足弓形态与下肢伤害之相关性

1、北体学报 第 13 期，页 179187(2005) 足弓形态与下肢伤害之相关性 蒋至杰 王博民 骆荣钦 陈俊忠足弓形态与下肢伤害之相关性蒋至杰私立实践大学王博民 骆荣钦国立台北科技大学陈俊忠国立阳明大学摘 要足弓型态与下肢伤害之间有一假设性关连，就形态而言，足可以依据不同的足弓高度被功能性归类为几种型态。本研究主要目的在探讨足弓形态与下肢伤害之相关性，以108 位大专男性学生为受试者，进行简单之足围测量及下肢各部位疼痛、伤害之问卷调查。统计方法采用百分比例及相对危险比，比较分析各足弓形态与下肢伤害之关系。资料经分析与讨论后得到以下之发现;扁平足、高足弓足在下肢疼痛及伤害之发生率比正常足高。伤

2、害与疼痛发生的比例由高至低分别为膝伤害、踝关节、足底筋膜炎、跟骨、阿基里斯腱炎、髋关节。有些伤害常发生在高足弓群、有些则发生在低足弓群，有些则是同时出现在两种足型上。高足弓与低足弓是足部结构异常特殊族群，由于解剖构造上的差异使他们在从事身体活动时下肢所呈现在运动学与动力学的差异不但增加了伤害的可能性，也同时描述两种足型不同的伤害属性。关键词：足弓型态、下肢伤害壹、绪论一、前言人体下肢伤害的发生部份在于下肢之活动机制过度使用所造成，重复性的负荷集中作用于某特定骨骼、关节及周围组织(肌肉、肌腱、韧带)，使该组织遭受伤害的程度(速率)大过于身体本身的修补速率，伤害于是形成。通常一个人常因为内、外在因

3、素之影响，例如：训练方法错误、超负荷训练强度、运动鞋具、运动表面型态或下肢结构异常¡ 等等，导致下肢运动机制有过度使用之情形，在诸多影响因素中以足部结构异常最吸引专家学者感兴趣及研究探讨，即是我们所熟知的扁平足(flat foot)与高弓足(high-archedfoot)。本文将针对这两种特殊足弓型态进一步探讨。Jame 等人(1978)、Cowan 等人(1981)、Franco(1987)、Simkin 等人(1989)、Thomas等人(1990)、Werner、Nigg(1992)、Dorsey、Irene、Joseph、Thomas(2001)等多位学者之研究指出足部结构

4、异常者(高足弓足与低足弓足)倾向易于产生伤害，其主要原因在于高足弓群与低足弓群其足弓结构不同于正常者，在下肢力学参数方面呈现明显差异，当他们在活动时，下肢过于集中偏颇使用某一特定肌群、肌腱、韧带或骨骼及关节受力位置，因而增加伤害的可能性。这些伤害据研究所示有阿基利斯腱炎(Achilles tendinitis)、足底筋膜炎(plantar fascitis)、膝关节疼痛(knee pain)、胫腓骨伤害(shin splint in juries）、内侧胫骨受迫症状(medial tibial stress syn-drone）、软骨软化(chondromalacia)、髂胫束摩擦症状(ili

5、otibal band friction syndrome)、疲劳性骨折(stress-fracture)、大转子滑囊炎(trochanteric bursitis)、踝关节伤害、髋关节伤害等等。以上提及的伤害，有些常发生在高足弓群、有些则发生在低足弓群，有些则是共同发生在两种足型上。由以上的文献探讨得知，足弓型态异常与伤害密不可分，随时存在时时困扰，值得注意及预防。本研究采用问卷方式，以简化、避免解剖学专用术语困扰，简单易懂描绘下肢段几个重要常见之伤害部位，对108 位受试者进行下肢伤害问卷调查，以探讨足弓型态与下肢伤害之关系。二、研究目的本研究目的在探讨不同足弓形态与下肢伤害之间可能互动关

