뼈운동형상학이란?

 

 뼈운동형상학은 인체에 대한 기본적인 면들(시상, 이마, 수평)에서 일어나는 모든 뼈의 운동을 설명합니다.

 

운동면

 사람이 해부학적 위치로 서있을때, 시상면은 머리뼈의 시상봉합과 같이 평행하게 지나가는 면으로서 신체를 오른쪽과 왼쪽으로 나눕니다. 이마면은 머리뼈의 관상봉합과 같이 평행하게 지나가는 면으로서 신체를 앞쪽과 뒤쪽 부분으로 나눕니다. 수평(가로) 면은 수평선으로 평행하게 지나가는 면으로서 신체를 위쪽과 아래쪽 부분으로 나눕니다.

 

각 운동면에서의 뼈운동형상학적 움직임

 

 시상면에서는 굽힘과 폄, 발등굽힘과 발바닥쪽 굽힘, 앞쪽 굽힘과 뒤쪽 굽힘이 일어납니다. 이마면에서는 벌림과 모음, 가쪽굽힘, 자쪽치우침과 노쪽치우침, 가쪽돌림과 안쪽돌림이 일어납니다. 수평면에서는 안쪽돌림과 가쪽돌림, 축돌림이 일어납니다.

 

돌림축

 뼈는 돌림축과 90도가 되는 운동면 내에서 관절을 돌림운동을 하게 만듭니다. 보통 축의 위치는 볼록한 관절면을 지나갑니다. 어깨관절은 모든 운동면에서 움직임이 일어나기 때문에 3개의 돌림축이 있습니다. 3개의 축은 서로 직각을 이루고 있습니다. 모든 움직임이 고정되어 있는 것처럼 보이지만 사실은 관절이 움직이는 동안 모든 축은 각각 이동하게 됩니다.

 

자유도

 자유도는 조인트안에서 자유롭게 움직일 수 있는 방향의 개수입니다. 관절이 3개의 운동면 모두에서 움직일 수 있을 때 각운동에 대한 자유도는 최대 3도까지입니다. 어깨관절은 자유도 3의 각운동을 갖고 있습니다. 손목관절은 자유도 2의 각운동을 갖고 있고(시상면과 이마면의 돌림운동), 팔꿈치관절은 자유도 1을 갖습니다(시상면의 돌림운동).

 자유도는 관절에서 허용된 각운동의 면들의 수를 나타냅니다. 디테일하게 보면 자유도는 각운동뿐만이 아니라 병진운동에도 적용됩니다. 인체에 있는 모든 윤활관절들은 근육에 의해 능동적으로 유발되거나 관절 구조 내의 자연적 느슨함에 의해 수동적으로 유발되는 약간의 병진운동을 갖고 있습니다. 대부분의 관절에서 일어나는 약간의 수동적 병진운동을 관절놀이라 하고 3개의 선형운동 방향으로 정의됩니다. 해부학적 자세에서 부가적 움직임의 공간적 방향은 3개의 돌림축을 이용하여 설명될 수 있습니다. 예시로, 이완되어 있는 어깨관절에 있어 위팔뼈는 앞-뒤, 안-가쪽, 위-아래 방향으로 수동의 병진운동을 할 수 있습니다. 많은 관절에 있어 병진운동의 양은 임상적으로 관절의 건강함을 검사하기 위해 사용됩니다. 관절에 대해 뼈가 과도하게 병진운동한다면 인대 손상이나 비정상적 느슨함이 있다는 것을 의미할 것입니다. 반대로, 병진운동(부가적인 움직임)에서의 확실한 감소는 관절주위 결합조직에서의 병적인 뻣뻣함이 있다는 것을 의미할 것입니다. 관절에서의 비정상적 병진운동은 능동운동의 질적인 인 특성에 영향을 미침으로써 미세외상의 가능성과 관절 속 스트레스의 증가를 유발할 것입니다.

 

뼈운동형상학: 관점의 문제

 관절은 보통 뼈들이나 분절이 구조적으로 결합하면서 구성됩니다. 따라서 관절에서의 움직임은 2개의 관점에서 바라볼 수 있습니다.

