안녕하세요 몸의 기능을 관리하는 기능치료사입니다.
물리치료의 기본 서적 뉴만의 정복을 돕기 위해 최대한 쉽게 설명하려 합니다.
오늘은 뼈운동형상학 : 운동면과 돌림축, 운동면과 돌림축의 관계, 마지막으로 관절의 자유도에 대해 알아보도록 하겠습니다.
뼈운동형상학은 인체의 3가지 면인 시상면, 이마면, 수평면에서 일어나는 뼈의 운동(움직임)을 말합니다. 이번 시간은 인체의 기준이 되는 해부학적 자세에서 움직일 때 뼈는 어떤 면(운동면)에서 어떤 축(돌림축)을 가지고 얼마큼 움직일 수 있는가(자유도)에 대해 공부할 것입니다.
운동면 : Plane of motion
운동면은 시상면과 이마면(전두면), 수평면으로 나눌 수 있습니다. 각 면은 뼈가 움직일 수 있는 방향을 정합니다. 움직임의 방향은 위 사진에서 나오는 것과 같이 몸을 통과하는 면을 임의로 생각하고 이후 나타나는 움직임을 생각해보면 쉽게 이해할 수 있습니다. 조금 잔인하게 들리지만 큰 판이 각 면으로 우리 몸을 통과한 상태를 생각하면 됩니다.
시상면 : Sagittal plane
신체 일부분이 양 옆으로 나뉘도록 큰 판이 앞에서 뒤로 몸을 통과한 시상면입니다. 큰 판이 몸을 통과했다고 생각하고 옆 사진을 보면 앞으로 숙이거나 뒤로 젖히는 앞뒤 움직임은 가능하지만 옆으로 구부리거나 팔을 옆으로 벌리는 옆쪽 움직임은 불가능합니다.
따라서 시상면에서의 움직임은 다음과 같습니다.
| 시상면에서의 움직임 | 굽힘과 폄 (사지관절) |
| 발등 굽힘과 발바닥쪽 굽힘 (발목관절) | |
| 앞쪽 굽힘과 뒤쪽 굽힘 (척추) |
시상면 움직임의 예
이마면 : Frontal plane
신체 일부분이 앞, 뒤로 나뉘도록 큰 판이 양 옆으로 몸을 통과한 이마면입니다. 큰 판이 몸을 통과했다고 생각하고 옆 사진을 보면 옆으로 구부리거나 팔을 벌리는 움직임은 가능하지만 몸을 앞으로 구부리거나 펴는 앞뒤 움직임은 불가능합니다.
따라서 이마면에서의 움직임은 다음과 같습니다.
| 이마면에서의 움직임 | 벌림과 모음 (어깨, 엉덩관절) |
| 가쪽굽힘 (척추) | |
| 자쪽치우침과 노쪽치우침 (손목관절) | |
| 안쪽번짐(내반)과 바깥쪽번짐(외반) (발목관절 |
이마면 움직임의 예
수평면 : Transverse plane
신체 일부분이 위, 아래로 나뉘도록 큰 판이 앞에서 뒤로 몸을 통과한 이마면입니다. 큰 판이 몸을 통과했다고 생각하고 옆 사진을 보면 몸을 좌우로 돌리는 움직임은 가능하지만 몸을 앞으로 구부리거나 옆으로 구부리는 앞뒤, 양 옆 움직임은 불가능합니다.
따라서 수평면에서의 움직임은 다음과 같습니다.
| 수평면에서의 움직임 | 안쪽돌림과 가쪽돌림(어깨, 엉덩관절) |
| 축돌림 (척추) |
수평면 움직임의 예
돌림축 : Axis of rotation
"뼈는 돌림축(axis of rotation)과 직각을 이루고 있는 운동면 내에서 관절에 대해 돌림 운동한다. 일반적으로 축의 위치는 볼록한 관절면을 통과한다." - 뉴만 6page
돌림축은 안가쪽축, 앞뒤쪽축, 수직축으로 나뉘어 있습니다. 서로 직각이 되는 운동면과 돌림축(예 : 시상면과 안가쪽축)은 같은 돌림 운동(각운동)을 합니다. 대부분의 돌림축은 관절면의 볼록면에 위치합니다. 모든 관절의 볼록면은 불완전한 구형이고 오목면의 홈에 정확하게 맞지 않기 때문에 서로의 충돌을 방지하고자 병진 운동(미끄러짐, slide)을 합니다.
