1 文献综述
1.1 儿童少年期的年龄划分及发育特点
在中国古代将人的成长发育过程以十年为单位划分为九大阶段，即“幼”、“弱”、“壮”、“强”、“艾”、“耆”、“老”、“耄”、“期”。现代可将人的年龄划分为胎儿期（分娩前）、婴儿期（0-6 个月）、幼儿期（0.6-2 岁），儿童期（3-6 岁）、少年期（6-14 岁）、青年期（15-35 岁），中年期（36-60 岁）、老年期（60 岁以上）。在发展心理学上可将未成年人所处的年龄段划分为乳儿期（0-1 岁）、婴儿期（1-2岁）、学龄前期（2-3 岁）、学龄初期（3-6 岁）、少年期（6-14 岁）、青年期（15-18岁）等 6 个阶段[3,4]。 儿童少年期是身体形态和身体素质发育变化的快速阶段，尤其是在青春期，儿童少年在性别间和年龄上均表现出显著的变化特征。青春期的到来标志着儿童少年在生理和心理上逐渐发育成熟，身体形态和身体素质开始出现明显的变化。男性和女性进入青春期的时间不同，女性进入青春期的时间大致在 9 岁左右，男性大致在 11 岁左右[5]。小学五年级时同龄的女性比男性身高要高，进入初中后，男性身高增长速度加快超越女性，女性在 16 岁以后身高的发育开始缓慢下来，而男性还在继续生长发育一直到 18 岁。在身高发育的同时体重也出现明显的变化，青春期时会因个体差异导致身高和体重的突增期出现延迟或提前[6]。相同时期的身高发育增长幅度较小，而体重却表现出发育的不平衡。儿童少年过度肥胖会加大足部疾病的发生风险，严重影响儿童少年正常的生长发育规律，从而导致成年后各种疾病的高发。
..........................
1.2 足型测量技术及测量参数
1.2.1 足型测量技术
随着足型测量技术的不断发展，传统手工测量逐渐向自动化测量方向发展。传统手工测量包括足印测量法、印泥测量法、游标卡尺等测量方法[7,8]，现代足型测量包括拍照测量法和三维足型扫描[8,9]，拍照测量法实现了测试数据从一维到二维的过渡，使测量的足型不再平面化，测量结果比传统测量方法更加精确。三维足型扫描实现了测量数据从二维到三维的过渡，实现全自动扫描，测试结果更加准确。
传统手工测量在测量方法上可分为直接测量法和间接测量法[8]，直接测量法相对比较简单，首先要在特征部位上标记点，利用卡尺、测高仪等测量工具直接测量出足的特征数据。间接测量法相对比较复杂，首先获取足印并绘制出足的轮廓线，再利用测量工具获取数据，相比直接测量法，可以获得较多的足型数据，用于研究分析足型特点以及变化规律。足印测量可以观测足底印记来判断足型特征[10]，基于足底印记通过足对压力板的反作用力得出足底压力数据，研究者多采用足底压力测试板研究步态特征。以往采用传统测量法对足长、足宽、跖趾围长、基本宽度以及踵心宽度等特征指标进行测量[11]，可观测数据简单，不能够全面的描述足的三维特征。手工测量法的优点在于投入的成本低，测试方式灵活，缺点在于测量的指标趋于平面化，测试效率低、检查核对性差，难以获得全面的足型数据，限制对足进行更加深层次的研究。
目前国内许多三维足型扫描仪广泛应用于制鞋行业[12-17]，比如香港 ULTＲAFOOT 公司研发的三维足型测量仪[9]、北京荣创研发的 VSS-320 三维足型扫描[13]以及上海精迪公司研发的 JD-Foot-scan-100 三维扫描仪[14]等。三维足型扫描符合人体工程学设计，在短时间内能够多扫描头同时工作，全自动扫描并实时显示获得 60 多项可观测的足型数据。三维足型测量优点在于能够更加精确且高效的获取足型三维图和较多的足型数据[15-17]，并且观测数据可以多种格式文件输出，降低了研究者的工作难度。
..............................
2 研究对象与方法
2.1 研究方法
2.1.1 文献资料法
中文以“儿童少年、“足型”、“脚型”、“足功能”、“足型参数”、“评价指标”、“足型测量”以及“因子分析”等为关键词，英文以“Children”、“foot”、“Full function”、“Foot type parameter”、“The evaluation index”and “Foot type measuring”等为关键词，在中国知网、百度学术、百链、足踝研究杂志以及 Springer、EBSCO、SCI 等数据库查阅并整理国内外资料。了解足的结构、足型测量方法、足型评价指标、儿童少年足部的发育特征以及足型分类等方面的研究现状，为本文研究儿童少年足型增龄性特征提供参考依据。
2.1.2 分层整群抽样法
采用分层整群抽样方法，抽取石家庄市区 4 所小学和 5 所中学，每所小学抽取 6 个年级（小学一年级至六年级），每所中学抽取 3 个年级（初中一年级至三年级），每个年级抽取两个教学班，共抽取 3120 名学生。排除标准：①足部具有先天畸形或结构异常的；②步态异常、踝关节运动受限、因足部疾病或下肢损伤接受过治疗的；③足部具有骨骼、肌肉以及神经系统疾病的。最终选取 2626 名汉族儿童少年，其中男性儿童少年 1348 名，女性儿童少年 1278 名。
.......................