(1) 몸쪽분절은 상대적으로 고정되어 있는 먼 쪽분절에 대해 돌림운동할 수 있음

(2) 먼쪽분절은 상대적으로 고정되어 있는 몸 쪽분절에 대해 돌림운동할 수 있음

무릎관절의 굽힘운동을 예시로 들어보면, 무릎관절 굽힘은 넙다리뼈와 종아리 사이의 상대적 운동으로 설명할 수 있습니다. 실제로는 두 분절이 동시에 돌림운동을 하지만 일차적으로 돌림운동을 하는 뼈를 설명하기 위한 것이라는 점을 참고해 주시길 바랍니다. 만약 의자에 앉아 다리를 흔들고 있다면 넙다리뼈(몸 쪽)는 고정되고 정강뼈(먼쪽)가 움직이는 무릎관절의 굽힘이 나타나게 됩니다. 이와 반대로 서있는 자세에서 앉았다 일어서기를 한다면 정강뼈(먼쪽)가 고정되어 있는 상태에서 넙다리뼈(몸 쪽)가 움직이는 무릎관절의 굽힘이 나타나게 됩니다.

 팔꿈치에서 이루어지는 거의 모든 움직임은 몸쪽 분절은 고정되어 있고 먼쪽 분절이 움직입니다. 손에 쥔 물건을 몸 쪽으로 가져오거나 멀리 뻗는 동작을 고려해 보면 이해할 수 있습니다. 팔에 있는 관절의 몸 쪽분절은 근육, 중력, 몸 쪽분절의 관성에 의해 고정되어 있고 먼 쪽분절은 상대적으로 자유롭기 때문에 먼쪽 분절이 돌림운동하게 됩니다.

 음식 먹기와 공 던지기는 팔에 의해 사용되는 몸쪽분절에 대한 먼 쪽분절의 운동형상학적인 흔한 예시입니다. 팔은 팔 굽혀 펴기를 수행하는 동안 팔꿈치관절을 굽힘 시키고 폄시키는 것과 같이 먼 쪽분절에 대한 몸 쪽분절의 운동형상학도 수행할 수 있습니다.

 다리는 보통 먼쪽분절에 대한 몸 쪽분절의 운동형상학과 몸 쪽분절에 대한 먼 쪽분절의 운동형상학을 수행합니다. 이러한 운동형상학은 보행의 중요한 2단계에서 부분적으로 나타나는데, 체중부하를 지지하기 위해 다리가 지면을 디디고 있는 기간인 디딤 기와 다리가 앞으로 전진하고 있는 기간인 흔듦기에서 나타납니다. 보행 이외의 많은 다른 활동에서도 이러한 운동형상학적 전략을 사용합니다. 공을 차기 위한 준비로서 무릎관절을 구부리는 것은 몸 쪽분절에 대한 먼 쪽분절의 운동형상학의 한 유형이고 쪼그려 앉은 자세로 내려가는 것은 먼 쪽분절에 대한 몸 쪽분절의 운동형상학에 대한 예시입니다. 

 열린 운동사슬과 닫힌 운동 사슬은 분절로 움직이는 운동을 설명하기 위해 자주 사용됩니다. 운동사슬이란 여러 분절들이 관절로 인해 연결되어 있는 것을 설명하는 말입니다. 팔다리의 끝부분이 지면이나 물건에 고정되어 있는지 아닌지를 설명하기 위해서 열린과 닫힌 이라는 말을 운동사슬이라는 단어 앞에 붙여 사용합니다. 열린 운동사슬은 팔다리의 끝부분이 고정되어 있지 않은 경우를 말하고(먼 쪽의 움직임이 자유로움) 닫힌 운동사슬은 팔다리의 끝부분이 고정되어 있는 경우를 말합니다(몸 쪽의 움직임이 자유로움). 특히 다리 관절과 연결되어 있는 근육들의 저항운동을 설명하기 위해 자주 사용됩니다.

 자주 사용하기는 하지만, 다른 관점으로 보았을때 열린&닫힌 운동사슬은 사슬고리들의 운동형상학적 상호의존이라고 하기도 합니다. 모든 끝부분이 고정되어 있으면 사슬은 닫혀있는 것인데 어떤 움직임은 사슬 내에 있는 하나 이상의 고리들의 운동형상학적 조정을 필요로 합니다. 고정되어 있다가 어떤 끝부분이 풀리게 되어 사슬이 열리게 된다면 운동학적 상호의존에서 벗어나게 됩니다. 따라서 이런 용어는 분야에 따라 모든 경우에 정확하게 적용되는 것은 아닙니다. 한쪽 다리만을 이용해 쪼그려 앉았을 때 닫힌 운동사슬이라고 말하지만, 다른 관점에서 본다면 이 동작은 반대쪽 다리가 지면에 고정되어 있지 않기 때문에 열린 운동사슬이라고 볼 수도 있습니다. 이 용어를 사용할 때 고정된 분절과 자유로운 분절을 정확하게 정해놓고 사용하는 것이 좋습니다.