6、系。三、研究范围本研究以大专男性学生为本研究之研究范围。四、名词解释足部结构异常：以测量足内侧纵弓(足弓)高、低为判断依据，本文指扁平足(低弓足)群与空凹足群(高弓足)两种类型的人，其它足部结构异常者如前足内翻、前足外翻、锤状足、马蹄形足、大拇趾内翻、大拇趾外翻、距骨关节外翻、距骨关节内翻或其他足部变形者等等，则不在本研究范围。 贰、方法与步骤一、受试者本研究以世新大学 121 名非运动专长男性学生为研究对象，每周运动约三至四天，每次运动时间为一至二小时，运动型态除体育课运动项目外，大部份学生以篮球运动最普遍。108 人完成完整问卷调查与足弓量测，平均年龄为 20¡1.2 岁，身高为

7、 173¡6.2 公分，体重为 65.2¡6.7 公斤。受试者基本数据如表一所示。表一、受试者基本数据受试者身高体重年龄平均数173公分65公斤22岁标准差6.2公分6.7公斤1.2岁二、实验方法与步骤(一)足弓测量足可分为正常足、一般平足、严重扁平足及高足弓，可用下列指标足弓指数来评定。足弓指数（脚背高(A)/脚长(B)）¡100。A 表示舟状骨至地面的距离，B 表示大拇趾最前端至跟骨最外缘之距离。指数小于(不含)25 为严重扁平、介于 25 至 27 之间为一般平足、介于 27 至 29 之间为正常足、大于(不含)29 为高足弓。(于葆.民 79)(二)量脚器

8、采用 LANew 厂商鞋研发中心专业用量脚器，如图二。图一、足高、足长之测量图二、量脚器(三)下肢伤害（疼痛）部位调查本研究下肢伤害部位调查主要根据人体运动时在下肢常发生之运动伤害及伤害部位概括性问卷调查，为让受测者能清楚明确填答，针对细部结构如肌肉、韧带¡ 等伤害名称(专有伤害述语)则未提列多做说明。分二部份进行：A 为下肢段部位，如图三；B 为足掌部位，如图四。可复选。 A.下肢段B.足掌图三、下肢段伤害部位图四、足掌伤害部位(四)实验步骤受试者填毕资料后，脱鞋、脱袜以右脚单脚直膝垂直站立，重心完全落在右脚上，左脚则离地约 10 至 20 公分即可，测量足高、足长后再进行伤害问卷

9、调查。(五)实验时间依据文献所示足长长度在清晨时较短，而在白天时尤其在运动之后，由于血液循环亢进、骨骼关节充份伸展，故足稍微有膨胀现象，因此足的长度较清晨为长。因此为增加实验之精确性，足长、足高之测量时间定在早上 10：00 至下午 17：00 之间，实验期间维持五天。(六)数据处理本研究统计方法采用百分比例及相对危险比，比较分析各足弓形态与下肢伤害之关系。参、结果与讨论一、各足弓态所占人数及比例本研究 108 份问卷调查结果，各种足弓型态所占人数及比例分别为严重扁平 27 人占 25.8%、一般平足 43 人占 39.8%、正常足 29 人占 26.9%、高足弓 9 人占 8.3%，请见表二

10、。表二、足弓型态所占人数比例严重平足一般平足正常足高足弓合计人数2743299108百分比25%39.8%26.9%8.3%100%二、 各足弓态与下肢伤害之统计分析108 位受试者当中有 17 位无下肢伤害及足部疼痛，其它 91 位有下肢伤害及足部疼痛，本研究针对这 91 位受试者之下肢伤害情形，进一步分析如下(如表三)，显示下肢伤害与疼痛情形相当普遍。表三、足弓型态与下肢各部位伤害之统计分析足弓型态疼痛部位严重平足一般平足正常足高足弓总计膝关节内侧26%(7/27)7%(3/43)13%(4/29)22%(2/9)15%(16/108)膝关节外侧7%(2/27)9%(4/43)17%(5/

