뼈운동형상학, 운동·재활치료에서 반드시 알아야 할 기초 개념

운동면, 돌림축, 자유도, 운동사슬을 통해 관절의 움직임을 이해하는 뼈운동형상학을 쉽게 정리했습니다.

재활운동이나 트레이닝을 하다 보면 '시상면', '자유도', '운동사슬' 같은 용어를 자주 접하게 됩니다.

처음엔 어렵게 느껴지지만, 이 개념들은 관절의 움직임을 이해하고 운동을 효과적으로 설계하는 데 꼭 필요한 기초입니다.

이 글에서는 뼈운동형상학의 핵심 개념을 운동면, 돌림축, 자유도, 운동사슬의 관점에서 알기 쉽게 정리해보았습니다.

 

뼈운동형상학이란?

 뼈운동형상학은 신체의 해부학적 면(시상면, 이마면, 수평면)을 기준으로 뼈가 어떻게 움직이는지를 설명하는 개념입니다. 이는 인체의 각 관절이 어떤 방향으로, 어떤 축을 중심으로, 얼마나 자유롭게 움직일 수 있는지를 이해하는 데 도움을 줍니다.

 

운동면

사람이 해부학적 자세로 섰을 때, 신체를 나누는 기준이 되는 면은 다음과 같습니다:

• 시상면: 신체를 왼쪽과 오른쪽으로 나누며, 머리뼈의 시상봉합과 평행합니다.
• 이마면(관상면): 신체를 앞쪽과 뒤쪽으로 나누며, 관상봉합과 평행합니다.
• 수평면(가로면): 신체를 위쪽과 아래쪽으로 나누며, 지면과 평행하게 놓입니다.

 

각 운동면에서의 움직임

• 시상면: 굽힘(flexion), 폄(extension), 발등굽힘, 발바닥굽힘 등이 일어납니다.
• 이마면: 벌림(abduction), 모음(adduction), 가쪽굽힘, 자쪽·노쪽 치우침, 가쪽·안쪽 돌림 등.
• 수평면: 안쪽돌림(internal rotation), 가쪽돌림(external rotation), 축돌림(rotation)이 일어납니다.

 

돌림축

관절의 움직임은 항상 특정 축을 중심으로 일어납니다. 이 돌림축(rotation axis)은 해당 운동면과 90도를 이루며, 주로 관절의 볼록한 면을 중심으로 설정됩니다.

예를 들어, 어깨관절은 세 가지 운동면에서 모두 움직일 수 있으며, 따라서 세 개의 돌림축을 가집니다. 이 세 축은 서로 직각이며, 실제 움직임 중에는 고정되어 있는 것이 아니라 함께 이동합니다.

 

자유도

자유도는 관절이 움직일 수 있는 방향의 수를 말합니다. 일반적으로 관절은 최대 3개의 각운동 자유도를 가질 수 있습니다.

• 어깨관절: 자유도 3 (모든 면에서의 회전 가능)
• 손목관절: 자유도 2 (시상면, 이마면)
• 팔꿈치관절: 자유도 1 (시상면)

또한 관절은 각운동 외에도 약간의 병진운동(translational movement)을 할 수 있습니다. 이는 관절의 자연스러운 느슨함 또는 수동적 외력에 의해 발생하며, 흔히 ‘관절놀이(joint play)’라고 부릅니다.

예를 들어, 어깨관절의 상완골은 앞-뒤, 안-가쪽, 위-아래 방향으로 소량의 병진운동을 할 수 있습니다. 이 움직임은 관절의 유연성과 건강 상태를 평가하는 데 중요한 기준이 됩니다.

 

뼈운동형상학의 두 가지 관점

관절 움직임은 ‘뼈가 어떻게 움직였는가’를 이야기할 때 두 가지 관점 중 하나로 설명할 수 있습니다.

1. 몸쪽 분절이 고정되고 먼쪽 분절이 움직이는 경우
2. 먼쪽 분절이 고정되고 몸쪽 분절이 움직이는 경우

쉽게 말해, 고정된 쪽을 기준으로 나머지가 어떻게 움직였는지를 따지는 거예요.

예를 들어 무릎관절을 생각해보면,

• 의자에 앉아 다리를 흔들 때는 넙다리뼈(몸쪽)가 고정되고 정강뼈(먼쪽)가 움직입니다.
• 서서 앉았다 일어설 때는 정강뼈(먼쪽)가 지면에 고정되어 있고 넙다리뼈(몸쪽)가 움직이게 되죠.