축을 쉽게 이해하기 위해선 볼펜으로 물병을 각 돌림축으로 뚫고 그 움직임을 확인하면 됩니다.
먼저 옆 사진으로 오목위팔관절의 축 움직임을 보겠습니다.
안가쪽축 : M-L axis
안가쪽축(내외축, 흰색축)을 보면 위팔뼈의 옆을 통과하게 되는데 이때 돌림축을 고정하면 돌림 운동으로 굽힘과 폄(아래 흰색 화살표)이 나오게 되고 병진 운동으로 안가쪽 미끄러짐(slide, 위 흰색 화살표)가 나오게 됩니다.
앞뒤쪽축 : A-P axis
앞뒤쪽축(전후축, 빨간색)을 보면 위팔뼈의 앞뒤를 통과하게 되는데 이때 돌림축을 고정하면 돌림 운동으로 벌림과 모음(아래 빨간색 화살표)이 나오게 되고 병진 운동으로 앞뒤쪽 미끄러짐(위 흰색 화살표)이 나오게 됩니다.
수직축 : Vertical axis
수직축(검은색)을 보면 위팔뼈의 위아래를 통과하게 되는데 이때 돌림축을 고정하면 돌림 운동으로 돌림(아래 검은색 화살표)이 나오게 되고 병진 운동으로 위아래쪽 미끄러짐(위 흰색 화살표)이 나오게 됩니다.
운동면과 돌림축의 움직임 관계
시상면과 안가쪽축
앞서 서로 직각이 되는 운동면과 돌림축은 같은 움직임을 낸다고 했습니다. 옆 그림을 보면 좀 더 쉽게 이해가 갈 것입니다.
앞뒤로 몸을 관통한 시상면과 양 옆에서 몸을 관통한 안-가쪽축은 굽힘과 폄이 주된 움직임입니다. 즉, 운동면에서는 시상면, 돌림축에서는 안가쪽축에서 굽힘과 폄 운동을 합니다.
이마면과 앞뒤쪽축
양 옆으로 몸을 관통한 이마면과 앞뒤로 몸을 관통한 앞-뒤쪽축은 벌림과 모음이 주된 움직임입니다. 즉, 운동면에서는 이마면, 돌림축에서는 앞뒤쪽축에서 벌림과 모음 운동을 합니다.
수평면과 수직축
수평으로 몸을 관통한 수평면과 위아래로 몸을 관통한 수직축은 돌림이 주된 움직임입니다. 즉, 운동면에서는 수평면, 돌림축에서는 수직축에서 돌림 운동을 합니다.
| 시상면과 안가쪽축 | 이마면과 앞뒤쪽축 | 수평면과 수직축 |
| 굽힘과 폄 (어깨, 엉덩관절..) | 벌림과 모음 (어깨, 엉덩관절...) | 안쪽돌림과 가쪽돌림 (어깨, 엉덩관절...) |
| 발등 굽힘과 발바닥쪽 굽힘 (발목관절) | 가쪽굽힘 (척추) | 축돌림 (척추) |
| 앞쪽 굽힘과 뒤쪽 굽힘 ( 척추) | 자쪽치우침과 노쪽치우침 (손목관절) | |
| 안쪽번짐(inversion, 내반)과 바깥쪽번짐(eversion, 외반) (발목관절) |
자유도 : Degree of freedom
"관절에서 허용되는 독립적임 움직임 방향의 수이다" - 뉴만 6page
돌림 운동의 자유도 : 운동면에서의 움직임
위에서 확인했듯 3가지 운동면의 복합적인 움직임으로 인체의 운동이 나타납니다. 각 관절이 최대 몇 가지의 운동면을 사용하여 움직일 수 있는지 확인하는 게 자유도입니다.