11、29)33%(3/9)13%(14/108)踝关节外侧15%(4/27)23%(10/43)24%(7/29)44%(4/9)23%(25/108)阿基利斯腱11%(3/27)2%(1/43)10%(3/29)11%(1/9)7%(8/108)跟骨7%(2/27)2%(1/43)24%(7/29)22%(2/9)11%(12/108)足底筋膜22%(6/27)5%(2/43)14%(4/29)22%(2/9)13%(14/108)臗关节7%(2/27)2%(1/43)0%(0/29)11%(1/9)4%(4/108)有受伤人数比例92%(25/27)74%(32/43)89%(26/29)89

12、%(8/9)整体而言，伤害与疼痛发生的比例由高至低分别为踝关节外侧(23%)、膝关节内侧(15%)、膝关节外侧(13%)、足底筋膜(13%)、跟骨(11%)、阿基利斯腱(7%)、臗关节(4%)。其中踝关节与膝关节有较高疼痛与伤害的发生率，和其它下肢运动伤害的调查研究结果(James 1978)相吻合。至于跟骨、足底筋膜及阿基利斯腱则较偏向于重复过度使用造成的疼痛，发生率也相当高但较常被忽略(Brand 1976; James,Bates&Osternig 1978;Nigg,1985;Perry 1983 )。若依足弓的型态探讨下肢的伤害与疼痛发生的情形，则可发现高足弓虽然人数最少，但

13、伤害与疼痛发生率最高，尤其是外侧的解剖构造与跟骨等部位的疼痛伤害明显较其它部位伤害机率高。相对地，严重平足受测者其踝关节与膝关节外侧发生疼痛与伤害的机率则明显小于高足弓受伤机率，最小的则为一般平足。 三、足弓型态与疼痛伤害部位分析膝关节外侧 踝关节外侧0.10.61.11.62.12.63.13.64.1严重平足一般平足 正常足 高足弓图五、不同足型发生伤害之曲线 膝关节内侧 足底筋膜0.10.61.11.62.12.63.13.64.14.65.1严重平足 一般平足 正常足 高足弓图六、不同足型发生伤害之曲线阿基利斯腱 跟骨 臗关节0.12.14.16.18.110.112.114.1严重平

14、足一般平足 正常足 高足弓图六、不同足型发生伤害之曲线图四、五、六以一般平足疼痛与伤害发生率为 1.0，表示各足弓型态不同部位的相对危险比(Rate of risk)，依四种不同足弓发生伤害机率的曲线可略分为三大类：(一)由左下持续向右上扬(如图四)。(二)两端高中间低(如图五)。(三)混合型：中间略低右侧上扬(如图六)。足弓较高者，在跑步时脚跟着地初期，足部外翻吸震功能较差，有较高的负荷比率(loading rate)，承受较快较大的冲击负荷(Radin,Yang,Reigger,Kish&O'Connor,1991;McKenzie1985; Williams 2001)，

15、此时冲击力量向前牵扯足底筋膜，向上传到阿基利斯腱，再由跟骨传到下肢外侧结构远至髋关节。也就是图四、五、六所示随足弓高度呈现伤害机率上扬的情况，高足弓群各部位发生疼痛症状机率均较高。足弓较低的扁平足则在膝关节内侧和足底筋膜炎两处发生疼痛的机率较高，此乃由于低足弓跑者在下肢运动时，将产生较大的足后外翻动作，此动作包括胫骨过度向外旋转及足部过度向旋内转二个现象。胫骨过度向外旋转造成膝关节位置在脚着地支撑弯曲时过度向外偏离(位移)，使腿部支撑身体重量之部位分配不平均，作用力量集中在大腿内侧。最明显的部位在膝关节内侧及胫骨远程(与膝关节连结处)，也是最容易产生疼痛的位置。足部过度向内旋转之机制，除造成踝

16、关节不稳定之外，影响最大则为内侧纵弓，低足弓群由于脚支撑身体之重量偏向内侧，使足部内侧纵弓承受过多重量，在一个完整的着地动作过程中(从脚跟着地至脚尖离地)，它的足底压力分布路径(path of center of press )较正常者更偏向内侧，因而在足弓部位之筋膜有较高的疼痛伤害发生率(22%)、阿基利斯腱与跟骨也有相当程度的症状比例(11%与 7%)。四、 足弓型态的评诂与分类足弓型态的评诂方法大致可由下列方法取得：(一)医瘵仪器(如 X 光、超声波等等)， (二) 专业用量角器(如 Mitutoyo digital clipper、脚型测量仪等等)，(三)简易足印判断，(四)实验法(足