2.2路线设计图
综合儿童少年足型评价指标因子分析结果，男性儿童少年与女性儿童少年在足型评价指标上略有不同，需要建立两组足型评价指标。从各成分中选取的指标的情况上看，依据主成分选取指标的特征进行重新命名，足长、内侧纵弓长、外侧纵弓长、踵心部位长主要描述足长度方向的指标，将其命名为足长度指标；前掌宽、中足宽、双踝宽和足跟宽主要描述的是足宽度方向的指标，将其命名为足宽度指标；跖围高、足背高、足中高、内踝高和外踝高主要描述足高度方向的指标，将其命名为足高度指标；跖趾围、跗骨围、踝上围和兜跟围主要描述足围度方向的指标，将其命名为足围度指标；第 1 趾偏角度和足后跟角主要描述足角度方向的指标，将其命名为足角度指标；拇指偏角、足弓指数、踝翻转指数以及后足评价是评价静态足功能的指标，将其定义为足功能评价。
............................
3 结果与分析...................................... 17
3.1 儿童少年足型评价指标的构建 .................................. 17
3.1.1 男性儿童少年足型评价指标构建 ............................ 17
3.1.2 女性儿童少年足型评价指标构建 ............................ 19
4 讨论................................ 41
4.1 基于因子分析足型评价指标的构建 .............................. 41
4.2 儿童少年足发育的增龄性特征 .................................. 42
4.3 基于聚类分析足型的分布特征 .................................. 42
结论.............................. 45
4 讨论
4.1 基于因子分析足型评价指标的构建
在研究足型变化规律的过程中，需要对观测样本的多个变量进行大规模的数据测量，依据收集的样本变量数据来研究足型的变化规律，大量的足型数据提供了详细且丰富的资料，同时也增加了数据处理的难度。本文采用降维的思想建立了儿童少年足型评价指标，简化了足型评价指标并降低了数据处理的难度，为研究者从事足型特征研究提供了科学及便利的条件，同时对足型特征及足功能评价提供了准确且高效的依据[19]。本研究借助三维足型扫描仪获取了 6-14 岁儿童少年 34 项足型数据并通过因子分析分别选取了男性和女性各 16 项足型特征指标和 4 项足功能评价指标。按照足型评价指标所反映的特征信息将其分为长度评价指标、宽度评价指标、高度评价指标、围度评价指标、角度评价指标和足功能评价指标。长度指标包括足长、内侧纵弓长、外侧纵弓长和踵心部位长；宽度评价指标包括前掌宽、中足宽、后跟宽和双踝宽；高度评价指标包括跖围高、足中高、足背高、内踝高和外踝高；围度评价指标包括跖趾围、跗骨围、兜跟围和踝上围，角度评价指标包括第 1 趾偏角、足后跟角；足功能评价指标包括踝翻转指数评价、足弓指数评价、拇指角度评价和后足评价。
足在运动过程中，通过关节间的相互协调及合理形变，保障了运动的顺利进行。在一个步态周期之中，足的各个节段在不同的运动时期发挥着不同的作用，足的局部结构异常会影响足的各个节段的配合，进而影响足的运动特征[64,65]。在足与地面接触并产生作用的过程中，前足、中足和后足的形态变化会影响足在步态运动中的特征[66]。足型评价指标是鞋楦构建的基础，足的长度、宽度、围度、高度和角度是评价足型特征的基本指标。鞋靴的长度主要以人的足长为依据，鞋长与足长是否契合，直接影响足部的发育状态。在大众选鞋的过程中也主要考虑足长与鞋靴的长度是否契合。因此，鞋靴的设计不仅要满足个人对款式的需求，还应符合足长度指标的增龄性特征。鞋的宽松度与包裹程度是影响足在运动中舒适性的重要指标，足的宽度和围度为鞋楦制作提供可靠的数据，为提高鞋的舒适性以及功能性，鞋楦的制作应考虑儿童少年足部的宽度以及围度的变化。足弓具有十分稳固的弓形桥梁结构，在稳定性方面起着关键性的作用，鞋楦的制作应考虑到儿童少年足部高度的变化，防止因外力作用导致足弓塌陷。
...............................
结论
（1）男性儿童少年足型评价指标：
长度评价指标：足长、内侧纵弓长、外侧纵弓长和踵心部位长； 宽度评价指标：前掌宽、中足宽和足跟宽； 高度评价指标：跖围高、足中高、内踝高少年足型评价指标：
长度评价指标：足长、内侧纵弓长、外侧纵弓长和踵心部位长； 宽度评价指标：前掌宽、中足宽和双踝宽； 高度评价指标：跖围高、足背高、内踝高和外踝高； 围度评价指标：跖趾围、跗骨围和踝上围； 角度评价指标：第 1 趾偏角和足后跟角。
（3）男性儿童少年足部发育的快速期主要集中在 6-7 岁、8-9 岁和 11-12 岁，足长、外侧纵弓长、内侧纵弓长、踵心部位长、跖趾围、跗骨围、兜跟围和内踝高发育速度明显加快。女性儿童少年足部发育的快速期主要集中在 8-9 岁，足长、外侧纵弓长、内侧纵弓长、踵心部位长、前掌宽、中足宽、跖趾围、跗骨围、踝上围、足背高和内踝高发育速度明显加快。
（4）足型分布主要以中间型、中间扁型和窄中厚型三类足型为主，男性足型以中间型足居多，主要分布在 7 岁、9 岁和 11 岁，足后跟形态以平直型居多。女性足型以中间扁型足居多，主要分布在 6 岁、8 岁、12 岁和 14 岁，足后跟形态以中间型居多。
参考文献（略）