팔꿈치도 마찬가지입니다. 우리가 물을 마시거나 공을 던질 때, 보통 몸쪽(위팔뼈)은 고정되고 먼쪽(아래팔, 손)이 움직입니다. 그래서 대부분의 팔 동작은 몸쪽이 고정된 상태에서 먼쪽이 회전하는 형태예요.

저도 처음 배울때에는 '도대체 왜 이렇게 나눠서 설명하지?' 싶었어요. 그냥 움직였으면 움직인 거 아닌가 싶었죠. 그런데 사람의 움직임을 영상으로 분석하거나, 동작을 운동사슬과 연결해 계획을 짤 때, 이 구분이 굉장히 유용하더라고요. 어느 분절을 기준으로 봐야 움직임의 원인과 결과를 더 정확하게 잡아낼 수 있거든요.

사실 우리 몸은 단순히 한 쪽만 움직이는 게 아니라, 동시에 양쪽이 모두 움직이되, 어느 쪽이 '기준점'이 되느냐에 따라 관찰과 해석이 달라집니다. 이 기준을 잘 이해하면 보행 분석, 훈련 설계, 수기 치료까지 더 정밀하게 접근할 수 있어요.

 

열린 운동사슬과 닫힌 운동사슬

운동사슬(Kinematic Chain)이라는 개념은 팔다리처럼 여러 관절과 분절이 연결된 움직임을 이해할 때 자주 사용됩니다. 여기서 열린(open)과 닫힌(closed)이라는 표현은 팔다리 끝부분이 고정되어 있는지 여부를 말합니다.

• 열린 운동사슬: 손이나 발이 자유롭게 움직일 수 있는 상태
• 닫힌 운동사슬: 손이나 발이 바닥이나 물체에 고정되어 있는 상태

예를 들어,

• 다리를 쭉 뻗은 상태에서 무릎을 굽혔다 펴는 운동은 열린 운동사슬입니다.
• 스쿼트처럼 발이 지면에 고정된 상태에서 무릎을 굽혔다 펴는 경우는 닫힌 운동사슬에 해당하죠.

운동치료 현장에서는 이 개념을 자주 씁니다. 예를 들어 무릎 수술 후 회복 단계에서, 처음에는 열린 사슬 동작(예: 무릎 신전 운동)을 시키고, 어느 정도 안정화되면 닫힌 사슬 동작(예: 벽 스쿼트)을 병행하는 식이에요.

저도 처음에는 '운동사슬'이라는 용어가 낯설고 어렵게 느껴졌습니다. 그런데 실제 사들과 운동을 해보면, 어느 순간부터 이 구분이 굉장히 실용적으로 느껴졌어요. 예를 들어 고관절 통증이 있는 분에게는 열린 사슬로 고립운동을 먼저 하고, 이후 체중 지지와 협응이 필요한 닫힌 사슬 동작을 도입하면 통증을 덜 유발하면서도 안정적인 재교육이 가능하거든요.

다만 이 개념은 상황에 따라 애매하게 느껴질 때도 있습니다. 예를 들어 한쪽 다리로 쪼그려 앉는 동작은 닫힌 운동사슬이라고 할 수 있지만, 반대쪽 다리가 공중에 떠 있다면 열린 사슬의 성격도 동시에 가지고 있습니다. 그래서 열린/닫힌 운동사슬이라는 용어를 쓸 때는 반드시 어느 분절이 고정되었는지, 그리고 움직임이 어디서 일어났는지를 명확히 구분해주는 게 중요합니다.

 

마무리하며

임상에서 근력 운동을 처방하거나 운동 중 움직임을 평가할 때, 이론적으로는 단순해 보이는 ‘운동면’과 ‘돌림축’ 개념이 실제 적용에서는 많은 차이를 만들어냅니다. 저도 처음 이 개념을 배울 때는 단어가 너무 어렵게 느껴졌지만, 사람의 움직임을 분석할 때마다 조금씩 이해가 쌓였습니다.

이제부터는 단순히 근육을 '썼다 안 썼다'가 아니라, 어느 방향으로 얼마만큼의 자유도가 있는지를 함께 고려해보세요. 오늘 소개한 내용을 바탕으로, 손목이나 어깨 같은 관절에서 실제로 어떤 축을 기준으로 움직임이 일어나는지 관찰해보면 학습 효과가 훨씬 커질 것입니다.