17、印参数、脚型解剖测量等等)，其中以足印参数实验方法为多数专家学者所采用，惟受试者必须留下他的足印以供分析(Cavanagh &Rodger 1987、Williams & McClay2000)。本研究以测量足长、足高所得指数，运用指数间之关系判断足弓情况，用指数法给以评定，此方法常运用在形态测量上，较少运用在足部特性及功能性之探讨与研究，但由于此形态测量法在大样本数个案数据的取得可行性较高，有利于伤害相关之流行病学相关研究，个案数较大较有代表性之样本，可以减少包括腿型(如 X 型腿、O 型腿，畸型腿等)、足部畸型(如空凹足、外翻足、内翻足、锤状足等)、柔软度等解剖构造因素，以

18、及走路姿势(外八步态、内八步态)、意外伤害等行为因素所产生的干扰影响。但是足弓指数是否与其它实验评估方法有明显相关，以及足弓指数依于葆等人(民 79)建议分类为：严重平足、一般平足、正常足、高足弓是否允当，都缺乏相关的文献支持。若单以本研究伤害疼痛调查的结果来探讨，一般平足伤害发生率最低，且占全部受测者百分比也最高(39.8%)，似乎更适合称为正常足，而正常足在跟骨与踝关节外侧受伤疼痛比例则与高足弓更为接近，似乎应该将正常足指数较高一半划归为高足弓，另指数较低一半划归为一般平足。经过调整后分三大类：(一)低足弓群(足弓指数小于或等于 25)，(二)一般足群(足弓指数介于 25 至 28 之间)

19、，(三)高足弓群(足弓指数大于或等于 28)，其各足弓型态所占人数比例及各部位疼痛与伤害发生率以表四、五呈现可能较为合理，未来需要更大样本的数据及更深入的实验室资料整理才能确定分类的标准。表四、足弓型态所占人数比例低足弓正常足高足弓合计人数305919108百分比27.7%54.6%17.7%100%表四所示足弓指数在适当调整后，低足弓群为 30 人占 27.7%、正常足为 59 人占54.6%、高足弓群为占 17.7%，达到一个比较合理的比例，与 Subotnick 调查研究结果(低足弓占 20%、正常足占 60%、高足弓足占 20%)较相符接近。又调查指出外国人与台湾人其脚型特征有很大的差

20、异，本研究采用大陆华人的足弓指数计算方法，可能与台湾人脚型较为相近，适合做为初步的研究应用，或许并不适用于其它人种。外国人的脚型是狭长且窄，台湾人的脚型是短厚且宽，除了脚底板较厚外，相同尺码的在地脚(台湾)平均比欧美宽(脚宽)0.5 公分，相同的，足弓型态也必然有呈现很大的差异。因此在了解上述之差异后，笔者认为根据国人脚型特征重新订定新的足弓指数参考标准有其必要性。表五、足弓型态与下肢各部位伤害之统计分析足弓型态疼痛部位低足弓正常足高足弓总计膝关节内侧27%(8/30)10%(6/59)11%(2/19)15%(16/108)膝关节外侧6%(2/30)11%(7/59)26%(5/19)13%

21、(14/108)踝关节外侧13%(4/30)25%(15/59)32%(6/19)23%(25/108)阿基利斯腱10%(3/30)5%(3/59)10%(2/19)7%(8/108)跟骨6.7%(2/30)11%(7/59)16%(3/19)11%(12/108)足底筋膜23%(7/30)6%(4/59)11%(3/19)13%(14/108)臗关节10%(3/30)0%(0/59)5%(1/19)4%(4/108)有受伤人数比例93%(28/30)75%(44/59)95%(18/19)表五所示足弓指数在适当调整后，低足弓群在膝关节内侧与足底筋膜之疼痛与伤害发生率均比正常足及高足弓足高，此