예를 들어 어깨관절은 시상면(굽힘과 폄), 이마면(벌림과 모음), 수평면(안쪽돌림과 바깥쪽돌림)으로 3가지의 운동면을 사용하며 움직임입니다. 따라서 자유도 3을 가졌다고 말합니다. 손목관절은 시상면(굽힘과 폄), 이마면(자쪽기울임, 노쪽기울임)으로 2가지의 운동면을 사용하여 움직이기 때문에 자유도 2, 팔꿉관절은 시상면(굽힘과 폄)으로 1가지의 운동면을 사용하여 움직이기 때문에 자유도 1입니다.
(이때 아래팔의 엎침과 뒤침 움직임은 몸쪽, 먼쪽 노자관절에 속하기 때문에 손목관절이나 팔꿉관절 자유도에 영향을 주지 않습니다.)
병진 운동의 자유도 : 돌림축에서의 움직임
위에서 언급한 거와 같이 자유도는 돌림 운동(각운동)을 전제로 합니다. 그러나 공학의 관점에서 본다면 자유도는 병진 운동(미끄러짐, slide)에도 적용이 됩니다.
병진 운동에서의 자유도는 관절에서 돌림축을 기준으로 설명할 수 있습니다. 돌림축에 나와있는 그림을 다시 보면 돌림축 주변부 화살표(위쪽 화살표)들이 각 축에 대한 뼈의 병진 운동을 보여주고 있습니다.
안가쪽축에서는 안쪽과 가쪽으로, 앞뒤쪽축에서는 앞쪽과 뒤쪽으로 수직축에서는 위쪽과 아래쪽으로 움직입니다.
인체 내에 모든 윤활관절(가동관절, 움직이는 관절을 의미함)은 병진 운동을 하게 되는데 근육에 의해 능동적(예 : 팔을 들어 올릴 때 회전근개로 인한 아래쪽 미끄러짐)으로 유발되거나 관절 구조 내의 자연적인 느슨함(예 : 중력 방향으로 떨어지는 것)에 의해 수동적으로 유발됩니다.
예를 들어 어깨관절은 안가쪽축(굽힘과 폄), 앞뒤쪽축(벌림과 모음), 수직축(안쪽돌림과 바깥쪽돌림)으로 3가지의 병진 운동 자유도를 가지고 있습니다.
각 관절에서의 인체의 수동적인 병진 운동은 부가적 움직임(accessory movement 또는 관절 놀이 joint play)이라고 하며 검사와 치료의 목적으로 사용하고 있습니다.
검사
관절에서 과도한 부가적 움직임(hypermobility)이 나타나면 인대 손상이나 비정상적인 느슨함이 있다는 것을 의미합니다. 예로는 앞십자인대 불안정성을 검사하는 앞당김검사(Anterior drawer test)가 있습니다.
적은 부가적 움직임(hypomobility)이 나타나면 관절 주위 결합조직들의 비정상적인 뻣뻣함이 있다는 것을 알 수 있습니다. 예로는 엉덩관절과 엉치관절, 근육의 짧음(tightness)를 검사하는 4자다리 검사(Patric or Faber test)가 있습니다.
치료
과한 부가적 움직임(hypermobility)에서는 충분한 근력강화와 주변부를 단단하게 고정시켜주는 시술적인 부분이 요구되고, 적은 부가적 움직임(hypomobility)에서는 근육 이완, 근막치료, 관절치료(joint mobilization, chiropractic, scs 등 각 치료기술)등을 이용해 치료가 가능합니다.
주로 물리치료사들은 적은 부가적 움직임(hypomobility)의 치료기술을 많이 접하고 공부하게 되지만, 과도한 부가적 움직임(hypermobility)을 치료하기 위해 자세교정이나 치료적인 운동에 대해서도 공부를 해야 합니다. 그리고 환자들은 같은 부위의 통증 이어도 같은 원인일 경우가 거의 드물기 때문에 기본 서적에 나와있는 기능해부학과 운동학에 대해 공부하여 습득한 치료기술과 치료적 운동을 응용하여 환자에 맞게 적용해야 합니다.
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