大批量快速体检,不适宜作为最初的筛查手段,且易造成不必要的医疗资源浪费[10-11]。少部分扁平足患者入伍后,在部队高强度的军事训练环境下,扁平足程度极易进一步加重,甚至造成继发损伤,这不仅损害其身体健康,而且会因评残率增加,造成社会、经济与军事资源的浪费。

3 测量装置的设计原理、结构和用途

3.1 设计原理

扁平足畸形患者足部的骨、韧带、肌肉及关节囊等均会发生变化,造成中足、后足的三维变化,主要表现为后足外翻畸形、内侧足弓塌陷、距骨内倾,甚至出现前足外展和距舟关节脱位,这些三维变化很难从二维X线图像和足底印迹图像上作出判断。扁平足综合测量装置的设计基于病理解剖学与机械学原理,由主体、测量尺两部分组成。主体上整合负载两个直型测量尺、一个角度测量尺、一个倒“L”型测量尺,分别依次测量受测者足长度、足弓高度、跟骨外翻角度和目测多趾征,依据计算的足弓指数、跟骨外翻角度和多趾征,综合评估辅助测量,从而实现定量检查。装置设计原理示意图见图1。

图1 扁平足综合测量装置设计原理

3.2 具体构造

扁平足综合测量装置整体呈台架式结构,重量为4 kg,由主体和测量尺两部分组成。主体为“平台”结构,受测者站在上面,为数据测量提供支持;主体上有纵、横垂直两个支撑槽作为“测量尺固定架”,主体平面上负载两个直型测量尺,左右垂直方向支撑槽上负载一个角度测量尺,前后垂直方向支撑槽上负载一个倒“L”型测量尺。装置总体构造见图2~3。

3.2.1 主体

主体为长方形亚力克质平台结构,长50 cm、宽35 cm、高15 cm(图2、3中的1);台面设计具有良好的抗压、抗弯性,可减少因主体自身弯曲引起的测量误差,同时利于操作; 在主体上方中间和后边侧处分别有一个长30 cm、宽3 cm、厚3 cm和长50 cm、宽 3 cm、厚3 cm的垂直缝型槽(图2、3中的2、6),槽内分别负载有倒“L”型钢尺和连接角度测量尺(图2、3中的3、4、14和10、11、12、13),要求槽缝与钢尺、角度测量尺匹配性好,并具有较好的摩擦力,便于钢尺通过,并在测量时可随时固定于任何数值处; 台面上中间、前后向缝型槽两边各有一个直型钢尺(图2、3中的8、9)。

3.2.2 直型测量尺、连接角度测量尺、倒“L”型测量尺

两个直型测量尺固定在主体上面,两者后方中点距离10~15 cm(等于正常成人站立双足基区宽度,可调),左右成角10°(等于正常成人站立时双足外偏角度),两测量尺后方中点与前后向缝型槽中点距离5~10 cm(可调);两个直型测量尺通过复位弹簧与主体连接,便于移动调整,以适应不同双足基区宽度(图2、3中的7、8、9)。

一个连接角度测量尺固定在主体上方后边侧缝型槽内,可上下移动(图2、3中的10、11、12、13)。

倒“L”型测量尺固定在主体上方中间缝型槽内,可前后、左右移动(图2、3中的3、4、14)。

直型测量尺、连接角度测量尺、倒“L”型测量尺可通过定位销固定在主体不同部位,使其在不同方向上与主体的相对位置发生变化,进而适应不同的足型。

图2 扁平足综合测量装置正剖视结构

图3 扁平足综合测量装置俯剖视结构

3.3 使用方法

测量时,被测者赤足自然站立于扁平足综合测量装置上,背对检查者;检查者位于被测者正后方,检查环境光线要充足;被测者分别抬高双足,调整直型测量尺,使双足与台面上直型测量尺对齐,足跟与直型测量尺后端、第二趾与直型测量尺前端对准在一条直线上;用记号笔标记跟骨外翻角(角的顶点为跟骨结节,角的两条边分别为跟腱轴线和跟骨轴线),调整、固定连接角度测量尺,测量并记录跟骨外翻角度,观测并记录有无多趾征,用记号笔标记足弓高度测量点(胫骨前下点足背最高点),调整、固定倒“L”型测量尺,测量并记录足弓高度,确认足位,测量记录足的长度。

3.4 主要用途

3.4.1 扁平足辅助诊断和大批量体检筛查

对疑似扁平足患者进行定量或半定量查体,通过所测数据进行综合评估,提高扁平足专科体检初诊筛查时的准确率,便于大批量快速体检。

3.4.2 评估军事训练对足弓的影响

于入伍前、后和不同训练阶段进行扁平足定量或半定量查体,可通过测得的数据综合评估军事训练对足弓的影响,指导军事训练的实施。

3.4.3 评估针对性康复训练的效果

于军事训练前、中、后给予针对性康复训练,同时利用该装置得到更为直观和客观的数据,记录不同时期足弓的数据,评估康复训练效果,便于对所有参训者进行复查随访和追踪评估。

4 应用效果

选取体系内2019年入伍的218名新兵作为研究对象,均采用扁平足综合测量装置进行复检和初步诊断,并行X 线摄像法检查;采用SPSS 统计软件进行统计学处理,对两种方法测量结果采用配对t 检验,并对两种方法所测结果行双变量相关性分析。结果显示,扁平足综合测量装置筛查出扁平足36例(共69足:左侧35足,右侧34足),其中中度7例,轻度29例;X 线摄像法筛查出扁平足37例(共70足:左侧36足,右侧34足),其中中度6例,轻度31例。t 检验结果显示,两种方法测量左侧、右侧足弓所得数据比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。相关性分析结果显示,X 线摄像法与扁平足综合测量装置比较,左侧足弓结果的相关系数r=0.712(P<0.01),右侧足弓结果的相关系数r=0.736(P<0.01),说明两种方法测量的足弓数据之间有较高的相关性。

5 不足

本研究不足之处在于,研究样本量有限、存在个体性差异、人工测量结果的误差、站立姿势不同、足弓高、无突出特征点的参数误差稍大等均会对本研究结果产生影响,今后应通过扩大样本量、规范被测量的站立姿势、提高检查者选取测量特征点的熟练度等措施,以降低主观偏倚所造成的误差。

6 小结

扁平足是国家征兵体检和军人入伍后军事训练中常见的问题。征兵体检采用目测的方式,主观性强,缺乏统一的客观标准;X 线摄像法、足印分析法、计算机三维重建技术、足底压力检测法等确诊性诊断技术检测方法烦琐,价格相对较高,不便于大批量快速体检。扁平足综合测量装置制作成本低、检查快捷、简便易行,适宜群体检查,可推广应用。

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