22、结果较倾向与 McKenzie(1985)之研究结果相符。高足弓群在膝关节外侧、踝关节外侧及跟骨之疼痛与伤害发生率比正常足与低足弓高，此结果较倾向与 Subotnick (1989)、McKenzie(1985)之研究结果相符。至于阿基利斯腱与臗关节之疼痛发生率高足弓足与低足弓足均较正常足高，此结果亦倾向与文献之研究结果相符。肆、结论本研究探讨足弓型态与下肢伤害之关系，数据经分析后得到以下发现：一、扁平足下肢过度之足后动作属性及高足弓之足后动作不足属性，是导致人体下肢伤害之重要因素，所引发之伤害最常见之排序为膝伤害、阿基利斯腱炎、筋膜炎，其次为髋关节、踝关节、跟骨。据文献所示有些伤害常发生在高

23、足弓群、有些则发生在低足弓群，有些则是同时发生在两种足型上。二、扁平足与高足弓是足部结构异常特殊族群，由于解剖结构上的差异使他们在从事身体活动时下肢所呈现在运动学与动力学的差异不但增加了伤害的可能性，也同时描述两种足型不同的伤害属性，本研究虽未能与文献探讨的结果有较高的一致性，其研究结果经归纳整理后仍可观察找出与文献相符的些微趋势与一致性。伍、建议一、足弓高度的测量必须藉由仪器取得如 X 光、超声波或专业用测量器(Mitutoyo digital cliper)等等，然而经许多专家学者研究证实，足印参数亦可以有效预测足弓高度，其方法为受试者必须留下他的足印以供分析。上述之方法针对一般人而言可能

24、比较困难不易取得，本研究以简单方式测量足长与足高，求足弓指数做为足型之判断在，信、效度可能须进一步修正与探讨。由于此方法简单易懂因此实值得探讨，后续研究将大量收集样本分析以提升足弓指数较高的信、效度，建立属于国人之足部测量基本数据。二、下肢结构异常造成的伤害除了足弓型态之外，另有腿型(O 型腿 bowleg、X 型腿knocknee)、及走路姿势(外八 toe-out、内八 toe-in)等因素，本研究问卷回收发现患 X型腿及内八字之受试者非常少不到 1%，因此待取得更大量之样本数于将来之后续研究中将列入考虑并进一步深入分析。三、本研究下肢伤害之问卷调查主要针对由身体下肢结构(内在因素)所引起

25、之疼痛而设计，其它外在因素尤其是外力因素所引发之伤害在问卷中并未详尽说明，以致问卷调结果如表三、五所示个案受伤率遍高，因此本问卷对于伤害形成之原因界定在后续研究应进一步改善。参考文献Franco, A. H. (1987). Pes cavus and pes planus analyese and treatment. Physical Therapy, 5(67), 688-693.Michae, l., R., Hawes, P. D., & Nigg , B. M. (1992). Footprint parameters as a measure of arch height

26、. Foot & Ankle, 13(1), 22-26.Shiang, T. Y., Lee, S. H., Lee, S. J., & Chu, C. W. (1998). Evaluating different footprint parameters as a predictor of arch height.Ieee Engineering in Medicine and Biology.Smart, G. W., Taunton, J. E., & Clement, D. B. (1980). Achilles tendon disorders in ru

27、nners¡ A review. Medicine and Science in Sports Exercise, 4, 231¡ 243.Werner, N. & Nigg , B. M. (1992). Effect of arch height of the foot on ground reaction forces in running. Medicine and Science in Sports ,1265-1269.Williams, D. S. (2001). Lower extremity kinematic and kinetic differ

28、ences in runners with high and low arches. Journal of Applied Biomechanics, 17, 153- 163.于葆等。(民 79)。运动医学。台北市：中国文化大学出版部。 Exploring the relationship between injuries of lower extremities and arch types of the footChih-Chie ChiangShih Chien UniversityBo-Min Wang Rong-Qin LuoNational Taipei University of TechnologyJun-Zhong ChenYang-Ming National UniversityAbstractThere is a closed link between injuries of lower extremities and arch type of the foot. As far as morphological strcuture is concerned, feet may be functionally categorized into many types on the basis